BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIỐNG ppt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ DỰ ÁN HỢP TÁC VIỆT NAM – HÀ LAN BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIỐNG Người biên soạn: TS. Lê Tiến Dũng Huế, 08/2009 1 Bài 1 Mở đầu I. Vai trò của giống trong sản xuất nông nghiệp 1/ Giống là tư liệu sản xuất đặc biệt, không thay thế Vai trò đặc biệt của giống thể hiện ở chỗ nó là sinh vật sống, khác với mọi tư liệu sản xuất khác và không thay thế bởi vì từ nó mà sản xuất ra loại nông sản mà người trồng cần. 2/ Sử dụng giống thích hợp là biện pháp nhanh nhất, kinh tế nhất để nâng cao năng suất cây trồng Các giống mới đã góp phần quan trọng trong sản xuất nông nghiệp. Người ta đã xác nhận rằng, góp phần làm tăng năng suất hạt ngũ cốc trên thế giới ở thế kỷ XX thì hơn 40% là do vai trò của chọn giống, còn theo nhiều kết quả nghiên cứu thì các giống lúa mới có năng suất tăng 50-60%, thậm chí cao hơn nhiều so với các giống cổ truyền. Năng suất ngô cao nhất giữa thế kỷ XIX là 5 tấn/ha còn ở Mỹ năng suất bình quân hiện nay đã đạt 10-15 tấn/ha, năng suất kỷ lục là 25,4 tấn/ha. Các giống lúa mì mới đã đạt năng suất 6-8 tấn/ha, kỷ lục trên 10 tấn/ha. 3/ Giống quyết định chất lượng nông sản Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nông sản do bản chất di truyền của giống quyết định. Trừ một số đặc tính có thể thay đổi theo điều kiện vùng sinh thái, hầu hết ít thay đổi dưới ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh. Vì vậy, việc chọn giống này hay giống khác để gieo trồng sẽ quyết định chất lượng nông sản sẽ được sản xuất ra. 4/ Hạn chế thiệt hại do thiên tai, sâu bệnh Mỗi giống có đặc tính chống chịu khác nhau với các điều kiện bất thuận và sâu bệnh. 5/ Phù hợp với điều kiện gieo trồng và phương thức canh tác nhất định Sử dụng các giống mới trong sản xuất với các khả năng thích ứng khác nhau không chỉ làm tăng năng suất, chất lượng nông sản ở những vùng có điều kiện thâm canh, mà còn khai thác tốt các vùng đất, các điều kiện sinh thái, khí hậu khác nhau làm tăng sản lượng và hiệu quả của sản xuất nông nghiệp. 6/ Biện pháp quan trọng trong việc bố trí cơ cấu cây trồng Có thể tạo ra các giống có thời gian sinh trưởng khác nhau để bố trí trong cơ cấu luân canh, xen canh, gối vụ với các cây trồng khác. 7/ Do dân số tăng nhanh cần đảm bảo an ninh lương thực: 2 - Chúng ta đang sống trong một thời kỳ bùng nổ dân số. Dân số tăng nhanh đến mức "chóng mặt". Tỷ lệ tăng dân số bình quân của thế giới 1,8 %. Cứ mỗi giây trôi qua trái đất phải lo thêm hơn 2 miệng ăn và như thế mỗi ngày 200.000 người, mỗi năm lo thêm 72 triệu người. - Theo tính toán của FAO lượng ngũ cốc thiếu hụt vào khoảng cuối thế kỷ giao động từ 70 - 130 triệu tấn vừa đúng bằng tổng sản lượng lương thực hàng năm của khối EC. Như vậy, vấn đề xóa đói không thể chỉ giải quyết bằng từng con đường đơn lẻ của từng ngành riêng biệt mà là một vấn đề của các vấn đề liên quan trong một hệ thống thống nhất. Trong đó, công tác sản xuất giống cây