Luận văn thạc sĩ Nông nghiệp Nghiên cứu một số đặc tính nông sinh học của một số giống lúa lai tại tỉnh Đăk Nông

Về tiềm năng phát triển, cây lúa là một cây trồng quan trọng - ñáp ứng nhu cầu lương thực của ñịa phương và tiến tới sản xuất lúa gạo hàng hoá ở các vùng sản xuất lúa tập trung của các h

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN VĂN THỦY

Buôn Ma Thuột, năm 2009

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, ñược các ñồng tác giả cho phép

sử dụng và chưa từng ñược công bố trong bất kỳ một công trình nào khác

Họ tên tác giả

Trần Vũ Quang Hưng

LỜI CẢM ƠN

Luận văn Thạc sĩ Nông nghiệp “ Nghiên cứu một số ñặc tính nông sinh học

của một số giống lúa lai tại tỉnh Đăk Nông” ñược hoàn thành nhờ có sự quan tâm

giúp ñỡ của quý thầy cô giáo, ñồng nghiệp, bạn bè và gia ñình Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và kính trọng ñến:

Tiến sĩ Trần Văn Thủy, trưởng Khoa Nông Lâm nghiệp – Trường Đại học Tây Nguyên, người ñã trực tiếp tận tình giảng dạy, hướng dẫn khoa học cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện ñề tài

Tiến sĩ Phan Văn Tân, Phó giáo sư tiến sĩ Nguyễn Anh Dũng và quý thầy

cô giáo, cán bộ Khoa Nông Lâm nghiệp; Phòng Đào tạo sau ñại học - Đại học Tây Nguyên

Quý cấp lãnh ñạo, các ñồng nghiệp ở cơ quan Sở Nông nghiệp & Phát triển nông thôn tỉnh Đăk Nông, bạn bè, gia ñình và người thân ñã luôn luôn ñộng viên khích lệ, tạo ñiều kiện cho tôi trong suốt quá trình công tác, học tập, nghiên cứu

ñể tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Tôi xin trân trọng cảm ơn !

Buôn Ma Thuột, ngày tháng 8 năm 2009

Tác giả luận văn

Trần Vũ Quang Hưng

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ii

LỜI CẢM ƠN iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC HÌNH x

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn ñề 1

2 Mục tiêu của ñề tài 2

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Những nghiên cứu về nguồn gốc và phân loại cây lúa 3

1.1.1 Nguồn gốc cây lúa 3

1.1.1.1 Nơi xuất phát lúa trồng 3

1.1.1.2 Tổ tiên lúa trồng 4

1.1.2 Phân loại cây lúa 4

1.1.2.1 Theo ñặc tính thực vật học 4

1.1.2.2 Theo sinh thái học ñịa lý 4

1.1.2.3 Theo ñiều kiện môi trường canh tác 5

1.2 Tình hình nghiên cứu, sản xuất lúa gạo trên thế giới và trong nước 5

1.2.1 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới 5

1.2.2 Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam 6

1.2.3 Tình hình sản xuất lúa gạo ở tỉnh Đăk Nông 8

1.2.4 Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai trên thế giới 9

1.2.5 Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai ở Việt Nam 10

1.3 Một số biểu hiện ưu thế lai về các ñặc tính nông học ở lúa lai F1 so với

lúa thuần 13

1.3.1 Ưu thế về khả năng hấp thụ nước khi ngâm ủ hạt giống 13

1.3.2 Ưu thế lai về bộ rễ 13

1.3.3 Ưu thế lai về khả năng ñẻ nhánh của lúa lai 14

1.3.4 Ưu thế lai về một số ñặc tính sinh lý 15

1.3.5 Ưu thế lai về khả năng chống chịu 15

1.3.6 Ưu thế lai về năng suất hạt 16

1.4 Hiện tượng bất dục ñực và các phương pháp khai thác ưu thế lai ở cây lúa 16

1.4.1 Hiện tượng bất dục ñực ở cây lúa 16

1.4.2 Phương pháp tạo giống lúa lai “ ba dòng” 17

1.4.2.1 Khái niệm và ñặc ñiểm 17

1.4.2.2 Ưu ñiểm và hạn chế của phương pháp “ ba dòng” 17

1.4.3 Phương pháp lai “ hai dòng ’’ 18

1.4.3.1 Bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng với môi trường (Environmental Sensitive Genic Male Sterile- EGMS) 18

1.4.3.2 Ưu ñiểm và hạn chế lai của phương pháp lai hai dòng 19

1.5 Những nghiên cứu về một số ñặc ñiểm nông sinh học của cây lúa 19

1.5.1 Thời gian sinh trưởng 19

1.5.2 Bộ lá lúa và khả năng quang hợp 20

1.5.3 Thân lúa và khả năng ñẻ nhánh 21

1.5.4 Những nghiên cứu về dinh dưỡng và kỹ thuật bón phân cho lúa 22

1.5.5 Cấu trúc dạng cây và mô hình cây lúa năng suất cao 24

1.5.6 Nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố thời tiết ñến sinh trưởng cây lúa 24

1.5.6.1 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ 24

1.5.6.2 Ảnh hưởng của ánh sáng 25

1.5.6.3 Ảnh hưởng của nước tới cây lúa 25

1.5.7 Mối quan hệ giữa năng suất và các yếu tố liên quan 26

1.5.7.1 Chất khô tích luỹ và năng suất lúa 26

1.5.7.2 Mối quan hệ giữa các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa 27

1.6 Các nghiên cứu về chất lượng gạo và yếu tố ảnh hưởng 28

1.6.1 Chất lượng xay xát 28

1.6.2 Chất lượng thương mại 29

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

2.1 Đối tượng, thời gian và ñịa ñiểm thí nghiệm 31

2.1.1 Đối tượng thí nghiệm 31

2.1.2 Thời gian và ñịa ñiểm thí nghiệm 31

2.2 Nội dung nghiên cứu 32

2.3 Phương pháp nghiên cứu 32

2.3.1 Bố trí thí nghiệm 32

2.3.2 Điều kiện thí nghiệm 33

2.3.3 Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp thực hiện 33

2.3.4 Xử lý số liệu: 37

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38

3.1 Điều kiện khí hậu và thời tiết tại khu vực nghiên cứu 38

3.2 Kết quả nghiên cứu một số ñặc tính nông sinh học của các giống lúa lai 40

3.2.1 Thời gian sinh trưởng 40

3.2.2 Đặc ñiểm cây mạ khi cấy 43

3.2.3 Chiều cao cây 45

3.2.4 Khả năng ñẻ nhánh 50

3.2.5 Chỉ số diện tích lá cúa các giống lúa ở các thời kỳ sinh trưởng 55

3.2.6 Khối lượng chất khô tích luỹ của các giống lúa thí nghiệm 56

3.2.7 Hàm lượng Chlorophyll trong lá của các giống lúa thí nghiệm 58

3.2.8 Một số ñặc ñiểm nông học của các giống lúa thí nghiệm 60

3.2.9 Tình hình sâu bệnh hại 62

3.2.10 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt của các giống lúa 65

3.3 Chất lượng gạo 69

3.3.1 Chất lượng xay xát của các giống lúa thí nghiệm 69

3.3.2 Chất lượng thương mại của các giống lúa thí nghiệm 71

3.4 Mối liên hệ giữa năng suất và các yếu tố liên quan 73

3.4.1 Tương quan giữa chỉ số diện tích lá và năng suất thực thu 73

3.4.2 Tương quan giữa khối lượng chất khô và năng suất thực thu 74

3.4.3 Tương quan giữa hàm lượng diệp lục với các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực thu 75

3.4.4 Tương quan giữa các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực thu 76

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

IRRI International rice research institute

(Viện nghiên cứu lúa quốc tế)

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Diện tích và sản lượng lúa ở Việt Nam qua các năm 7

Bảng 1.2 Diện tích, năng suất, sản lượng lúa tỉnh Đăk Nông qua các năm 8

Bảng 1.3 Diện tích, năng suất, sản lượng lúa lai ở Việt Nam từ 1991-2001 11

Bảng 1.4 Lượng phân bón cho lúa 23

Bảng 2.1 Danh sách các giống lúa lai ñưa vào thí nghiệm 31

Bảng 3.1 Các yếu tố khí tượng tại khu vực nghiên cứu năm 2008 và 2009 39

Bảng 3.2 Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm 41

Bảng 3.3 Một số ñặc ñiểm cây mạ khi cấy của các giống lúa thí nghiệm…… 44

Bảng 3.4 Động thái tăng trưởng chiều cao của các giống lúa thí nghiệm 46

Bảng 3.5 Tốc ñộ tăng trưởng chiều cao của các giống lúa thí nghiệm 49

Bảng 3.6 Động thái ñẻ nhánh cúa các giống lúa thí nghiệm 51

Bảng 3.7 Tốc ñộ ñẻ nhánh cúa các giống lúa thí nghiệm 54

Bảng 3.8 Chỉ số diện tích lá của các giống lúa thí nghiệm(số m2lá/1m2ñất) 55

Bảng 3.9 Khối lượng chất khô tích lũy 57

Bảng 3.10 Hàm lượng Chlorophyll trong lá của các giống lúa thí nghiệm 59

Bảng 3.11 Một số ñặc ñiểm nông học của các giống lúa thí nghiệm 61

Bảng 3.12 Tình hình sâu bệnh hại của các giống lúa thí nghiệm 63

Bảng 3.13 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt của các giống lúa 66

Bảng 3.14 So sánh NSTT của các giống lúa thí nghiệm với giống ñối chứng 67

Bảng 3.15 Chất lượng xay xát của các giống lúa thí nghiệm 70

Bảng 3.16 Chất lượng thương mại của các giống lúa thí nghiệm 72

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu ñồ 3.1 Động thái tăng trưởng chiều cao của các giống lúa thí nghiệm ở vụ

Đông Xuân (A) và Hè Thu (B) 47 Biểu ñồ 3.2 Động thái ñẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm ở vụ Đông Xuân

