Nghiên cứu đặc tính sinh trưởng và năng suất của một số giống lúa lai mới chọn tạo và nhập nội trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM VŨ ĐĂNG CANG NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH SINH TRƢỞNG VÀ NĂNG SUẤT CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA LAI MỚI CHỌN TẠO VÀ NHẬP NỘI TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TUYÊN QUANG Chuyên ngành : Khoa học trồng trọt Mã số : 60.62.01.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Thái Nguyên, năm 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Lúa gạo lương thực quan trọng đứng hàng thứ hai giới, lại lương thực chủ yếu nước châu Á Hiện giới có 100 nước trồng lúa hầu hết châu lục, nước châu Á chiếm tới 90% diện tích gieo trồng sản lượng (FAOSTAT, 2006) [20] Theo dự báo nhà khoa học sản lượng lúa tăng chậm có xu hướng chững lại diện tích trồng lúa ngày thu hẹp tốc độ đô thị hóa gia tăng (Beachel, HM 1972) [18] Để tăng sản lượng điều kiện diện tích sản xuất lúa không tăng, cần phải tập trung thâm canh sở ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật sử dụng giống có tiềm cho suất cao đặc biệt giống lúa lai Trong năm trước đổi mới, nước ta quốc gia triền miên thiếu lương thực Từ đổi đến nay, nông nghiệp nước ta khởi sắc nhờ có đổi đắn Đảng Nhà nước Từ năm 1989, giải vấn đề lương thực, thỏa mãn nhu cầu nước tham gia vào thị trường xuất gạo giới (FAO, 2004; Bộ NN & PTNT, 1998) [3], [15] Đến nay, Việt Nam nước xuất gạo đứng thứ hai giới (trên triệu tấn/năm) Đạt thành tựu kết tổng hợp nhiều yếu tố, bao gồm đổi chế sách giải pháp quan trọng khác tập trung đầu tư sở hạ tầng phục vụ sản xuất nông nghiệp (giao thông, thủy lợi, điện, phân bón …), áp dụng tiến kỹ thuật vào sản xuất, chuyển đổi cấu mùa vụ đặc biệt sử dụng giống có suất cao, chất lượng tốt yếu tố quan trọng góp phần tạo nên thành tựu chung phát triển sản xuất nông nghiệp nước ta thời gian qua Trong sản xuất nông nghiệp nói chung sản xuất lúa nói riêng, giống tư liệu sản xuất đặc biệt, yếu tố tảng định làm tăng suất Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn trồng Cùng với biện pháp thâm canh hợp lý, giống tốt góp phần làm tăng suất, tăng sản lượng tăng hiệu cho người sản xuất Những giống lúa truyền thống từ lâu đời dần trở lên thoái hóa suất cần thay giống lúa lai ưu việt suất, chất lượng cao, chống chịu tốt thích hợp với nhiều loại vùng sinh thái … Trên giới, từ năm thuộc thập kỷ 60 70 kỷ XX, nhà khoa học, đặc biệt Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu khai thác ưu lai lúa thành công rực rỡ Các giống lúa lai tạo có ưu vượt trội khả sinh trưởng đặc biệt cho suất cao lúa từ 15-20% (Hoàng Tuyết Minh, 2002) [11] Tại Việt Nam, từ đầu năm thập kỷ 90 kỷ XX bắt đầu sản xuất lúa lai Nhờ ưu vượt trội khả sinh trưởng cho suất cao mà diện tích lúa lai ngày mở rộng Những năm đầu diện tích khiêm tốn từ vài trăm đến vài ngàn diện tích tăng ổn định với số lượng lớn khoảng 600.000 (Bộ NN & PTNT, 2011) [4], góp phần quan trọng vào việc giữ vững an ninh lương thực nước để Việt Nam trở