2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.3.3.Lúa lai và ựặc ựiểm kinh tế kỹ thuật của lúa lai
2.3.3.1. Lúa lai
Kể từ thập niên 20 của thế kỷ XX trở lại ựây, lúa lai ựã trở thành vấn ựề thời sự ựược nhiều nhà khoa học quan tâm. Có nhiều công trình nghiên cứu và phát minh khoa học ựã ựược ghi nhận . đi ựầu trong lĩnh vực này là J.W.Jones (người mỹ) ựề cập tới ưu thế lai của lúa vào năm 1926. Năng suất là tắnh trạng ựược chú ý ựặc biệt hơn cả. Sau ựó các nhà di truyền và chọn giống ựã tiếp tục ựi sâu nghiên cứu bản chất ưu thế lai, tìm hướng khai thác hiệu quả của ưu thế lai phục vụ sản xuất với mục tiêu tạo ra các giống ưu thế lai có những bước ựột phá về năng suất và tắnh chống chịụ
Năm 1973, bằng phương pháp lai trở lại (Back crros) ựã thành công trong việc chuyển gen bất dục ựực kiểu hoang dại (WA) vào lúa trồng), tạo ra các dạng bất dục ựực di truyền tế bào chất tương ựối ổn ựịnh, mở ựường cho công tác khai thác ưu thế lai thương phẩm sau nàỵ Năm 1975 kỹ thuật sản xuất hạt lúa lai Ộ ba dòngỢ ở Trung Quốc ựã ựược hoàn thiện và lúa lai ựã ựược gieo trồng trên diện tắch ựại trà trên nhiều tỉnh thành
Năm 1976 , Trung Quốc ựã sản xuất ựược một lượng lớn hạt lúa lai F1 và ựã gieo cấy tới 140 ngàn hạ Do có ưu thế lai cao về năng suất nên diện tắch lúa lai ựã không ngừng ựược mở rộng, tắnh ựến năm 1992, Trung Quốc ựã gieo trồng ựược 17,58 triệu ha lúa lai, chiếm tới 53,9% tổng diện tắch lúạ Năng suất lúa lai Trung Quốc cao hơn trung bình 20% so với năng suất lúa thường tốt nhất. Năm 1990 bằng con ựường gây ựột biến nhân tạo, Nhật Bản ựã tạo ra ựược dòng bất dục mẫn cảm với nhiệt ựộ (TGMS). Khái niệm và con ựường lúa lai 2 dòng ra ựời, các giống lúa lai 2 dòng với tiềm năng năng suất cao là nhờ sự phát triển và sử dụng gen tương hợp rộng trong chương trình phát triển lúa lai giữa các loài phụ (Indica/Japonica) [44].
Việt Nam là nước nghiên cứu lúa lai rất muộn, ựến ựầu những năm 1980 chúng ta mới bắt ựầu nghiên cứu lúa lai trong ựiều kiện còn nghèo nàn về cơ sở
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 21 vật chất và nguồn cán bộ . Viện nghiên cứu lúa đồng bằng sông Cửu Long và một số Viện nghiên cứu nông nghiệp ở phắa bắc ựã tiến hành chương trình này với sự phối hợp IRRỊ Cho ựến nay hệ thống nghiên cứu lúa lai ựã ựược củng cố với sự thành lập của Trung Tâm nghiên cứu lúa lai thuộc Viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam(1994) và lúa lai cũng ựã ựược nghiên cứu rộng khắp: Trường đại học nông nghiệp I, Viện di truyền nông nghiệp, Công ty giống di truyền các tỉnhẦ
Năm 1991, diện tắch lúa lai của Việt Nam chỉ 100 ha, ựến năm 2001 con số ựã tăng lên 480.000 hạ Năng suất lúa lai bình quân từng năm ựạt khoảng 60- 65 tạ/ha, do áp dụng lúa lai, sản lượng ựã tăng lên trong năm 2001 khoảng 60.000 tấn.