(A) và Hè Thu (B) 52 Biểu ñồ 3.3 Năng suất thực thu của các giống lúa thí nghiệm 67

Biểu ñồ 3.4 Tương quan giữa chỉ số diện tích lá và năng suất thực thu của các

giống lúa thí nghiệm 74 Biểu ñồ 3.5 Tương quan giữa khối lượng chất khô và năng suất thực thu của các

giống lúa thí nghiệm 75 Biểu ñồ 3.6 Tương quan giữa hàm lượng diệp lục với các yếu tố cấu thành năng suất

và năng suất thực thu của các giống lúa thí nghiệm 76 Biểu ñồ 3.7 Tương quan giữa các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực

thu của các giống lúa thí nghiệm 78

Về mặt lý thuyết, cây lúa có khả năng cho sản lượng cao hơn nếu ñiều kiện canh tác như hệ thống tưới tiêu, tính chất lý hóa của ñất, biện pháp thâm canh và giống ñược cải thiện Trong các yếu tố ñó, giống ñóng vai trò rất quan trọng Thành công trong những nghiên cứu về lúa lai ñã mở ra một triển vọng mới giúp thế giới có một cái nhìn lạc quan hơn về vấn ñề lương thực trong tương lai [27]

Đăk Nông là một tỉnh nằm trên cao nguyên Nam Trung bộ, có ñiều kiện khí hậu, ñất ñai phù hợp cho sự sinh trưởng, phát triển của nhiều loại cây trồng nói chung và cây lúa nước nói riêng Về tiềm năng phát triển, cây lúa là một cây trồng quan trọng - ñáp ứng nhu cầu lương thực của ñịa phương và tiến tới sản xuất lúa gạo hàng hoá ở các vùng sản xuất lúa tập trung của các huyện trong tỉnh như: Krông Nô, Cư Jút, Đăk Mil, Đăk GLong và một số tiểu vùng khác

Hiện nay, các giống lúa gieo trồng ở tỉnh Đăk Nông gồm có một số giống lúa thuần như IR64, VND 95-20, OM 1490…Những giống lúa thuần do ñược trồng trong thời gian khá dài, nên ñang có hiện tượng thoái hóa giống làm cho năng suất giảm và sâu bệnh tăng Giống lúa lai gieo trồng phổ biến trong tỉnh là lúa lai 3 dòng Nhị Ưu 838 ñược nhập từ Trung Quốc, tuy có năng suất cao nhưng chất lượng gạo không ngon, không chủ ñộng về giống cũng như giá

thành hạt giống còn khá cao so với thu nhập của người nông dân ở tỉnh Đăk Nông

Nhân rộng diện tích lúa lai là một giải pháp hữu hiệu ñể nâng cao năng suất, sản lượng lúa; ổn ñịnh lương thực, tăng thu nhập cho người dân ở giai ñoạn hiện nay và trong tương lai Tuyển chọn một số giống lúa lai ñược chọn tạo trong nước có năng suất cao và chất lượng tốt, phù hợp với ñiều kiện tự nhiên và xã hội của tỉnh Đăk Nông là việc làm rất thiết thực, nên chúng tôi thực

hiện ñề tài “Nghiên cứu một số ñặc tính nông sinh học của một số giống lúa

lai tại tỉnh Đăk Nông”

2 Mục tiêu của ñề tài

- Đánh giá ñược ñặc ñiểm hình thái, sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu sâu bệnh, năng suất và phẩm chất hạt của các giống lúa lai trong vụ

Hè Thu năm 2008, Đông Xuân 2008-2009 tại tỉnh Đăk Nông

- Tìm ra ñược mối quan hệ giữa một số yếu tố nông sinh học và năng suất hạt của các giống lúa lai thí nghiệm tại tỉnh Đăk Nông

- Bước ñầu xác ñịnh ñược một số giống lúa lai có năng suất cao, chất lượng tốt và phù hợp với ñiều kiện sản xuất lúa gạo tại tỉnh Đăk Nông

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài

- Nắm bắt và cung cấp thông tin về ñặc ñiểm hình thái, sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu sâu bệnh, năng suất, phẩm chất hạt, mối quan hệ giữa một số yếu tố nông sinh học và năng suất hạt của các giống lúa lai gieo cấy trong vụ Hè Thu năm 2008, Đông Xuân 2008-2009 tại tỉnh Đăk Nông

- Góp phần tuyển chọn ñược một số giống lúa lai có năng suất cao, chất lượng tốt và khả năng thích ứng tốt với ñiều kiện sinh thái của vùng ñể bổ sung vào cơ cấu giống của tỉnh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Những nghiên cứu về nguồn gốc và phân loại cây lúa

1.1.1 Nguồn gốc cây lúa

1.1.1.1 Nơi xuất phát lúa trồng

Cây lúa trồng hiện nay ñã trải qua một lịch sử tiến hóa rất lâu dài và khá

phức tạp, với nhiều thay ñổi rất lớn về ñặc ñiểm hình thái, nông học, sinh lý và

sinh thái ñể thích nghi với ñiều kiện khác nhau của môi trường Sự tiến hóa này

bị ảnh hưởng rất lớn bởi hai quá trình chọn lọc: chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo

Makkey cho rằng vết tích cây lúa cổ xưa nhất ñược tìm thấy trên các di

chỉ ñào ñược ở vùng Penjab Ấn Độ, có lẽ của các bộ lạc sống ở vùng này cách

ñây khoảng 2000 năm

Theo Grist D.H cây lúa xuất phát từ Đông Nam Á, từ ñó lan dần lên phía

Bắc Gutchtchin, Ghose, Erughin và nhiều tác giả khác thì cho rằng Đông

Dương là cái nôi của lúa trồng De Candolle, Rojevich lại quan niệm rằng Ấn

Độ mới là nơi xuất phát chính của lúa trồng Đinh Đĩnh (Trung Quốc) dựa vào

lịch sử phát triển lúa hoang ở nước ta cho rằng lúa trồng xuất xứ ở Trung Quốc

Một số nhà nghiên cứu Việt Nam lại cho rằng nguồn gốc cây lúa là ở miền nam

nước ta và Campuchia

Sampath và Rao (1951) cho rằng sự hiện diện của nhiều loại lúa hoang ở

Ấn Độ và Đông Nam Á chứng tỏ rằng Ấn Độ, Miến Điện hay Đông Dương là

nơi xuất xứ của lúa trồng, Sato (Nhật Bản) cũng cho rằng lúa có nguồn gốc ở

Ấn Độ, Việt Nam và Miến Điện

Tuy có nhiều ý kiến chưa thống nhất về nguồn gốc cây lúa, nhưng căn cứ

vào các tài liệu lịch sử, di tích khảo cổ, ñặc ñiểm sinh thái học, của cây lúa

trồng và sự hiện diện rộng rãi của các loài lúa hoang dại trong khu vực, lịch sử

và ñời sống các dân tộc Đông Nam Á lại gắn liền với lúa gạo ñã minh chứng

với nguồn gốc của lúa trồng và nhiều người ñồng ý rằng nguồn gốc cây lúa là ở vùng ñầm lầy Đông Nam Á, rồi từ ñó lan dần ñi khắp nơi [20]

1.1.2 Phân loại cây lúa

1.1.2.1 Theo ñặc tính thực vật học

Lúa là cây hằng năm có tổng số nhiễm sắc thể 2n = 24 Về mặt phân loại

thực vật học, cây lúa thuộc họ Gramineae (Hòa thảo), tộc Oryzeae, chi Oryza

Oryza có khoảng 20 loài phân bố chủ yếu vùng nhiệt ñới ẩm của Châu Phi, Nam và Đông Nam Châu Á, Nam Trung Quốc, Nam và Trung Mỹ và một phần

ở Úc Châu ( Chang, 1976 theo Đe Datta, 1981) Trong ñó, chỉ có hai loài là lúa trồng, còn lại là lúa hoang Loài lúa trồng quan trọng nhất, thích nghi rộng rãi

và chiếm ñại bộ phận diện tích lúa thế giới là Oryza sativa L Loài này hầu như

có mặt khắp nơi từ ñầm lầy ñến sườn núi, từ vùng xích ñạo, nhiệt ñới ñến ôn ñới, từ khắp vùng phù sa nước ngọt ñến vùng ñất cát sỏi ven biển nhiễm mặn

phèn…Một loài lúa trồng nữa là Oryza glaberrima Steud, chỉ ñược trồng giới hạn ở một số quốc gia tây châu Phi và hiện ñang bị thay thế dần bởi Oryza sativa L [20]

1.1.2.2 Theo sinh thái học ñịa lý

Nhóm Indica bao gồm các giống lúa từ Sri Lanka và Nam Trung Quốc,

Ấn Độ, Pakistan, Indonesia, Philipines, Đài Loan và nhiều nước khác ở vùng

nhiệt ñới Trong khi nhóm Japonica bao gồm các giống lúa từ miền Bắc và

Đông Trung Quốc, Nhật Bản và Triều Tiên, nói chung là tập trung ở các vùng

á nhiệt ñới và ôn ñới Các nhà nghiên cứu Nhật Bản sau ñó ñã thêm một nhóm

thứ 3 là Javanica ñể ñặt tên cho giống lúa cổ truyền của Indonesia là bulu và gundil Từ “Janvanica” có nguồn gốc từ chữ Java là tên của một ñảo của Indonesia Từ “Japonica” xuất xứ từ chữ Japan là tên nước Nhất Bản Còn

“Indica” có nguồn gốc từ India (Ấn Độ) Như vậy, tên gọi của ba nhóm thể hiện nguồn gốc xuất phát của các giống lúa từ ba vùng ñịa lý khác nhau [20]

