KHẢO SÁT MỘT SỐ ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC VÀ NĂNG SUẤT TẬP ĐOÀN LÚA MIẾN TRÊN VÙNG ĐẤT XÁM BẠC MÀU TẠI THỦ ĐỨC, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHẢO SÁT MỘT SỐ ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC VÀ NĂNG SUẤT TẬP ĐOÀN LÚA MIẾN TRÊN VÙNG ĐẤT XÁM BẠC MÀU TẠI THỦ ĐỨC, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Tác giả TRƯƠNG THỊ THANH CHI Khóa luận được đệ trình để đá

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

KHẢO SÁT MỘT SỐ ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC VÀ NĂNG SUẤT TẬP ĐOÀN LÚA MIẾN TRÊN VÙNG ĐẤT XÁM BẠC MÀU

TẠI THỦ ĐỨC, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Tác giả

TRƯƠNG THỊ THANH CHI

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành Nông học

Giáo viên hướng dẫn:

ThS Hồ Tấn Quốc

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 08/2013

Xin gửi những lời cảm ơn chân thành nhất tới:

Ban Giám hiệu nhà trường đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh

Ban chủ nhiệm khoa Nông Học

Thầy Hồ Tấn Quốc – người hướng dẫn đề tài, đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành tốt đề tài này

Toàn thể Thầy Cô trong khoa Nông học trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố

Hồ Chí Minh đã truyền đạt cho tôi những kiến thức trong quá trình học tập

Tập thể lớp DH09NH và bạn bè gần xa đã hết lòng giúp đỡ trong quá trình tôi thực hiện đề tài

Tp Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Trương Thị Thanh Chi

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “Khảo sát một số đặc tính nông học và năng suất tập đoàn lúa miến trên vùng đất xám bạc màu tại Thủ Đức, thành phồ Hồ Chí Minh” Đề tài được tiến hành từ tháng 3/2013 đến tháng 8/2013 tại trại thực nghiệm khoa Nông học - trường Đại học Nông Lâm Tp HCM, tham gia thí nghiệm gồm 52 dòng lúa miến triển vọng ICRISAT được bố trí theo kiểu tuần tự 3 lần lặp lại nhằm mục đích: khảo sát một

số đặc trưng hình thái chủ yếu, khả năng sinh trưởng, phát triển nhằm đánh giá đa dạng

di truyền trong tập đoàn 52 dòng lúa miến; xác định giống có năng suất cao, thời gian sinh trưởng ngắn, ít đổ ngã và sâu bệnh phù hợp với điều kiện sinh thái phục vụ cho công tác chọn tạo giống của vùng

Kết quả đạt được như sau:

52 dòng lúa miến có đặc trưng hình thái giống nhau về một số tính trạng: đường kính thân, màu sắc gân lá, hình dạng hạt, còn một số tính trạng màu sắc hạt, góc lá, thế phiến lá, chiều dài mày, hình dạng chùy và màu sắc mày của các dòng trong tập đoàn khá đa dạng

Các giống có thời gian sinh trưởng tương đối ngắn dao động trong khoảng 69,3 ngày – 88,7 ngày Có 3 dòng có thời gian sinh trưởng rất ngắn (< - ), có 5 dòng

có thời gian sinh trưởng ngắn ( - > > - 2 ) có 11 dòng có thời gian sinh trưởng dài (< + ), các dòng còn lại có thời gian sinh trưởng trung bình

Chiều cao cây thấp (78,8 cm – 161,4 cm ) thích hợp cho việc chống đổ ngã Các dòng RILV–4 (2), RIL8 (4) có chiều cao cây cao nhất so với các dòng còn lại trong tập đoàn Diện tích lá của các dòng trong tập đoàn dao động trong khoảng 0,1 – 0,6 m2

Năng suất thực thu của các dòng dao động trong khoảng 0,6 – 3,9 tấn/ha Dòng RIL31 (9) có NSTT thấp nhất (0,6 tấn/ha), các dòng RILV–26 (10) có NSTT cao nhất (3,9 tấn/ha)

Tập đoàn gồm 52 dòng lúa miến thí nghiệm có dòng RILV–26 (10), RILIII–148 (48), RILIII–151 (51), RILIII–152 (52) có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất thực thu cao có thể đưa vào trồng thí nghiệm ở diện tích lớn Các dòng còn lại tùy vào mục tiêu chọn tạo giống mà có hướng sử dụng phù hợp

MỤC LỤC

Trang

Trang tựa i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH CÁC BẢNG vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH viii

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT ix

Chương 1 Giới thiệu 11.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích – yêu cầu 2

1.2.1 Mục đích 2

1.2.2 Yêu cầu 2

1.3 Giới hạn đề tài 2

Chương 2 Tổng quan tài liệu 2.1 Giới thiệu khái quát về cây lúa miến 3

2.1.1 Phân loại 3

2.1.2 Nguồn gốc 4

2.1.3 Vùng phân bố 4

2.1.4 Lịch sử phát trển 5

2.2 Vị trí kinh tế cây lúa miến 6

2.2.1 Vai trò của cây lúa miến trên thế giới và việt nam 6

2.2.2 Thành phần dinh dưỡng lúa miến 7

2.3 Hiện trạng sản xuất, tiêu thụ lúa miến trên thế giới và Việt Nam 8

2.3.1 Hiện trạng sản xuất, tiêu thụ lúa miến trên thế giới 8

2.3.2 Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ lúa miến tại Việt Nam 12

2.4 Giống lúa miến và phương pháp chọn tạo giống lúa miến 13

2.4.1 Nguồn gen lúa miến trên thế giới và Việt Nam 13

2.4.2 Phương pháp chọn tạo giống lúa miến 14

2.5 Một số giống lúa miến tốt phổ biến trên thế giới và Việt Nam 15

2.6 Dạng hình lý tưởng và các giai đoạn phát triển của cây lúa miến 16

2.6.1 Các giai đoạn phát triển của cây lúa miến: 16

2.6.2 Đặc tính của cây lúa miến lý tưởng 17

Chương 3 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 3.1 Vật liệu nghiên cứu 18

3.2 Phương pháp nghiên cứu 19

3.2.1 Thời gian và địa điểm thực hiện thí nghiệm 19

3.2.2 Đặc điểm thời tiết và đất đai khu thí nghiệm 19

3.2.2.1 Điều kiện thời tiết 19

3.2.2.2 Đặc điểm đất đai khu thí nghiệm 20

3.2.4 Quy mô thí nghiệm 22

3.2.5 Quy trình kỹ thuật canh tác 22

3.2.6 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 23

3.2.6.1 Chỉ tiêu sinh trưởng phát triển 23

3.2.6.2 Chỉ tiêu hình thái cây lúa miến 24

3.2.6.3 Tình hình sâu bệnh và đổ ngã 26

Chương 4 Kết quả và thảo luận 4.1 Đặc trưng hình thái 29

4.2 Thời gian sinh trưởng và phát triển của các giống 34

4.2.1 Thời gian nảy mầm 35

4.2.1.1 Tỉ lệ nảy mầm 35

4.2.1.2 Ngày mọc mầm 36

4.2.1.3 Cường lực nảy mầm 37

4.2.2 Thời gian từ gieo đến khi trổ chùy – tung phấn 38

4.2.3 Thời gian từ gieo đến chín sinh lý 39

4.3 Các chỉ tiêu sinh trưởng 41

4.3.1 Động thái và tốc độ tăng trưởng chiều cao cây 41

4.3.2 Số lá, tốc độ tăng trưởng số lá và diện tích lá (cm/cây/10 ngày) 44

4.4 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 47

4.4.1 Số nhánh cấp 1 49

4.4.2 Số hạt trên chùy 50

4.4.3 Trọng lượng 1000 hạt 50

4.4.4 Trọng lượng chùy 51

4.4.5 Năng suất lí thuyết 51

4.4.6 Năng suất thực thu 52

4.5 Sâu bệnh hại lúa miến 53

Chương 5 Kết luận và đề nghị 5.1 Kết luận 55

5.2 Đề nghị 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

PHỤ LỤC 59

DANH SÁCH CÁC BẢNG

trang

Bảng 2.1 Sử dụng hạt và thân cây lúa miến ở một số nước châu Á 7

Bảng 2.2 Giá trị dinh dưỡng hạt lúa miến (% chất khô) 8

Bảng 2.3 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa miến thế giới (2005– 2012) 9