thành nước xuất gạo đứng thứ giới với lượng xuất từ 6-7 triệu gạo/năm Về giống lúa lai (Trương Đích, 2005) [12] ban đầu hạn chế chủ yếu giống lúa lai dòng Trung Quốc Shan ưu 63, Shan ưu quế 99, Nhị ưu 63, Nhị ưu 838, Bắc ưu 64, Bắc ưu 903 … có khả sinh trưởng tốt cho suất cao có hạn chế chất lượng gạo khả chống chịu sâu bệnh đặc biệt bệnh bạc Theo thời gian với phát triển chung khoa học kỹ thuật, hàng loạt giống lúa lai đời vừa có khả sinh trưởng tốt, suất cao, thời gian sinh trưởng ngắn đồng thời chất lượng tốt, khả chống chịu sâu bệnh ngày nâng lên, có nhiều giống cho việc lựa chọn cho nhiều vùng sinh thái khác như: lúa lai dòng Đại Dương 1, Thục Hưng 6, Dưu 527, Phú ưu 1, Phú ưu 4, Qưu 1, Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hoa ưu số 2, LS 1, … (của Trung Quốc), Bio 404, Bte1 (của Ấn Độ), HYT 100, HYT 103 …(của Việt Nam); giống lúa lai dòng Bồi tạp Sơn Thanh, Bồi tạp 49 (của Trung Quốc), Việt Lai 20, Việt Lai 24, Việt Lai 50, TH3-3, TH3-4, LC212, LC25 … (của Việt Nam) Hiện công tác nghiên cứu lai tạo giống lúa lai tiếp tục phát triển Trung Quốc tích cực chuẩn bị cho đời hệ siêu lúa lai với suất từ 20-30 tấn/ha/vụ, giống lúa lai có chất lượng tốt Các trường Đại học, Viện nghiên cứu nước, Công ty Cổ phần giống trồng miền Nam, số địa phương tích cực lai tạo chuẩn bị cho đời nhiều giống lúa lai tốt nhằm đáp ứng cho yêu cầu ngày cao sản xuất Vừa qua Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn có chủ trương tiếp tục phát triển mở rộng diện tích lúa lai đồng thời nghiên cứu chọn tạo tổ hợp lúa lai có khả cạnh tranh với tổ hợp lúa lai có nguồn gốc Trung Quốc Mỗi giống lúa có đặc điểm sinh trưởng phát triển, khả cho suất, chất lượng … thích nghi tốt với điều kiện sinh thái định Do để xác định giống tốt cho vùng sinh thái phù hợp việc làm cần thiết đòi hỏi phải có thời gian Tuyên Quang tỉnh miền Núi nằm vùng Đông Bắc Việt Nam có kinh tế dựa vào phát triển nông lâm nghiệp Tổng diện tích đất tự nhiên tỉnh 5.860 km2, diện tích lúa hàng năm khoảng 45.000 Dân số năm 2008, theo số liệu thống kê tỉnh 744.952 người, gồm 22 dân tộc anh em sinh sống Trong khoảng chục năm trở lại đến nay, suất sản lượng lương thực tỉnh liên tục tăng trưởng ổn định (năm 2010 đạt 32,54 vạn tấn, năm 2011 đạt 32,69 vạn tấn) góp phần quan trọng vào việc phát triển kinh tế chung tỉnh Đạt kết có phần đóng góp quan trọng việc đưa nhiều giống lúa lai có suất, chất lượng cao vào sản xuất Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Tuy nhiên trước phát triển không ngừng khoa học công nghệ, nhiều giống lúa lai có suất chất lượng cao liên tục đời đòi hỏi cấu giống lúa phải thường xuyên thay đổi theo Từ thực tế nêu trên, tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu đặc tính sinh trưởng suất số giống lúa lai chọn tạo nhập nội địa bàn tỉnh Tuyên Quang” Mục tiêu, yêu cầu đề tài 2.1 Mục tiêu Đánh giá lựa chọn giống lúa lai có khả thích ứng, cho suất cao, chất lượng tốt, chống chịu sâu bệnh tốt để giới thiệu vào cấu giống lúa tỉnh Tuyên Quang 2.2 Yêu cầu - Đánh giá khả sinh trưởng, phát