1.1.2.3 Theo ñiều kiện môi trường canh tác

Quan ñiểm canh tác học chia lúa trồng O.sativa thành 4 loại hình thích

ứng với ñiều kiện canh tác khác nhau

- Lúa cạn (upland rice) là loại ñược gieo trên ñất cao thoát nước, không

có bờ ngăn ñể dự trữ nước và sống nhờ chủ yếu vào nước mưa tự nhiên

- Lúa có tưới (irrigated rice or flooded rice): ñược trồng trên những

cánh ñồng có công trình thủy lợi, nên chủ ñộng ñược tưới tiêu theo yêu cầu của từng thời kỳ sinh trưởng

- Lúa nước sâu (rainfed or lowland rice): ñược gieo trồng ở vùng ñất

thấp không có ñiều kiện rút nước khi mưa lớn hoặc rút nước chậm nên bị ngập trong thời gian ngắn và nước ngập không quá sâu

- Lúa nước nổi (deepwater or flooing rice): là loại hình gieo trước mùa

mưa, khi mưa lớn lúa ñã ñẻ nhánh, nước dâng cao, cây lúa vươn lóng rất nhanh (khoảng 10cm/ngày) ñể ngoi theo, vượt lên trên mực nước [46]

1.2 Tình hình nghiên cứu, sản xuất lúa gạo trên thế giới và trong nước 1.2.1 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới

Hiện nay trên thế giới có khoảng 114 nước trồng lúa và phân bố ở tất cả các châu lục Diện tích trồng lúa trên thế giới chiếm 1/5 diện tích trồng trọt nhưng phân bố không ñều, trên 90% diện tích lúa tập trung ở châu Á, các châu lục khác như châu Mỹ, châu Phi, châu Âu, châu Đại Dương có trồng lúa nhưng với diện tích không nhiều [50]

Diện tích trồng lúa trên thế giới ñã gia tăng rõ rệt từ năm 1955 ñến 1980 Trong vòng 25 năm nay, diện tích trồng lúa trên thế giới tăng bình quân 1,36 triệu ha/năm Từ năm 1980, diện tích lúa tăng chậm và ñạt cao nhất vào năm

1999 (156,77 triệu ha) với tốc ñộ tăng trưởng bình quân 630.000 ha/năm Từ năm 2000 trở ñi diện tích trồng lúa thế giới có nhiều biến ñộng và có xu hướng giảm dần, ñến 2005 còn ở mức 152,9 triệu ha[20]

Năng suất lúa ở các châu lục khác nhau rất xa Châu Úc có năng suất ñứng ñầu thế giới (81,70 tạ/ha) sau ñó là châu Âu 55,9 tạ/ha rồi ñến Bắc Mỹ Những khu vực có năng suất cao nhất có thể giải thích như sau: Đây là những nơi có ñất ñai, khí hậu thích hợp cho việc trồng lúa nước Hầu hết các khu vực này có nền công nghiệp phát triển ñã hỗ trợ mạnh mẽ cho nông nghiệp, hơn nữa diện tích trồng lúa không lớn nên buộc họ phải thâm canh ñể có ñủ sản lượng lương thực ñáp ứng nhu cầu trong khu vực, mặt khác trình ñộ dân trí, trình ñộ canh tác cao, các tiến bộ kỹ thuật ñược ñáp ứng ñầy ñủ nên năng suất ở những khu vực này cao hơn Châu Mỹ Latinh, châu Phi có năng suất lúa thấp nhất thế giới Năng suất lúa châu Á ñược xếp vào hàng thứ 4 sau châu Úc, châu

Âu và Bắc Mỹ [19]

Sản xuất gạo toàn cầu ñã tăng lên ñều ñặn từ khoảng 200 triệu tấn vào năm 1960 tới 605 triệu tấn vào năm 2004 Hiện nay có 3 quốc gia sản xuất lúa gạo hàng ñầu là Trung Quốc (31% sản lượng thế giới), Ấn Độ (20%), Indonesia (9%) Ba nước xuất khẩu gạo hàng ñầu thế giới là: Thái Lan (26% sản lượng gạo xuất khẩu),Việt Nam (15%) và Hoa Kỳ (11%) và những nước nhập khẩu gạo nhiều là: Indonesia (14%), Bangladesh (4%), Brazil (3%)…[56]

1.2.2 Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam

Gạo là lương thực chính và lâu ñời của người dân Việt Nam nên cây lúa ñược trồng trên khắp mọi miền của ñất nước

Năm 1982, nước ta ñã chuyển từ nước phải nhập khẩu gạo hàng năm sang tự túc ñược lương thực[17] Năng suất lúa ñã gia tăng vượt bậc từ dưới

30 tạ/ha trong những năm thập niên 1980, lên ñến 51,2 tạ/ha vào năm 2007 và sản lượng lúa năm 2007 ñã tăng hơn 3 lần so với năm 1975

Bảng 1.1 Diện tích và sản lượng lúa ở Việt Nam qua các năm

(Nguồn: Tổng cục thống kê Việt Nam, 2008)

Năm 1989, gạo Việt Nam (VN) tái hòa nhập vào thị trường lương thực thế giới và chiếm lĩnh ngay vị trí quan trọng là nước xuất khẩu gạo ñứng hàng thứ 3 rồi thứ 2 trên thế giới, sau Thái Lan Từ năm 1997 ñến nay, hằng năm nước ta xuất khẩu trung bình dưới 4 triệu tấn gạo, ñem về một nguồn ngoại tệ rất ñáng kể cho ngân sách nhà nước Hiện nay, Việt Nam ñứng hàng thứ 6 thế giới về diện tích gieo trồng lúa và ñứng hàng thứ 5 về sản lượng lúa [20]

Hiện tại, dân số nước ta khoảng 86 triệu người Sau năm 2020, quy mô dân số sẽ ổn ñịnh ở mức 130 triệu người Để bảo ñảm an ninh lương thực quốc gia, với quy mô dân số như trên, Việt Nam phải duy trì diện tích trồng lúa khoảng 3,8 - 3,9 triệu ha và tăng cường áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất Hạt gạo Việt Nam góp phần rất quan trọng trong thị trường lúa gạo thế giới Theo dự báo của nhiều tổ chức uy tín trên thế giới, khủng hoảng

lương thực trên thế giới vẫn tiếp tục diễn ra trong vòng ít nhất 10 - 15 năm nữa, nên người dân hoàn toàn yên tâm khi trồng lúa [30]

1.2.3 Tình hình sản xuất lúa gạo ở tỉnh Đăk Nông

Đăk Nông có diện tích ñất tự nhiên 651.438 ha, trong ñó diện tích các loại cây trồng nông nghiệp chiếm 238.290 ha (năm 2008) [16]

Diện tích trồng lúa tập trung chủ yếu ở các huyện có nhiều vùng ñất bằng phẳng, nguồn nước thuận lợi như: Krông Nô, Cư Jút, Đăk Mil, Đăk Glong Trong ñó Krông Nô là huyện có diện tích trồng lúa lớn nhất, hằng năm giao ñộng ở mức 1/3 diện tích sản xuất lúa của toàn tỉnh

Bảng 1.2 Diện tích, năng suất, sản lượng lúa tỉnh Đăk Nông qua các năm

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Đăk Nông năm 2008)

Diện tích trồng lúa của tỉnh liên tục giảm từ năm 2005 – 2007 Năm

2005, diện tích trồng lúa ñạt 12.973 ha, năm 2007 giảm còn 11.378 ha Năm

2008 diện tích lúa có tăng so với năm 2007 nhưng không ñáng kể (11.590 ha) Diện tích lúa của tỉnh giảm trong vài năm gần ñây nhưng năng suất lúa tăng theo từng năm nhờ áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất, diện tích lúa lai có năng suất cao ngày càng ñược mở rộng Sản lượng lúa gạo năm

2004 ñạt 46.372 tấn với năng suất bình quân 38,88 tạ/ha; năm 2008 sản lượng tăng lên 51.578 tấn và năng suất bình quân ñạt 44,50 tạ/ha

Trước thực trạng diện tích lúa có chiều hướng không tăng, tiềm năng mở rộng diện tích trồng lúa của tỉnh là hết sức hạn chế Do vậy, cần phải nhân rộng diện tích lúa lai trên toàn tỉnh; ñây là giải pháp hết sức thiết thực ñể nâng cao

năng suất, sản lượng lúa gạo, ñáp ứng tốt hơn cho an ninh lương thực của tỉnh ở giai ñoạn hiện nay và trong tương lai

1.2.4 Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai trên thế giới

“Lúa lai” là một thuật ngữ chỉ ưu thế lai (ƯTL), ñây là tiến bộ kỹ thuật

về di truyền học của thế kỷ XX ñã và ñang ứng dụng trên thế giới

Trung Quốc là nước ñầu tiên ứng dụng thành công ƯTL ở lúa Ở Trung Quốc, năm 1964 Yuan Long Ping (Viên Long Bình) cùng với một số thành viên nghiên cứu của ông ñã bắt ñầu sự nghiệp nghiên cứu lúa lai ở ñảo Hải Nam Năm 1973, Yuan hợp tác với những người khác ñể ñưa vào trồng thử nghiệm loại lúa lai có những ñặc tính tốt Lúa của ông ñã cho năng suất cao hơn 20% so với những giống thường khác [65]

Lô hạt giống lúa lai F1 ñược sản xuất ñầu tiên với sự tham gia của ba dòng bố mẹ là: Dòng bất dục ñực di truyền tế bào chất (CMS), dòng duy trì bất dục (Maintainer) và và dòng phục hồi (Restorer) vào năm 1974 và ñược giới thiệu cho sản xuất tổ hợp lúa lai cho ƯTL cao, ñồng thời quy trình sản xuất hạt lai ba dòng cũng ñược ñưa vào năm 1975 (Yuan và Virmani, 1988) Yuan Long Ping ñã góp phần ñưa Trung Quốc trở thành nước sản xuất lúa lai ñầu tiên và ñứng hàng ñầu thế giới Với thành công và ñóng góp này, Ông ñược coi là "cha

ñẻ của lúa lai" [15]