Bảng 2.4 Diện tích, năng suất và sản lượng các cây lương thực năm 2012 9

Bảng 2.5 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa miến các châu lục năm 2012 10

Bảng 2.6 Các quốc gia có diện tích canh tác lúa miến cao nhất thế giới 10

Bảng 2.7 Các quốc gia có năng suất lúa miến (tấn/ha) cao nhất thế giới 11

Bảng 3.1 52 dòng lúa miến thí nghiệm 18

Bảng 3.2 Đặc tính lý hóa đất khu thí nghiệm 20

Bảng 3.3 Tiêu chuẩn đánh giá đặc trưng hình thái lúa miến 25

Bảng 4.1 Đánh giá đặc trưng hình thái tập đoàn gồm 50 dòng lúa miến 30

Bảng 4.2 Phân loại đặc trưng hình thái của 50 giống lúa miến 32

Bảng 4.3 Thời gian sinh trưởng và phát triển của 50 dòng lúa miến 34

Bảng 4.4 Phân loại thời gian sinh trưởng của 50 giống lúa miến 40

Bảng 4.5 Động thái tăng trưởng chiều cao cây (cm/cây) 52 dòng lúa miến 41

Bảng 4.6 Số lá, tốc độ ra lá (lá/cây/ngày) và diện tích lá của 50 dòng lúa miến 45

Bảng 4.7 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của 52 dòng lúa miến 48

Bảng 4.8 Phân loại các chỉ tiêu năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 53

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1 Các giai đoạn sinh trưởng cây lúa miến 17

Hình 3.1 Diễn biến thời tiết trong thời gian thí nghiệm 19

Biểu đồ 4.1 Phân nhóm tỉ lệ nảy mầm 52 dòng lúa miến thí nghiệm 36

Biểu đồ 4.2 Phân nhóm ngày mọc mầm 52 dòng lúa miến thí nghiệm 37

Biểu đồ 4.3 Phân nhóm ngày trổ chùy của 52 dòng lúa miến thí nghiệm 38

Biểu đồ 4.4 Phân nhóm ngày tung phấn của 52 dòng lúa miến thí nghiệm 39

Biểu đồ 4.5 Phân nhóm ngày chín sinh lý của 52 dòng lúa miến thí nghiệm 39

Biểu đồ 4.6 Phân nhóm chiều cao cây của 52 dòng lúa miến thí nghiệm 43

Biểu đồ 4.7 Phân nhóm tổng số lá của 52 dòng lúa miến thí nghiệm 46

Biểu đồ 4.8 Phân nhóm diện tích lá của 52 dòng lúa miến thí nghiệm 47

Biểu đồ 4.9 Phân nhóm số nhánh cấp 1 của 52 dòng lúa miến thí nghiệm 49

Biểu đồ 4.10 Số hạt/ chùy của 52 dòng lúa miến 50

Biểu đồ 4.11 Trọng lượng 1000 hạt của 52 dòng lúa miến 50

Biểu đồ 4.12 Trọng lượng chùy của 52 dòng lúa miến 51

Biểu đồ 4.13 Năng suất lí thuyết của 52 dòng lúa miến 51

Biểu đồ 4.13 Năng suất thực thu của 52 dòng lúa miến 52

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt Viết đầy đủ (nghĩa)

và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc)

Tropics (Viện nghiên cứu Cây trồng Quốc tế vùng Nhiệt đới bán khô hạn)

Chương 1 GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề

Lúa miến (Sorghum bicolor) là cây lương thực quan trọng thứ tám trên thế giới

sau ngô, lúa mì, lúa gạo, khoai tây, sắn, đại mạch và khoai lang Sản lượng lúa miến toàn cầu năm 2012 đạt 58,09 triệu tấn, so với 2006 đạt 56,52 triệu tấn, và năm 1961 đạt 40,93 triệu tấn Lúa miến là cây lương thực ở châu Á, châu Phi và sử dụng khắp thế giới để nuôi gia cầm, gia súc Năm 2012, thế giới có 109 nước trồng lúa miến, diện tích canh tác cây lúa miến là 37,85 triệu ha, năng suất trung bình đạt 1,53 tấn/ha, sản lượng đạt 56,52 triệu tấn (FAO, 2013) Lúa miến ngọt như mía, trông như bắp, không những có thể làm thực phẩm cho người, thức ăn gia súc, mà có thể làm nguyên liệu điều chế nhiên liệu sinh học, không tác động đến giá lương thực, không ảnh hưởng an ninh lương thực thế giới và đặc biệt không gây hại cho môi trường như nhiên liệu hóa thạch Với tình hình khủng hoảng lương thực, khủng hoảng năng lượng

và ô nhiễm môi trường nghiêm trọng do khí thải công nghiệp thì cây lúa miến được các nước trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng rất chú tâm nghiên cứu Nói đến lúa miến, người ta thường sử dụng các mỹ từ như “cây kỳ diệu”, “cây lý tưởng”

Ở nước ta, trước đây cây lúa miến được trồng rất phổ biến, tuy nhiên, với năng suất của cây thấp đồng thời xuất hiện nhiều loại cây trồng có ưu thế cạnh tranh cao hơn nên diện tích lúa miến giảm đáng kể, dẫn đến nguồn giống bị thất thoát nhiều Hiện nay trước nhu cầu thị trường ngày càng cao nhằm phục vụ cho việc sản xuất thức ăn gia súc và nhất là sản xuất nhiên liệu sinh học thì việc nghiên cứu và phát triển nguồn giống lúa miến là rất cần thiết Muốn công tác nghiên cứu và phát triển nguồn giống có hiệu quả phải nguồn vật liệu khởi đầu đóng một vai trò rất quan trọng Trong đó việc đánh giá tập đoàn là một công việc không thể thiếu để tạo ra nguồn vật liệu khởi đầu tốt

Trước thực tế đó, đề tài “Khảo sát một số đặc tính nông học và năng suất

tập đoàn giống lúa miến tại vùng đất xám Thủ Đức, Tp Hồ Chí Minh” được tiến

hành nhằm tuyển chọn được dòng lúa miến có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt, cho năng suất cao phục vụ cho công tác chọn tạo giống

1.2 Mục đích – yêu cầu

1.2.1 Mục tiêu

Khảo sát một số đặc trưng hình thái chủ yếu, khả năng sinh trưởng phát triển nhằm đánh giá sự đa dạng di truyền tập đoàn 52 dòng lúa miến

Xác định dòng có năng suất cao, thời gian sinh trưởng ngắn, ít đổ ngã và sâu

bệnh phù hợp với điều kiện sinh thái phục vụ cho công tác chọn tạo giống

1.2.2 Yêu cầu

Bố trí thí nghiệm chính quy

Theo dõi các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển qua các thời kì

Mô tả đặc điểm hình thái của các mẫu giống lúa miến

Theo dõi các chỉ tiêu nông học, đặc điểm sinh trưởng nhằm phân nhóm di truyền dòng lúa miến theo dữ liệu thu được

Theo dõi các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng thí nghiệm

Từ đó chọn ra giống tốt công tác chọn tạo giống tiếp theo

1.3 Giới hạn đề tài

Đề tài được thực hiện một lần từ tháng 3/2013 đến tháng 6/2013 tại Trại thực nghiệm khoa Nông học trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh, kết quả chỉ có ý nghĩa một phần trong tiến trình chọn tạo giống

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu khái quát về cây lúa miến

2.1.1 Phân loại

Theo Kimber (2000), lúa miến có thể phân loại như sau:

Giới (Kingdom): Plantae

Họ (Family): Poaceae

Bộ (Tribe): Andropogoneae

Bộ phụ (Subtribe): Sorghinae

Loài (Species): Sorghumpropinquim

Sorghum halepense

Sorghum bicolor

Theo trích dẫn của Bantilan và ctv (2004), cây lúa miến đã được miêu tả đầu

tiên bởi Linne năm 1753 với tên gọi là Holcus Tuy nhiên, năm 1794 Moench đã phân loại lại bộ sưu tập này như một chi riêng biệt Sorghum (Celarier, 1959) Chi Sorghum thuộc tộc Andropogoneae, và phân ra thành ba loài (de Wet, 1978) như sau: Sorghum

halepense (L.) Pers sống lâu năm phía đông nam Eurasia đến Ấn Độ, S.propinquum (K.) Hitch: sống lâu năm ở Srilanka và nam Ấn Độ và từ phía đông

Burma đến các đảo phía đông nam châu Á, S bicolor (L.) Moench (Plate) gồm tất cả

cây thử thách hàng năm trong phân loại cây lúa miến đã công nhận bởi Snowden

(1936, 1955) S bicolor bao gồm tất cả thử thách thuần hóa, phân bố rộng và phức

hợp sinh thái biến thiên ở châu Phi và có nguồn gốc từ sự xen giống giữa cây lúa miến

và các loài có quan hệ gần với chúng

Chi Lúa Miến hay chi Cao Lương (Danh pháp khoa học: Sorghum bicolor (L.)

Moench) là một chi của khoảng 30 loài thực vật trong họ Hòa Thảo (Poaceae)

2.1.2 Nguồn gốc

Theo Bantilan và ctv (2004), cây lúa miến được thuần hóa đầu tiên ở Savanna giữa tây Ethiopia và phía đông Chad cách nay 5000 – 7000 năm (Doggett và Prasada

Rao, 1995) Các dòng hoang dại của Sorghum bicolor ssp verticilliflorum được cho là

tổ tiên của cây lúa miến trồng ngày nay (Harlan, 1972) Từ điểm phát sinh cây lúa miến được đưa đến các vùng khác (chủ yếu là thông qua tàu buôn): đến Ấn Độ, Trung Quốc, Nam Á, Trung Đông, châu Mỹ, Tây, Bắc và Nam Phi

Ở châu Phi, cây lúa miến được biết đến với nhiều tên gọi khác nhau như

guinea-corn, dawa hay sorgho ở Tây Phi, durra ở Sudan, mshelida ở Ethiopia và eritrea, mtama ở Đông Phi, kafffircorn ở Nam Phi, mabele hay amabele ở các quốc

gia Nam Phi Ở Ấn Độ, nó được biết đến với tên gọi như jowar (Hindi), jonna (Andhra Pradesh), cholam (Tamil Nadu) và jola (Karnataka) (dẫn theo Võ Văn

Quang, 2011)

Năm chủng lúa miến canh tác cơ bản - Bicolor, Kafir, Guinea, Caudatum và

Durra - đã được công nhận (Harlan và De Wet, 1972) Chủng Bicolor được miêu tả là

khoảng trống và chiều dài cụm hoa, mày hoa thường xuyên kèm theo hạt khi chín

Kafir được tìm thấy nam xích đạo châu Phi, biểu hiện cân đối và sát góc cầu hạt với

mày ngắn hơn hạt Guinea chiếm ưu thế ở Tây Phi và dễ nhận ra bởi chiều dài và sự không cân xứng, mày mở ra nhìn thấy khi hạt chín Hạt của dòng caudatum thì phồng lên không cân xứng Chủng này tìm thấy ở Trung Phi và là gần nơi phát sinh Dura

biểu hiện hạt dạng trứng ngược và có dạng hình V tại đáy (Bantilan và ctv, 2004)

Theo Dar, đặc điểm thích nghi của cây lúa miến ngọt như sau: Vĩ độ: 40 0B –

40 0N Độ cao so với mặt nước biển: lúa miến ngọt có thể tìm thấy ở độ cao từ mực

nước biển đến 1500 m, hầu hết lúa miến ở các nước Đông Phi thì sinh trưởng giữa độ cao 900 đến 1500 m, và các loài chịu lạnh có thể sinh trưởng ở độ cao 1600 đến 2500

m (dẫn theo Võ Văn Quang, 2011)

Nhiệt độ: có thể sinh trưởng từ 15 – 45 0C và thích hợp ở 23 – 40 0C Độ dài ngày: 10 – 14 giờ

Lượng mưa thích hợp 800 – 1200 mm, ẩm độ 50% Bức xạ: lúa miến ngọt là thực vật C4 nên bức xạ cao sử dụng hiệu quả

Quang kỳ: hầu hết các giống lúa miến ngọt lai rất nhạy cảm với quang kỳ Đất: thịt đỏ hoặc đen với pH 6,5 – 7,5 OM > 0,6%, độ sâu > 80 cm, tỷ trọng

<1,4 gcc, khả năng giữ nước >20%, N ≥ 260 kg/ha, P ≥ 12 kg/ha, K ≥ 120 kg/ha

Đặc điểm thích nghi: lúa miến ngọt có khả năng thích nghi rộng Nó có tính kháng hạn, ngập lụt và mặn tốt Nước: mặc dù lúa miến ngọt sẽ sống được với sự cung cấp ít hơn 300 mm/mùa Lúa miến ngọt cần lượng nước tưới tiêu hoặc mưa từ

500 – 1000 mm để đạt năng suất cao 50 – 70 tấn sinh khối (khối lượng chất tươi) Khô hạn: điều kiện quan trọng để cây lúa miến ngọt hình thành tính kháng các điều kiện bất lợi Thụ phấn: thụ phấn nhờ gió và côn trùng (trích dẫn bởi Phan Hải Văn, 2012)

Theo viện nghiên cứu cây trồng quốc tế cho các vùng nhiệt đới khô hạn (ICRISAT) ở Ấn Độ, lúa miến có thể trong điều kiện khô hạn, khí hậu nóng, chịu được mặn và ngập úng, đặc biệt cây có thể trồng trong những vùng đất khô cằn, đất trống đồi trọc Vì vậy, lúa miến đang được quan tâm nhiều nên cần nghiên cứu nhiều hơn về đặc điểm hình thái, quá trình sinh trưởng của cây để đưa ra phương pháp canh tác thích hợp, cách thức sử dụng tối ưu để đạt được hiệu quả kinh tế cao nhất

Do đó, lúa miến được trồng trên 42 triệu ha trong 98 nước Châu Phi, Châu Á, Châu Đại Dương và châu Mỹ Nigeria, Ấn Độ, Mỹ, Mexico, Sudan, Trung Quốc và Argentina là các nhà sản xuất lớn Các nước sản xuất lúa miến khác là Mauritania, Gambia, Mali, Burkina Faso, Ghana, Niger, Somalia và Yemen, Chad, Sudan, Tanzania và Mozambique

2.1.4 Lịch sử phát trển

Theo Doggett và Prasada Rao (1995), cây lúa miến được thuần hóa đầu tiên ở Savanna giữa tây Ethiopia và phía đông Chad cách nay 5000 – 7000 năm (trích dẫn

của Bantilan và ctv, 2004) Sau đó di chuyển vào phía đông châu Phi từ Ethiopia khoảng 4800 – 6800 năm, lan dần qua các nước thảo nguyên phía đông và miền nam châu Phi bởi những người Bantu, người sử dụng ngũ cốc chủ yếu là để làm bia, cách đây 4500 – 6500 năm Lúa miến ngày nay được trồng ở miền trung và miền nam châu Phi do người Cộng hòa liên hiệp Tanzania, Tây Phi đưa đến Lúa miến đưa tới Ấn Độ

từ miền đông châu Phi trong thời gian đầu tiên của thiên niên kỷ trước Công nguyên, lúa miến của Ấn Độ có liên quan đến những vùng đông bắc châu Phi và bờ biển giữa Cape Guardafui và Mozambique Sự lây lan dọc theo bờ biển của khu vực Đông Nam

