KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG – PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG SUẤT CỦA 10 GIỐNG LÚA LAI VỤ ĐÔNG XUÂN NĂM 2010 – 2011 TẠI TỈNH TIỀN GIANG

Đề tài nghiên cứu: “Khảo sát đặc điểm sinh trưởng – phát triển và năng suất của 10 giống lúa lai vụ đông xuân năm 2010 – 2011 tại tỉnh Tiền Giang” do cô Trần Thị Dạ Thảo hướng dẫn, đề

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG – PHÁT TRIỂN VÀ

NĂNG SUẤT CỦA 10 GIỐNG LÚA LAI VỤ ĐÔNG XUÂN

Sinh viên thực hiện: PHÙNG VĂN TƯỞNG Ngành : NÔNG HỌC

Niên khóa : 2005 - 2010

KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG – PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG

SUẤT CỦA 10 GIỐNG LÚA LAI VỤ ĐÔNG XUÂN

- Ban Giám Hiệu trường Đại học Nông Lâm TP HCM

- Ban Chủ nhiệm Khoa Nông học

- Bộ môn Cây Lương thực Rau Hoa Quả

- Trại Nghiên cứu Lúa lai Cai Lậy – Tiền Giang thuộc Công ty Cổ phần Giống Cây trồng Miền Nam

Đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi học tập và nghiên cứu để hoàn thành tốt đề tài này

- Tôi xin gửi lời cảm ơn đến qúy thầy cô trong Khoa Nông học đã tận tình chỉ bảo cho tôi những kiến thức trong suốt thời gian theo học tại trường

- Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến cô Ths Trần Thị Dạ Thảo,

Ks Huỳnh Minh Nhu, Ks Bạch Thị Vững đã tận tình chỉ bảo tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài

- Xin cảm ơn tất cả các bạn sinh viên đã cùng tôi phấn đấu học tập và nghiên cứu trong suốt thời gian qua

Xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 03 năm 2011 Sinh viên

Phùng Văn Tưởng

TÓM TẮT

Phùng Văn Tưởng, khoa Nông Học trường đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh Đề tài nghiên cứu: “Khảo sát đặc điểm sinh trưởng – phát triển và năng suất

của 10 giống lúa lai vụ đông xuân năm 2010 – 2011 tại tỉnh Tiền Giang” do cô

Trần Thị Dạ Thảo hướng dẫn, đề tài được thực hiện tại Trại Nghiên cứu Lúa lai thuộc Công ty Cổ phần Giống Cây trồng Miền Nam - ấp Mỹ Phú xã Long Khánh huyện Cai Lậy tỉnh Tiền Giang Thời gian thực hiện từ 08/11/2010 đến ngày 08/03/2011, nhằm tuyển chọn các giống lúa có năng suất cao, phẩm chất cơm gạo tốt, ít nhiễm sâu bệnh hại, thích hợp với điều kiện tại địa phương

Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối đầy đủ hoàn toàn ngẫu nhiên, một yếu tố,

ba lần lặp lại, với mười nghiệm thức gồm chín giống lúa lai là: Nam ưu 1024; Nam ưu 244; Nam ưu 901; Nam ưu 243; Nam ưu 335; PAC 837; PAC 809; Nam ưu 106; HR

182 và một giống lúa thường làm đối chứng là OM 6162

Kết quả thu được như sau:

- Năng suất thực tế các giống biến động từ 6,36 đến 7,86 tấn/ha

- Thời gian sinh trưởng biến động từ 104 đến 112 ngày

- Chiều cao cây biến động từ 90 đến 104 cm

- Số nhánh hữu hiệu biến động từ 5,6 đến 7,4 nhánh/bụi

- Hầu hết các giống có hạt gạo dạng thon dài, giống PAC 837 có hạt gạo dạng trung bình

- các giống có mức độ nhiễm sâu bệnh nhẹ

Thí nghiệm đã chọn ra được hai giống triển vọng nhất trong vụ đông xuân 2010

- 2011 tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang là giống Nam ưu 901 và giống HR 182 cả hai giống đều có đặc tính hình thái và nông học tốt, năng suất cao hơn đối chứng, phẩm chất gạo tốt, chất lượng cơm ngon, đạt tiêu chuẩn xuất khẩu, thích hợp với điều kiện địa phương

MỤC LỤC

Trang

TRANG TỰA i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC iiv

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG ix

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích đề tài 2

1.3 Yêu cầu 2

1.4 Giới hạn của đề tài 2

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Nguồn gốc và lịch sử phát triển của cây lúa 3

2.2 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và ở Việt Nam 3

2.2.1 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới 3

2.2.2 Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam 4

2.3 Lịch sử phát hiện và nghiên cứu ưu thế lai trên cây lúa 6

2.3.1 Lúa lai 6

2.3.1.1 Lúa lai ba dòng 6

2.3.1.2 Lúa lai hai dòng 10

2.3.2 Lịch sử phát hiện và nghiên cứu về ưu thế lai 12

2.4 Tình hình sản xuất lúa lai trên thế giới và ở Việt Nam 14

2.4.1 Sản xuất lúa lai trên thế giới 14

2.4.2 Sản xuất lúa lai ở Việt Nam 14

2.5 Nghiên cứu, phát triển lúa lai trên thế giới và Việt Nam 15

2.5.1 Nghiên cứu, phát triển lúa lai trên thế giới 15

2.5.2 Nghiên cứu, phát triển lúa lai ở Việt Nam 17

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 21

3.1 Địa điểm và thời gian bố trí thí nghiệm 21

3.2 Điều kiện thí nghiệm 21

3.2.1 Đặc điểm và tính chất lý hóa của khu thí nghiệm 21

3.2.2 Điều kiện khí hậu thời tiết trong thời gian làm thí nghiệm 22

3.3 Vật liệu thí nghiệm 22

3.4 Phương pháp nghiên cứu 23

3.4.1 Bố trí thí nghiệm 23

3.4.2 Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp thu thập số liệu 25

3.4.2.1 Các chỉ tiêu về hình thái 25

3.4.2.2 Các chỉ tiêu nông học, sinh lý 27

3.4.2.3 Tình hình nhiễm sâu bệnh của các giống lúa 31

3.4.2.4 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 344

3.4.2.5 Các chỉ tiêu về phẩm chất gạo 355

3.4.2.6 Các chỉ tiêu về chất lượng cơm 366

3.5 Các biện pháp kỹ thuật canh tác 377

3.6 Chương trình máy tính và xử lý số liệu 3939

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 400

4.1 Đặc trưng hình thái của các giống lúa thí nghiệm 400

4.1.1 Thân lúa 411

4.1.2 Lá đòng 411

4.1.3 Bông lúa 422

4.2 Các chỉ tiêu nông học và thời gian sinh trưởng, phát dục 43

4.2.1 Các chỉ tiêu nông học Error! Bookmark not defined 4.2.2 Thời gian sinh trưởng và phát dục của các giống 444

4.2.3 Động thái và tốc độ tăng trưởng chiều cao cây 46

4.2.3.1 Động thái tăng trưởng chiều cao cây 46

4.2.3.2 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây 477

4.2.4 Động thái và tốc độ đẻ nhánh của các giống 488

4.2.4.1 Động thái đẻ nhánh của các giống 488

4.2.4.2 Tốc độ đẻ nhánh của các giống 50

4.2.5 Khả năng đẻ nhánh và tỷ lệ đẻ nhánh hữu hiệu 51

4.2.6 Sự tích lũy chất khô và hệ số kinh tế của các giống lúa 52

4.3 Tình hình nhiễm sâu bệnh hại của các giống lúa 533

4.4 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 544

4.4.1 Số bông/m2 55

4.4.2 Tổng số hạt/bông 555

4.4.3 Số hạt chắc/bông 555

4.4.4 Tỷ lệ hạt lép (%) 555

4.4.5 Trọng lượng 1000 hạt 555

4.4.6 Năng suất lý thuyết (NSLT) 56

4.4.7 Năng suất thực tế (NSTT) 566

4.4.8 Mức ưu thế lai (%) 566

4.5 Các chỉ tiêu phẩm chất gạo 577

4.6 Đánh giá chất lượng cơm của các giống lúa thí nghiệm 60

Chương 5KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 622

5.1 Kết luận 622

5.2 Đề nghị 622

TÀI LIỆU THAM KHẢO 633

PHỤ LỤC 655

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CMS : Dòng bất dục đực tế bào chất - Cytoplasmic Male Sterile