triển suất giống tham gia thí nghiệm vụ mùa 2011 vụ xuân 2012 Tuyên Quang - Đánh giá khả chống chịu sâu, bệnh, khả chống đổ, độ đồng ruộng, chất lượng cơm giống tham gia thí nghiệm - Xác định mối quan hệ tương quan số đặc tính nông học với suất Ý nghĩa đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học - Đề tài thực góp phần củng cố phương pháp nghiên cứu, đánh giá giống cho chương trình phát triển giống lúa Tuyên Quang - Các phát đề tài sở khoa học cho nghiên cứu đánh giá, so sánh trình diễn giống lúa tỉnh Tuyên Quang 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Góp phần bổ sung thêm giống lúa lai vào tập đoàn giống lúa lai có suất, chất lượng cao, khả thích nghi tốt với điều kiện sinh thái môi trường, góp phần chuyển đổi cấu giống, thời vụ trồng Tỉnh Tuyên Quang Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở khoa học đề tài “Tốt giống, tốt má, tốt mạ, tốt lúa” câu nói mà ông cha ta đúc rút để khẳng định vai trò quan trọng giống trồng Trong ngành trồng trọt giống trồng yếu tố quan trọng tảng việc làm tăng suất, tăng sản lượng tăng hiệu sản xuất (Vũ Đình Hòa, 2005; Nguyễn Ngọc Đệ, 2008) [9], [10] Đặc tính giống, yếu tố môi trường kỹ thuật canh tác định đến suất, chất lượng trồng Kiểu gen tốt biểu phạm vi định môi trường Những giống so sánh qua loạt môi trường khác biểu cho suất thường khác Vì vậy, tính ổn định thích nghi giống với môi trường thường sử dụng để đánh giá giống Giống trồng nói chung giống lúa nói riêng sản xuất chưa đáp ứng đủ cho nhu cầu sản xuất, hầu giới nghiên cứu giống Viện nghiên cứu lúa quốc tế International Rice Research Institute (IRRI) có chương trình nghiên cứu lâu dài lúa, vấn đề chọn tạo giống nhằm đưa giống có đặc trưng thời gian sinh trưởng, suất, tính chống chịu sâu, bệnh hại, chất lượng gạo, tính mẫn cảm với quang chu kỳ, thích hợp với vùng trồng lúa khác … Giống lúa coi tốt phải có độ cao, thể đầy đủ yếu tố di truyền giống đó, chống chịu tốt với điều kiện bất thuận vùng khí hậu đồng thời chịu thâm canh, kháng sâu bệnh hại tốt, cho suất cao, phẩm chất tốt ổn định qua nhiều hệ Muốn phát huy hết tiềm giống tốt phải sử dụng chúng cách hợp lý, phù hợp với đất đai, điều kiện khí hậu, kinh tế xã hội vùng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Các giống khác có khả phản ứng với điều kiện sinh thái vùng khác Do việc xác định giống tốt cho vùng sản xuất nông nghiệp việc làm cần thiết đòi hỏi phải có thời gian Bởi việc xác định tính thích nghi giống trước đưa sản xuất diện rộng giống phải trồng vùng sinh thái khác Mục đích để đánh giá tính khác biệt, tính đồng nhất, tính ổn định, khả thích ứng, khả chống chịu sâu bệnh hại, khả thích ứng với điều kiện bất thuận, khả cho suất, chất lượng, hiệu kinh tế giống Giống tiền đề suất phẩm chất Một giống lúa tốt cần thỏa mãn số yêu cầu sau: - Sinh trưởng, phát triển tốt điều kiện khí hậu, đất đai điều kiện canh tác địa phương - Cho suất cao ổn định qua năm khác biến động thời tiết, - Có tính chống chịu tốt với sâu bệnh điều kiện ngoại cảnh bất thuận - Có chất lượng đáp ứng yêu cầu