Đồng thời với việc phát triển lúa lai 3 dòng với các tổ hợp có năng suất cao Năm 1980, các nhà khoa học Trung Quốc vẫn tiếp tục nghiên cứu lúa lai hai dòng với việc phát hiện ra gen ñiều khiển tính bất dục chức năng di truyền nhân mẫn cảm với ñiều kiện môi trường

Malaysia, năm 1984 ñã bắt ñầu nghiên cứu lúa lai và ñã thu ñược năng suất cao hơn giống truyền thống như IR5852025A/IR54791-19-2-3R ñạt năng suất 4,86 tạ/ha so với giống lúa MR84 là cao hơn 58,6%; IR62829A/IR46R có năng suất cao hơn MR84 26,1%, ñã chọn tạo ñược một số dòng CMS ñịa

phương như MH805A, MH1813A, MH1821A Đến năm 1999, Malaysia ñã xác ñịnh ñược 131 dòng phục hồi ñể sản xuất hạt lai [4]

Indonesia, theo Suprihetno B và cs (1994) nghiên cứu và phát triển lúa lai ñược bắt ñầu từ năm 1983 và ñánh giá sử dụng nhiều dòng CMS vào chương trình chọn tạo lúa lai Cũng theo Suprihetno B và cs (1997) ở vụ xuân năm 1994, ba tổ hợp lúa lai 3 dòng là IR5988025A/BR827, IR58025A/IR53942 và IR5802A/IR54852 ñã ñược thử nghiệm ở Kunigon ñã cho năng suất trên 7tấn/ha, cao hơn IR64 từ 20-40% [62]

Năm 1979, IRRI ñã tiến hành nghiên cứu lúa lai một cách hệ thống Từ năm 1980-1985 ñã có 17 quốc gia nghiên cứu và sản xuất lúa lai Diện tích gieo trồng lúa lai ñạt tới 10% tổng diện tích lúa toàn thế giới chiếm khoảng 20% tổng sản lượng [31]

Ấn Độ, năm 1970-1980 ñã nghiên cứu về lúa lai và ñược tiến hành ở các trường ñại học, các viện nghiên cứu Đến năm 1989, chương trình nghiên cứu lúa lai mới ñược phát triển Kỹ thuật sản xuất hạt giống lúa lai F1 ở Ấn Độ ñã ñược hoàn thiện, trong những năm gần ñây [61]

Bangladesh bắt ñầu nghiên cứu lúa lai từ năm 1993 tại Viện nghiên cứu lúa Bangladesh (BRRI)

Ở Mỹ, lúa lai ñược trồng ñại trà năm 2000 Đến năm 2004, diện tích lúa lai ñã lên tới 43.000 ha, các nước Srilanca, Ai Cập, Nhật Bản, Braxin cũng ñã trồng lúa lai tuy nhiên diện tích còn ở mức khiêm tốn [32]

1.2.5 Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai ở Việt Nam

Việt Nam bắt ñầu nghiên cứu lúa lai vào giữa những năm 80 tại Viện khoa học kỹ thuật Nông nghiệp, Viện di truyền Nông nghiệp, Viện lúa ñồng bằng sông Cửu Long Nguồn vật liệu dùng cho nghiên cứu ñược nhập từ Viện lúa Quốc tế(IRRI), song ñây chỉ là những bước nghiên cứu mới ở giai ñoạn ñầu tìm hiểu về lúa lai Năm 1990, Bộ Nông nghiệp ñã nhập một số tổ hợp lúa lai gieo trồng thử ở ñồng bằng Bắc bộ, ña số các tổ hợp này cho năng suất cao hơn

lúa thường, nếu so với lúa thuần như giống CR203 thì cao hơn từ 1500kg/ha/vụ[43]

200-Bảng 1.3 Diện tích, năng suất, sản lượng lúa lai ở Việt Nam từ 1991-2001

(Nguồn: Bộ Nông nghiệp và phát triển Nông thôn, 2002)

Vụ mùa năm 1991, cả nước trồng khoảng 100ha thí ñiểm và cho kết quả rất khả quan, ñến năm 1992 ñã tăng lên 11.137ha và ñã ñạt ñược năng suất trung bình là 66,6 tạ/ha Năm 2002, diện tích lúa lai tăng lên gần 500.000ha và năng suất bình quân ñạt 63tạ/ha; năm 2004 diện tích cả nước là 572104 ha Hiện nay, diện tích lúa lai cả nước giao ñộng trong khoảng 600.000 ha và ñược gieo trồng chủ yếu ở miền bắc và Trung bộ Ở các ñịa phương, năng suất lúa lai ñều cao hơn lúa thuần phổ biến từ 20-30% và nhiều nơi cao hơn 50-60% [15],[34],[41]

Từ năm 1993 ñến 2004 sản lượng lúa lai ñều tăng, bình quân tăng 28,07%, vụ xuân sản lượng tăng nhiều hơn so với vụ mùa

Hiện Việt Nam ñược xem là một trong ba quốc gia có diện tích lúa lai hàng ñầu thế giới, sau Trung Quốc và Ấn Độ Ưu thế của lúa lai là năng suất cao (cao hơn lúa thuần khoảng 15-20%) và ñược xem là ñích ñến của an ninh lương thực, tăng năng suất [34],[35]

Hướng tới ngành sản xuất lúa gạo Việt Nam sẽ phát triển thành ngành sản xuất hàng hóa lớn, năng suất cao, chất lượng tốt, hiệu quả kinh tế cao và có tiềm năng cạnh tranh trên thị trường thế giới Những năm qua, cây lúa lai ñã trở thành một trong những giống lúa cho năng suất và hiệu quả khá cao ñược Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn dự kiến xây dựng thành chương trình phát triển một triệu ha lúa lai vào năm 2010 Để ñạt mục tiêu này ñòi hỏi phải

có một sự nỗ lực rất cao của ngành nông nghiệp cũng như chính quyền các ñịa phương [5],[27]

Công tác nghiên cứu và chọn tạo các giống lúa lai ở Việt Nam cũng ñược thúc ñẩy mạnh mẽ, tập trung vào việc thu thập, ñánh giá các dòng bất dục ñực nhập nội, sử dụng các phương pháp chọn giống như lai hữu tính, ñột biến ñể tạo các dòng bố mẹ mới Từ năm 1997 ñến năm 2005 có 55 giống lúa lai trong nước ñược khảo nghiệm, trong ñó có 3 giống ñược công nhận chính thức: Việt lai 20 [12], HYT83 [18], TH3 – 3 [39], một số giống ñược công nhận tạm thời (HYT57, TM4, HYT100, HYT92, TH3 – 4, HC1) và một số giống triển vọng khác Ngoài ra chúng ta cũng tích cực nhập nội các giống lúa lai nước ngoài, chọn lọc các tổ hợp lai cho năng suất cao, chất lượng tốt, thích ứng với ñiều kiện Việt Nam ñể phục vụ sản xuất Cho ñến nay Việt Nam ñã

có ñược một cơ cấu giống lai khá ña dạng, ngoài các giống ñược sử dụng phổ biến trong sản xuất như: Nhị ưu 838, Nhị ưu 63, D.ưu 527, Bồi tạp sơn thanh, Bác ưu 903…[2],[3]

Mặc dù sản xuất hạt lai F1 trong nước ñược chú trọng, nhưng từ năm

1998 ñến 2004 mới sản xuất ñược 14392 tấn, chiếm 20,8% tổng khối lượng giống lúa lai ñã sử dụng Chi phí cho nhập khẩu lúa lai từ 1998 ñến 2005 là 112,96 triệu USD [35],[37]

Trong những năm gần ñây, ở một số tỉnh phía bắc diện tích lúa lai tăng lên rất nhanh ở các tỉnh như: Nam Định, Thanh Hóa, Nghệ An, Ninh Bình, Hà Nam và Phú Thọ Hiện nay, diện tích gieo trồng lúa lai còn ñược mở rộng ra

khắp các vùng miền trong cả nước Ở một số vùng có trình ñộ thâm canh cao, năng suất lúa lai ñã ñạt 13-14 tấn/ha/vụ [35],[37]

Trên cơ sở những thành tựu ñã ñạt ñược trong quá trình nghiên cứu và phát triển lúa lai, chúng tôi nhận thấy ở Việt Nam phần lớn các công trình nghiên cứu và phát triển lúa lai tập trung ở các tỉnh phía bắc Ở Tây Nguyên công trình nghiên cứu về lúa lai chưa nhiều, ñặc biệt Đăk Nông là tỉnh mới thành lập, hiện nay chưa có một công trình nghiên cứu về cơ cấu lúa lai một cách có hệ thống Do vậy, từ thực tế trên, cần phải có nhiều nghiên cứu khoa học ñể phát triển nhân nhanh lúa lai ở các tỉnh Tây Nguyên nói chung và tỉnh Đăk Nông nói riêng

1.3 Một số biểu hiện ưu thế lai về các ñặc tính nông học ở lúa lai F1 so với lúa thuần

1.3.1 Ưu thế về khả năng hấp thụ nước khi ngâm ủ hạt giống

Theo Nguyễn Công Tạn [37], hạt giống lúa lai ñược thu trên cây mẹ nên

có kiểu hình hạt giống như mẹ Sản xuất hạt lai sử dụng phương pháp giao phấn Hạt lúa lai có một số ñặc trưng có thể phân biệt với lúa thuần như hai mảnh vỏ trấu ñóng không kín, có vết ñầu nhụy ở mép ngoài ngoài hai vỏ Như vậy, khối lượng riêng của lúa lai nhẹ hơn lúa thuần ñáng kể khi ñổ hạt vào nước