2.3.3.2. đặc ựiểm kinh tế kỹ thuật của lúa lai
ạ đặc ựiểm về hạt giống
Hạt giống lúa lai ựược thu trên cây mẹ (cây dòng A hoặc dòng S) nên toàn bộ kiểu hình hạt giống như mẹ. Sản xuất hạt lai sử dụng phương pháp giao phấn, nghĩa là tất cả các hạt lai có ựược là nhờ quá trình nhận phấn ngoài vì vậy trên vỏ trấu tồn tại một số ựặc trưng có thể phân biệt với lúa thường ựược như: hai mảnh vỏ trấu ựóng không kắn, ựầu nhụy có vết ở mép giáp giữa hai vỏ trấụ Vì thế khối lượng riêng của thóc lai nhẹ hơn thóc thường ựáng kể, khi ựổ hạt giống vào nước ựa số hạt bị nổi, hoặc nửa chìm, nửa nổị Vì vậy hạt lai rất dễ chứa ựựng một số bào tử nấm, mầm gây bệnh... Do vỏ trấu ựóng không kắn nên khi ngâm, hạt lại hút nước rất nhanh. Thời gian ngâm giống trong vụ Hè từ 10-18 giờ, vụ xuân từ 20-30 giờ là hạt lại ựã no nước. Trong khi ngâm do có nhiều hạt gạo bị tách khỏi vỏ nên dễ làm men gây chua nước, vì thế cứ 6 giờ phải thay nước một lần. Lượng nước ngâm nhiều gấp 4-5 lần lượng hạt giống. Nếu hạt lại ựã bảo quản lâu trong kho thì ngâm ủ càng phải thận trọng hơn, có thể dùng nước vôi trong ngâm khoảng 10-12 giờ ựể khử trùng, khử nấm bệnh, chống chuạ
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 22
b. đặc ựiểm rễ lúa lai
Rễ lúa lai phát triển sớm và mạnh. Kết quả quan sát cho thấy khi bắt ựầu nảy mầm, rễ mầm và thân mầm cùng xuất hiện, khi lá thứ nhất xuất hiện thì có 3 rễ mới hình thành, khi lá thứ hai xuất hiện thì 7 rễ hình thành, sau ựó số lượng rễ tăng lên rất nhanh, các rễ có ựường kắnh to hơn dòng bố mẹ, sự phân nhánh nhiều hơn, rễ ăn sâu và toả rộng ra xung quanh, tạo ra một lớp rễ ựan dày ở tầng sát mặt ựất. Lông hút của rễ lúa lai nhiều và dài (0.1- 0.25mm) hơn hẳn lúa thường (0.01-013mm). Vì số lượng nhiều nên diện tiếp xúc lớn, làm cho khả năng hấp thụ tăng cao gấp 2-3 lần lúa thường. Khi gặp ựiều kiện thiếu nước rễ lúa lại ăn sâu hơn lúa thường nên khả năng chịu hạn tốt hơn. đường kắnh rễ lớn giúp cho quá trình vận chuyển nước và dinh dưỡng thuận tiện. Rễ lúa lại phát triển mạnh trong suốt quá trình sống của cây vì vậy lúa lai có khả năng thắch nghi tốt với nhiều loại ựất, tận dụng ựược phân bón trong ựất, sinh trưởng và phát triển mạnh, ắt bị ựổ, sau khi thu hoạch, gốc rạ có khả năng tái sinh mạnh do bộ rễ lâu già hoặc có khả năng hình thành rễ mới liên tục.
c. đặc ựiểm về ựẻ nhánh
Quá trình ựẻ nhánh của lúa lai tuân theo quy luật ựẻ nhánh chung của cây lúa là khi quan sát thấy lá thứ tư xuất hiện thì ựồng thời nhánh ựầu tiên vươn ra từ bẹ lá thứ nhất. Các nhánh sau tiếp tục xuất hiện ựúng theo quy luật là khi lá thứ năm xuất hiện thì nhánh con thứ hai xuất hiện, lá thứ 6 xuất hiện thì nhánh con thứ 3 xuất hiện ựồng thời với nhánh cháu thứ nhất. Khi có 7 lá thì nhánh mẹ ựẻ nhánh con thứ tư, nhánh con 1 ựẻ nhánh cháu 2, nhánh con 2 ựẻ nhánh cháu 1, lúc ựó khóm lúa ựã có 8 nhánh (nếu cấy 1 dảnh), nếu cấy 2 dảnh khởi ựầu thì khóm lúa ựạt ựược 15-16 dảnh. Khi ựó có thể tiến hành kìm hãm ựẻ nhánh ựể tập trung dinh dưỡng nuôi các nhánh ựẻ sớm. Từ kết quả phân tắch này cho thấy lúa lai có khả năng ựẻ nhánh ựều hơn ở thời kì ựầu nhờ quá trình dinh dưỡng tốt của bộ rễ. Các nhánh ựẻ sớm thường to mập, có số lá nhiều hơn các nhánh ựẻ sau, nên bông lúa to ựều nhau xấp xỉ như bông chắnh. Lúa lai có tỉ lệ nhánh