CV : Hệ số biến thiên - Coefficient of Variation

CCC : Chiều cao cây

Dòng A : Dòng bất dục đực tế bào chất

Dòng B : Dòng duy trì tính trạng bất dục đực tế bào chất

Dòng R : Dòng phục hồi tính hữu dục đực, kí hiệu theo tiếng Anh (Restorer)

ĐBSCL : Đồng bằng sông Cửu Long

Đ/C : Đối chứng

FAO : Food and Agriculture Organization

HI : Hệ số kinh tế hay chỉ số thu hoạch - Havest Index

IRRI : Viện Nghiên cứu Lúa gạo Quốc tế - International Rice Research

Institute

NSC : Ngày sau cấy

NSG : Ngày sau gieo

NSLT : Năng suất lý thuyết

NSTT : Năng suất thực tế

PGMS : Dòng bất dục đực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với ánh sáng -

Photoperiod sensitive Genic Male Sterile

RCBD : Khối đầy đủ hoàn toàn ngẫu nhiên - Random Complete Block Dezign SSC : Công ty Cổ phần Giống Cây trồng Miền Nam - Southern Seed

Company

TGMS : Dòng bất dục đực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ -

Thermosensitive Genic Male Sterile

TGST : Thời gian sinh trưởng

UTL : Ưu thế lai

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống lúa lai “ba dòng” (Nguyễn Văn Hoan, 2000) 7

Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống lúa lai “hai dòng” (Phan Thanh Kiếm, 2006) 11

Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 24

Hình 3.2 Toàn cảnh khu thí nghiệm giai đoạn 14 NSC 25

Hình 4.1 Toàn cảnh khu thí nghiệm giai đoạn chín 46

Biểu đồ 4.1 Động thái tăng trưởng chiều cao của năm giống 466

Biểu đồ 4.2 Động thái tăng trưởng chiều cao của sáu giống 47

Biểu đồ 4.3 Tốc độ tăng trưởng chiều cao của năm giống 477

Biểu đồ 4.4 Tốc độ tăng trưởng chiều cao của sáu giống 48

Biểu đồ 4.5 Động thái đẻ nhánh của năm giống 49

Biểu đồ 4.6 Động thái đẻ nhánh của sáu giống 49

Biểu đồ 4.7 Tốc độ đẻ nhánh của năm giống 50

Biểu đồ 4.8 Tốc độ đẻ nhánh của sáu giống 500

Biểu đồ 4.9 Năng suất lý thuyết và năng suất thực tế của mười giống lúa thí nghiệm 566

Hình 4.2 Hạt lúa và gạo giống Nam ưu 1024 588

Hình 4.3 Hạt lúa và gạo giống Nam ưu 244 58

Hình 4.4 Hạt lúa và gạo giống Nam ưu 901 588

Hình 4.5 Hạt lúa và gạo giống OM 6162 58

Hình 4.6 Hạt lúa và gạo giống Nam ưu 243 59

Hình 4.7 Hạt lúa và gạo giống Nam ưu 335 59

Hình 4.8 Hạt lúa và gạo giống PAC 837 59

Hình 4.9 Hạt lúa và gạo giống PAC 809 59

Hình 4.10 Hạt lúa và gạo giống Nam ưu 106 60

Hình 4.11 Hạt lúa và gạo giống HR 182 60

DA NH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Diện tích lúa của Việt Nam và một số quốc gia trên thế giới giai đoạn 1987 –

2009 4

Bảng 2.2 Năng suất lúa của Việt Nam và một số quốc gia trên thế giới giai đoạn 1987 – 2009 5

Bảng 3.1 Đặc điểm lý hóa tính của đất thí nghiệm 21

Bảng 3.2 Thời tiết khí hậu trong thời gian thí nghiệm 22

Bảng 3.3 Các giống lúa trong thí nghiệm 23

Bảng 4.1 Một số đặc trưng hình thái của các giống lúa thí nghiệm 400

Bảng 4.2 Các chỉ tiêu nông học của các giống lúa thí nghiệmError! Bookmark not defined Bảng 4.3 Thời gian sinh trưởng và phát dục của các giống lúa 45

Bảng 4.4 Khả năng đẻ nhánh và tỷ lệ đẻ nhánh hữu hiệu 511

Bảng 4.5 Sự tích lũy chất khô ở giai đoạn chín và hệ số kinh tế của các giống lúa 522

Bảng 4.6 Tình hình nhiễm sâu bệnh của các giống lúa 53

Bảng 4.7 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa 54

Bảng 4.8 Các chỉ tiêu phẩm chất gạo của các giống 57

Bảng 4.9 Chất lượng cơm của các giống lúa thí nghiệm 60

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Lúa (Oryza sativa L.) là một loại cây lương thực quan trọng trên thế giới, đặc biệt

là ở các nước châu Á, châu Phi và châu Mỹ La Tinh Lúa là loại cây lương thực có vị trí hàng đầu do có giá trị dinh dưỡng và nhiều công dụng quan trọng như gạo thông qua chế biến thành cơm, bánh… cung cấp năng lượng cho con người sống và hoạt động (Lê Minh Triết, 2006) Sự gia tăng nhanh chóng của dân số thế giới (từ 6 tỷ người năm 1999 lên đến 9 tỷ người năm 2010) kéo theo đó là nhu cầu về lương thực cũng tăng cao, sự biến đổi về khí hậu toàn cầu gây hạn hán, lũ lụt và việc đất tự nhiên trên thế giới cũng như ở nước ta ngày càng bị thu hẹp, đặc biệt là diện tích đất canh tác nông nghiệp do quá trình đô thị hóa, xây dựng các công trình giao thông… dẫn tới nguy cơ thiếu lương thực cung cấp cho con người, chính vì vậy việc đảm bảo an ninh lương thực là vấn đề quan trọng hàng đầu hiện nay của các quốc gia

Lúa ưu thế lai gọi tắt là lúa lai là một khám phá lớn nâng cao năng suất, sản lượng và hiệu quả trong canh tác lúa Nhiều nước trên thế giới đã nghiên cứu và đưa vào sử dụng và mở rộng diện tích các giống lúa lai Ở Trung Quốc diện tích lúa lai đạt 17.600.000 ha chiếm 66% tổng diện tích trồng lúa Lúa lai cũng đang được phát triển ở

các nước như Ấn Độ với 60.000 ha; Việt Nam 560.000 ha; Myanmar, Philippines với quy mô khoảng 1,35 triệu ha năm 2006 (Tống Khiêm, 2007) Việc sử dụng lúa lai đã góp phần nâng cao năng suất, tăng sản lượng và đảm bảo an ninh lương thực thế giới, nâng cao thu nhập cho người nông dân

Nước ta là một nước nông nghiệp, lúa gạo được sử dụng làm lương thực chính, xuất khẩu lúa gạo đứng thứ hai trên thế giới Vì vậy, việc nghiên cứu và đưa cây lúa lai

nước ta chỉ mới bắt đầu và gặp một số khó khăn do giống lúa lai chủ yếu được nhập từ nước ngoài, trong đó chủ yếu là từ Trung Quốc và IRRI - International Rice Research Institute, không chủ động được nguồn giống, giá thành giống lại cao và khó kiểm soát thị trường giống Bên cạnh đó, các giống lúa lai thường có nhược điểm là chất lượng lúa gạo chưa cao, khả năng chống chịu sâu bệnh còn kém Vì vậy việc nghiên cứu, cải tiến, chọn lọc các dòng lúa lai là rất cần thiết, nhằm nâng cao năng suất và giải quyết vấn đề an ninh lương thực, cải thiện chất lượng lúa gạo, khả năng chống chịu sâu bệnh, chủ động nguồn giống trong nước, nâng cao thu nhập cho nông dân qua việc sản xuất lúa lai

Vì vậy đề tài: “Khảo sát đặc điểm sinh trưởng - phát triển và năng suất của 10 giống lúa lai vụ đông xuân năm 2010 – 2011 tại tỉnh Tiền Giang” được tiến hành

1.2 Mục đích đề tài

Qua khảo sát về đặc điểm sinh trưởng, phát triển, năng suất, chất lượng gạo và tình hình nhiễm sâu bệnh hại nhằm tuyển chọn các giống lúa có năng suất cao, phẩm chất cơm gạo tương đối tốt thích hợp trong vụ đông xuân tại tỉnh Tiền Giang