ña số các hạt bị nổi hoặc nửa nổi nửa chìm Do vỏ trấu ñóng không kín nên khi ngâm nước, hạt lúa lai hút nước rất nhanh so với lúa thuần Đối với vụ mùa thì thời gian ngâm giống là từ 10-18 giờ, vụ Xuân từ 20- 30 giờ là hạt lúa ñã

no nước

1.3.2 Ưu thế lai về bộ rễ

Trong kết quả nghiên cứu của Lin và Yuan (1980), ñã xác nhận hạt lai F1

ra rễ sớm, số lượng nhiều và tốc ñộ ra rễ nhanh hơn với bố mẹ của chúng Khi

lá thứ nhất xuất hiện thì có 3 rễ mới hình thành, sau ñó số lượng rễ tăng lên rất nhanh Sự phát triển mạnh mẽ của bộ rễ không chỉ thể hiện qua số lượng rễ trên cây lúa mà còn to hơn so với lúa thường ( Crovinda và Sidiqq, 1998) Chất

lượng rễ ñược ñánh giá thông qua ñộ dày của rễ, rễ lúa lai có thể ra từ 4-5 lần

so với lúa thuần Rễ nhánh tạo ra một lớp rễ ñan xen dày ñặc trong tầng ñất, càng gần sát mặt ñất khối lượng chất khô, số lượng rễ phụ, số lượng lông hút và hoạt ñộng hút chất dinh dưỡng từ rễ lên cây càng lớn Số lượng rễ lúa lai ở các thời kỳ sinh trưởng ñều nhiều hơn lúa thuần, lông hút của rễ lúa lai nhiều và dài hơn lúa thuần (0,1- 0,25mm ở lúa lai và ở lúa thuần là 0,01- 0,13mm) Rễ lúa lai ăn dài và ăn sâu tới 22-23 cm Vì số lượng rễ nhiều nên diện tích tiếp xúc lớn làm cho khả năng hấp thu dinh dưỡng cao gấp 2-3 lần so với lúa thuần (Virmani, 1981) Nhờ bộ rễ khỏe, phát triển trên ñất giàu dinh dưỡng thì lúa lai

có thể ñáp ứng ñược 50-55% nhu cầu về ñạm, 47%- 78% nhu cầu về kali từ ñất

và phân chuồng còn trên ñất nghèo dinh dưỡng như ñất bạc màu thì khả năng huy ñộng thấp hơn và chỉ tương ứng khoảng 30- 35% và 40-42% Hệ rễ của lúa lai hoạt ñộng mạnh nhất vào thời kỳ ñẻ nhánh [49] Chính vì thế mà lúa lai có tính thích ứng rộng với những ñiều kiện bất thuận như ngập úng, hạn, ñất phèn mặn Bộ rễ lúa lai tuy phát triển mạnh nhưng sau khi thu hoạch lại giảm nhanh [2],[37], [44]

1.3.3 Ưu thế lai về khả năng ñẻ nhánh của lúa lai

Lúa lai ñẻ nhánh sớm, sức ñẻ nhánh mạnh hơn lúa thuần, ñẻ tập trung và

tỷ lệ nhánh hữu hiệu cao hơn với lúa thuần [52] Quá trình ñẻ nhánh của lúa lai cũng tuân theo quy luật ñẻ nhánh chung của cây lúa, khi lá thứ 4 xuất hiện thì nhánh ñầu tiên vươn ra từ bẹ lá thứ nhất, sau ñó là lần lượt các nhánh tiếp theo xuất hiện, tức là khi lá thứ 5 xuất hiện thì nhánh con thứ 2 cùng xuất hiện từ bẹ

lá thứ 2 Nhánh ñẻ sớm thường to mập, có số lá nhiều hơn các nhánh ñẻ sau nên bông lúa to ñều nhau, xấp xỉ như bông chính Sức ñẻ nhánh lúa lai trung bình là từ 12- 14 nhánh hoặc có thể ñạt 20 nhánh/khóm [37]

Lúa lai có tỷ lệ nhánh thành bông cao hơn lúa thường Kết quả nghiên cứu các nhà nghiên cứu Trung Quốc cho thấy tỷ lệ thành bông của lúa lai ñạt khoảng 60-70% ở cùng ñiều kiện thí nghiệm [37]

1.3.4 Ưu thế lai về một số ñặc tính sinh lý

Lá lúa lai so với lá lúa thuần dài và rộng hơn, lá ñòng dài 35-45cm, rộng 1,5-2,0 cm, một số tổ hợp có lá lòng mo và rộng hơn Một số kết quả nghiên cứu cho rằng phiến lá lòng mo có thể hướng ánh sáng cả hai mặt, như vậy năng lượng mặt trời ñược hấp thụ nhiều hơn, hiệu suất quang hợp cao hơn Thịt phiến lá lúa lai F1 có 10-11 lớp tế bào, số lượng bó mạch nhiều hơn bố mẹ, có 13-14 bó mạch Chỉ số diện tích lá lớn hơn lúa thuần 1,2-1,5 trong suốt quá trình sinh trưởng Ba lá trên cùng ñứng bản lá có chứa nhiều diệp lục nên có màu xanh ñậm hơn, cường ñộ quang hợp diễn ra mạnh hơn [54], [55] Ngược lại, cường ñộ hô hấp của lá lúa lai thấp hơn lúa thuần Do vậy, hiệu suất quang hợp thuần càng cao, khả năng tích lũy chất khô cao hơn ñáng kể Cường ñộ quang hợp của lúa lai F1 cao hơn dòng bố 35%, cường ñộ hô hấp thấp hơn lúa thuần từ 5-27% ở các giai ñoạn sinh trưởng, phát triển Những ruộng tốt, năng suất cao từ 12-14 tấn/ha, chỉ số diện tích lá thường ñạt 9-10

Hiệu suất tích lũy chất khô lúa lai hơn hẳn so với lúa thường, như vậy mà tổng lượng chất khô có trong một cây tăng, trong ñó lượng vật chất tích lũy vào bông, hạt tăng mạnh, còn tích lũy vào các cơ quan dinh dưỡng như thân, lá giảm mạnh [6],[66]

1.3.5 Ưu thế lai về khả năng chống chịu

Lúa lai có khả năng thích ứng rộng với ñiều kiện nhiệt ñộ, ñất ñai, khí hậu khác nhau, trồng ñược ở mọi chân ñất lúa Thời kỳ mạ non lúa lai chịu lạnh tốt hơn lúa thuần Lúa lai chịu ngập úng, chịu hạn hơn lúa thuần là do bộ

rễ lúa lai phát triển mạnh nên khi gặp hạn sẽ phát triển theo chiều sâu ñể hút nước và dinh dưỡng Ở Việt Nam, một số kết quả nghiên cứu công bố các tổ hợp lúa lai có ưu thế lai về khả năng chống chống ñổ, chịu rét, kháng ñạo ôn, bạc lá và khả năng thích ứng rộng [37], [40],[63]

1.3.6 Ưu thế lai về năng suất hạt

Theo các nhà nghiên cứu ñánh giá về ưu thế lai của nhiều tổ hợp lai khác nhau người ta thấy con lai F1 năng suất cao hơn bố mẹ từ 20-70% khi gieo cấy trên diện rộng và hơn hẳn giống lúa lúa cải tiến từ 20-30% Năng suất lúa lai trên diện rộng tăng so với với lúa thuần khoảng 10-15 tạ/ha [48] Đa số các tổ hợp lai có ưu thế lai về số bông/khóm, khối lượng trung bình của bông, tỷ lệ hạt chắc, khối lượng 1000hạt Do lúa lai ñẻ nhánh sớm, các bông khóm to ñều, hạt nặng, trên mỗi bông có nhiều gié cấp 1 (13-15 gié), trên gié 1 có 3-7 gié cấp

2, mỗi gié cấp 2 có từ 3-7 hạt, Do vậy, khối lượng bông cao hơn lúa thuần từ 1,5-2,5 lần Đặc biệt, ở ñốt giáp cổ bông có 3-4 gié cấp 1 cho nên nhìn bông lúa lai như 1 chùm hạt, tổng số hạt trung bình trên bông cao từ 150- 250 hạt, tỷ lệ hạt chắc hơn 90% [11]

Theo kết quả tổng kết của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn về năng suất lúa lai bình quân ở các tỉnh phía Bắc ñạt mức 7-8 tấn/ha, tăng hơn lúa thuần cùng thời gian sinh trưởng từ 2-3 tấn/ha/vụ [8], [9]

1.4 Hiện tượng bất dục ñực và các phương pháp khai thác ưu thế lai ở cây lúa 1.4.1 Hiện tượng bất dục ñực ở cây lúa

Cũng như nhiều loại cây trồng, bất dục ñực ở lúa là hiện tượng xảy ra trong ñó cơ quan sinh sản ñực hoặc không ñược hình thành hoặc bị thoái hoá, trong khi ñó cơ quan sinh dục cái vẫn phát triển bình thường và vẫn có khả năng thụ phấn, thụ tinh nếu có phấn của dòng bố khác Hiện tượng này là cơ sở cho các nghiên cứu và ứng dụng ưu thế lai ở lúa vì khi sản xuất hạt lai không cần phải khử ñực dòng mẹ Dựa vào ñặc tính di truyền của các dạng bất dục ñực ở thực vật người ta phân thành các kiểu sau: Hiện tượng bất dục ñực di truyền tế bào chất và hiện tượng bất dục ñực di truyền nhân [24]

1.4.2 Phương pháp tạo giống lúa lai “ ba dòng”

1.4.2.1 Khái niệm và ñặc ñiểm

Lúa lai “ba dòng” là phương pháp sử dụng ba dòng vật liệu có bản chất

di truyền khác nhau làm bố mẹ ñể tạo hạt lai F1, các vật liệu ñó là:

- Dòng A là dòng bất dục ñực di truyền tế bào chất (Cytoplasmic Male sterile – CMS) dùng làm mẹ ñể lai Dòng A (CMS) có bao phấn lép, khi nở hoa bao phấn không mở, trong bao chứa các hạt phấn bị thoái hoá không tích luỹ ñược tinh bột, nếu nhuộm hạt phấn bằng dung dịch KI1% soi trên kính hiển vi hạt phấn không nhuộm màu Cơ quan sinh dục cái của dòng A khỏe mạnh bình thường, vòi nhụy to, dài vươn ra ngoài vỏ trấu