trồng giữ vị trí then chốt, có vai trò cực kỳ quan trọng và đã được minh chứng bằng cuộc "cách mạng xanh" khởi đầu từ những năm của thập kỷ 60 của thế kỷ 20. Những năm gần đây, bằng những sự chuyển biến mạnh mẽ của các công nghệ về tạo giống và sản xuất giống; con người đã dần dần đưa các công nghệ cao vào cải tạo và làm biến đổi các giống cây trồng, vật nuôi theo những hướng có lợi nhằm phục vụ cuộc sống của con người; bằng cách tạo ra những giống có giá trị cao hơn, có tính chống chịu hơn đối với sâu bệnh và các điều kiện bất thường của môi trường, các giống cần ít phân, ít nước ít phải phun thuốc phòng trừ sâu bệnh mà vẫn cho năng suất cao (các giống Low - input - cây đầu vào ít). Ngoài ra còn tìm các biện pháp thích hợp để có thể gia tăng sự phong phú của cây trồng, mở rộng sự thích nghi của các giống đã trồng trọt. II. NHỮNG VẤN ĐỀ ĐẶT RA CẦN PHẢI TIẾN HÀNH SẢN XUẤT GIỐNG: 1. Hiện tượng thoái hóa: Hiện tượng năng suất, phẩm chất, sức sống của giống giảm dần trong quá trình sản xuất gọi là hiện tượng thoái hóa giống. Trong sản xuất cũng như trong các điều kiện tự nhiên, giống thường gặp hiện tượng thoái hóa, sức sống và năng suất giảm, kéo theo các tính trạng khác cũng giảm theo Đối tượng các loại cây trồng bị thoái hóa: Các cây tự thụ phấn, nếu tự thụ phấn liên tục không được tiến hành lai giống, tuyển lựa sẽ có hiện tượng thoái hóa giống. Các cây giao phấn, nếu tự thụ phấn liên tục sẽ nhanh chóng làm cho giống bị thoái hóa. Các cây sinh sản vô tính, nếu tiếp tục trồng bằng phương pháp vô tính liên tục cũng bị thoái hóa. 3 Trong các biện pháp kỹ thuật, nếu không được đầu tư và chú trọng, thiếu cân đối, hoặc kỹ thuật không thích hợp cũng làm cho giống bị thoái hóa. Bởi vì, chúng ta biết rằng sự biểu hiện của Fenotip là do kiểu gen và yếu tố môi trường quyết định. P = G + E P: fenotip; G: là kiểu genotip (quyết định); E: Evironmetmon (các yếu tố của môi trường) có tác động mạnh mẽ để các gen biểu hiện. 2. Nguyên nhân gây nên hiện tượng thoái hóa giống: 2.1. Do bản thân giống: Bản thân giống không tốt, bị lẫn tạp nhiều trong quá trình sản xuất giống dẫn đến khi đưa ra sản xuất giống bị phân li, làm cho năng suất và chất lượng sản phẩm giảm. 2.2. Do điều kiện ngoại cảnh không tốt, ngoại cảnh có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng hạt giống. Khi điều kiện giống thay đổi khác xa so với nơi nguyên sản, làm cho giống không thích hợp với điều kiện sống mới, do đó các đặc trưng, đặc tính tốt của giống không được biểu hiện, làm ảnh hưởng đến chất lượng giống. Trong điều kiện sống không thay đổi, giống sống trong cùng một điều kiện quá lâu, nên ít phát sinh các biến dị, do đó tính thích ứng ngày càng bị thu hẹp lại, giống cũng bị thoái hóa. 2.3. Do điều kiện thụ phấn không tốt: Đối với cây tự thụ phấn, do quá trình tự thụ phấn liên tục từ đời này qua đời khác, quần thể luôn luôn đồng nhất về kiểu gen và kiểu hình, không có tuyển lựa và lai giống, quần thể không có biến dị, phạm vi thích ứng ngày càng thu hẹp lại làm cho sức sống