1.3 Yêu cầu

Theo dõi các chỉ tiêu về sinh trưởng, phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất, tình hình nhiễm sâu bệnh hại và phẩm chất cơm gạo của mười giống lúa

1.4 Giới hạn của đề tài

Đối tượng nghiên cứu gồm chín giống lúa lai và một giống lúa thường làm đối chứng và thực hiện trong vụ đông xuân

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Nguồn gốc và lịch sử phát triển của cây lúa

Cây lúa thuộc họ Gramineae, loại Oryza, loài Oryza sativa Có hơn 28 loài

hoang dại đã được định danh, có tổng nhiễm sắc thể từ 24 – 48n Năm 1963, các nhà di

truyền học đã công nhận còn 20 loài, trong đó có loài Oryza sativa và Oryza

glaberrima là hai loài lúa trồng còn lại là lúa dại, phổ biến nhất là loài O sativa còn

Oryza glaberrima chỉ chiếm diện tích nhỏ ở Tây Phi và có năng suất thấp (trích dẫn bởi Lê Minh Triết, 2006)

Cây lúa có nguồn gốc lịch sử lâu đời, trải dài từ phía Nam Trung Quốc đến Đông Bắc Ấn Độ (vào khoảng 8000 năm trước đây) (trích dẫn bởi Lê Minh Triết, 2006)

2.2 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và ở Việt Nam

2.2.1 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới

Theo thống kê của FAO (2010), diện tích canh tác lúa toàn thế giới năm 2009 là 161,42 triệu ha, năng suất bình quân 4,2 tấn/ha, sản lượng 678,69 triệu tấn Trong đó,

diện tích lúa của châu Á là 143,44 triệu ha chiếm 88,86 % tổng diện tích lúa toàn cầu,

kế đến là châu Phi 10 triệu ha (6 %), châu Mỹ 7,27 triệu ha (4,5 %), châu Âu 0,67 triệu

ha (0,42 %), châu Đại Dương 35,54 nghìn ha chiếm tỷ trọng không đáng kể, những nước có diện tích lúa lớn nhất là Ấn Độ 44,1 triệu ha; Trung Quốc 29,93 triệu ha; Indonesia 12,88 triệu ha; Bangladesh 11,5 triệu ha; Thái Lan 10,96 triệu ha và Việt Nam 7,44 triệu ha

Ai Cập và Úc là hai nước có năng suất lúa dẫn đầu thế giới với số liệu tương

Những nước có sản lượng lúa nhiều nhất thế giới năm 2009 là Trung Quốc 179,25 triệu tấn, kế đến là Ấn Độ 131,27 triệu tấn; Indonesia 64,4 triệu tấn; Bangladesh 45,07 triệu tấn; Việt Nam 38,89 triệu tấn và Thái Lan 31,46 triệu tấn

2.2.2 Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam

Diện tích trồng lúa của Việt Nam và một số nước trên thế giới giai đoạn từ 1987 – 2009 được trình bày ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Diện tích lúa của Việt Nam và một số quốc gia trên thế giới giai đoạn 1987 –

2009 (triệu ha)

1987 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Trung Quốc 32,69 28,50 26,78 28,61 29,30 29,46 29,49 29,49 29,93

Ấn Độ 38,80 41,18 42,59 41,90 43,66 43,81 43,77 44,00 44,10 Indonesia 9,92 11,52 11,47 11,92 11,84 11,79 12,16 12,31 12,88 Thái Lan 9,15 9,99 10,19 9,99 10,20 10,16 10,67 10,68 10,96 Việt Nam 5,60 7,50 7,45 7,44 7,33 7,32 7,21 7,41 7,44 Philipines 3,25 4,04 4,00 4,12 4,11 4,15 4,25 4,45 4,53 Brazil 6,00 3,14 3,18 3,73 3,92 2,97 2,89 2,85 2,89 Colombia 0,34 0,41 0,47 0,49 0,41 0,38 0,38 0,44 0,54 Ecuador 0,27 0,37 0,36 0,42 0,38 0,36 0,39 0,35 0,39

Ý 0,19 0,21 0,21 0,23 0,22 0,22 0,23 0,22 0,24

(Nguồn: FAOSTAT, 2010) Qua bảng 2.1 cho thấy diện tích lúa của nước ta từ 5,60 triệu ha năm 1987 tăng lên 7,50 triệu ha năm 2002, sau đó giảm dần còn 7,30 triệu ha năm 2007, tuy nhiên đến năm 2009 diện tích tăng lên 7,44 triệu ha

Bảng 2.2 Năng suất lúa của Việt Nam và một số quốc gia trên thế giới giai đoạn 1987

– 2009 (tấn/ha)

1987 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Trung Quốc 5,40 6,18 6,06 6,30 6,25 6,27 6,42 6,55 6,59

Ấn Độ 2,19 2,61 3,11 2,97 3,15 3,17 3,30 3,36 2,97 Indonesia 4,03 4,46 4,54 4,53 4,57 4,62 4,70 4,89 4,99 Thái Lan 2,01 2,60 2,65 2,85 2,96 2,91 3,00 2,96 2,86 Việt Nam 2,69 4,59 4,63 4,85 4,88 4,89 4,98 5,22 5,22 Philipines 2,62 3,27 3,36 3,51 3,59 3,68 3,80 3,77 3,58 Brazil 1,73 3,32 3,24 3,55 3,36 3,87 3,82 4,23 4,36 Colombia 5,35 5,86 5,85 5,93 5,79 5,91 6,25 6,29 5,49 Ecuador 2,82 3,87 3,87 4,21 3,89 4,19 4,35 4,06 4,00

Ý 5,61 6,30 6,41 6,63 6,30 6,27 6,62 6,24 6,28

(Nguồn: FAOSTAT, 2010) Qua bảng 2.2 cho thấy năng suất lúa của nước ta từ 2,69 tấn/ha năm 1987 tăng lên 4,59 tấn/ha năm 2002, sau đó tăng liên tục qua các năm và đạt 5,22 tấn/ha năm

2009 gấp 1,94 lần so với năng suất năm 1987

Để đạt năng suất cao như trên theo Lê Minh Triết (2006) là do những nguyên nhân sau:

- Đồng ruộng được cải tạo: hệ thống thủy lợi hoàn chỉnh, chủ động tưới tiêu cho lúa và có chế độ luân canh hợp lý

- Đầu tư nhiều phân, nhất là phân hóa học, đặc biệt là phân đạm

- Đẩy mạnh cuộc cách mạng về giống lúa: chuyển từ lúa cao cây sang lúa thấp cây, chịu phèn, chống đổ ngã, lá đứng, đẻ nhiều nhánh để có nhiều nhánh hữu hiệu; chống chịu tốt với sâu bệnh, môi trường khắc nghiệt; sử dụng giống ngắn ngày cho năng suất cao; sử dụng lúa ưu thế lai cho năng suất cao

- Cơ giới hóa nghề trồng lúa được đẩy mạnh

- Áp dụng các tiến bộ khoa học trong nông nghiệp phát triển mạnh mẽ

2.3 Lịch sử phát hiện và nghiên cứu ưu thế lai trên cây lúa

2.3.1 Lúa lai

Theo Nguyễn Văn Hoan (2000), lúa lai (Hybrid rice) là danh từ dùng để gọi các giống lúa ứng dụng hiệu ứng ưu thế lai đời F1 Lúa lai khác với lúa thuần (conventional rice) ở chỗ hạt giống lúa lai chỉ sử dụng một đời khi mà hiệu ứng ưu thế lai thể hiện mạnh nhất “Lúa lai” là từ gọi tắt của “Lúa ưu thế lai”, không nên nhầm lẫn với lúa thuần được tạo ra bằng phương pháp lai Thành công trong việc sử dụng hiệu ứng ưu thế lai ở cây lúa, tạo ra các tổ hợp lai có ưu thế lai cao gieo cấy trên diện tích lớn là thành tựu nổi bật của Trung Quốc và của loài người trong 3 thập niên cuối thế

kỷ 20 Thành công về lúa lai ở Trung Quốc đã giúp cho đất nước với trên một tỷ người thoát khỏi nạn đói và lúa lai ngày nay đã và đang được nhiều nước quan tâm coi là chìa khóa của chương trình an ninh lương thực quốc gia

Ghi chú:

- bd: Bất dục

- hd: Hữu dục

- Srr: Kiểu gen bất dục

- Nrr: Kiểu gen duy trì bất dục

- NRR: Kiểu gen phục hồi hữu dục

Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống lúa lai “ba dòng” (Nguyễn Văn Hoan, 2000)

Theo tác giả đặc điểm các dòng trong hệ thống lai ba dòng

Dòng A (CMS): được sử dụng làm mẹ, cơ chế của sự bất dục là tương tác giữa gen trong tế bào chất và gen trong nhân, là dòng có bao phấn kép, hoa nở bao phấn không nở, trong bao phấn chứa hạt phấn bị thoái hóa do không tích lũy được tinh bột Nhìn bằng mắt thường thấy bao phấn vàng ngà hoặc trắng sữa, rung cây lúa trỗ hoa không có hạt phấn tung ra, không nhuộm màu trong dung dịch KI 1 % Hình thái hạt phấn bất thường: tam giác, hình thoi, cầu khuyết Cơ quan sinh sản cái của dòng A

♀ A CMS – bd Srr

B ♂

hd Nrr

♀ A CMS – bd Srr

phấn để thụ tinh sau khi hoa nở khoảng 5 ngày, khi rũ phấn giống lúa khác vào dòng A thì khả năng tiếp nhận phấn dễ dàng

Dòng A muốn dùng để sản xuất hạt lai cần có những yêu cầu sau:

+ Phải bất dục đực hoàn toàn và ổn định qua các vụ, nghĩa là tỷ lệ hạt phấn bị thoái hóa là 100 %, tỷ lệ này không thay đổi khi điều kiện thời tiết biến động, không biến đổi sau các lần gieo lại

+ Phải tương đối dễ phục hồi thể hiện qua các yếu tố sau:

Phổ phục hồi rộng: nhiều giống lúa có thể phục hồi cho dòng A, nhờ vậy dễ tìm

- Dòng B: duy trì tính bất dục cho dòng A, trừ tính bất dục, các tính trạng khác dòng B hoàn toàn giống dòng A, dòng B phải chọn cẩn thận, phải là dòng thuần, nhiều hạt phấn, sức sống hạt phấn cao

- Dòng R: cho phấn dòng A để sản xuất hạt lai F1, F1 hữu dục, đồng nhất về các tính trạng nông sinh học và có ưu thế lai cao, dòng R phải là dòng thuần có nhiều đặc điểm tốt, năng suất và phẩm chất cao, thời gian sinh trưởng phù hợp Dòng R tốt cần có những đặc điểm sau:

+ Có khả năng phục hồi mạnh, tỷ lệ đậu hạt của con lai ngang với lúa thuần hoặc lớn hơn 80 % so với lúa thuần

+ Có đặc tính nông sinh học tốt, khả năng phối hợp cao, cho UTL cao đáng tin cậy

+ Cây cao, khỏe hơn dòng A, TGST xấp xỉ hoặc dài hơn dòng A

+ Bao phấn mẩy, chứa nhiều hạt phấn, tập tính nở hoa tốt, bao phấn mở, lượng phấn tung tập trung Những dòng R tốt trong 1 bao phấn chứa tới 3000 hạt phấn, trong khi các dòng lúa thường chỉ chứa khoảng 600 – 1000 hạt phấn

Ưu và nhược điểm của phương pháp “ba dòng”

- Ưu điểm:

+ Chọn giống và sản xuất giống lúa lai “ba dòng” là phương pháp mở đầu giúp cho các nhà chọn giống khai thác tiềm năng UTL ở lúa và sử dụng rộng rãi lúa lai trong sản xuất, góp phần nâng cao năng suất, tổng sản lượng lúa, giải quyết nạn đói cho người nông dân

+ Đã khai thác và sử dụng có hiệu quả tính bất dục di truyền tế bào chất ở lúa Bằng lai lại liên tục đã cải tiến nhanh chóng các dạng lúa dại, lúa nửa dại thành lúa trồng

+ Do sử dụng tính đa dạng di truyền trong các tổ hợp lai nên đã tạo ra được nhiều tổ hợp có năng suất siêu cao trên 100 kg hạt/ha/ngày như tổ hợp 10120A/Hoi 73 – 28 (Japonica) đạt năng suất 15,65 tấn/ha/vụ ở tỉnh Kiên Giang, tổ hợp Zhenshan 97A/Minhui63 (Indica) đạt 15,3 tấn/ha/vụ ở Vân Nam

+ Lúa lai ba dòng ngày nay không những chỉ có năng suất cao mà còn có phẩm chất tốt, chống chịu sâu bệnh tốt và đặc biệt có thời gian sinh trưởng ngắn, rất thuận lợi trong việc sắp xếp thời vụ gieo trồng để tăng hệ số sử dụng ruộng đất Lúa lai không chỉ thích ứng cho vùng thâm canh mà còn có thể mở rộng ra những vùng khó khăn như hạn, lạnh, nghèo dinh dưỡng…

- Những hạn chế của phương pháp lai ba dòng:

+ Số lượng dòng CMS được tìm ra đến nay tương đối nhiều nhưng số dòng sử dụng còn ít, có tới 95 % số dòng CMS đang dùng thuộc kiểu “WA” Hiện tượng đồng

tế bào chất có thể dẫn tới nguy cơ bị sâu bệnh gây hại hàng loạt trong những điều kiện nhất định

+ Các tổ hợp lai ba dòng mới xác định trong thời gian gần đây tuy có một số ưu điểm như chất lượng hạt được cải tiến, khả năng chống chịu sâu bệnh và điều kiện sinh thái khó khăn rộng hơn nhưng năng suất tăng không đáng kể so với trước, có hai lí do sau: một là những tính trạng kinh tế thường do gen lặn điều khiển nên sử dụng con lai F1 không thể khai thác được tiềm năng này Hai là phạm vi lai của các tổ hợp ba dòng còn hẹp mới chỉ lai giữa giống trong cùng loài phụ mà chưa tìm được tổ hợp lai xa

+ Các tổ hợp lai ba dòng trong loài phụ Japonica còn ít, năng suất trên diện rộng chỉ cao hơn giống thuần Japonica 5 – 10 % nên không hấp dẫn Mặt khác, kiểu bất dục “BT” là chủ yếu của loài phụ Japonica lại không ổn định bằng kiểu “WA” của loài phụ Indica, do đó hạt lai không thuần làm hạn chế năng suất của F1 ở các tổ hợp này

+ Quy trình duy trì dòng CMS và sản xuất hạt lai F1 rất khắt khe, chỉ cần sơ xuất nhỏ cũng gây thiệt hại lớn cho cả chu kỳ sản xuất việc duy trì dòng CMS và sản xuất hạt F1 phải làm hàng vụ, năng suất phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện khí hậu thời tiết lúc lúa trổ bông Vì vậy các cơ sở sản xuất, các nhà điều hành luôn luôn bị động trong kế hoạch sản xuất và cung ứng hạt giống Tổ chức sản xuất hạt giống cồng kềnh, tốn nhiều lao động thủ công, giá thành hạt giống cao (Nguyễn Thị Trâm, 2002)

2.3.1.2 Lúa lai hai dòng

Lúa lai hệ hai dòng là bước tiến mới của loài người trong cuộc ứng dụng UTL ở cây lúa Hai công cụ cơ bản để phát triển lúa lai hai dòng là dòng bất dục đực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ TGMS (Thermosensitive Genic Male Sterile) và bất dục đực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với chu kỳ chiếu sáng PGMS (Photoperoid sensitive Genic Male Sterile) Tính chuyển hóa từ bất dục sang hữu dục và ngược lại ở TGMS và PGMS gây ra do điều kiện môi trường Vì thế bất dục đực kiểu này gọi là bất dục đực chức năng di truyền nhân cảm ứng với điều kiện môi trường EGMS (Enviroment Sensitive Genic Male Sterile)

Quá trình sản xuất hạt lúa lai F1 của hệ lúa lai hai dòng được đơn giản hóa, không tổ chức lai để duy trì dòng bất dục Dòng TGMS trong điều kiện nhiệt độ cao,

từ 23 – 30 oC tùy dòng sẽ bất dục tuyệt đối, được dùng làm mẹ để sản xuất hạt lai F1,

từ 19 – 24 oC tùy dòng sẽ hữu dục Dòng PGMS trong điều kiện ngày dài cần thiết sẽ bất dục để dùng làm mẹ và ngày ngắn cần thiết sẽ hữu dục để duy trì dòng mẹ, tuy nhiên sự hữu dục hay bất dục của dòng PGMS cũng còn tương tác với nhiệt độ môi trường