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 23 thành bông cao hơn hẳn lúa thường. Kết quả nghiên cứu của Trung Quốc cho thấy tỉ lệ thành bông của lúa lai ựạt khoảng 80-90% trong khi lúa thường chỉ ựạt khoảng 60-70% trong cùng ựiều kiện thắ nghiệm. Nhờ ựặc ựiểm này mà hệ số sử dụng phân bón của lúa lai rất caọ
d. đặc ựiểm về sức sinh trưởng
Lúa lai có thời gian sinh trưởng từ ngắn ựến trung bình, ựa số có 12-17 lá trên thân chắnh tương ứng với TGST từ 95-135 ngàỵ Trên thân chắnh có 12-17 ựốt, mỗi ựốt mang 1 lá, 6 ựốt cuối cùng cách dài thân. đường kắnh lóng lúa lai to và dày hơn lúa thường, số bó mạch nhiều hơn nên khả năng vận chuyển nước dinh dưỡng tốt hơn lúa thường, cũng do ựường kắnh lóng lúa to, ựặc ựiểm là các lóng sát gốc nên thân lúa lại cứng, khả năng chống ựỡ tốt hơn lúa thường. Lúa lai có khả năng sinh trưởng mạnh sớm biểu hiện cụ thể là trong cùng một diều kiện chăm bón như nhau, lá lúa lai ra nhanh, nhánh ựẻ ựều ựặn ngay từ ựốt ựầu tiên và ựẻ liên tục. Các nhánh ựẻ sớm ra lá nhanh, tạo cho ruộng lúa sớm dày ựặc, che khuất ánh sáng tầng dưới do vậy các nhánh ựẻ sau sẽ không có ựủ ựiều kiện thuận lợi ựể phát triển, chắnh vì vậy mà ruộng lúa lai thường kết thúc ựẻ sớm, dinh dưỡng có ựiều kiện tập chung nuôi các nhánh nên bông lúa to ựềụ Giai ựoạn sinh trưởng sinh dưỡng và giai ựoạn sinh trưởng sinh thực của ựa số tổ hợp lại xấp xỉ nhau, sự cân ựối về thời gian của các giai ựoạn sinh trưởng tạo ra sự cân ựối trong cấu trúc quần thể, là một trong những yếu tố tạo nên năng suất caọ
ẹ đặc ựiểm bộ lá, quang hợp và hô hấp
Lá lúa lai dài và rộng hơn lá lúa thường, lá ựòng dài 30-45 cm, rộng 1,5- 2,0 cm, một số tổ hợp lá có lòng mo và có chiều rộng to hơn. Một số kết quả nghiên cứu cho rằng phiến lá lòng mo có thể hứng ánh sáng cả hai mặt, như vậy năng lượng mặt trời ựược hấp thụ nhiều hơn, hiệu suất quang hợp cao hơn. Thịt phiến lá lúa lai có 10-11 lớp tế bào, số lượng bó mạch nhiều (13-14 bó) hơn các giống bố mẹ. Diện tắch lá lớn hơn lúa thường 1,2-1,5 lần trong suốt quá trình
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 24 sinh trưởng. Ba lá trên cùng ựứng, bản lá chứa nhiều diệp lục nên có màu xanh ựậm hơn, do vậy hoạt ựộng quang hợp diễn ra mạnh hơn. Trái lại cường ựộ hô hấp của lúa lai thấp hơn lúa thường, do ựó hiệu suất quanh hợp thuần càng cao, khả năng tắch luỹ chất khô cao hơn ựáng kể. Theo dõi diện tắch lá của lúa lai cao sản (12-15 tấn/ha), chỉ số LAI ựạt tới 9-10 m2 lá/ m2 ựất. Do bộ lá lúa lai phát triển mạnh nên hấp dẫn các loại côn trùng khá mạnh, thịt lá dày, mô lá xốp nên các loại nấm bệnh dễ dàng xâm nhập, phát triển, cần nắm vững ựặc ựiểm này trong suốt quá trình canh tác lúa lai ựể ngăn chặn kịp thời sâu bênh gây hạị
f. đặc ựiểm bông lúa