giảm dần. Đối với cây giao phấn, nếu bị cách ly nghiêm ngặt sẽ dẫn đến hiện tượng cận giao, sẽ có nhiều cây đồng hợp tử ẩn có hại xuất hiện gây ra hiện tượng dị hình, làm cho năng suất, phẩm chất của quần thể bị giảm sút. 2.4. Do đột biến: Những thay đổi đột ngột của các yếu tố môi trường, sự tác động của các chất độc hóa học, các chất gây đột biến, các tia phóng xạ đều có thể làm cho một số 4 các cá thể phát sinh đột biến nhiễm sắc thể, hoặc đột biến gen: gây nên những hiện tượng bất dục, dị hình làm cho giống giảm sức sống. 2.5. Do chế độ sản xuất giống không tốt: Do lẫn cơ giới Do lẫn sinh học Do kỹ thuật trồng trọt không tốt 2.6. Do bị sâu bệnh phá hoại: Sâu bệnh là đối tượng phá hoại nghiêm trọng nhất, nó làm cho chất lượng của giống bị giảm sút nghiêm trọng không những ngoài đồng mà ngay cả khi cất giữ không đúng các quy trình, quy phạm cũng làm cho giống phẩm chất kém và giống bị thoái hóa. 3. Các biện pháp nâng cao sức sống của giống: 3.1. Thay đổi các điều kiện sống của giống: Người ta thường dùng các biện pháp sau đây: Sản xuất hạt giống ở nhiều nơi khác nhau. Thay đổi thời kỳ gieo giống Cải thiện điều kiện trồng trọt để nâng cao sức sống của giống. Áp dụng các biện pháp kỹ thuật thích hợp làm cho giống biểu hiện hết các đặc trưng, đặc tính của nó mà trong điều kiện sống trước đây không có. 3.2. Không ngừng tuyển lựa và bồi dưỡng: Tuyển lựa thường xuyên là một biện pháp có hiệu quả ngăn ngừa giống thoái hóa. Trong quá trình tuyển lựa, nếu càng loại bỏ nghiêm khắc những biến dị xấu, chú ý giữ được những biến dị tốt thì hiệu quả nâng cao sức sống của giống càng nhanh chóng, rõ ràng. 3.3. Nhân giống vô tính: - Phương pháp chắn rễ - Phương pháp áp cành xuống đất - Phương pháp tách chồi cây con - Phương pháp dâm cành - Phương pháp chiết cành Các phương pháp này giữ được tính di truyền của vật liệu khởi thủy (cây mẹ), từ đời này qua đời khác và được áp dụng phổ biến vì dễ làm. 5 3.4. Nhân giống Invitro: Nhân giống Invitro tạo ra được những cây khỏe, trẻ hóa cây, sạch bệnh, là vật liệu để chọn tạo giống, tạo ra các giống mới, duy trì được các đặc tinh di truyền cua các đời trước cho thế hệ sau. Có hệ số nhân giống cao, đáp ứng được các yêu cầu của sản xuất. 3.5. Sản xuất hạt lai: Sản xuất hạt lai đối với tất cả các loại cây trồng là mục tiêu cuối cùng cần phải đạt được của các cơ quan sản xuất giống cây trồng. Tùy từng đối tượng cây trồng mà có các cách sản xuất hạt lai khác nhau. 3.6. Lai cùng giống: tự do thụ phấn trong cùng giống để tăng sức sống cho giống. III. ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC THU HOẠCH VÀ XỬ LÝ GIỐNG ĐẾN CHÂT LƯỢNG GIỐNG: Đối với cây trồng, việc xác định thời điểm thu hoạch đặc biệt đối với các cây lấy hạt là một vấn đề hết sức quan trọng chúng ta cần nghiên cứu và giải quyết. Độ chín được xác định: chín sinh lý và chín hoàn toàn. Chín sinh lý là độ chín được xác định mà ở đó các hợp chất được tích lũy nhiều nhất và đã đến mức độ thuần thục hoàn toàn. Thu hoạch vào giai đoạn đó sẽ đảm bảo chất lượng cao nhất và hạt giống cũng được đảm bảo hoàn hảo nhất. Nếu chúng ta xác định giai đoạn này không tốt sẽ dẫn đến chất lượng hạt giống, làm cho hạt giống có sức nẩy mầm kém, ảnh hưởng xấu đến năng suất cây trồng do không đảm bảo mật độ khi cây mọc Thu hoạch đúng lúc, sẽ làm tăng chất lượng của giống. 