Để phát triển lúa lai hai dòng quan trọng nhất là phát triển các dòng TGMS và PGMS gọi chung là các dòng EGMS

Tự thụ Tự thụ

Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống lúa lai “hai dòng” (Phan Thanh Kiếm, 2006)

Ưu và nhược điểm của phương pháp “hai dòng”

- Ưu điểm:

+ Hệ thống lai hai dòng sử dụng dòng EGMS mang gen lặn điều khiển tính cảm ứng với điều kiện môi trường vì thế có thể duy trì dòng bằng tự thụ phấn mà không cần dòng duy trì

+ Tính bất dục đực cảm ứng với điều kiện môi trường do một hoặc hai gen lặn điều khiển, vì vậy có thể lai chuyển các gen này sang các giống có những tính trạng mong muốn khác làm đa dạng nền di truyền của các dòng EGMS Nhờ vậy mà tránh

+ Sử dụng dòng EGMS để sản xuất hạt lai sẽ giảm được một lần lai trong chu

kỳ sản xuất hạt giống vì vậy có thể hạ giá thành hạt lai F1

+ Do phạm vi chọn bố mẹ rộng nên việc cải tiến chất lượng hạt thương phẩm, cải tiến khả năng chống chịu và thích ứng thuận lợi hơn so với phương pháp ba dòng Mặt khác có thể dễ dàng chuyển gen tương hợp rộng vào các dòng EGMS để khắc phục một số khó khăn khi lai xa đặc biệt là hiện tượng lép cao (Nguyễn Thị Trâm, 2002)

- Nhược điểm:

+ Sản xuất hạt lai hai dòng vẫn phải tiến hành hàng vụ và phải đảm bảo quy trình nghiêm ngặt như sản xuất hạt lai ba dòng Quá trình sản xuất tiêu tốn nhiều lao động thủ công nặng nhọc và thường xuyên chịu rủi ro vì điều kiện thời tiết thay đổi ngoài dự định

+ Dòng EGMS rất mẫn cảm với điều kiện ngoại cảnh mà điều kiện nhiệt độ thì biến đổi thất thường dẫn đến hạt lai có thể năng suất thấp, độ thuần kém không đạt tiêu chuẩn chất lượng làm cho sản xuất bị thua lỗ, ưu thế lai giảm gây thiệt hại cho sản xuất đại trà (Nguyễn Thị Trâm, 2002)

+ Ngoài hai hệ lúa lai nêu trên, các nhà khoa học đang từng bước nghiên cứu để phát triển hệ lúa lai một dòng: “phương pháp một dòng là phương pháp sản xuất hạt lai thuần (Truebred Hybrid Rice) nhờ sử dụng thể vô phối (Aponixis) để sản xuất hạt lai

và cố định ưu thế lai (theo Yuan Long Ping (1992), trích bởi Nguyễn Thị Trâm, 2002)

2.3.2 Lịch sử phát hiện và nghiên cứu về ưu thế lai

Hiện tượng con lai hơn hẳn bố mẹ về một hoặc một số tính trạng đã được con người nghiên cứu và phát hiện từ rất lâu Ưu thế lai chính thức được phát hiện, mô tả

và ứng dụng đầu tiên trên cây thuốc lá vào năm 1760 bởi Kolreiter, sau đó trên cây ngô năm 1878 được mô tả bởi Beall và ứng dụng thành công do Shull năm 1904 Nhờ ứng dụng ưu thế lai mà con người đã tạo ra nhiều giống cây trồng cho năng suất cao, chất lượng tốt, phục vụ nhu cầu con người (Nguyễn Văn Hoan, 2000)

Ưu thế lai ở cây lúa do Jones (nhà thực vật học người Mỹ) báo cáo đầu tiên vào năm 1926 trên các tính trạng số lượng và năng suất, sau Jones có rất nhiều nghiên cứu tiếp theo xác nhận sự xuất hiện ưu thế lai về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất Các công trình nghiên cứu này khẳng định việc khai thác ưu thế lai ở lúa là hướng rất có triển vọng (Nguyễn Văn Hoan, 2000)

Lúa là cây tự thụ phấn điển hình, tỷ lệ giao phấn rất thấp khoảng 0,02 % (Phan Thanh Kiếm, 2006) Vì vậy ứng dụng ưu thế lai trên cây lúa gặp khó khăn ở khâu sản xuất hạt F1 Đề xuất đầu tiên về vấn đề mở rộng sản xuất hạt lai F1 do các nhà khoa học Ấn Độ, sau đó tới các nhà chọn giống người Mỹ, Nhật Bản và Viện Nghiên cứu Lúa gạo Quốc tế (IRRI), nhưng các đề xuất này chưa trở thành hiện thực vì chưa tìm ra phương pháp sản xuất hạt lai thuận lợi để sản xuất ra hạt lúa lai thương phẩm

Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu lúa lai muộn hơn Yuan Long Binh cùng nhóm nghiên cứu của ông bắt đầu sự nghiệp nghiên cứu lúa lai vào năm 1964 ở đảo Hải Nam Họ tìm ra dạng lúa dại bất dục đực di truyền tế bào chất và coi đây là công cụ di truyền quan trọng để bắt đầu sự nghiệp nghiên cứu phát triển lúa lai Sau 9 năm liên tục lai lại với các dạng lúa trồng họ đã thành công trong việc chuyển gen bất dục đực

di truyền tế bào chất vào loài Oryza sativa (lúa trồng) và tạo ra các dòng bất dục đực di

truyền tế bào chất có các đặc điểm nông học qúy tương đối ổn định Năm 1973 lô hạt giống F1 đầu tiên được sản xuất ra với sự tham gia của 3 dòng bố mẹ là dòng bất dục đực di truyền tế bào chất CMS (Cytoplasmic Male Sterile, dòng A), dòng duy trì tính bất dục (Maintainer, dòng B) và dòng phục hồi tính hữu dục (Restorer, dòng R) Năm

1974 đã giới thiệu cho sản xuất tổ hợp lai cho ưu thế lai cao đồng thời quy trình công nghệ sản xuất hạt lai “Ba dòng” cũng được đưa ra vào năm 1975 (Nguyễn Văn Hoan, 2000)

Từ đó đến nay, diện tích trồng lúa lai các nước ngày càng được mở rộng, năng suất sản lượng tăng, nhiều tổ hợp lai tốt được công bố và sản xuất thử Ngoài hệ thống lúa lai ba dòng, thì hệ thống lúa lai hai dòng đang là hướng nghiên cứu và sản xuất chính của các nước sản xuất lúa lai

2.4 Tình hình sản xuất lúa lai trên thế giới và ở Việt Nam

2.4.1 Sản xuất lúa lai trên thế giới

Lúa là cây tự thụ phấn, việc nghiên cứu và khai thác cường lực giống lai trên cây lúa được Yuan Long Binh, nhà khoa học Trung Quốc, được xem là cha đẻ của ngành lúa lai, nghiên cứu và áp dụng thành công trên diện rộng đầu tiên trên thế giới Ông đã phát hiện cây lúa có cường lực ưu thế lai trong tự nhiên vào năm 1964 do sự biểu hiện vượt trội với các cây lúa xung quanh, chính nhờ phát hiện bất ngờ này đã khích lệ ông tìm hiểu và nghiên cứu thành công tạo ra giống lúa lai ba dòng cho năng suất tăng từ 15 – 20 % so với lúa thường Trải qua quá trình phát triển, hiện nay lúa lai chủ yếu là lúa lai hệ hai dòng, với năng suất tăng từ 20 – 30 % so với lúa thường (Dương Văn Chín, 2007)

Nhờ phát minh ra lúa lai, Trung Quốc đã giải quyết được vấn đề thiếu hụt lương thực đối với một đất nước đông dân nhất thế giới, hơn một tỷ người Các nhà khoa học Trung Quốc tạo ra giống lúa lai đầu tiên năm 1974 Năm 1976, diện tích lúa lai của Trung Quốc là 133,3 ngàn ha, năng suất bình quân 4,2 tấn/ha, năm 2004 diện tích trồng lúa lai của Trung Quốc đã lên tới 15 triệu ha (Dương Văn Chín, 2007)