Á và xung quanh Trung Quốc thế kỉ XIII qua các tuyến đường tơ lụa Hạt lúa miến đã đến châu Mỹ từ Tây Phi bởi hoạt động buôn bán nô lệ khoảng đầu thế kỉ XVII và lúa miến đến châu Úc được công nhận vào thế kỉ XX

2.2 Vị trí kinh tế cây lúa miến

2.2.1 Vai trò của cây lúa miến trên thế giới và việt nam

Cây lúa miến (Sorghum bicolor L Moench) thuộc chi Lúa miến hay chi Cao

lương (chi Sorghum) là một trong 30 loài thực vật thuộc họ hòa thảo (họ Poaceae), là cây tự thụ phấn, 2n = 20 Lúa miến là một trong năm cây ngũ cốc quan trọng trên thế giới và là khẩu phần ăn chính của hơn 500 triệu người ở hơn 30 nước Hiện nay có hàng triệu người ở Ấn Độ, châu Phi, châu Mỹ La Tinh sử dụng lúa miến như một loại lương thực chính trong bữa ăn hàng ngày nhưng hiện nay trên thế giới lúa miến chủ yếu được dùng làm thức ăn cho gia súc và sirô lúa miến (làm từ các giống có hàm lượng đường cao như ở mía), cỏ khô, cũng như để sản xuất một vài loại đồ uống chứa cồn (Dan và Woody, 2001) Lúa miến là thực vật C4 nên sử dụng hiệu quả bức xạ mặt trời Lúa miến có thể sinh trưởng phát triển đất xấu, pH từ 5 – 8,5, nhu cầu nước thấp,

sử dụng hiệu quả dinh dưỡng, có khả năng kháng hạn, ngập lụt, các điều kiện đất mặn hoặc kiềm

Hiện nay, trên thế giới lúa miến được sử dụng phổ biến làm thức ăn gia súc vì lúa miến có tỷ lệ protein cao hơn ngô, chất béo thấp hơn ngô, không có caroten như ngô Lúa miến có năng suất thân, lá, hạt cao nên có thể sử dụng làm thức ăn chăn nuôi Tiềm năng năng suất lúa miến có thể đạt 16 tấn hạt/ha Hạt lúa miến có hàm lượng cao các chất sắt (> 70 ppm), kẽm (> 50 ppm) và được xem như là một cách để

giảm suy dinh dưỡng vi lượng trên toàn cầu Thân lúa miến ngọt có hàm lượng đường cao 16 – 230 brix, là nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất ethanol nhiên liệu

Cây lúa miến có nhiều mục đích sử dụng như là cây trồng làm thức ăn chính cho hàng triệu người vùng nhiệt đới bán khô hạn của châu Phi và châu Á Hạt của nó được dùng làm thức ăn cho động vật ở Thái Lan, Australia Ở châu Phi, thân của nó được dùng làm nhiên liệu Cây lúa miến cũng được trồng làm cỏ tươi Đối với loài lúa miến ngọt còn sử dụng làm sirô Hạt cây lúa miến được dùng làm bánh mì, bánh ngọt, bột, đường, sirô, cồn, bia và sản xuất men Nhu cầu đối với cây lúa miến làm cỏ khô

và nhiều mục đích khác đang tăng ở châu Á, một phần ở Ấn Độ và Trung Quốc

và các sản phẩm từ tinh

Bảng 2.1 Sử dụng hạt và thân cây lúa miến ở một số nước châu Á

Philippines (sau lúa gạo) Thức ăn gia súc

(Nguồn: ICRISAT, 2013)

2.2.2 Thành phần dinh dƣỡng lúa miến

Thân, hạt, lá cây lúa miến có rất nhiều các chất dinh dưỡng Và đặc biệt, hạt lúa miến có hàm lượng tinh bột, protein, lipit cao thể hiện cụ thể ở bảng 2.2

Bảng 2.2: Giá trị dinh dưỡng hạt lúa miến (% chất khô) so với một số cây lấy hạt khác

(Nguồn: Nguyễn Văn Tuất 2010, dẫn theo Hoàng Kim, 2010)

Cây lúa miến chứa khoảng 70% tinh bột và một nguồn năng lượng tốt Tinh bột lúa miến bao gồm 70 đến 80% amylopectin, một nhánh chuỗi polymer của glucose, 20 – 30% lượng amylose, một polymer chuỗi thẳng Ở những bộ phận khác nhau của cây lúa miến (thân, hạt, lá) có hàm lượng các chất dinh dưỡng khác nhau Hạt lúa miến có hàm lượng tinh bột, protein, lipit cao, xenlulose, nước thấp

Trong thành phần dinh dưỡng của lúa miến bao gồm một số khoáng chất, nó phân bố không đều và tập trung hơn trong mầm và hạt giống Trong bột lúa miến xay, khoáng chất như phốt pho, kẽm, sắt và đồng giảm Điều quan trọng là xử lý và chuẩn

bị lúa miến đúng cách để cải thiện giá trị dinh dưỡng của lúa miến

Cây lúa miến chứa một lượng lớn vitamin B phức tạp Một số giống lúa miến

có chứa beta-carotene có thể được chuyển đổi thành vitamin A của cơ thể con người,

do tính chất quang của carotenes và biến đổi do các yếu tố môi trường Một số vitamin tan trong chất béo, cụ thể là D, E và K, cũng đã được tìm thấy trong hạt lúa miến nhưng với lượng rất ít

2.3 Hiện trạng sản xuất, tiêu thụ lúa miến trên thế giới và Việt Nam

2.3.1 Hiện trạng sản xuất, tiêu thụ lúa miến trên thế giới

Theo FAO (2013), diện tích, năng suất và sản lượng lúa miến chênh lệch không nhiều giữa các năm Diện tích lúa miến đạt mức cao nhất vào năm 2012 (58.098,16 ha), năng suất trung bình đạt mức cao nhất vào năm 2012 (1,53 tấn/ha), và sản lượng cao nhất vào năm 2008 (65.534.273 tấn)

Bảng 2.3 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa miến thế giới (2005– 2012)

2012 (37.851.779 tấn) Tuy nhiên, sản lượng có tăng nhẹ vào năm 2008 và năm 2011 Năm 2008, sản lượng đạt mức cao nhất (65.534.273 tấn)

Bảng 2.4: Diện tích, năng suất và sản lượng các cây lương thực năm 2012

triệu tấn), khoai tây (368,37 triệu tấn), sắn (256,53 triệu tấn), lúa mạch (132,35 triệu tấn) và đứng trước khoai lang (57,29 triệu tấn) Tuy nhiên, năng suất lúa miến đứng vị trí thứ 8 (1,53 tấn/ha) sau khoai tây (19,07 tấn/ha), sắn (12,83 tấn/ha), khoai lang (10,70 tấn/ha), ngô (4,94 tấn/ha), lúa gạo (4,39 tấn/ha), lúa mì (3,12 tấn/ha), lúa mạch (2,68 tấn/ha)

Bảng 2.5: Diện tích, năng suất và sản lượng lúa miến các châu lục năm 2012

(triệu ha)

Năng suất tấn/ha

Sảnlượng (triệu tấn)

có năng suất lúa miến cao nhất (3,52 tấn/ha), và Châu Phi có năng suất lúa miến thấp nhất (1,04 tấn/ha) Năng suất lúa miến Châu Mỹ (3,45 tấn/ha ), Châu Úc (3,45 tấn/ha)

ở vị trí thứ 2 Sản lượng lúa miến ở Châu Phi cao nhất (23,44 triệu tấn) và châu Âu thấp nhất (0,78 triệu tấn) Châu Mỹ có sản lượng lúa miến đứng ở vị trí thứ 2 (22,14 triệu tấn)