1. Thời hạn thu hoạch: Thời hạn thu hoạch là thời điểm mà hạt giống đã có độ chín sinh lý thuần thục. Đây là khâu quan trọng quyết định đến phẩm chất của hạt giống sau này. Để thu hoạch đúng độ chín, chúng ta cần xác định đúng độ chín của nó mà quyết định thời điểm thu hoạch thích hợp. Đối với cây lấy hạt (như lúa chẳng hạn), việc thu hoạch thích hợp nhất lúc ẩm độ hạt đạt 25 ÷ 30% ở ngoài đồng. Đó là giai đoạn hạt có sức sống và khả năng nẩy mầm cao nhất. Hạt được chỉ tiêu đó vào khoảng 25 ÷ 30 ngày sau khi có 50% 6 số cây trổ bông. Thu hoạch vào lúc này đòi hỏi phải kết hợp với các biện pháp phơi sấy đúng kỹ thuật. 2. Ảnh hưởng của các điều kiện xử lý hạt giống. Chúng ta biết rằng, nhiệt độ và ẩm độ hạt là yếu tố quyết định chính đến tuổi thọ trong việc cất giữ giống. Nguyên lý của sự hạt khô: Nguyên lý của sự hạt khô phụ thuộc vào: - Ẩm độ hạt. - Ẩm độ không khí. - Mối quan hệ giữa hai ẩm độ này. * Ẩm độ hạt là lượng nước ở trong hạt và được biểu thị bằng %. Do đặc điểm hấp thu của hạt (hấp thu khí, nước) cho nên hạt sẽ luôn luôn cân bằng độ ẩm với độ ẩm tương đối của không khí xung quanh nó. Độ ẩm này gọi là độ ẩm cân bằng của hạt. Giữa các hạt trong cùng một giống, giữa các giống trong cùng một loài độ ẩm cân bằng không chênh lệch nhau quá 1% ẩm độ. * Ẩm độ không khí: là lượng nước có ở trong không khí và được biểu thị bằng %. Hàm lượng độ ẩm cân bằng: Nếu ẩm độ không khí được giữ không đổi (không kể ảnh hưởng ẩm độ hạt) hạt giống sẽ hút ẩm hoặc mất nước đến khi ẩm độ hạt và ẩm độ không khí cân bằng. Hàm lượng ẩm độ này gọi là hàm lượng ẩm độ cân bằng. Sự cân bằng độ ẩm hạt ở nhiệt độ 25 o C % độ ẩm tương đối Loài Tên Việt Nam 30 45 60 75 90 Barley (Hordeum) Đại mạch 8,4 10,0 11,2 14,4 19,5 Beet (Beta) Củ cải 5,8 7,6 9,4 11,2 Buckwheat (Fagopyrum) Kiều mạch 9,1 10,8 12,7 15,0 19,1 Cabbage (Brassica) Bắp cải 5,4 6,4 7,6 9,6 Carrot (Daucus) Cà rốt 6,8 7,9 9,2 11,6 Cucumber (Cuccumis) Dưa chuột 5,6 7,1 8,4 10,1 Egg Plant (Solamum) Cây cà 6,3 8,0 9,8 11,9 Flax (Linum) Cây lanh 5,6 6,3 7,9 10,0 15,2 Groundnut (Arachis) Lạc 4,2 5,6 9,8 13,0 Lettuce (Lactuca) Rau diếp 5,1 5,9 7,1 9,6 Lima Bean (Phaseolus) Đậu Lima 7,7 9,2 11,0 13,8 Maize (Zea) Ngô 8,4 10,2 12,7 14,4 18,8 Mustard (Brasssice) Cải mù tạt 4,6 6,3 7,8 9,4 7 Oat (Avena) Yến mạch 8,0 9,6 11,8 13,8 18,5 Okra (Abelmoschus) Mướp tây 8,3 10,0 11,2 13,1 Onion (Allium) Hành 8,0 9,5 11,2 13,4 Rice (Oryza) Lúa 7,9 9,8 11,8 14,0 17,6 Rye (Secale) Lúa mạch 9,7 10,5 12,2 14,8 20,6 Sorghum (Sorghum) Cao lương 8,6 10,5 12,0 15,2 18,8 Soyabean (Glycine) Đậu tương 6,5 7,4 9,3 13,1 18,8 Tomato (Lycopersicon) Cà chua 6,3 7,8 9,2 11,1 Turnip (Brassica) Su hào 5,1 6,3 7,4 9,0 Wheat (Triticum) Lúa mì 