Ngoài cái nôi là Trung Quốc, lúa lai cũng đã mở rộng ra các nước trồng lúa Châu Á khác như Ấn Độ, Philipines, Bangladesh, Myanmar, Indonesia, Ai Cập và Việt Nam, nhờ sự giúp đỡ của tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Quốc tế FAO (Food and Agriculture Organization), Viện Nghiên cứu Lúa gạo Quốc tế IRRI (International Rice Research Institute) Chương trình phát triển của Liên Hiệp Quốc UNDP (United Nations Development Programme) và Ngân hàng Phát triển Châu Á (ADB – Asian Development Bank) (Dương Văn Chín, 2007)

2.4.2 Sản xuất lúa lai ở Việt Nam

Lúa là cây lương thực chính tại Việt Nam, cung cấp lương thực và là ngành sản xuất truyền thống trong nông nghiệp Vì vậy cần đưa ra các giải pháp nhằm nâng cao năng suất, tăng sản lượng nâng cao thu nhập cho người trồng lúa cũng như bảo đảm an ninh lương thực của quốc gia Để đạt được những mục tiêu trên, khả năng mở rộng diện tích không nhiều, và có thể ảnh hưởng đến hệ sinh thái, do vậy chủ yếu phải tăng

năng suất Giống là một biện pháp kỹ thuật để tăng năng suất hiệu quả nhất Sử dụng

ưu thế lai của cây lúa (lúa lai) để tạo ra những giống lai F1 cho năng suất cao đang được nghiên cứu và sử dụng trong những năm gần đây

Nước ta bắt đầu nghiên cứu lúa lai vào năm 1983 Lúa lai thương phẩm được gieo trồng tại Việt Nam từ những năm 1991 Lúa lai đã thể hiện được ưu thế về tiềm năng năng suất, chịu thâm canh và khả năng chống chịu sâu bệnh Diện tích lúa lai tăng lên nhanh chóng từ 59 ha năm 1991 lên 584.000 ha năm 2006 (Dương Văn Chín, 2007) Động lực thúc đẩy phát triển lúa lai với tốc độ nhanh là sự kết hợp của ba yếu tố: tiềm năng UTL cao về năng suất, sự quan tâm của lãnh đạo và chính sách hợp lí của nhà nước

2.5 Nghiên cứu, phát triển lúa lai trên thế giới và Việt Nam

2.5.1 Nghiên cứu, phát triển lúa lai trên thế giới

Theo khuyến cáo của Hội đồng lúa gạo Quốc tế, FAO đã hỗ trợ phát triển lúa lai trên diện rộng cho các Quốc gia trồng lúa, với các chương trình thường xuyên Hơn một thập kỷ qua, FAO đã tiến hành xây dựng và hỗ trợ kỹ thuật để giúp đỡ các chương trình lúa lai của các nước trên thế giới Tại Myanmar dự án FAO/TCP/MYA/6612 thời gian từ 03/1997 – 03/1999 với ngân sách 221.000 USD; Tại Ấn Độ với dự án UNDP/IND/91/008 và IND/98/140 thời gian từ 1991 – 2002 có ngân sách 6.550.000 USD; dự án FAO/TCP/BGD/6613 tại Bangladesh thời gian 5/1997 – 4/1999, ngân sách 201.000 USD (Dương Văn Chín, 2007)

* Một số nghiên cứu và phát triển lúa lai của các nước trồng lúa lai

Trung Quốc

Trung Quốc là nước đầu tiên trên thế giới sử dụng lúa lai trong sản xuất đại trà

từ năm 1976, diện tích gieo cấy là 133,3 ngàn ha Nghiên cứu và sản xuất lúa lai của Trung Quốc đã nhận được giải thưởng đặc biệt về phát minh năm 1981 Mặc dù phát triển lúa lai thương phẩm sớm nhưng lúa lai lúc đó còn nhiều nhược điểm “Ưu không sớm, sớm không ưu” nên khó mở rộng diện tích Đầu thập kỷ 80, giống lúa lai Ủy ưu

35, Ủy ưu 49 phù hợp với sản xuất vụ Xuân ra đời thì diện tích gieo cấy lúa lai Trung Quốc mở rộng tương đối nhanh

Qua nhiều năm nghiên cứu Trung Quốc đã tạo ra nhiều vật liệu bất dục đực di truyền tế bào chất và dòng duy trì tương ứng, tạo ra nhiều dòng phục hồi để tạo ra nhiều tổ hợp lúa lai gieo trồng phổ biến trong sản xuất Ngoài hệ thống lúa lai ba dòng vẫn giữ vai trò chủ lực trong sản xuất, Trung Quốc đã thành công đưa vào sản xuất lúa lai hai dòng cho năng suất cao hơn lúa lai ba dòng từ 5 – 10 % Diện tích lúa lai hai dòng năm 2002 là 2,6 triệu ha, chiếm 18 % tổng diện tích lúa lai ở Trung Quốc (Dương Văn Chín, 2007) Trung Quốc cũng đạt được thành tựu trong việc tạo giống siêu lúa lai Tạo ra được hai tổ hợp lúa siêu lai Peiai 64S/E32 và Peiai 64S/9311 năng suất cao nhất từ 14,8 – 17,1 tấn/ha

Ngày nay, Trung Quốc đã hình thành hệ thống nghiên cứu lúa lai đến tận các tỉnh, đào tạo cán bộ nghiên cứu và kỹ thuật viên đông đảo, xây dựng hệ thống sản xuất, kiểm tra, kiểm nghiệm, khảo nghiệm và chỉ đạo thâm canh lúa lai thương phẩm Hình thành một hệ thống sản xuất hạt lai F1 rất chặt chẽ từ trung ương đến địa phương

Ấn Độ

Bắt đầu nghiên cứu lúa lai từ năm 1970, nhưng đến 1989 mới được hệ thống hóa và tăng cường thực sự Sau năm năm đã phóng thích được sáu giống ưu thế lai, tính đến tháng 12/2001 đã phóng thích 18 giống (Dương Văn Chín, 2007) Việc phát triển lúa lai đang được phát triển ở Ấn Độ, tuy gặp một số khó khăn do chất lượng gạo thấp, giá lúa giống cao, nhưng phần lớn nông dân vẫn muốn tiếp tục canh tác lúa lai

Trong nghiên cứu phát triển lúa lai hai dòng Ấn Độ cũng đã gây tạo và xác định được 12 dòng TGMS, tạo ra hai tổ hợp lai chuẩn bị đưa ra sản xuất

Philipin

Bắt đầu thương mại hóa lúa lai từ năm 2002, với sự nỗ lực của chính phủ, năm

2003 lúa lai đã phát triển vượt bậc, diện tích tăng lên từ 25,232 ha trong mùa nắng lên

đến 56,802 ha trong mùa mưa, năng suất bình quân 6 tấn/ha (Dương Văn Chín, 2007) Chính quyền Philipin đã có những hỗ trợ cần thiết về mặt thị trường cho sự phát triển của các chương trình lúa lai như: cho vay vốn sản xuất, bù một phần giá hạt giống, hỗ trợ hạt giống, thu mua lúa lai của nông dân với giá cao Với nỗ lực này, chương trình lúa lai sẽ được phát triển mạnh trong thời gian tới

2.5.2 Nghiên cứu, phát triển lúa lai ở Việt Nam

Việt Nam bắt đầu nghiên cứu lúa lai vào năm 1983 tại Viện khoa học kỹ thuật Nông nghiệp, Viện di truyền Nông nghiệp, Viện lúa Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), với sự hỗ trợ của IRRI, FAO và các đề tài nghiên cứu cấp quốc gia Các chương trình này bắt đầu thực hiện đầu tiên tại Viện lúa ĐBSCL (Nguyễn Thị Trâm, 2002; Dương Văn Chín, 2007) Mục tiêu của các chương trình này là:

- Đánh giá nguồn vật liệu để tạo ra các giống lúa lai hai dòng, ba dòng

- Chọn tạo các giống lúa lai triển vọng

- Sản xuất hạt lai F1

- Nghiên cứu kỹ thuật canh tác lúa lai

Chương trình đã đạt được một số thành công nhưng không đáng kể, trong những năm qua lúa lai không phát triển ở ĐBSCL vì chưa có giống thích hợp

