2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA đỀ TÀI
2.1.2.Nghiên cứu và phát triển lúa lai tạiViệt Nam
Lúa là cây lương thực chắnh tại Việt Nam, cung cấp lương thực và là ngành sản xuất truyền thống trong nông nghiệp. Mục tiêu sản xuất lúa ựến năm 2020 là duy trì diện tắch trồng lúa ở mức 3,7 triệu ha, sản lượng ựạt 41 triệu tấn (Bộ nông nghiệp, Quyết ựịnh số 3310/2009/BNN-KH ngày 12/10/2009) [50]. để ựạt ựược mục tiêu trên, khả năng mở rộng diện tắch không nhiều và có thể ảnh hưởng ựến hệ sinh thái, do vậy chủ yếu phải tăng năng suất. Giống là một biện pháp kỹ thuật ựể tăng năng suất hiệu quả nhất. Sử dụng ưu thế lai của cây lúa ựể tạo ra những giống lai F1 năng suất cao ựang ựược nghiên cứu và sử dụng trong những năm gần ựây.
Việt Nam bắt ựầu nghiên cứu lúa lai vào năm 1979 tại Viện Khoa học Kỹ thuật Việt Nam [24]. Năm 1986 ựược ựánh giá là giai ựoạn nghiên cứu lúa lai mang tắch chất tìm hiểu tại các Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp,
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 13
Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long và Viện Di truyền Nông nghiệp với nguồn vật liệu chủ yếu ựược nhập từ Viện Nghiên cứu lúa quốc tế [19]. Lúa lai thương phẩm ựược gieo trồng tại Việt Nam từ những năm 1991 với diện tắch trồng thử hơn 100 ha lúa lai và ựã cho kết quả rất khả quan. Năm 1992, Việt Nam bắt ựầu nghiên cứu lúa lai. Chương trình nghiên cứu lúa lai ựược sự tham gia của các cơ quan nghiên cứu khác nhau như: Viện Di truyền Nông nghiệp, Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội, Viện Cây Lương thực và Cây thực phẩm, Viện Bảo vệ thực vật, Viện Nghiên cứu lúa đồng bằng sông Cửu long, Viện Nông hoá thổ nhưỡng và Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống cây trồng Trung ương. được sự hỗ trợ của các dự án, các tổ chức nước ngoài, ựặc biệt là của các chuyên gia lúa lai Trung Quốc chúng ta ựã ựào tạo ựược cán bộ, thu thập ựược vật liệu phục vụ cho nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm hạt giống lúa lai [3], [52], [53], [24], [26].
Năm 1994, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn quyết ựịnh thành lập Trung tâm Nghiên cứu lúa lai thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam thì công tác nghiên cứu lúa lai ựược ựịnh hướng rõ ràng. Các dòng bất dục ựực tế bào chất, dòng duy trì và dòng phục hồi nhập nội từ Trung Quốc và IRRI ựã ựược ựánh giá ựầy ựủ và nhiều thực nghiệm sản xuất hạt lai F1 ựược triển khai ở các ựịa phương. Lúa lai ựã thể hiện ựược ưu thế về: tiềm năng năng suất, chịu thâm canh và khả năng chống chịu sâu bệnh. Diện tắch lúa lai tăng lên nhanh chóng từ 11.094 ha năm 1991, tăng từ 1% năm 1995, lên cao nhất 9,54% năm 2009 (ựạt 709.270ha). Tuy nhiên ựến năm 2010 diện tắch giảm chỉ còn 605.562ha. Sự tham gia của các giống lúa lai vào cơ cấu giống lúa ựã góp phần làm tăng năng suất và sản lượng lúa ở các tỉnh phắa Bắc và ựóng góp tắch cực vào công cuộc xóa ựói giảm nghèo của nhiều tỉnh nông nghiệp [24], [8], [64].