Bảng 2.6: Các quốc gia có diện tích canh tác lúa miến cao nhất thế giới (1000 ha)

Nhìn chung trong giai đoạn 2000 – 2012 , diện tích lúa miến của các nước đều giảm Đặc biệt, diện tích Argentina giảm mạnh nhất (1.150,00 nghìn ha) Ấn Độ luôn đứng đầu trên thế giới về diện tích canh tác lúa miến qua các năm từ 2000 đến 2012 Hai nước Sudan và Nigeria thay nhau ở vị trí thứ 2 và thứ 3 về diện tích lúa miến, đến năm 2005 và 2011 Sudan đứng vị trí thứ 2 Ethiopia là nước có diện tích canh tác lúa miến tăng liên tục trong giai đoạn 2000 – 2012 Năm 2012, vị thứ của các nước lần lượt là Ấn Độ, Nigeria, Sudan, Niger, Mỹ, Ethiopia, Mêhicô, Burkinafaso, Argentina Năm 2012, Ấn Độ là nước có diện tích canh tác lúa miến cao nhất (6.220,00 nghìn ha), và Argentina là nước có diện tích canh tác lúa miến thấp nhất (1.150,00 nghìn ha)

Bảng 2.7: Các quốc gia có năng suất lúa miến (tấn/ha) cao nhất thế giới

và Úc là 3 nước có năng suất tăng không liên tục Năm 2012, nước có năng suất cao nhất là Ả Rập (84,67 tấn/ha), kế đến là Jordan (23,46 tấn/ha), Algeria (20,60 tấn/ha), các nước còn lại có năng suất lúa miến trong khoảng 5 – 10 tấn/ha Nước Pháp là nước có năng suất thấp nhất (5,67 tấn/ha)

2.3.2 Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ lúa miến tại Việt Nam

Lúa miến đã được nghiên cứu thử nghiệm tại Viện cây lương thực thực phẩm, Viện Nghiên cứu Ngô, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam trong khoảng mười năm (1976-1986) sau ngày Việt Nam thống nhất Lúa miến dễ trồng, ít kén đất, sinh trưởng khỏe, canh tác tương tự như sản xuất ngô nhưng chưa được trồng phổ biến tại Việt Nam Nguyên nhân chính là do lúa miến năng suất hạt thấp (1,5 - 2,5 tấn/ha) ở những giống lúa miến ăn hạt chưa được cải thiện, trong khi chương trình ngô lai đã đạt được bước tiến vượt bậc với năng suất hạt (5,0 – 7,5 tấn/ ha) cao gấp hai đến ba lần so với lúa miến Hướng sử dụng lúa miến ngọt làm nhiên liệu sinh học đang mở ra triển vọng cho cây trồng này nhưng trở ngại nhất vẫn là nguồn giống tốt Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về việc chọn tạo các dòng lúa miến tốt và khả năng thích nghi cao Theo Hồng Hạnh (2006) năm 2005, tỉnh Bình Thuận đã tiến hành trồng thí điểm hai giống lúa miến là Pacific 99 và Pacific 80 tại ba huyện Tuy Phong, Bắc Bình, và Hàm Thuận Bắc năng suất thu được còn thấp Theo Phan Thị Phương Dung (2009), từ ngày 28/02/2009 đến ngày 20/05/2009, công ty Secoin đã tiến hành trồng thử nghiệm ba mẫu lúa miến nhập nội Kết quả đã cho thấy mẫu có nguồn gốc

từ Pakistan có thân nhỏ nhưng có hàm lượng dịch đường nhiều nhất và hàm lượng đường trong thân cũng nhiều nhất

Đề tài “Tuyển chọn một số giống cao lương ngọt triển vọng để sản xuất ethanol nhiên liệu” do TS Nguyễn Thị Phượng làm chủ nhiệm (Viện Môi trường Nông nghiệp, thuộc Viện KHNNVN) thực hiện 2009-2011 theo đặt hàng của Bộ Công thương đã tuyển chọn được 2 giống triển vọng đặt tên là C4 và C7 tại một số tỉnh như Phú Thọ, Bắc Giang và Hòa Bình (Viện KHNNVN, 2011)

Trong thời gian gần đây dự án sinh học thực vật ứng dụng, mà công ty Secoin đang triển khai ở giai đoạn nghiên cứu định hướng để phát triển đại trà trên thực địa,

sẽ được thực hiện trên 4 ha, gồm 2 phòng thí nghiệm và một số vườn ươm, các kết quả thực nghiệm tại đây sẽ được áp dụng thử trên 170 ha thực địa thuộc 2 trang trại của công ty tại Quảng Ninh và Hà Tĩnh

Trong thực tế những năm gần đây diện tích canh tác lúa miến càng thu hẹp do năng suất thấp chưa có giống mới để thay thế Nông dân trồng chủ yếu để bổ sung thêm thức ăn cho gia súc ở một số tỉnh như Bình Phước, Bình Thuận, Tp Hồ Chí

Minh Vì vậy, hiện nay chưa đủ nguyên liệu cung cấp cho thị trường và xuất khẩu Theo cơ quan thống kê của liên hợp quốc COMTRADE, trong 3 năm 2004 – 2006, mỗi năm Việt Nam nhập khoảng 142,58 tấn hạt nguyên liệu lúa miến với giá trung bình chưa thuế là 400 USD/tấn Cũng trong thời gian đó, mỗi năm Việt Nam nhập khoảng 10,53 tấn mạch nha và bột thực phẩm ít ca cao với tốc độ tăng trung bình về nhập khẩu hàng năm là 36% Với một nước tiêu thụ bia lớn như Việt Nam, việc bổ sung thêm nguồn nguyên liệu tốt như lúa miến là một hướng đột phá nhiều hứa hẹn (dẫn theo Phan Hải Văn, 2012)

Hiện nay, các giảng viên của Bộ môn Di truyền giống cùng với sinh viên các khóa của khoa Nông học, trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh đang thực hiện nghiên cứu và trồng thử nghiệm một số giống trong tập đoàn Lúa miến mới

có những kết quả bước đầu đầy khả quan, đây chính là tiền đề hứa hẹn công cuộc nghiên cứu chọn tạo giống lúa miến chất lượng phù hợp với điều kiện sinh thái khác nhau

2.4 Giống lúa miến và phương pháp chọn tạo giống lúa miến

2.4.1 Nguồn gen lúa miến trên thế giới và Việt Nam

Theo Rosenow và Dalhberg (2000), bộ sưu tập nguồn gen lúa miến của thế giới chủ yếu tại ICRISAT ở Ấn Độ, Mỹ, châu Phi và Trung Quốc Năm 2008, ICRISAT lưu trữ 36.774 nguồn gen đã được sưu tập cất giữ từ 91 quốc gia trên thế giới Bộ sưu tập này ước chừng đại diện khoảng 80% nguồn gen lúa miến trên thế giới Nguồn gen thuần chủng khoảng 85,3%, nguồn gen lai tạo khoảng 13,2%, nguồn gen hoang dại khoảng 1,2% và giống canh tác khoảng 0,3% của tổng số bộ sưu tập Nguồn gen được

duy trì tại ICRISAT thuộc năm chủng canh tác cơ bản là bicolor, guinea, caudatum,

kafir, durra và khoảng 10 chủng lai tạo của chúng Tuy nhiên bộ sưu tập chủ yếu từ

ba chủng durra (21,8%), caudatum (20,9%), guinea (13,4%) Trong 10 chủng lai, chỉ

có ba, durra-caudatum (11,5%), guinea-caudatum (9,2%) và durra-bicolor (7,1%) là

phổ biến Khoảng 90% của bộ sưu tập có được từ các quốc gia đang phát triển vùng nhiệt đới bán khô hạn, khoảng 60% nguồn gen có được từ sáu nước Ấn Độ, Ethiopia, Sudan, Cameroon, Swaziland và Yemen 63% tổng số nguồn gen có được từ các nước

châu Phi, 30% có được từ châu Á Chủng guinea đã được sưu tập chủ yếu ở Benin,

Burkina Faso, Gambia, India, Malawi, Mali, Mozambique, Senegal, Sierra Leone,

Tanzania, Togo và Zambia Chủng kafir và các chủng lai của nó đã được sưu tập chủ yếu ở Botswana, Lesotho, South Africa, Swaziland và Zimbabwe Chủng caudatumn