8,5 14,0 12,1 14,6 19,8 Winter Squash (Cucurbita) Bầu bí 5,6 7,4 9,0 10,8 Ghi chú: Theo Robert, E.H. (1972) Seed Viability. Chapmen and Hall, London Sự thay đổi trong ẩm độ không khí. Ẩm độ không khí không cố định. Nó thay đổi suốt ngày và đêm, và có nhiều thay đổi trong suốt năm, từ mùa này sang mùa khác. Đương nhiên, điều này sẽ ảnh hưởng đến hàm lượng ẩm độ cân bằng của hạt để ngoài không khí, trong bọc giấy, hay túi vải, để cất giữ trong phòng (kho). Nếu sự khác biệt mùa quá lớn, sẽ ảnh hưởng đến cách sử dụng hạt giống ở những thời điểm khác nhau của năm. Nhiệt độ. Sự liên quan giữa ẩm độ hạt và ẩm độ không khí ít nhiều tùy thuộc vào nhiệt độ. Dạng biểu đồ giống nhau nhưng vị trí hơi thay đổi vì ở điều kiện nhiệt độ cao hơn thì ẩm độ không khí và ẩm độ cân bằng sẽ thấp hơn Thành phần hạt. Yếu tố khác quan trọng hơn ảnh hưởng đến mối quan hệ là loại hạt. Lý do chủ yếu của sự khác biệt giữa các loại giống là do sự thay đổi hàm lượng dầu chứa trong hạt. Hàm lượng dầu lớn nhất trong hạt luôn thấp hơn hàm lượng ẩm độ cân bằng của nó. Làm khô hạt. Nguyên tắc: - Không bao giờ đặt hạt dưới ánh nắng trực tiếp khi nhiệt độ quá cao. - Đặt hạt cách mặt đất để tránh sức nóng, và cho không khí lưu thông, tránh gia súc, gia cầm - Không sử dụng khay kim loại vì nó dẫn nhiệt. 8 - Không nên để hạt giống ngoài trời suốt đêm. Sau khi phơi hoặc sấy hạt giống cần làm theo đúng các nguyên tắc sau đây: Hạt được bắt đầu sấy ở nhiệt độ khoảng 35 ÷ 37 o C, sau đó nâng dần nhiệt độ lên đến 42 ÷ 45 o C theo mức độ giảm dần độ ẩm trong hạt. Mối tương quan này giữa ẩm độ hạt và nhiệt độ sấy theo tỷ lệ nghịch. Một điều chú ý là sấy khô từ từ, không nên sấy khô quá nhanh ở nhiệt độ cao hạt sẽ bị nứt bên trong, làm cho sức sống của hạt giống sẽ bị giảm, ảnh hưởng đến tỷ lệ nẩy mầm sau này. Hạt càng chứa nhiều dầu thì phải càng phơi sấy ở nhiệt độ thấp, tránh phơi các loại hạt có dầu như đay, đậu phộng - peanut (Arachip hypogaea. L - lạc), đậu nành - soya (Glycine - đậu tương) vào lúc nắng gắt giữa ban trưa, hoặc phơi trên sân gạch, ciment mà nên phơi trong ánh sáng tán xạ, và phơi trên nong, nia, hoặc các dụng cụ khác. Điều kiện phơi sấy phải được thông gió tốt, tránh tình trạng giống sau khi thu hoạch về không tiến hành phơi sấy ngay mà còn ủ đống sau đó mới đem phơi. Phơi sấy giống phải được ưu tiên hàng đầu. Sau khi phơi sấy, hạt phải được làm sạch khỏi các tạp chất, hạt cỏ dại, hạt bị tổn thương, hạt bị sâu bệnh, và phải tiến hành phân loại hạt theo kích thước để tiến hành đóng gói bảo quản. Trong quá trình ra hạt, sàng sẩy, phơi phóng cần lưu ý tránh các va chạm mạnh sẽ gây ra những ảnh hưởng xấu đối với sức sống của hạt giống sau này. Sau khi xử lý và kiểm tra xong, hạt giống phải được đóng bao ngay. Việc quyết định sử dụng loại bao bì với kích thước cỡ nào tùy thuộc vào các yếu tố sau: - Loại hạt giống. - Kích thước hạt. - Thời gian cần bảo quản. - Điều kiện vận chuyển và bảo quản. - Lượng hạt giống thích hợp để gieo trồng trên một đơn vị diện tích. - Giá trị