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 14
Bảng 2.1. Diện tắch, năng suất lúa lai so với lúa thuần của Việt Nam
Diện tắch Năng suất tạ/ha
Năm
Lúa thuần
Lúa lai Lúa lai/lúa thuần (%)
Lúa thuần
Lúa lai Lúa lai hơn lúa thuần (%) 1995 6.765.000 73.503 1,08 36,9 61,4 66,39 1999 7.653.000 233.000 3,04 41,1 64,7 57,42 2000 7.666.000 435.508 5,68 42,4 64,4 51,88 2001 7.492.000 480.000 6,40 42,8 64,8 51,40 2002 7.504.000 500.000 6,66 45,9 63,6 38,56 2003 7.452.000 600.000 8,05 46,4 62,6 34,91 2004 7.445.000 577.000 7,75 48,5 63,5 30,92 2005 7.329.000 660.000 7,54 49,0 65,0 32,65 2006 7.324.000 584.200 7,81 49,0 65,0 32,65 2007 7.207.000 610.000 8,60 50,0 65,0 30,00 2008 7.400.000 581.361 7,56 52,2 68,0 30,26 2009 7.440.000 709.207 9,54 52,3 65,0 24,28 2010 7.730.000 605.562 7,83 48,5 62,5 28,86
động lực thúc ựẩy phát triển lúa lai với tốc ựộ nhanh là sự kết hợp của ba yếu tố; tiềm năng UTL cao về năng suất, sự quan tâm của lãnh ựạo và chắnh sách hợp lý của Nhà nước.
a. Những thành tựu về nghiên cứu
Qua 19 năm (1991 - 2010) công nghệ lúa lai ựưa vào Việt Nam, lúa lai ựã có chỗ ựứng khá bền vững, nông dân chấp nhận, góp phần ựưa công nghệ trồng lúa của Việt Nam vươn tới trình ựộ cao của khu vực. Việc nghiên cứu lúa lai ựược nghi nhận bắt ựầu từ 2 dự án TCP/VIE/2251 và TCP/VIE/6614 với việc tập trung nghiên cứu của các Trường ựại học, các Viện nghiên cứu [24].
* đối với lúa lai ba dòng:
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 15
Nam ựã thu thập, nhập nội và ựánh giá sự thắch ứng của 77 dòng mẹ bất dục ựực CMS, 77 dòng duy trì tương ứng và rất nhiều dòng phục hồi từ Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) Ấn độ ựể nghiên cứu duy trì và sản xuất thử hạt lai F1, các dòng nhập nội gồm: Zhenshan 97A, BoA, II-32A, Jin23A, D62A, IR58025A, ... đồng thời ựã tuyển chọn duy trì một số dòng R nhập nội; Minh khôi 63, Trắc 64, Quế 99, R903, R253, Phúc khôi 838, R527, R998... đã duy trì dòng và sản xuất một số tổ hợp lai Ộba dòngỢ cung cấp cho nông dân; Sán ưu 63, Sán ưu quế 99, Bác ưu 64, Nhị ưu63, gần ựây chỉ còn lại Nhị ưu 838, Bác ưu 253, Dưu 527... Hiện nay các dòng CMS ựang ựược sử dụng ở Việt Nam là BoA, II32A, 137A, IR58025A, IR68897A... và các dòng duy trì tương ứng, ựồng thời ựã chọn ựược hàng 100 dòng bố phục hồi phấn phục vụ cho chương trình lai tạo [39], [64].
- Chọn tạo bố mẹ và giống lai ba dòng trong nước: Các nhà chọn giống trong nước ựã tuyển chọn, duy trì ựược một số dòng mẹ nhập nội (BoA, II- 32A, Kim 23A, IR58025A...), lai thử với các dòng giống lúa thuần trong tập ựoàn công tác ựể tạo ra tổ hợp lúa lai Ộba dòngỢ mới cho Việt Nam: Bác ưu 903KBL, Nam ưu-1, Nam ưu 603, Nam ưu 604, CT16, HYT57, HYT83, HYT100, HYT92, LC25. Các giống lúa lai mới này ựang ựược nông dân tiếp thu ựưa vào sản xuất [64].
Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm ựã lai tạo và chọn lọc ựược 3 dòng CMS: AMS71S, AMS72S, AMS73S và 22 dòng B có khả năng duy trì tốt. Hàng năm lai tạo khoảng 2000 tổ hợp lai, kết quả là ựã chọn tạo ựược một số tổ hợp lai cho năng suất cao, chất lượng tốt như HYT56, HYT57, HYT92, HYT102, HYT103 (công nhận cho sản xuất thử); HYT83, HYT100 (công nhận giống Quốc gia) và một số tổ hợp có triển vọng: HYT84, HYT101, HYT95Ầ Hoàn thiện qui trình nhân dòng và sản xuất hạt lai F1 của các tổ hợp lai ba dòng: Bắc ưu 903, Bắc ưu 64, Bắc ưu 253, Nhị ưu 838, Nhị ưu 63,
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 16
D ưu 527Ầ (Nguyễn Trắ Hoàn, 2001, 2002, 2003, 2007; Nguyễn Văn Thư, 2005; Lại đình Hoè, 2007) [23], [24], [25], [4], [57], [32], [33], [39], [31].
Công ty CP Giống cây trồng Miền Nam, Trung tâm Giống nông lâm nghiệp Lào Cai cũng ựã nghiên cứu chọn tạo thành công và ựưa ra sản xuất các tổ hợp lúa lai 3 dòng mới có năng suất cao, chất lượng tốt như; Bác ưu 903 KBL, Nam ưu 1, PAC807 (công nhận giống Quốc gia); LC25 (công nhận cho sản xuất thử) [8].
* đối với lúa lai hai dòng:
Chọn tạo ựược khoảng 20 dòng bất dục ựực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ựộ (TGMS) như; VN-TGMS1, VN-TGMS 2, VN-TGMS 3, VN- TGMS 12, AMS31S, AMS32S, AMS33S của Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm; T1S-96, T24S, T25S, T26S, T27S, T29S, 103S của Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội; TGMS-VN01, TGMS-VN1, D101S, D102S, D103S, TGMS18-2 của Viện Di truyền nông nghiệp; TG1, TG2, TG4, TG22 của Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia [61], [12], [13], [15].
Viện cây lương thực và Cây thực phẩm bằng công nghệ nuôi cây bao phấn ựã chọn ựược các dòng TGMS như; CNSH1, CNSH2, TGMSH20, TGMSH7. Viện Di truyền nông nghiệp chọn ựược 2 dòng TGMSCN1 và TGMSCN2. Từ nguồn vật liệu phân ly nhập nội ựã phân lập ựược các dòng TGMS: CL64S, T47S, 7S, AMS27S, 11S, 534S, 827S ựể ựưa vào lai tạo giống lúa lai hai dòng. Bước ựầu sử dụng dòng Pei ai 64S có gen tương hợp rộng ựể lai với các dòng TGMS hoặc giống lúa thường, chọn ra các dòng TGMS có gen tương hợp rộng phục vụ công tác chọn tạo giống lúa lai siêu cao sản trong những năm tới [12], [13].
Lần ựầu tiên ở Việt Nam, các nhà khoa học của trường đại học Nông nghiệp Hà Nội ựã chọn tạo thành công dòng bất dục ựực mẫn cảm quang chu
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 17
kỳ ngắn P5S mở ra hướng mới trong chọn tạo giống lúa lai hai dòng [47]. đồng thời với việc chọn tạo các dòng TGMS, các cơ quan nghiên cứu cũng chọn ựược hơn 200 dòng R và dòng bố mới trong ựó có 22 dòng kháng ựược rầy nâu, bệnh bạc lá và ựạo ôn. đã có những nghiên cứu ở mức phân tử ựối với các dòng TGMS ựó là xác ựịnh ựược gen tms4(t) nằm trên nhiễm sắc thể số 2 hoặc gen tms6 nằm trên nhiễm sắc thể số 4 của lúa nhằm ựịnh hướng cho việc khai thác các gen này trong chọn tạo giống lúa lai hai dòng. Hàng nghìn tổ hợp lai ựược lai tạo và ựánh giá, một số tổ hợp lai có triển vọng ựang ựược khảo nghiệm, trình diễn và mở rộng sản xuất như: Các tổ hợp lai mới ựược công nhận chắnh thức 6 giống mới có TGST ngắn là; TH3-3, TH3-4, TH3-5, Việt lai 20, Việt lai 24, HC1. Công nhận sản xuất thử 11 giống; TH5-1, TH7-2, TH8-3, VL50, HYT102, HYT103, HYT108, LHD6, LC212, LC270, Thanh ưu-3 và hàng loạt các giống có triển vọng như; Việt lai 45, Việt lai 50, VL1, LHD4... [37], [20], [38], [14], [65], [8], [64].