đã được sưu tập chủ yếu ở Burundi, Kenya, Rwanda, Sudan, Uganda, Cameroon,

Central African Republic, Namibia và Sri Lanka Chủng durras sưu tập từ Ethiopia,

Niger, Somalia, India, Cameroon, Pakistan, Russia và Yemen Tại ICRISAT Ấn Độ, trong số các mẫu giống sưu tập, lưu trữ có 23 đặc điểm hình thái, nông học quan trọng Các đặc điểm đặc trưng như ngày ra hoa, chiều cao cây, chiều dài và chiều rộng chùy, kích thước hạt, trọng lượng 100 hạt, màu sắc và độ bao phủ của mày, màu sắc hạt, độ khó đập hạt Ngày có ra hoa biến động từ 33 đến 199 ngày trong mùa mưa và

từ 36 đến 154 ngày sau mùa mưa Chiều cao cây biến động từ 55 cm đến 655 cm trong mùa mưa và từ 50 – 580 cm trong mùa sau mùa mưa Trong mùa sau mùa mưa, chiều dài chùy biến động từ 2,5 – 90 cm, chiều rộng chùy biến động từ 1 – 80 cm, kích thước hạt từ 0,8 – 6 mm, trọng lượng 100 hạt từ 0,29 – 8,92 g, màu sắc mày từ vàng rơm đến đen, mày bao phủ hoàn toàn đến không bao phủ hạt, màu sắc hạt từ trắng đến đen, hạt đập từ dễ đến khó (dẫn theo Phan Hải Văn, 2012)

Ethiopia đến năm 2000 đã sưu tập được 8000 mẫu lúa miến Sudan đã sưu tập

từ những năm 1950 và thuần hóa các chủng caudatum và sudanese làm nguồn gen

kháng hạn Mỹ đến năm 1995 có khoảng 42.221 mẫu giống Trung Quốc đến năm

2001 đã sưu tập được 12.836 mẫu giống Tại Ấn Độ đến năm 2008 đã thu thập và cất giữ 20.812 mẫu (Reddy và ctv, 2008)

Theo Reddy và ctv (2004), tổ chức ICRISAT, Patancheru, Ấn Độ đã cung cấp hạt giống lúa miến cho Việt Nam từ 1986 đến 1999 tổng cộng 1038 giống Cụ thể là

24 giống (năm 1986), 24 giống (năm 1987), 30 giống (năm 1988), 25 giống (năm 1989), 127 giống (năm 1990), 127 giống (năm 1991), 26 giống (năm 1992), 26 giống (năm 1993), 63 giống (năm 1994), 659 giống (năm 1995) và 34 giống (năm 1999) (dẫn theo Phan Hải Văn, 2012)

2.4.2 Phương pháp chọn tạo giống lúa miến

Lúa miến là cây tự thụ phấn, khả năng giao phấn 5 – 25% Các phương pháp chọn giống để cải thiện nguồn gen gồm chọn lọc cá thể để tạo dòng thuần, chọn lọc

quần thể và lai hữu tính Phương pháp lai là phổ biến nhất để tái tổ hợp gen tạo giống mới Lai giống lúa miến gồm phương pháp phả hệ, phương pháp khối, phương pháp hồi giao (Audilakshmi và Aruna, 2008)

Theo Phan Thanh Kiếm (2006), phương pháp phả hệ: bắt đầu chọn cá thể tốt ở các dòng để gieo lại vụ sau Việc chọn cá thể kết thúc khi đã hình thành các dòng tốt Phương pháp hồi giao: là phương pháp có hiệu quả để tăng cường sức đề kháng cho quần thể lai Trong phương pháp này có thể tiến hành hồi giao một số thế hệ với giống

có gen cần tăng cường, sau đó thực hiện việc chọn lọc cá thể theo phả hệ

2.5 Một số giống lúa miến tốt phổ biến trên thế giới và Việt Nam

Theo ICRISAT (2004), các giống lúa miến ngọt hứa hẹn gồm ICSV574, ICSR

93034, NTJ2, ICSV700, ICSV93046, S35, E36-1 với hàm lượng đường trong thân cao, tỷ lệ phần trăm đường trong thân biến động từ 16,8 - 21,6% Những giống triển vọng nhất đã được nhập nội và khảo nghiệm

Theo kết quả đề tài “Tuyển chọn một số giống cao lương ngọt triển vọng để sản xuất ethanol nhiên liệu” giai đoạn 2009 – 2011 đã được thực hiện tại một số tỉnh như Phú Thọ, Bắc Giang và Hòa Bình, giống C4 là giống lúa miến thuần, cây cao 3,5 – 4 m, đường kính thân 3 – 3,5 cm, hàm lượng đường trong thân 12 – 16 độ Brix, thời gian sinh trưởng 150 ngày, năng suất đạt 50 tấn/ha Giống C7 là giống lai F1, cây cao 2,5 – 3 cm, đường kính thân 2 – 2,5 cm, hàm lượng đường trong thân 15 – 17 độ Brix, thời gian sinh trưởng 120 ngày, năng suất đạt 30 – 35 tấn/ha, có khả năng chịu hạn

Theo kết quả của đề tài “Khảo sát đặc điểm sinh trưởng, phát triển, năng suất

và khả năng chống chịu sâu bệnh của sáu giống lúa miến (Sorghum bicolor L

Moench) trồng tại huyện Thống Nhất, tỉnh Đồng Nai”, giống lúa miến ICSV574 là giống triển vọng nhất trong bộ giống thí nghiệm này, đáp ứng tốt mục tiêu sản xuất nhiên liệu sinh học và làm thức ăn gia súc vì giống có năng suất sinh khối lớn 97,3 tấn/ha, năng suất thân (49,8 tấn/ha) và năng suất hạt (4,8 tấn/ha) giống cao, với độ brix trong thân là 16,67 % Năng suất ethanol quy đổi đạt 3.066 lít /ha từ hạt và 2.179 lít/ha từ thân Giống lúa miến NTJ2 là giống triển vọng kế tiếp giống ICSV574 với năng suất sinh khối đạt 98 tấn/ha, năng suất thân 45,2 tấn/ha, năng suất hạt 3,3 tấn/ha Với độ brix trong thân là 16,3 % Năng suất ethanol quy đổi đạt 2.223 lít/ ha từ hạt và 1.998 lít/ha từ thân (Võ Thị Ngọc Hoang, 2011)

Theo kết quả của đề tài “Đánh giá sự sinh trưởng và phát triển của tập đoàn 50 dòng lúa miến tại vùng đất xám tại trại Thực nghiệm – khoa Nông học, trường Đại học Nông Lâm Tp HCM”, đa số các dòng trong tập đều có thời gian sinh trưởng tương đối ngắn, chiều cao cây thấp thích hợp cho việc chống đỗ ngã Đặc biệt, dòng RIL53 (4,2 tấn/ha) có năng suất thực thu vượt trội so với các dòng còn lại (Phan Hải Văn, 2012)

2.6 Dạng hình lý tưởng và các giai đoạn phát triển của cây lúa miến

2.6.1 Các giai đoạn phát triển của cây lúa miến:

Cây lúa miến là một cây tự thụ phấn, lưỡng bội (2n = 20) với một hệ gen khoảng 25% kích thước của ngô hoặc mía

Theo Vanderlip (1972), chia sự sinh trưởng của lúa miến làm 8 giai đoạn:

- Giai đoạn nảy mầm: xuất hiện lá mầm trên mặt đất và thường xảy ra 3 – 10 ngày sau khi trồng Thời gian nảy mầm và tỉ lệ nảy mầm phụ thuộc vào nhiệt độ và độ