- Dòng B là dòng duy trì bất dục (Maintainer) dùng làm bố ñể giữ cho dòng A bảo toàn ñược tính bất dục, là dòng cho phấn dòng A ñể tạo hạt, cây lúa mọc từ các hạt này bất dục phấn Dòng B có nhiều ñặc ñiểm nông sinh học tốt,

có thời gian sinh trưởng phù hợp với yêu cầu sản xuất Dòng phải ñược chọn lọc cẩn thận, phải là dòng thuần, có nhiều hạt phấn, sức sống hạt phấn cao giúp cho việc nhân nhanh dòng A

- Dòng R dòng phục hồi hữu dục (Restorer) còn gọi là dòng phục hồi phấn dùng làm bố ñể sản xuất hạt lai F1 Cây lai F1 hoàn toàn hữu dục, ñồng nhất về các tính trạng nông sinh học và có ưu thế lai cao Dòng R phải là dòng thuần có nhiều ñặc tính tốt, năng suất phẩm chất tốt, thời gian sinh trưởng phù hợp [47]

1.4.2.2 Ưu ñiểm và hạn chế của phương pháp “ ba dòng”

* Ưu ñiểm: Phương pháp 3 dòng ñã khai thác có hiệu quả bất dục ñực di

truyền TBC, các tổ hợp lai 3 dòng cho năng suất cao hơn hẳn các giống lúa cải tiến trong cùng ñiều kiện canh tác Các giống lai ba dòng hiện nay không những có năng suất cao mà có phẩm chất tốt, thời gian sinh trưởng ngắn, chống chịu sâu bệnh tốt

* Hạn chế: Phương pháp này còn một số hạn chế 95% số dòng ñang

trồng hiện nay thuộc dạng dại, nếu bị dịch bệnh sẽ bị hại nghiêm trọng do ñồng

tế bào chất Năng suất của các tổ hợp lúa lai 3 dòng hiện nay là lai giữa các giống trong cùng loài phụ nên năng suất tăng không ñáng kể Việc duy trì CMS

và sản xuất F1 phải làm hàng năm nên tổ chức sản xuất tốn nhiều công, giá thành còn cao [47]

1.4.3 Phương pháp lai “ hai dòng ’’

1.4.3.1 Bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng với môi trường (Environmental Sensitive Genic Male Sterile - EGMS)

Hướng chủ yếu trong chọn giống lúa lai hai dòng hiện nay là sử dụng dạng bất dục ñực chức năng di truyền – là bất dục di truyền do nhân tế bào ñiều khiển [47]

Bất dục dực di truyền nhân cảm ứng với ñiều kiện môi trường (Environmental Sensitive Genic Male Sterile – EGMS) là một loại “công cụ di truyền” dùng làm dòng mẹ ñể sản xuất hạt lai “hai dòng” Trong hệ thống này chỉ cần sử dụng một dòng bất dục và một dòng cho phấn ñể sản xuất hạt lai F1 Dòng bất dục ñược nhân trong ñiều kiện nhiệt ñộ và ánh sáng phù hợp ở giai ñoạn mẫn cảm ñể tạo hạt tự thụ [24]

Nguồn EGMS có giá trị thực tế trong chọn tạo lúa lai hai dòng bao gồm hai loại dòng ñang ñược phổ biến ñó là:

- Dòng bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng quang chu kỳ ( Photoperiod- Sensitive Genic Male Sterile: PGMS ) Bất dục ñực do ñiều kiện chu kỳ ánh sáng ngày dài gây nên (bất dục phấn khi ñộ dài ngày lớn hơn 14 giờ; hữu thụ bình thường khi ñộ dài chiếu sáng trong ngày nhỏ hơn 13 giờ 45 phút)

- Dòng bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng nhiệt ñộ (Thermo- sensitive Genic Male Sterile: TGMS) Bất dục ñực do ñiều kiện nhiệt ñộ cao gây nên (bất

Ngoài ra còn có các loại dòng bất dực ñực di truyền nhân vừa cảm ứng quang chu kỳ vừa cảm ứng nhiệt ñộ; PTGMS hoặc TPGMS hoặc các dòng TGMS ngược hoặc PGMS ngược [47]

1.4.3.2 Ưu ñiểm và hạn chế lai của phương pháp lai hai dòng

*Hạn chế:

Sản xuất hạt lai hai dòng vẫn phải tiến hành hàng vụ, phải cách ly nghiêm ngặt, tốn nhiều công và thường xuyên chịu rủi ro vì thời tiết thay ñổi ngoài dự ñịnh

Độ thuần của lô hạt giống không cao vì khi thời tiết thay ñổi có thể xuất hiện một ít hạt phấn hữu dục tạo ra một số hạt tự thụ Vì hạt F1 ñộ thuần không cao nên ưu thế lai không bộc lộ hết [47]

1.5 Những nghiên cứu về một số ñặc ñiểm nông sinh học của cây lúa 1.5.1 Thời gian sinh trưởng

Trong canh tác lúa hiện nay, thời gian sinh trưởng của các giống lúa rất ñược quan tâm, vì nó là yếu tố có tương quan chặt chẽ với việc bố trí thời vụ,

cơ cấu luân canh của người nông dân trong một chu kỳ sản xuất

Tác giả Yosida (1981) [51] chia thời gian sinh trưởng ở cây lúa làm hai giai ñoạn chính là giai ñoạn sinh trưởng dinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực Tuy nhiên, có thể chia thành 3 thời kỳ là sinh trưởng dinh dưỡng, sinh thực và

chín Thời gian sinh trưởng của cây lúa dài hay ngắn phụ thuộc vào thời gian sinh trưởng dinh dưỡng

Yosida (1981) [51] khi nghiên cứu về thời gian sinh trưởng các giống lúa cho rằng những giống lúa có thời gian sinh trưởng quá ngắn thì không thể cho năng suất cao do sinh trưởng dinh dưỡng bị hạn chế Ngược lại, những giống lúa có thời gian sinh trưởng quá dài thì cũng cho năng suất thấp vì dễ bị lốp ñổ, và chịu nhiều tác ñộng của ñiều kiện ngoại cảnh bất lợi Trong khi ñó, các giống có thời gian trong khoảng 120 ngày có khả năng cho năng suất cao hơn nhiều

Thời gian sinh trưởng của cây lúa phụ thuộc vào thời vụ, kỹ thuật canh tác và ñiều kiện ngoại cảnh Trong ñiều kiện của Tây Nguyên nước ta, cùng một giống lúa nếu gieo trồng trong vụ Đông Xuân sẽ có thời gian sinh trưởng dài hơn vụ Hè Thu

Hiện nay, mục tiêu chọn giống ngắn ngày chính là một trong các hướng

ưu tiên hàng ñầu trong chương trình cải thiện giống ở nhiều quốc gia trên thế giới Lý do là bởi các giống ngắn ngày có một số ưu ñiểm: giống chín sớm có tổng tích nhiệt nhỏ hơn giống chín muộn; giống chín sớm sử dụng nước hiệu quả hơn giống chín muộn; giống ngắn ngày mở ra khả năng tăng vụ, rải vụ; ñặc biệt theo nghiên cứu của Kido và cộng sự 1968 những giống ngắn ngày có hàm lượng protein cao hơn những giống dài ngày [51]

1.5.2 Bộ lá lúa và khả năng quang hợp

Yosida (1981) [51] cho rằng một lá lúa hoàn chỉnh bao gồm: bẹ lá, bản

lá, tai lá và thìa lá Bộ lá lúa là một ñặc trưng hình thái giúp phân biệt các giống lúa khác nhau, ñồng thời lá lúa còn là cơ quan quang hợp Vì vậy, màu sắc, kích thước, ñộ dày lá, góc ñộ lá có ảnh hưởng lớn ñến năng suất sinh vật học và năng suất kinh tế

Trong một phạm vi nhất ñịnh, diện tích lá có mối tương quan thuận với lượng quang hợp, vượt quá giới hạn này lượng chất khô thực tế giảm vì quá

trình hô hấp cũng có tương quan thuận với chỉ số diện tích lá Chỉ số diện tích

lá phụ thuộc vào giống, mật ñộ cấy, lượng phân bón Diện tích lá tăng dần trong quá trình sinh trưởng, tăng mạnh nhất là thời kỳ ñẻ nhánh rộ và ñạt tối

ña trước lúc trổ bông Ruộng lúa có thể ñạt chỉ số diện tích lá khoảng 10 và có thể lớn hơn nữa vào lúc trỗ bông Giá trị chỉ số diện tích lá tới hạn vào lúc quang hợp cực ñại là khoảng 5 – 6 [51] Các giống lúa thấp cây, lá ñứng có thể tăng mật ñộ cấy ñể nâng cao hệ số diện tích lá Các giống lúa cao cây và xoè, nên hạn chế khả năng tăng mật ñộ vì dễ dẫn tới hiện tượng các lá che khuất lẫn nhau, khi ñó không những không tăng ñược lượng quang hợp mà còn tạo ñiều kiện cho sâu bệnh gây hại nặng [39]

Các lá trên cùng một cây có những chức năng nhất ñịnh khác nhau Quan trọng nhất ñối với cây lúa chính là ba lá cuối cùng (lá ñòng, lá công năng và lá thứ 3) Theo quan ñiểm của Yuan Long Ping (1993) mô hình cây lúa lý tưởng yêu cầu bộ lá lúa: chỉ số diện tích lá (LAI) khoảng 6,5, các lá ñều phải ñứng, cứng, chiều dài 3 lá cuối cùng: lá ñòng dài 50cm dài hơn tán bông 20cm, lá công năng dài hơn lá ñòng 10% và vươn cao hơn tán bông Góc lá so với thân lần lượt 50,100, 200, chiều rộng lá khoảng 2cm, bản lá cong lòng mo, lá dày, xanh ñậm, chứa nhiều diệp lục biểu hiện quang hợp mạnh, tích luỹ chất khô cao, khi chín ñầu bông uốn cong, lá ñòng luôn che kín [64]