sử dụng Tất giống lúa (trong có lúa lai) trước đưa khuyến cáo sản xuất đại trà cần phải qua khảo nghiệm khu vực hóa 1.2 Tình hình nghiên cứu phát triển lúa lai 1.2.1 Trên giới Hiện tượng ưu lai nhà khoa học phát sớm giống trồng vật nuôi (Beall,1878; Shull, 1904) Người ta khai thác hiệu ứng ưu lai, tạo giống trồng cao sản ngô lai, bắp cải, hành tây, cà chua …, giống vật nuôi lớn nhanh lợn lai kinh tế, vịt lai, gà công nghiệp … sử dụng ưu lai thương phẩm đem lại lợi ích kinh tế vô to lớn cho ngành trồng trọt chăn nuôi Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Ở lúa, lần (J.W Joses, 1926) bắt đầu nêu vấn đề ưu lai lúa khảo sát lúa Đài Loan Sau có nhiều công trình nghiên cứu khác xác nhận xuất ưu lai suất, yếu tố cấu thành suất (Anonymous 1977; Li 1977; Lin Yuan 1980 …), tích lũy chất khô (Rao 965; Jenning 1967; Kim 1985 …), phát triển rễ (Anonymous 1974; Tian cộng 1980 …), số đặc tính sinh lý cường độ quang hợp, cường độ hô hấp, diện tích … (Lin Yuan 1980; Deng 1980, MC Donal cộng 1971; Wu cộng 1980 …) [16]v.v … Virmani cộng (1981) tổng kết nhiều công trình nghiên cứu chứng minh ưu lai lúa có biểu đa dạng Ưu lai thực diễn biến từ 55 đến 70% giá trị số hạt/bông, 14 đến 31% giá trị khối lượng hạt … Tuy nhiên công trình nghiên cứu gặp trở ngại khó khăn việc tìm phương pháp sản xuất hạt lai thích hợp lúa tự thụ phấn điển hình, khả nhận phấn thấp Đề xuất vấn đề mở rộng sản xuất lúa lai thương phẩm nhóm nhà khoa học Ấn Độ (Kađam 1937; Amand Murty BR 1968; Richharia 1962; Swaminathan cộng 1972), nhà khoa học Mỹ (Stansel Craigmiles 1966; Craigmiles cộng 1968; Carnahan cộng 1972), nhà khoa học Nhật Bản Shinjyo Omura 1966, Viện lúa quốc tế (Athwal Virmani 1972) song chưa tìm phương pháp sản xuất hạt lai thuận lợi nên họ không thành công Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu lúa lai muộn Yuan LP [16] nhóm nghiên cứu ông bắt đầu nghiên cứu lúa lai đảo Hải Nam (18 o vĩ Bắc) Họ tìm dạng lúa dại bất dục đực di truyền tế bào chất cho công cụ di truyền quan trọng để nghiên cứu phát triển lúa lai Sau năm họ thành công việc chuyển gen bất dục đực dạng dại vào lúa trồng phương pháp lai lại (Back-cross) tạo dòng bất dục đực di truyền tế bào chất tương đối ổn định Năm 1973 sản xuất hạt lúa lai F1 dòng bố mẹ là: Dòng bất dục đực di truyền tế bào chất (Cytoplasmic Male Sterile: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CMS), dòng trì bất dục (Maintainer) dòng phục hồi hữu dục (Restorer) Năm 1974 giới thiệu tổ hợp lai cho ưu lai cao, đồng thời quy trình kỹ thuật sản xuất hạt lai “ba dòng” giới thiệu sản xuất năm 1975 (Trần Ngọc Trang, 2003) [16] Năm 1976, Trung Quốc sản xuất hạt lai F1 để gieo cấy 140.000 Từ diện tích trồng lúa lai tăng lên liên tục kéo theo suất lúa bình quân nước tăng với tốc độ cao Tiến độ nghiên cứu lúa lai năm gần phát triển với tốc độ cao đa dạng, năm 1990 đường gây đột biến nhân tạo Nhật Bản tạo dòng bất dục mẫn cảm với nhiệt độ (TGMS) Khái niệm đường lúa lai dòng đời Các giống lúa lai dòng với tiềm năng suất cao nhờ phát triển sử dụng gen tương