Lúa lai có nhiều bông trên khóm, bông to, nhiều hạt và tỉ lệ hạt mẩy caọ Do lúa lai ựẻ sớm, ựẻ khoẻ, các bông to ựều, hạt nhiều và nặng, trên bông có nhiều gié cấp 1 (13-15 gié), trên 1 gié cấp 1 có 3-7 gié cấp 2, mỗi gié cấp 2 có từ 3 ựến 7 hạt, vì vậy khối lượng bông cao hơn lúa thường 1,5-2,5 lần, các giống lai hiện nay có khối lượng bông trung bình từ 4-7g. đặc biệt ựốt giáp cổ bông có 3-4 gié cấp 1 nên nhìn bông lúa như 1 chùm hạt. Tổng số hạt trên bông trung bình cao từ 150-350 hạt, tỉ lệ hạt chắc > 90% nếu như giai ựoạn trỗ gặp ựiều kiện ngoại cảnh thuận lợi và lượng dinh dưỡng ựược cung cấp ựầy ựủ thì bông lúa càng nặng. Khi dinh dưỡng thiếu hoặc không cân ựối (thiếu kali chẳng hạn) thì hạt trên bông lúa lai chắn không ựềụ Nói chung lúa lai chỉ có loại hình bông to hoặc bông trung bình, không có loại bông nhỏ. Vì vậy có thể gieo lúa lai với mật ựộ thấp hơn lúa thường, tắnh toán sao cho trên 1 m2 thu ựược 5-7 vạn hạt chắc, (320-360 bông/m2), thì năng suất ựạt ựược 12-15 tấn/ha/vụ. Hạt lúa lai có vỏ trấu mỏng, tỉ lệ gạo xay, gạo xát caọ Nếu các dòng bố mẹ của cặp lai có kắch thước hạt khác xa nhau thì hạt lai có thể có kắch thước không ựều, tỉ lệ hạt bạc bụng cao khi xay xát dễ bị gãy, làm cho tỉ lệ gạo nguyên thấp. Do vỏ hạt lúa lai mỏng nên khi lúa chắn nếu gặp trời mưa vài ngày liền có thể xảy ra hiện tượng mọc mầm trên bông. Vì vậy cần tổ chức gặt sớm và phơi cẩn thận ựể giảm hao hụt khi thu hoạch.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 25
g. đặc ựiểm về thắch ứng và chống chịu
Lúa lai có khả năng thắch ứng rộng với nhiều ựiều kiện ựất ựai, khắ hậu khác nhaụ Biểu hiện cụ thể là: ở giai ựoạn mạ lúa lai chịu lạnh tốt hơn lúa thường, ở thời kỳ lúa, lúa lai có khả năng chịu úng ngập, có khả năng phục hồi nhanh sau khi nước rút. Lúa lai có thể gieo trồng trên nhiều loại ựất có lý tắnh và hoá tắnh khác nhau, do bộ rễ lúa lai phát triển mạnh nên khi gặp hạn sẽ phát triển theo chiều sâu dể hút nước và ding dưỡng vì thế khả năng chịu hạn tốt hơn lúa thường. Lúa lai có TGST ngắn nên có thể trồng ựược nhiều vụ trong năm, dễ bố trắ vào cơ cấu cây trồng. Lúa lai có thể chống chịu khá với bệnh ựạo ôn vì vậy có thể mở rộng diện tắch gieo trồng ở các vùng hay bị bệnh ựạo ôn gây hại thành dịch như Hà Tĩnh, Thái Bình, Hải Dương, Nghệ An. Lúa lai mẫn cảm mạnh với bệnh bạc lá, bệnh ựốm sọc vi khuẩn, kháng rầy yếu, hay bị bọ trĩ phá hại, trong quá trình thâm canh cần thường xuyên theo dõi các ựối tượng gây hại trên. Cũng như lúa thường, lúa lai có nhiều giống hay nói chắnh xác hơn là nhiều tổ hợp laị Mỗi tổ hợp lại có những ựặc ựiểm riêng như: cảm ôn, cảm quang, có TGST ngắn, hoặc dài, có loại năng suất cao, có loại chất lượng tốt, có loại kháng bệnh, mỗi loại có khả năng thắch ứng tốt ở từng vùng. Vì vậy muốn phát triển tốt lúa lai ở một vùng nào ựó không nên sử dụng liên tục một tổ hợp mà cần khảo nghiệm thường xuyên các tổ hợp lai mới, sau một số vụ sản xuất nên thay thế tổ hợp lai có thể hạn chế sự phát triển của sâu bệnh gây hại, nâng cao hiệu quả kinh tế.