1.5.3 Thân lúa và khả năng ñẻ nhánh

Thân lúa gồm nhiều mắt và lóng, số lóng trên thân phụ thuộc vào giống Các giống có thời gian sinh trưởng trung ngày thường có 6 -7 lóng, các giống ngắn ngày có khoảng 4 -5 lóng Sự phát triển của các lóng ñốt quyết ñịnh ñến chiều cao của cây và liên quan ñến khả năng chống ñổ Hiện nay, các giống lúa mới thấp cây ñang dần thay thế các giống lúa cao cây vì chúng có khả năng chống ñổ tốt hơn khi ñầu tư thâm canh ñể ñạt năng suất cao [18]

Khả năng ñẻ nhánh là một ñặc ñiểm của cây lúa, ñặc ñiểm này có ảnh hưởng ñến năng suất lúa Trong qúa trình sinh trưởng, nhánh lúa là những

cành mọc trên nách lá của mỗi ñốt trên thân chính hoặc trên các nhánh khác trong thời gian sinh trưởng dinh dưỡng Các giống lúa khác nhau thì thời gian

ñẻ nhánh khác nhau

Đinh Văn Lữ (1978) [28] cho rằng những giống lúa ñẻ rải rác thì trỗ bông không tập trung dẫn ñến lúa chín không ñều nên không có lợi cho quá trình thu hoạch và năng suất thấp Như vậy, các giống lúa có khả năng ñẻ nhánh tập trung sẽ rất cần thiết ñể ñạt ñược năng suất cao vì giảm ñáng kể nhánh vô hiệu và thuận lợi cho quá trình thu hoạch

1.5.4 Những nghiên cứu về dinh dưỡng và kỹ thuật bón phân cho lúa

Phân bón là yếu tố quan trọng ảnh hưởng ñến sinh trưởng và năng suất cây lúa Cây lúa cần nhiều loại dưỡng chất ñể sinh trưởng và phát triển Ba loại dưỡng chất mà cây lúa cần với số lượng lớn, gọi là chất ña lượng bao gồm N, P, K Cây lúa cần nhiều Si hơn cả N, P, K nhưng do ñất cung cấp ñủ nên cây thường không có triệu chứng thiếu Có những chất cây cần nhưng với

số lượng rất ít, gọi là chất vi lượng như Fe, Zn, Cu,…Thiếu hoặc thừa một trong các chất này cây lúa sẽ phát triển không bình thường [26]

Các giống lúa có thời gian sinh trưởng khác nhau thì yêu cầu phân bón cũng khác nhau Trong các yếu tố dinh dưỡng ña lượng thì ñạm là nguyên tố quan trọng nhất ñối với cây lúa, ñạm có phản ứng rõ hơn lân và kali [51]

Phạm Văn Cường và cs (2005) [11] cho biết khi tăng lượng ñạm bón thì chỉ số diện tích lá, khối lượng chất khô và tốc ñộ tích luỹ chất khô của lúa lai (Việt lai 20, Bắc ưu 903) vượt trội so với lúa thuần (CR203), ñặc biệt ở giai ñoạn sau cấy 4 tuần, năng suất của các giống lúa ñều tăng, tuy nhiên năng suất của lúa lai tăng nhiều hơn năng suất của lúa thuần

Khi tăng lượng ñạm bón thì năng suất hạt của các giống lúa thuộc cả nhóm lúa lai, lúa cải tiến và lúa ñịa phương ñều tăng, ñặc biệt tăng mạnh ở giống lúa lai do tăng chủ yếu số bông/khóm, số hạt/bông và tỷ lệ hạt chắc [12],[13]

Ngoài yếu tố ñạm thì lân và kali có ý nghĩa rất lớn trong ñời sống của cây lúa Lân tham gia trong các quá trình ñồng hoá và chuyển vận chất trong cây còn kali tham gia vào hoạt ñộng của nhiều loại men trong cây

Lân có tác dụng kích thích ra rễ mạnh, tăng cường ñẻ nhánh, giúp cây phục hồi nhanh sau khi gặp những ñiều kiện bất thuận, thúc ñẩy quá trình trổ

và chín sớm Thiếu lân làm cây thấp, khả năng ñẻ nhánh kém, bản lá hẹp, ngắn, thẳng, có màu xanh ñậm tới ám khói, trổ bông muộn, không thể khắc phục bằng cách bón thúc [26],[51]

Kali có tác dụng xúc tiến quá trình quang, ñẩy mạnh sự di chuyển sản phẩm quang hợp từ lá sang các bộ phận khác, tăng cường ñẻ nhánh và giúp cây chống chịu ñược các ñiều kiện bất thuận Thiếu kali làm cây thấp, lá ngắn,

rũ xuống và có màu xanh ñậm; các lá phía dưới, bắt ñầu từ ñỉnh xuống biến vàng giữa các gân lá, có lúc khô chuyển sang màu nâu nhạt Trong các giai ñoạn sinh trưởng phát triển của cây yêu cầu về kali khác nhau nhưng cây lúa cần kali nhất vào thời kỳ làm hạt ñể tăng khả năng vận chuyển dinh dưỡng vào hạt Vì vậy, bón kali kéo dài ñến lúc trỗ bông, lúc giai ñoạn hình thành sản lượng là ñiều rất cần thiết [51]

Việc lựa chọn phân bón và cách bón thích hợp là ñiều rất cần thiết Lượng phân bón cho lúa tùy thuộc giống lúa, mùa vụ và loại ñất Giống cao sản cần bón nhiều hơn các giống ñịa phương Giống lúa lai cần bón nhiều hơn các giống lúa thường Lượng bón phân bón thích hợp cho lúa theo bảng 2.4 sau ñây [26]:

Bảng 1.4 Lượng phân bón cho lúa

1.5.5 Cấu trúc dạng cây và mô hình cây lúa năng suất cao

Dựa trên cơ sở những kết quả ñã ñạt ñược (Khush, 1990 [61]) ñã tổng kết mô hình kiểu cấu trúc cây lúa mới có năng suất cao như sau:

1) Số dảnh hữu hiệu/khóm từ 3 – 4 dảnh

2) Thời gian sinh trưởng từ 100 – 130 ngày

3) Không có bông vô hiệu

4) Thân cứng chống ñổ tốt

5) Lá thẳng, dày và xanh ñậm

6) Số hạt chắc trên bông từ 200 – 250 hạt

7) Hệ thống rễ khoẻ

8) Chống chịu ñược nhiều loại sâu bệnh

9) Chiều cao cây từ 90 – 100cm

10) Tiềm năng năng suất 10 – 13 tấn/ha

Các kết luận này mang tính chiến lược lâu dài, là mục tiêu trong công tác nghiên cứu chọn giống lúa trong những năm qua Việc chọn tạo ra các giống lúa thấp cây, ngắn ngày, năng suất cao ñã góp phần tích cực nâng cao năng suất và tổng sản lượng lúa ở nhiều nước trong khu vực châu Á và trên thế giới

1.5.6 Nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố thời tiết ñến sinh trưởng cây lúa

Trong ñời sống cây lúa luôn chịu sự tác ñộng của các yếu tố khí tượng như nhiệt ñộ, ẩm ñộ, ánh sáng và chế ñộ nước Tuy nhiên, yếu tố nhiệt ñộ và ánh sáng có ảnh hưởng ñáng kể nhất (khó khắc phục) ñối với ñiều kiện khí hậu của Việt Nam

1.5.6.1 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ

Nhiệt ñộ trung bình thích hợp cho sinh trưởng của cây lúa trong khoảng

gây ra hiện tượng thui chột hoa và hạt lúa bị lép nhiều Nhiệt ñộ trên 210C thích hợp cho giai ñoạn làm ñòng, phơi hoa và thụ phấn [51]

Vào lúc phân bào giảm nhiễm của tế bào mẹ hạt phấn, khi gặp nhiệt ñộ

do nhiệt ñộ thấp vào ban ñêm quyết ñịnh Nhiều kết quả cho thấy, các giống lúa khác nhau chịu ảnh hưởng khác nhau khi gặp ñiều kiện nhiệt ñộ thấp [51]

Tác giả Yosida (1981) [51], cho biết nhiệt ñộ ảnh hưởng rất lớn ñến sinh trưởng, phát triển của cây lúa Nhiệt ñộ lạnh làm ảnh hưởng ñến sức nảy mầm, mạ ra lá chậm, mạ lùn, lá vàng, ñỉnh bông bị thoái hoá, ñộ thoát cổ bông kém, chậm ra hoa, tỷ lệ lép cao và chín không ñều Cây lúa rất mẫn cảm

giờ vào lúa nở hoa làm cho tỷ lệ hạt lép tăng rõ rệt

1.5.6.2 Ảnh hưởng của ánh sáng

Ánh sáng mặt trời có ý nghĩa rất quan trọng trong ñời sống cây lúa và ở những giai ñoạn khác nhau nhu cầu về năng lượng ánh sáng cũng khác nhau Ánh sáng thường ảnh hưởng ñến cây lúa trên 2 mặt: cường ñộ ánh sáng ảnh hưởng ñến quang hợp, số giờ chiếu sáng trong ngày ảnh hưởng ñến sự phát triển, ra hoa, kết hạt sớm hay muộn

Nếu che bóng vào giai ñoạn sinh trưởng dinh dưỡng chỉ ảnh hưởng ít ñến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất nhưng che bóng ở giai ñoạn sinh trưởng sinh thực có ảnh hưởng ñáng kể ñến số hạt và năng suất hạt giảm

rõ rệt do giảm tỷ lệ hạt chắc nếu che bóng ở thời kỳ chín [51]

1.5.6.3 Ảnh hưởng của nước tới cây lúa

Nước là yếu tố quan trọng trong ñời sống cây lúa, chế ñộ nước có ảnh hưởng lớn ñến sinh trưởng, phát triển và năng suất ruộng lúa Thiếu nước ở bất kỳ giai ñoạn sinh trưởng nào cũng có thể làm giảm năng suất lúa, thiếu nước làm cây có biểu hiện lá cuộn tròn lại, lá bị cháy, hạn chế ñẻ nhánh, cây thấp, chậm ra hoa, hạt lép và lửng [51]