Theo Nguyễn Trí Hoàn (2007), trải qua 16 năm nghiên cứu và phát triển từ

1991 – 2007, Việt Nam đã có những tiến bộ vượt bậc: 77 dòng TGMS được thu thập

và nhập nội từ Trung Quốc, IRRI để nghiên cứu đánh giá trong điều kiện sinh thái của Việt Nam Các dòng CMS phù hợp với điều kiện sinh thái của Việt Nam như là BoA, IR58025A và II32A đã được chọn thuần cho sử dụng trong chọn giống lúa lai mới cũng như sử dụng trong sản xuất hạt giống Để làm phong phú thêm các dòng CMS, lúa hoang hoặc các dòng CMS được lai tạo với các dòng duy trì mới được chọn tạo Những dòng CMS mới được chọn như là: OMS 1 – 2 từ cặp lai (lúa hoang/PMS2B), AMS71A từ cặp lai (BoA/103 – 8) và AMS73A từ cặp lai (II32A/D34 – 2)

Nhiều dòng CMS được lai tạo thông qua lai liên tục các dòng CMS với những dòng duy trì mới được chọn tạo

Mặt khác để phát triển các dòng TGMS phù hợp với Việt Nam, một bộ giống lúa thích ứng với TGST ngắn, các dòng TGMS như là: Kim 23B, IR 5825B, BoB, II32B được lai với các dòng TGMS sẵn có: Peai 64s, TQ125s, 7S, CN26S Những dòng TGMS mới được chọn tạo thông qua chọn lọc phả hệ của các tổ hợp lai đơn hoặc qua các thế hệ lai lại như BC1, BC2, BC3 hoặc chọn tạo thông qua nuôi cấy hạt phấn của cây lai F1 giữa các dòng TGMS với giống thuần Tổng số 60 dòng TGMS có độ bất dục ổn định, có TGST ngắn, tỷ lệ thò vòi nhụy cao đã được chọn tạo Đặc biệt, nhiều dòng duy trì hiện có như: Kim 23B, IR58025B, II32B, BoB, được lai chuyển thành các dòng TGMS Trong những dòng TGMS được chọn tạo ở Việt Nam 103S và TS96 đã được khai thác trong sản xuất đại trà Những dòng này là mẹ của các tổ hợp lúa lai hai dòng như là: VL20, TH3 – 3, TH3 – 4 và HC1 Hơn nữa nhiều dòng phục hồi cũng như TGMS mới có gen tương hợp rộng đã được lai thử với các giống lúa Indica và Jabonica để chọn tạo giống lúa lai siêu năng suất (Indica x Jabonica) Để chọn tạo lúa lai ở Việt Nam giai đoạn 2001 – 2005, 19 dòng CMS và TGMS đã được lai với những dòng bố tốt Trong tổng số 8130 tổ hợp lai thử đã được thực hiện trong giai đoạn 2001 – 2005, 434 cặp lai tốt đã được xác định cộng với 47 tổ hợp lai được nhập nội Tổng số 481 tổ hợp lúa lai được đánh giá về năng suất và 134 tổ hợp lai triển vọng được chọn lọc cho thí nghiệm so sánh sơ khởi và thí nghiệm so sánh ở các vùng sinh thái Trong 5 năm một số tổ hợp lai như: HYT83, HYT92, HYT100 (lúa lai ba dòng) và TH3 – 3, TH3 – 4, TH5 – 1 và HC1 (lúa lai hai dòng) được phóng thích cho sản xuất đại trà ở Việt Nam

Theo Nguyễn Thị Trâm (2007), kết quả chọn giống lúa lai của Viện sinh học Nông nghiệp: chọn được các dòng bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm nhiệt độ (TGMS) có ngưỡng chuyển đổi tính dục ổn định, nhạy cảm GA3, nhận phấn tốt, nhân dòng và sản xuất hạt lai có năng suất cao Chọn được dòng bất dục đực cảm ứng quang chu kỳ ngắn (PGMS), góp phần đa dạng nguồn vật liệu để phát triển lúa lai hai dòng Đưa ra sản xuất rộng tổ hợp lai TH3 – 3 có năng suất cao, chất lượng tốt, thời gian sinh trưởng ngắn phù hợp với cơ cấu 2 vụ lúa cộng 1 – 2 vụ rau màu, được nông dân

chấp nhận Năng xuất hạt lai khá cao Sản lượng sản xuất hạt lai trong 4 năm đạt 1.522 tấn hạt F1 Một số tổ hợp lai mới đang mở rộng khá nhanh là TH3 – 4, TH5 – 1, TH7 –

2

2.6 Tình hình sản xuất lúa gạo tại tỉnh Tiền Giang năm 2010

Theo số liệu báo cáo tình hình kinh tế xã hội tỉnh Tiền Giang năm 2010 Diện tích gieo trồng lúa của tỉnh năm 2010 là 244.019 ha, đạt 103,3 % so với kế hoạch, giảm 1 % so với cùng kỳ, có một số diện tích ở các huyện phía Đông do thiếu nước sản xuất lúa vụ ba nên chuyển sang trồng màu làm cho diện tích gieo trồng trong năm giảm, năng suất thu hoạch đạt 5,41 tấn/ha, tăng 0,1 tấn/ha so với năm 2009, sản lượng đạt 1.320.536 tấn, đạt 104,8 % so với kế hoạch, tăng 1 % so với cùng kỳ

Vụ Đông Xuân: diện tích gieo trồng 81.888 ha, đạt 101,3 % kế hoạch, giảm 1 %

so với cùng kỳ, chiếm 33,6 % tổng diện tích gieo trồng, năng suất bình quân đạt 6,56 tấn/ha, đạt 101,4 % so với kế hoạch, tăng 1,4 % so với cùng kỳ, sản lượng đạt 537.186 tấn, đạt 102,6 % kế hoạch, tăng 0,4 % so với cùng kỳ, sản lượng chiếm 40,7 % sản lượng cả năm Có 771 ha ở huyện Gò Công Đông bị thiệt hại do thiếu nước và bị nhiễm mặn, trong đó có 229 ha thiếu nước làm cho năng suất giảm từ 10 – 20 % và

542 ha nhiễm mặn (370 ha giảm năng suất từ 30 – 70 %, 172 ha giảm năng suất trên

70 %)

Vụ Hè Thu sớm: xuống giống chủ yếu ở các huyện phía tây, diện tích gieo sạ là 39.741 ha, đạt 100,3 % kế hoạch, năng suất bình quân 5,52 tấn/ha đạt 103,6 % kế hoạch và tăng 3,6 % so với cùng kỳ, sản lượng đạt 219.214 tấn, đạt 103,8 % kế hoạch, tăng 3,4 % so với cùng kỳ Trong vụ này nông dân sử dụng chủ yếu là các giống lúa thường (trên 70 % diện tích sử dụng giống IR50404), năng suất và sản lượng tăng hơn

so với cùng kỳ nhưng tình hình tiêu thụ cũng như giá lúa gặp nhiều khó khăn làm cho lợi nhuận giảm đi đáng kể

Vụ Hè Thu chính: diện tích gieo sạ 80.489 ha, diện tích giảm so với cùng kỳ do nước mặn xâm nhập sâu, đạt 104,8 % kế hoạch và giảm 2,2 % so với cùng kỳ, năng suất bình quân đạt 4,63 tấn/ha, tăng 2,5 % so với cùng kỳ, sản lượng đạt 372.985 tấn,

Vụ Hè Thu muộn: diện tích gieo sạ 41.901 ha, đạt 107,8 % kế hoạch, tăng 0,8

% so với cùng kỳ, năng suất đạt 4,56 tấn/ha, đạt 100,5 % kế hoach, tăng 0,4 % so với cùng kỳ, sản lượng đạt 191.151 tấn, đạt 108,3 % kế hoạch, tăng 1,3 % so với năm

2009

Tóm lại, lúa lai có vai trò rất lớn đối với chương trình an ninh lương thực của nước ta cững như các nước trên thế giới, nhiều giống lúa lai đã được chọn tạo và đưa vào sản xuất cho năng suất cao, tăng sản lượng, năng cao thu nhập cho người trồng lúa Vì vậy công tác nghiên cứu lúa lai là công việc cần thiết mà các nước trên thế giới cũng như nước ta cần phải quan tâm và đầu tư đúng mức để chọn tạo các giống lúa lai phù hợp với từng vùng miền, trong từng mùa vụ