Theo Phạm đồng Quảng (2006) hiện nay Việt Nam ựã chọn ựược 20 dòng TGMS, tuy nhiên chỉ có dòng T1S-96 và 103S ựang ựược sử dụng rộng rãi trong việc chọn tạo các tổ hợp lúa lai hai dòng mới, các dòng này cho con lai có thời gian sinh trưởng ngắn, chất lượng gạo ngon, ựặc biệt dễ sản xuất hạt lai, năng suất hạt lai cao, giá thành hạ [46]. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thông qua Dự án giống giai ựoạn 2000-2003, Làm cơ sở nghiên cứu và sản xuất giống trong nước ựã nhân thuần và ựưa vào sản xuất 96 tấn giống bố mẹ lúa lai. đây là ựóng góp quan trọng ựể Việt Nam tự sản xuất ựược 3.500 - 4.000 tấn giống/năm trong giai ựoạn 2001-2003.
Giai ựoạn 2005-2010 triển khai dự án giống bố mẹ ựã chon thuần, nhân siêu mguyên chủng hạt giống bố mẹ, cung cấp cho sản xuất hạt lai ở trong nước hơn 100 tấn hạt dòng mẹ và các dòng bố tương ứng của những tổ hợp lai; HYT100, HYT83, HYT92, VL20, TH3-3, Nhị ưu 838.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 18
Dự án giống giai ựoạn 2006-2010 Giống lúa lai trong 2 năm 2007-2008 tạo ra ựược 6 giống lúa lai; Việt Lai 20, Việt Lai 24 (ngắn ngày và kháng bạc lá), TH3-3, TH3-4, HC1, VL1 năng suất khá cao và chất lượng gạo tốt, ựặc biệt là các giống lúa lai trong nước có thể gieo trồng và phát triển ựược trong vụ Mùa (trong khi ựó lúa lai Trung Quốc thường bị nhiễm bệnh bạc lá). Ngoài ra còn 5 giống lúa lai có triển vọng tốt ựang ựược khu vực hoá [7].
b. Sản xuất hạt giống lúa lai F1, nhân dòng bố mẹ và ựịnh hướng phát triển
* Về sản xuất hạt giống lúa lai F1 và ựịnh hướng phát triển
Năng suất hạt lai ựã tăng lên ựáng kể ở Trung Quốc, Ấn độ và Việt Nam: Ở Trung Quốc năng suất hạt lai F1 tăng từ 410 kg/ha năm 1976 lên 669 kg/ha năm 1981; 2.252 kg/ha năm 1991 lên 2.500 kg/ha năm 1995 và 2.700 kg/ha năm 2001. Diện tắch sản xuất hạt lai năm 2001 là 115.000 ha (Yuan L.P.,2002) [111]. Cùng thời gian này năng suất hạt lai F1 ở Việt Nam ựạt 320 kg/ha năm 1992 lên 1.751 kg/ha năm 1996; 2.200 kg/ha năm 1998; năm 2001 diện tắch sản xuất hạt lai ựược mở rộng tới 1400 ha với năng suất bình quân 2.250 kg/ha, tại ựồng bằng sông Cửu long ựã ựạt 3.000 kg/ha (trên diện tắch 5 ha). Vụ đông xuân năm 2002 diện tắch sản xuất hạt lai mở rộng nhanh tại Nam Trung bộ, Tây Nguyên, ựồng bằng sông Cửu long, ựã có những ựiển hình năng suất cao trên ruộng sản xuất hạt lai F1 với các tổ hợp Nhị ưu 838 và Bác ưu 903. Tăng năng suất trên ruộng sản xuất hạt lai F1 là vô cùng quan trọng vì sẽ hạ ựược giá thành hạt lai, góp phần giảm chi phắ sản xuất lúa lai thương phẩm.