Thiếu hụt nước vào giai ñoạn sinh trưởng dinh dưỡng có thể làm giảm chiều cao cây, số nhánh và diện tích lá nhưng năng suất không bị ảnh hưởng nếu như nhu cầu nước ñược ñáp ứng kịp thời Tuy nhiên, thiếu nước từ giai ñoạn phân bào giảm nhiễm ñến trỗ bông (nhất là vào thời gian 11 ngày và 3 ngày trước trỗ bông) chỉ cần hạn 3 ngày ñã làm giảm năng suất rất nghiêm trọng và tỷ lệ hạt lép cao [51]

1.5.7 Mối quan hệ giữa năng suất và các yếu tố liên quan

1.5.7.1 Chất khô tích luỹ và năng suất lúa

Quang hợp là quá trình chuyển hoá năng lượng mặt trời thành năng lượng hoá học và ñược tích lũy dưới dạng hydratcacbon cung cấp cho mọi hoạt ñộng sống của cây Hoạt ñộng quang hợp mang lại 80 – 90% lượng chất khô cho cây, số còn lại là chất khoáng do cây hút từ ñất [51]

Như vậy, hoạt ñộng quang hợp quyết ñịnh ñến sinh trưởng và năng suất lúa Vì thế, muốn tăng năng suất cần phải xúc tiến, tạo ñiều kiện thuận lợi cho quang hợp Lượng quang hợp của quần thể (P) phụ thuộc vào:

- Hiệu suất quang hợp thuần (Netassimilation rate - NAR)

- Chỉ số diện tích lá (Leaf area index - LAI)

- Thời gian quang hợp (t)

1.5.7.2 Mối quan hệ giữa các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa

Năng suất lúa ñược tạo thành bởi 4 yếu tố: số bông/ñơn vị diện tích, số hạt/bông, tỷ lệ hạt chắc/bông và khối lượng 1000 hạt

Trong các yếu tố trên thì số bông có tính quyết ñịnh và hình thành sớm nhất, yếu tố này phụ thuộc nhiều vào mật ñộ cấy, khả năng ñẻ nhánh, khả năng chịu ñạm Các giống lúa mới thấp cây, lá ñứng, ñẻ khoẻ, chịu ñạm có thể cấy dày ñể tăng số bông trên ñơn vị diện tích [39] Số bông có thể ñóng góp 74% năng suất, trong khi ñó số hạt và khối lượng hạt ñóng góp 26% [22]

chỉ tiêu này xác ñịnh chủ yếu vào khoảng 10 ngày sau khi ñẻ nhánh tối ña Ở

mầm [51]

Số hạt/bông ñược xác ñịnh trong thời gian sinh trưởng sinh thực Số hạt/bông bằng hiệu số của số hoa phân hoá trừ ñi số hoa bị thoái hoá Yếu tố này phụ thuộc nhiều vào ñặc tính giống và ñiều kiện ngoại cảnh

Tỷ lệ hạt chắc ñược quyết ñịnh ở thời kỳ trước và sau trỗ bông Tỷ lệ hạt chắc ñược quyết ñịnh trực tiếp bởi 3 giai ñoạn là giảm nhiễm, trỗ và chín sữa Nguyên nhân dẫn ñến tỷ lệ hạt chắc thấp, tỷ lệ lép cao là do trong các giai ñoạn thì nhiệt ñộ, ñộ ẩm không khí thấp hoặc cao quá làm cho hạt phấn mất sức nảy mầm, hoặc trước ñó vòi nhuỵ phát triển không hoàn toàn, tế bào mẹ hạt phấn bị hại Vì vậy, ñể có tỷ lệ hạt chắc cao phải bố trí thời vụ gieo cấy sao cho khi lúa làm ñòng, trỗ bông và chín gặp ñược ñiều kiện thời tiết thuận lợi [51]

Khối lượng 1000 hạt của một giống tương ñối ổn ñịnh do kích thước hạt, kích thước của vỏ trấu khống chế rất nghiêm ngặt Tuy nhiên, kích thước

vỏ trấu có lệ thuộc vào sự biến ñổi chút ít bởi bức xạ mặt trời trong 2 tuần trước khi nở hoa

Mối quan hệ giữa các yếu tố cấu thành năng suất thực chất là mối quan

hệ giữa cá thể và quần thể Mối quan hệ này có 2 mặt, khi số bông tăng lên trong một phạm vi nào ñó thì khối lượng bông giảm ít nên năng suất cuối cùng tăng, ñó là mối quan hệ thống nhất Nhưng khi số bông tăng quá cao sẽ làm cho khối lượng bông giảm nhiều, năng suất sẽ giảm, ñó là quan hệ mâu thuẫn Vì thế, trong kỹ thuật trồng trọt cần phải ñiều tiết mối quan hệ này sao cho có lợi nhất cho năng suất [51]

1.6 Các nghiên cứu về chất lượng gạo và yếu tố ảnh hưởng

Chất lượng gạo chịu tác ñộng của 4 yếu tố: bản chất của giống, ñiều kiện sinh thái, kỹ thuật canh tác và các vấn ñề sau thu hoạch

1.6.1 Chất lượng xay xát

Chất lượng xay xát của lúa gạo thể hiện ở ba chỉ tiêu chính: Tỷ lệ gạo lật, tỷ lệ gạo xát và tỷ lệ gạo nguyên Trong ñó, tỷ lệ gạo nguyên là chỉ tiêu quan trọng nhất và cũng là yếu tố chịu ảnh hưởng của môi trường nhiều nhất;

tỷ lệ gạo lật và gạo xát chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi bản chất của giống

* Tỷ lệ gạo lật: Gạo lật là loại gạo mà mới chỉ bóc vỏ trấu ra khỏi hạt

Tỷ lệ gạo lật là phần trăm khối lượng gạo (so với khối lượng thóc) khi mới chỉ bóc vỏ trấu ra khỏi hạt

* Tỷ lệ gạo xát: Gạo xát là phần thu hồi về sau khi ñã loại bỏ vỏ trấu,

lớp cám và phôi Tỷ lệ gạo xát là phần trăm khối lượng gạo (so với khối lượng thóc) thu ñược sau khi xát và ñã loại bỏ lớp cám, phôi từ gạo lật Thông thường tỷ lệ gạo xát dao ñộng trong khoảng 60 – 75% so với thóc Chỉ tiêu này phụ thuộc chủ yếu vào bản chất của giống Tuỳ từng giống khác nhau, có

ñộ dày vỏ trấu, vỏ cám khác nhau mà tỷ lệ gạo xát cũng khác nhau Điều kiện sinh thái và kỹ thuật canh tác cũng có ảnh hưởng nhất ñịnh ñến tỷ lệ xay xát thông qua ñộ chắc mẩy của hạt thóc

* Tỷ lệ gạo nguyên: Tỷ lệ gạo nguyên là phần trăm gạo trắng nguyên

vẹn không bị gãy mất phần nào (so với khối lượng gạo xát) Nó thay ñổi theo

bản chất giống và phụ thuộc nhiều vào ñiều kiện ngoại cảnh như nhiệt ñộ, ñộ

ẩm khi lúa chín, ñiều kiện bảo quản, phơi, sấy sau thu hoạch Nắng nóng, sự thay ñổi ñột ngột của ẩm ñộ không khí, những ñiều kiện không thuận lợi của môi trường trong suốt thời gian chín ñều là những nguyên nhân làm xuất hiện những vết rạn nứt trong hạt và làm tăng tỷ lệ gẫy của hạt gạo khi xát Tỷ lệ gạo nguyên thường ñạt cao nhất khi lúa chín từ 28 – 30 ngày sau trỗ, thu hoạch sớm quá (20 ngày sau trỗ) hay muộn quá (35 ngày sau trỗ trở ñi) ñều làm giảm tỷ lệ gạo nguyên [21], [57]

Tỷ lệ gạo nguyên còn phụ thuộc vào thời ñiểm tuốt lúa sau khi gặt Nghiên cứu trên giống Khaodawkmali 105 cho thấy thời ñiểm tuốt lúa sau thu hoạch 5 -10 ngày không ảnh hưởng ñến tỷ lệ gạo nguyên nhưng nếu ñể sau 10 – 15 ngày thì ảnh hưởng rõ rệt ñến tỷ lệ gạo nguyên [60]

1.6.2 Chất lượng thương mại

Bao gồm: chiều dài hạt gạo, hình dạng hạt, ñộ trắng trong, ñộ bạc bụng, mùi thơm của gạo…Trên thị trường thế giới cũng như ở thị trường trong nước dạng hạt gạo thon dài và tỷ lệ trắng trong cao ñang rất ñược ưa chuộng

* Kích thước hạt: Kích thước và dạng hạt (tỷ lệ dài/rộng) là tính trạng

rất ñặc trưng của giống, tuỳ từng giống khác nhau mà hạt gạo và kích thước hạt gạo các nhà nghiên cứu cho rằng kích thước hạt gạo là tính trạng di truyền

số lượng ñược kiểm soát bởi ña gen Ở lúa lai, kích thước hạt có sự phân ly vượt trội ñặc biệt là chiều dài hạt [45]

Theo tác giả Nguyễn Thị Trâm thì hình dạng hạt gạo là ñặc tính tương ñối ổn ñịnh, nó ít bị thay ñổi bởi ñiều kiện môi trường Kích thước và hình dạng hạt gạo có mối quan hệ tỷ lệ nghịch với tỷ lệ gạo nguyên [45] Dạng hạt càng mảnh, dài và có ñộ bạc bụng cao thì tỷ lệ gạo nguyên càng thấp

Lúa ñặc sản và lúa cổ truyền ở Việt Nam có kích thước và hình dạng hạt nhỏ hơn so với các giống lúa cải tiến Các giống lúa ñặc sản miền Bắc