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

3.1 Địa điểm và thời gian bố trí thí nghiệm

* Thời gian thí nghiệm được tiến hành từ ngày 08/11/2010 đến 08/03/2011

* Địa điểm thí nghiệm: Thí nghiệm được thực hiện tại trạm nghiên cứu lúa lai Cai Lậy thuộc Công ty Cổ phần Giống Cây trồng Miền Nam - ấp Mỹ Phú, xã Long Khánh, huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang

3.2 Điều kiện thí nghiệm

3.2.1 Đặc điểm và tính chất lý hóa của khu thí nghiệm

Bảng 3.1 Đặc điểm lý hóa tính của đất trước thí nghiệm

3.2.2 Điều kiện khí hậu thời tiết trong thời gian làm thí nghiệm

Số liệu khí tượng được thu thập từ tháng 11/2010 - 02/2011 (bảng 3.2)

Bảng 3.2 Thời tiết khí hậu trong thời gian thí nghiệm

Số giờ nắng (giờ)

Cao

nhất

Thấp nhất

Trung bình

Cao nhất

Thấp nhất

Trung bình

- Lượng mưa giảm dần và số giờ nắng tăng dần trong thời gian làm thí nghiệm

- Tháng 11/2010 điều kiện thích hợp nên mạ phát triển tốt

- Tháng 12/2010 nhiệt độ trung bình 25,9 oC và ẩm độ không khí 81 %, tuy lượng mưa hơi thấp nhưng ruộng chủ động được nước tưới nên lúa phát triển thân, rễ,

lá và đẻ nhánh tốt

- Tháng 01 và 02/2011 thời kỳ lúa trổ và chín nhiệt độ và ẩm độ không khí thuận lợi (25,4 – 25,7 oC và 78 – 84 %), số giờ nắng cao, không có mưa nên lúa phơi màu tốt

- Giống lúa: gồm mười giống lúa tham gia thí nghiệm, trong đó có 9 giống lúa lai và một giống lúa thường làm đối chứng Các giống lúa thí nghiệm được trình bày ở bảng 3.3

Bảng 3.3 Các giống lúa trong thí nghiệm

- SSC: Công ty Cổ phần Giống Cây trồng Miền Nam

3.4 Phương pháp nghiên cứu

- Khoảng cách cây – cây, hàng – hàng: 15 cm x 15 cm

- Khoảng cách giữa các ô trong cùng lần lặp lại, khoảng cách giữa các lần lặp lại: 0,4 m

- Xung quanh khu thí nghiệm có hàng lúa bảo vệ

Các nghiệm thức được mã hóa như sau:

1 Nam ưu 1024 6 Nam ưu 335

2 Nam ưu 244 7 PAC 837

3 Nam ưu 901 8 PAC 809

Lặp lại I Lặp lại II Lặp lại III

Chiều biến thiên

Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm

Hình 3.2 Toàn cảnh khu thí nghiệm giai đoạn 14 NSC

3.4.2 Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp thu thập số liệu

3.4.2.1 Các chỉ tiêu về hình thái

Quan sát 7 ngày/lần và đánh giá các chỉ tiêu dựa theo thang điểm đánh giá chuẩn của IRRI và tiêu chuẩn ngành quy phạm khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng của giống lúa 10 TCN 558 – 2002

* Thân lúa

- Chiều cao cây: chọn ngẫu nhiên 10 bụi của 5 điểm chéo góc, mỗi điểm lấy 2 bụi trừ các bụi ở hàng biên, đo từ mặt đất đến đỉnh bông trước khi thu hoạch ba ngày, cho điểm theo cấp

+ Cấp 1: Bán lùn (vùng trũng, thấp hơn 110 cm; vùng cao < 90 cm)

+ Cấp 5: Trung bình (vùng trũng < 110 – 130 cm; vùng cao < 90 – 125 cm) + Cấp 9: Cao (vùng trũng > 130 cm; vùng cao > 125 cm)

- Góc thân: ghi nhận từ lúc đẻ nhánh tối đa đến lúc trổ bông, thông qua đánh giá như sau:

+ Cấp 1: Thân hợp với đường thẳng đứng một góc 0 0

Quan sát đặc điểm của lá đòng

- Góc lá đòng: quan sát từ lúc trổ đến chín được đo theo góc lá đòng với thân + Cấp 1: Góc giữa lá đòng và thân 0 0

+ Chiều dài lá đòng đo từ cổ lá đến chóp lá vào giai đoạn làm đòng, ba lần lặp lại tính trung bình

+ Chiều rộng lá đòng đo chỗ to nhất của lá đòng vào giai đoạn làm đòng, ba lần lặp lại tính trung bình

- Mật độ đóng hạt (hạt/cm) = (Tổng số hạt/bông) / (Chiều dài bông)

- Màu sắc hạt: quan sát lúc lúa trổ đến chín

3.4.2.2 Các chỉ tiêu nông học, sinh lý

+ Cấp 1: Rất cao ( hơn 25 dảnh/bụi)

+ Cấp 3: Cứng vừa – hầu hết cây nghiêng nhẹ

+ Cấp 5: Trung bình – hầu hết cây bị nghiêng

+ Cấp 7: Yếu – hầu hết cây bị đổ rạp

+ Cấp 9: Rất yếu – tất cả cây bị đổ rạp

- Độ tàn lá: Quan sát sự chuyển màu của lá

+ Cấp 1: Muộn và chậm: lá giữ màu xanh tự nhiên

+ Cấp 5: Trung bình: các lá trên biến vàng

+ Cấp 9: Sớm và nhanh: tất cả lá biến vàng hoặc chết

- Độ thoát cổ bông: quan sát khả năng trổ thoát cổ bông của quần thể

+ Cấp 1: Thoát tốt

+ Cấp 3: Thoát trung bình

+ Cấp 5: Vừa đúng cổ bông

+ Cấp 7: Thoát một phần

+ Cấp 9: Không thoát được

- Độ rụng hạt: một tay giữ chặt cổ bông và tay kia vuốt dọc bông, tính tỷ lệ

phần trăm hạt rụng, số bông mẫu là 5 bông

+ Cấp 1: Khó rụng: < 10 % số hạt rụng

+ Cấp 5: Trung bình: 10 – 50 % số hạt rụng

+ Cấp 9: Dễ rụng: > 50 % số hạt rụng

- Độ thụ phấn của bông: xác định bằng cách dùng ngón tay bóp hạt và ghi lại

số hạt lép vào giai đoạn chín, cho điểm theo cấp

- Thời gian sinh trưởng và phát dục

+ Ngày bén rễ hồi xanh

+ Ngày bắt đầu đẻ nhánh

+ Ngày đẻ nhánh tối đa

Ngày trổ 10 %

+ Ngày trổ hoàn toàn (trên 85 % trổ)

+ Ngày chín hoàn toàn (trên 85 % hạt/bông đã vàng)

+ Tổng thời gian sinh trưởng (ngày sau khi gieo)

- Động thái tăng trưởng chiều cao

Chọn ngẫu nhiên 10 bụi của năm điểm chéo góc, mỗi điểm hai bụi trừ các bụi ở hàng biên Dùng cọc làm dấu cho điều tra sau và chăm sóc cho đến chín

Giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng: đo bảy ngày một lần, đo từ mặt đất đến chóp

lá cao nhất theo từng lần lặp lại, tính trung bình ba lần lặp lại, đơn vị tính cm

Giai đoạn sinh thực: đo từ mặt đất đến chóp bông không kể râu hạt

- Động thái đẻ nhánh

Chọn ngẫu nhiên 10 bụi của năm điểm chéo góc, mỗi điểm hai bụi trừ các bụi ở hàng biên Ghi nhận bảy ngày một lần bắt đầu từ lúc các giống đều bắt đầu đẻ nhánh, dùng cọc làm dấu cho điều tra sau và chăm sóc cho đến chín, tính trung bình cho ba lần lặp lại

+ Tỷ lệ đẻ nhánh hữu hiệu = (Số bông/bụi * 100) / ( Số nhánh tối đa/bụi)

- Các chỉ tiêu sinh lý

Động thái tích lũy chất khô ở giai đoạn chín: được tính bằng gam/bụi Nhổ ngẫu nhiên 3 bụi/ô trừ hàng biên, cắt bỏ rễ, sau đó phơi khô đến khối lượng không đổi, cân trọng lượng khô của thân và hạt, lấy trung bình trên từng lần lặp lại, sau đó lấy trung bình 3 lần lặp lại

Hệ số kinh tế (HI – Harvest Index):

HI = Trọng lượng khô hạt (g)/Trọng lượng bụi lúa (g)