của hạt giống. - Chi phí bao bì. - Mỹ quan của bao giống. Vật liệu phổ biến được dùng đựng hạt giống là bao vải, bao đay, bao giấy, các loại bao không thấm nước như bao Polyethylen, bao giấy nhôm 9 Đối với các loại hạt giống rau, người ta dùng các hộp sắt tráng kẽm để bảo quản. Ngoài ra, chất lượng hạt giống còn phụ thuộc vào việc sử dụng phân bón. Nếu bón phân đạm đơn độc thường làm cho thời gian sinh trưởng kéo dài, quá trình chín không đồng đều, dễ bị nhiễm sâu bệnh Các thí nghiệm của Viện Hàn lâm Nông nghiệp Timiriazep cho rằng, nếu chỉ dùng phân đạm bón cho lúa mạch đen thì trung bình trong 3 năm tỷ lệ nẩy mầm của hạt giảm từ 88% xuống còn 70%, còn nếu bón kết hợp với phân lân và kali thì tỷ lệ nẩy mầm của hạt tăng lên đến 95%. Ngoài ra, bón phân đạm đơn độc thường làm cho thời gian chín của hạt kéo dài, không đồng đều và dễ nhiễm sâu bệnh. Trái với phân đạm, phân lân có tác dụng nâng cao chất lượng của hạt giống. Điều này được giải thích là do lân giữ một vai trò rất quan trọng trong quá trình trao đổi chất, các hợp chất của lân trong cây rất di động và chứa nhiều năng lượng cần thiết cho quá trình hô hấp, tổng hợp Protein cũng như các phản ứng quan trọng khác trong quá trình nẩy mầm và sinh trưởng của cây con. Mặt khác, lân còn có tác dụng hạn chế tác hại của hiện tượng thừa đạm dẫn đến hiện tượng tích lũy trong cây nhiều NH4+, NO3- làm cho quá trình tổng hợp Protein bị kìm hãm. Nhiều tác giả nhận thấy, bón nhiều đạm làm quá trình hút thu K, Ca, Mg của cây bị kìm hãm; trong khi đó lân có tác dụng làm tăng sự hút thu các nguyên tố dinh dưỡng trên, nên làm tăng chất lượng hạt giống. Kali có tác dụng làm tăng sự tích lũy tinh bột trong hạt, hạn chế được sự tích lũy đạm thừa nên cũng có ảnh hưởng tốt đến chất lượng của hạt giống. Trong một số trường hợp, phẩm chất hạt giống bị giảm sút là do thiếu một số nguyên tố vi lượng. Các nguyên tố vi lượng trong hạt không những cần thiết cho sự nẩy mầm và phát triển bình thường của cây con mà còn làm tăng khả năng chống chịu điều kiện bất lợi của môi trường. Như vậy, việc bón phân kết hợp và cân đối giữa các chất N: P: K và các nguyên tố vi lượng đối với sản phẩm là giống cần phải được chú trọng tuân theo các quy trình và các quy định đặt ra để nâng cao sức sống của hạt giống; đặc biệt đối với các loại giống cất giữ lâu. Ngoài những yếu tố như đã nêu ở trên, phẩm chất hạt giống còn chịu ảnh hưởng của mật độ cây trồng, thời vụ, lượng nước tưới . lâu dài đối với giống. 15 Bài 2 SẢN XUẤT GIỐNG I. KHÁI NIỆM, MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA. 1. Khái niệm về cấp và loại hạt giống. Trong công tác sản xuất giống, sự phân cấp hạt giống được dựa. hóa giống: 2.1. Do bản thân giống: Bản thân giống không tốt, bị lẫn tạp nhiều trong quá trình sản xuất giống dẫn đến khi đưa ra sản xuất giống bị phân li, làm cho năng suất và chất lượng sản. BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIỐNG Người biên soạn: TS. Lê Tiến Dũng Huế, 08/2009 1 Bài 1 Mở đầu I. Vai trò của giống trong sản