hợp rộng chương trình phát triển lúa lai loài phụ (Indica/Japonica) Trình tự phát triển lúa lai Trung Quốc xác định theo đường: 3-2-1 (ba dòng- hai dòng- dòng), (Lin, SC 2001) [22] Diện tích lúa lai dòng Trung Quốc năm 1999 ước tính khoảng 150.000-160.000 ha, chiếm khoảng 1% diện tích lúa lai Đã có tổ hợp lúa lai cho suất đạt tới 17 tấn/ha/vụ Ấn Độ nước tiến hành nghiên cứu thương mại hóa giống lúa lai với suất cao giống lúa truyền thống Ngoài ra, Philippines, Bangladesh, Indonesia, Pakistan, Ecuador, Guineas Mỹ nước đạt thành công sản xuất lúa lai đưa vào sản xuất nhiều giống lúa lai hai mức độ khảo nghiệm sản xuất đại trà Tại Philippines, với hỗ trợ FAO, viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI Trung Quốc, lúa lai thương mại hóa Đặc biệt, giống lúa siêu SL-8 lai tạo nước đưa trồng diện rộng (3000 ha) vào năm 2003 với suất bình quân 8,5 tấn/ha (cao gấp hai Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 lần suất lúa bình quân nước này) Chính phủ Philippines có nhiều sách hỗ trợ khuyến khích phát tiển lúa lai từ năm 2003 đến 2007 Hiện Viện IRRI tập trung vào nghiên cứu chọn tạo giống lúa có suất siêu cao (siêu lúa) đạt 13 tấn/vụ đồng thời tập trung vào nghiên cứu chọn tạo giống có chất lượng cao để vừa giúp nước giải vấn đề an ninh lương thực, vừa đáp ứng nhu cầu ngày cao người tiêu dùng (Cada, E.C, 1997) [19] 1.2.2 Tại Việt Nam Việt Nam nước giải tốt vấn đề an ninh lương thực nước xuất gạo đứng hàng thứ giới Tuy nhiên so sánh với nước sản xuất tiên tiến Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan suất lúa xa (Itoh cộng sự, 2000) [21] Việt Nam nước nghiên cứu sản xuất lúa lai muộn, vào năm 1980 bắt đầu nghiên cứu lúa lai điều kiện nghèo nàn sở vật chất nguồn cán Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp, Viện Di truyền nông nghiệp, Viện lúa đồng sông Cửu Long tiến hành chương trình với phối hợp IRRI Nguồn vật liệu dùng cho nghiên cứu nhập chủ yếu từ Viện lúa quốc tế Năm 1989, lúa lai F1 nhập qua biên giới Việt – Trung gieo trồng số xã miền Núi cho suất cao đáng ngạc nhiên Năm 1990, Bộ Nông nghiệp nhập số tổ hợp lúa lai gieo trồng thử đồng Bắc bộ, đa số tổ hợp cho suất cao lúa thường đáng tin cậy, CR203 từ 700-1500kg/ha/vụ (Nguyễn Công Tạn, 2002; Quách Ngọc Ân 1999) [1], [14] Vì diện tích gieo cấy lúa lai Trung Quốc tỉnh miền Núi, trung du đồng Bắc tăng lên nhanh chóng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... phát tiển lúa lai từ năm 2003 đến 2007 Hiện Viện IRRI tập trung vào nghiên cứu chọn tạo giống lúa có suất siêu cao (siêu lúa) đạt 13 tấn/vụ đồng thời tập trung vào nghiên cứu chọn tạo giống có... giống lúa lai có suất chất lượng cao liên tục đời đòi hỏi cấu giống lúa phải thường xuyên thay đổi theo Từ thực tế nêu trên, tiến hành thực đề tài: Nghiên cứu đặc tính sinh trưởng suất số giống lúa. .. triển giống lúa Tuyên Quang - Các phát đề tài sở khoa học cho nghiên cứu đánh giá, so sánh trình diễn giống lúa tỉnh Tuyên Quang 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Góp phần bổ sung thêm giống lúa lai vào tập