Hệ thống lúa lai 2 dòng có thể phát triển rộng hơn lúa lai 3 dòng vì những tiến bộ sau ựây: Các tổ hợp lai hai dòng có năng suất cao hơn 5-10% do có thể tiến hành lai xa huyết thống hoặc lai xa ựịa lý. Trong hệ thống lúa lai 2 dòng thì dòng bất dục ựực do gen lặn trong nhân tế bào kiểm soát nên có
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 19
thể lai với nhiều dòng giống lúa khác mà không bị hiện tượng ựồng tế bào chất cản trở; không cần phải có dòng duy trì bất dục (dòng B), nên khi nhân dòng chỉ cần gieo trồng một dòng thay vì phải trồng xen dòng mẹ (A) với dòng bố (B). Vì vậy, giảm bớt một lần lai trong quá trình sản xuất, làm cho tỷ lệ giữa diện tắch nhân dòng TGMS: diện tắch sản xuất hạt lai, diện tắch sản xuất lúa lai thương phẩm của hệ thống lai 2 dòng cao hơn so với hệ 3 dòng. Chi phắ ựể sản xuất hạt lai F1 trong hệ 2 dòng trong tương lai sẽ thấp hơn [54].
Cũng có cùng quan ựiểm như trên, theo ựánh giá của Cục Trồng trọt tại Hội nghị ựánh giá kết quả sản xuất lúa lai năm 2010 và kế hoạch sản xuất năm 2011, tại Nam định năm 2010, cho rằng việc phát triển lúa lai 2 dòng trong nước vẫn là hướng chủ ựạo thúc ựẩy phát triển lúa lai của Việt Nam. Diện tắch sản xuất hạt giống lúa lai ngày một tăng thể hiện ở bảng 2.2. Cụ thể năm 1992 mới chỉ có 267 ha ựến năm 2010 tổng diện tắch sản xuất hạt lai F1 ựạt 2.577 ha, trong ựó vụ xuân ựạt 1.728 ha, vụ mùa ựạt 849 ha tăng 1053 ha so với năm 2009 [9].
Bảng 2.2: Diện tắch và năng suất sản xuất hạt giống lúa lai F1 tại Việt Nam (Nguồn:Bộ NN&PTNT, 2010)
Năm Diện tắch (ha) Năng suất (kg/ha) Sản lượng (tấn)
1992 173 302 52,25 1993 154 541 83,64 1994 123 484 59,53 1995 101 972 98,17 1996 267 1.751 467,52 1997 410 2.200 902 1998 340 2.200 750 1999 455 1.700 773
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 20 2000 620 2.300 1.426 2001 1.450 1.700 2.400 2002 1.600 2.400 3.840 2003 1.700 2.050 3.485 2004 1.500 2.150 3.225 2005 1.500 2.100 3.150 2006 1.915 2.020 3.866,8 2007 1.900 2.000 3.800 2008 1.200 2.200 2.640 2009 1.525 2.500 3.812 2010 2.577 1.940 5.000
đơn vị sản xuất hạt lai F1: Nhiều doanh nghiệp tham gia sản xuất hạt lai F1 trên quy mô lớn như Công ty Cường Tân, Công ty GCT TW, Công ty GCT miền Nam, Công ty CP kỹ thuật cao Hải Phòng, cơ cấu sản lượng hạt lai F1 theo các thành phần kinh tế như sau: Các Công ty cổ phần (trung ương, ựịa phương) chiếm khoảng 60%; Các Doanh nghiệp tư nhân và các doanh nghiệp nước ngoài chiếm khoảng 30% và các ựơn vị sự nghiệp KHKT (Viện nghiên cứu, Trung tâm giống, Trung tâm khuyến nông các tỉnh) chiếm khoảng 10% [9].
Vùng sản xuất giống F1 thuận lợi bước ựầu ựược xác ựịnh như: Quảng Nam, đắc Lắc trong vụ Xuân và một số tỉnh phắa Bắc như Lào Cai, Yên Bái, Nam định, Hải Phòng, Thanh Hóa, Thái Nguyên trong vụ MùaẦ tạo thuận