ẩm đất, độ sâu trồng và sức mạnh hạt giống

- Giai đoạn nảy mầm đến 3 lá: khi thấy rõ cổ lá thứ 3, khoảng 10 ngày sau nảy mầm và phụ thuộc vào nhiệt độ, giai đoạn này phát triển kém vì còn phụ thuộc vào dinh dưỡng hạt

- Giai đoạn 3 đến 5 lá: khoảng 3 tuần sau khi hạt giống nảy mầm, rễ phát triển mạnh, giai đoạn này cây gặp điều kiện bất lợi sẽ ảnh hưởng đến năng suất

- Giai đoạn 5 đến 10 lá: cây phát triển mạnh, hấp thu dinh dưỡng, khoảng 30 ngày sau khi hạt nảy mầm

- Giai đoạn 10 lá đến khi xuất hiện lá cờ: cây tăng trưởng nhanh, hấp thu dinh dưỡng mạnh các lá hoàn toàn mở rộng, diện tích lá tối đa, xuất hiện lá cờ

- Giai đoạn lá cờ đến nở hoa: hoa vươn khỏi lá cờ khoảng 4 – 9 ngày tùy giống

và nở hoa từ đầu hoa xuống

- Giai đoạn nở hoa đến vào chắc: tích lũy vật chất và hạt cứng dần

- Giai đoạn vào chắc đến chín sinh lý: hạt cứng và thời điểm này cơ bản đã hoàn thành hấp thu dinh dưỡng đến khi xuất hiện các đốm màu đen dưới rốn hạt và độ

ẩm hạt giảm còn khoảng 25 – 35% thì có thể thu hoạch

Hình 2.1 Các giai đoạn sinh trưởng cây lúa miến (Nguồn: R L Vanderlip, Đại học

Kansas State, 1972)

2.6.2 Đặc tính của cây lúa miến lý tưởng

Đặc tính của cây lúa miến làm lương thực, thực phẩm:

- Độ ngọt cao để sản xuất siro, năng suất hạt cao, chống chịu sâu bệnh

- Hạt không bị nấm mốc, hàm lượng tinh bột trong hạt cao

- Hạt dễ tuốt khỏi chùy

Đặc tính của cây lúa miến làm thức ăn gia súc: Cây lúa miến phải sinh trưởng mạnh, chống chịu được điều kiện bất lợi để có thể sản xuất bổ sung cho các loại thức

ăn khác Năng suất sinh khối, năng suất thân, năng suất hạt và độ ngọt cao để có thể ủ chua cung cấp thức ăn gia súc có hiệu quả Dạng cây thẳng để dễ dàng cơ giới hóa

Đặc tính của cây lúa miến sản xuất nhiên liệu sinh học: giống lúa miến lý tưởng để chế biến nhiên liệu sinh học đòi hỏi phải có thân to, cao, hàm lượng đường trong thân cao, năng suất hạt cao và hàm lượng tinh bột trong hạt cao

Đặc trưng hình thái của cây lúa miến lý tưởng:

- Năng suất sinh khối, thân, hạt cao Độ ngọt cao Hạt dễ tuốt ra khỏi chùy

- Dạng thân thẳng dễ dàng cơ giới hóa

- Chống chịu điều kiện bất lợi: thời tiết, khí hậu, đất đai, sâu bênh hại

- Cung cấp được vitamin, vi lượng cần thiết cho con người và động vật

(dẫn theo Phan Hải Văn, 2012)

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Vật liệu nghiên cứu

52 dòng lúa miến có nguồn gốc từ châu phi được cung cấp bởi bộ môn Di truyền – Giống cây trồng của khoa Nông học, trường đại học Nông Lâm, thành phố

Hồ Chí Minh

Bảng 3.1: 52 dòng lúa miến thí nghiệm

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Thời gian và địa điểm thực hiện thí nghiệm

Thí nghiệm được thực hiện từ tháng 3/2013 đến 06/2013 Tại Trại thực nghiệm khoa Nông học – trường Đại học Nông Lâm, Tp HCM

3.2.2 Đặc điểm thời tiết và đất đai khu thí nghiệm

3.2.2.1 Điều kiện thời tiết

Hình 3.1: Diễn biến thời tiết trong thời gian thí nghiệm

Sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa miến có liên quan mật thiết với điều kiện thời tiết khí hậu Đó là các yếu tố về nhiệt độ, ẩm độ không khí, lượng mưa Các yếu tố này thuận lợi thì sẽ là điều kiện cơ bản để nâng cao năng suất cây trồng

Qua hình 3.1, cho thấy, tháng 3 là thời điểm xuống giống thí nghiệm nhưng

nhiệt độ cao, lượng mưa thấp, số giờ nắng nhiều gây khó khăn trong việc đảm bảo độ

ẩm cho hạt nảy mầm và khả năng phát triển cây con Qua tháng 4 nhiệt độ có giảm so với tháng 3 và lượng mưa có tăng giúp cây sinh trưởng tốt hơn Tháng 5 là giai đoạn cây chuẩn bị cho quá trình phát dục nhưng nhiệt độ cao và lượng mưa tăng ảnh hưởng đến quá trình thụ phấn Tháng 6 lượng mưa tăng và nhiệt độ giảm hơn tháng 4 phù hợp để cây tích lũy vật chất khô, nhưng sẽ gặp nhiều khó khăn vào lúc thu hoạch

3.2.2.2 Đặc điểm đất đai khu thí nghiệm

Bảng 3.2: Đặc tính lý hóa đất khu thí nghiệm

Thành phần cơ

CHC (%)

Đạm tổng số (%)

Lân dễ tiêu (mg/100g đất)

Cation trao đổi (1dl/ 100g)

(Nguồn: Bộ môn NHTN, Trường Đại học Nông Lâm Tp HCM, 2012)

Qua kết quả phân tích đất ở bảng 3.2 có nhận xét như sau:

- Thành phần cơ giới: khu đất tiến hành thí nghiệm là đất cát pha thịt

- pH: đất hơi chua, nhưng vẫn nằm trong khoảng sinh trưởng tốt của cây

- Hàm lượng chất hữu cơ trong đất nghèo

- Trong đất có đạm tổng số nghèo

- Đất nghèo lân dễ tiêu

- Nghèo các cation trao đổi

Qua bảng 3.1 ta thấy với điều kiện đất đai ở khu thí nghiệm thì cây lúa miến vẫn có khả năng sinh trưởng và phát triển bình thường, nhưng để cho cây sinh trưởng

và phát triển tốt nhất thì cần bón thêm phân chuồng để nâng hàm lượng mùn trong đất, bón thêm NPK để tăng hàm lượng đạm, lân và kali tổng số cũng như để tăng hàm lượng NPK dễ tiêu trong đất

3.2.3 Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm đơn yếu tố được bố trí theo kiểu tuần tự: 52 nghiệm thức (tương ứng với 52 dòng), 3 lần lặp lại

3.2.4 Quy mô thí nghiệm

Diện tích lần lặp lại là 5 m x 36,4 m = 182 m2

Mỗi hàng là một giống, trên hàng gieo 20 hốc, có chiều dài là 5 m, 3 lần lặp lại Khoảng cách: hàng là 70 cm x 70 cm, cây x cây là 20 cm x 20 cm

Tổng diện tích thí nghiệm là 20 m x 30 m = 600 m2 (kể cả hàng bảo vệ)

3.2.5 Quy trình kỹ thuật canh tác

Áp dụng theo qui trình kỹ thuật của ICRISAT (International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics) (nguồn: Rao và ctv, 2008)

- Kỹ thuật gieo, khoảng cách, mật độ

Gieo thẳng: Mỗi hốc gieo 2 hạt, sâu 1 – 2 cm Khi ngô 3 – 4 lá tiến hành tỉa dần, đến 7 – 8 lá chỉ để lại mỗi hốc 1 cây

- Bón lót: Toàn bộ phân hữu cơ và phân lân

- Bón thúc lần 1: khi lúa miến 3 – 5 lá: 1/3 lượng đạm + 1/4 lượng kali

- Bón thúc lần 2: khi lúa miến 7 – 9 lá: 1/3 lượng đạm + 1/4 lượng kali

- Chăm sóc

* Vun xới và bón thúc :

- Khi lúa miến 3 – 5 lá: Xới đất, bón thúc lần 1 và vun nhẹ quanh gốc

- Khi lúa miến 7 – 9 lá: Xới đất, bón thúc lần 2 và vun cao chống đổ

* Tưới nước :

Đảm bảo đủ độ ẩm cho lúa miến, đặc biệt vào các thời kỳ ngô 6 – 7 lá, kết thúc thụ phấn đến chín sữa (Sau khi lúa trỗ bông từ 10 – 15 ngày) Cần tưới đồng đều, sau khi tưới hoặc khi mưa phải thoát hết nước đọng trong ruộng

- Phòng trừ sâu bệnh: Theo dõi phát hiện và phòng trừ sâu bệnh theo hướng

dẫn chung của ngành BVTV

- Thu hoạch: Khi lúa miến chín sinh lý (Chân hạt có vết đen hoặc 85% số cây

đã chuyển màu), có thể thu hoạch muộn hơn nếu thời tiết cho phép

3.2.6 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi

Mỗi nghiệm thức theo dõi 10 cây liền kề từ 3 cây đầu hàng vào ( mỗi bên 5 cây), tính từ cây thứ 4 trở đi

3.2.6.1 Chỉ tiêu sinh trưởng phát triển

- Ngày mọc mầm: được tính khi có 50% cây đâm mũi chông lên

- Tỉ lệ mọc mầm (TLMM) = Số cây mọc mầm/số hạt gieo * 100

- Ngày trổ chùy: 50% số cây trong hàng xuất hiện chùy

- Ngày tung phấn: 50% số cây trong hàng tung phấn

- Ngày chín sinh lý: 50% số cây trong hàng có hạt trên chùy chuyển sang màu khác

- Chiều cao cây (cm): tính từ gốc đến cổ lá của lá cuối cùng (giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng).(Cách đo chiều cao cây: đo từ gốc lên tới lá có cổ lá rõ nhất Đo

10 ngày một lần)

Rất thấp: < 76 cm Thấp: 76 – 150 cm Trung bình: 151 – 225 cm Cao: 226 – 300 cm

Rất cao: > 300 cm

- Chiều cao cây cuối cùng: đo từ gốc đến đỉnh chùy (giai đoạn chín sinh lý)

- Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây: được tính theo công thức (cm/cây/ngày)

∆h = (h2 – h1)/∆t Trong đó:

h1: chiều cao cây (cm) đo lần trước

h2: chiều cao cây (cm) đo lần sau

∆t: thời gian giữa hai lần đo (ngày)

∆h: tốc độ tăng trưởng chiều cao (cm/cây/ngày)

- Số lá (lá/ cây): lá được xác định khi thấy rõ cổ lá, đánh dấu bằng sơn màu sau mỗi lần đếm, tiếp tục ghi nhận cho đến khi cây không còn xuất hiện lá mới

- Tốc độ ra lá (TĐRL): được tính theo công thức (lá/ cây/ ngày)

t: thời gian giữa hai lần đếm (ngày)

- Đường kính gốc thân (cm): đo cách gốc 10 cm (Đo ở giai đoạn cây chín sinh lý)

- Chiều dài và chiều rộng lá: ở lá thứ 3 từ đỉnh tính xuống (kể cả lá cờ), giai đoạn chín sinh lý

- Chiều dài và chiều rộng chùy (cm): giai đoạn chín sinh lý

- Diện tích và chỉ số diện tích

Diện tích lá: được tính theo công thức Ivanor

S = a x b x k Trong đó:

S: diện tích lá (m2

) a: chiều dài lá (m) b: chiều rộng lá (m) k: hệ số lá (0,7)

3.2.6.2 Chỉ tiêu hình thái cây lúa miến

Đây là một chỉ tiêu quan trọng trong phân loại giống, đặc trưng hình thái giúp

ta phân biệt giữa các giống với nhau Qua đặc trưng hình thái, chúng ta đánh giá mức

độ biểu hiện của gen dưới tác dụng của môi trường, sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường, đây là một cơ sở quan trọng trong chọn tạo giống mới

Bảng 3.3: Tiêu chuẩn đánh giá đặc trưng hình thái lúa miến

Stt

(1)

Tính trạng (2)

Mức độ biểu hiện

(3)

Điểm (4)

- Rệp mềm (Toxoptera citricidus): theo dõi ở 2 giai đoạn là 30 NSG (quan sát

ở 1 – 2 lá non trên cùng) và 50 NSG (quan sát ở 1 – 2 lá non trên cùng) sau gieo

40 – 50% diện tích lá bị hại và có ít hơn 1 đến 5 lá có rệp hại 5

- Sâu đục thân (Ostrinia nubilalis): theo dõi ở giai đoạn 1 tháng sau trồng và

3.2.6.4 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất

- Mật độ cây/ ha ( Số cây có trên hàng)

- Số nhánh cấp 1/ chùy: đếm số nhánh cấp 1 trên chùy ( trên 5 chùy theo dõi)

- Số hạt/ nhánh cấp 1: đếm số hạt trên nhánh cấp 1 ( đếm tại 10 vị trí ngẫu nhiên)

- Số hạt/chùy: đếm số hạt trên chùy sau khi thu hoạch

- Khối lượng 1000 hạt (g) ở độ ẩm 14%

Thấp: 16 – 25 g Trung bình: 26 – 35 g Cao: 36 – 45 g

3.2.7 Phương pháp xử lý và thống kê số liệu

Tính toán số liệu bằng phần mềm Excel

Phân tích ANOVA bằng phần mềm MSTAT – C

Phân nhóm các tính trạng số lượng theo độ lệch chuẩn mẫu

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Đặc trưng hình thái

Kết quả theo dõi cho thấy tập đoàn giống phong phú và đa dạng với sự biến động của hầu hết các tính trạng sự biến động của các tính trạng hình thái được trình bày ở bảng 4.1

Qua bảng 4.1, cho thấy hầu hết các dòng trong tập đoàn có các đặc điểm khá giống nhau về một số chỉ tiêu: đường kính thân, màu sắc gân lá

- Đường kính gốc thân: tập đoàn 52 dòng lúa miến thí nghiệm có đường kính gốc thân trung bình

- Chiều dài lá: các dòng trong tập đoàn được chia làm 3 nhóm trong đó có 5 dòng chiều dài lá trung bình, 7 dòng có chiều dài lá rất dài và các dòng còn lại có chiều dài

có góc lá rộng gồm 4, 7, 8

- Thế phiến lá: thế phiến lá góp phần vào việc tăng mật độ canh tác Các dòng trong tập đoàn 52 dòng lúa miến thí nghiệm có thế phiến lá tập trung vào 4 nhóm gồm thế phiến lá thẳng (7 dòng); thế phiến lá hơi cong (17 dòng); thế phiến lá cong (12 dòng); thế phiến lá khá cong (12 dòng) và thế phiến lá rất cong (4)

Bảng 4.1 Đánh giá đặc trưng hình thái tập đoàn gồm 52 dòng lúa miến

Dòng (1)

Đường kính gốc thân(2)

Mức

độ dích dắc của thân(3)

Dài

lá (4)

Rộng

lá (5)

Góc

lá (6)

Thế

phiến

lá (7)

Màu sắc

lá (8)

Màu sắc gân lá (9)

Chiều dài chùy (10)

Chiều rộng chùy (11)

Dạng chùy (12)

Dạng hạt (13)

Màu sắc hạt (14)

Chiều dài mày (15)

Màu sắc mày (16)

Mật

độ hoa (17)