2. / 4 Nghiên cứu về lúa chịu hạn trên thế giớ
2.1.5. Nghiên cún về lúa chịu hạ nở Việt Nam
2.2.5.1. Nghiên cứu về chọn tạo giống lúa chịu hạn
Từ năm 1978, Viện cây lương thực và cây thực phẩm đã tiến hành chương trình chọn tạo giống lúa chịu hạn, thời gian sinh trưởng ngắn, chống chịu sâu bệnh, đạt năng suất cao hơn các giống lúa chịu hạn, lúa cạn địa phương đang trồng. Trong giai đoạn tù' 1986-1990, có 3 giong thuộc dòng CH đã được công nhận giống nhà nước là CH2, CH3, CH 133 và hàng loạt các dòng, giống lúa chịu hạn có triển vọng (Vũ Tuyên Hoàng và cộng sự, 1995) [18],[19],[20],[21],[22],[23].
Từ năm 1986, Viện cây lương thực và cây thực phẩm đã phối họp với trường Trung cấp nông nghiệp Việt Yên, Hà Bắc tiến hành một loạt thí nghiệm so sánh giống và nghiên cứu các đặc tính nông sinh học của các giống CH, đặc biệt là các đặc tính liên quan đến khả năng chịu hạn. Tiếp theo, xây dụng thành công quy trình kỹ thuật thâm canh các giống lúa cạn, áp dụng cho những vùng trồng lúa cạn và trồng các giống chịu hạn trên chân đất không chủ động nước. Ket quả các thí nghiệm về so sánh năng suất chỉ ra rằng, năng suất của các giống CH đều cao hơn các giống lúa cạn C22, CK136, lúa thơm địa phương Hà Bắc từ 5-9 tạ/ha, trung bình tăng 20%. Ngoài ra, chúng có khả năng chịu hạn và phục hồi sau hạn tốt. Trong điều kiện vùng hạn cho năng suất 35-45 tạ/ha, có thể đạt 50-60 tạ/ha trong điều kiện được tưới 60-70% lượng nước của lúa nước. Như vậy, chúng thuộc loại hình tiết kiệm nước [20].
thắng đứng và dày; khả năng đẻ nhánh trung bình; và có bộ rễ phát triến cả về chiều rộng và chiều sâu...
Theo Vũ Tuyên Hoàng, Nguyễn Văn Duệ, Huỳnh Yên Nghĩa (1992) [18], hàm lượng nước ở các giống CH cao hon đối chứng, cường độ thoát hơi nước của các giống CH từ 548-697 mg nước/dm2/h. Đặc điểm này giúp cho các giống CH có khả năng chịu hạn tốt hơn. Hơn thế, các giống CH có đường kính rễ từ 62-65 cm, tương đương với đối chứng nhưng ăn sâu hơn (đạt độ sâu 57,9-61,0 cm).
Trong giai đoạn 1995- 1997, Vũ Tuyên Hoàng, Trương Văn Kính và các cộng sự [23] đã đưa ra thêm 3 giống lúa mang những đặc điểm tốt: cho năng suất cao, chống chịu hạn khá, dễ thích ứng cho vùng đất nghèo dinh dưỡng bị hạn và thiếu nước. Đó là các giống CH5, CH7 và CH132. Năm 2002, giống CH5 được công nhận là giống nhà nước. Các giống lúa CH với những ưu điểm về khả năng chống chịu hạn, sâu bệnh và cho năng suất cao đã được gieo trồng rộng rãi ở nhiều vùng khó khăn về nước.
Các nghiên cứu của Nguyễn Duy Bảo, Nguyễn Hữu Nghĩa và Tạ Minh Sơn, trích dẫn qua [15], [25], [27] khi đánh giá khả năng chịu nóng; nghiên cứu hệ thống rễ và xác lập mối tương quan giữa khả năng chống hạn với sinh trưởng thân lá và bộ rễ của 20 giống lúa thuộc 3 nhóm chịu hạn giỏi, khá và kém đã nhận xét:
+ Có thể sử dụng phương pháp định ôn ở nhiệt độ 38°c trong thời gian 3 giờ cho phép đánh giá khả năng chịu nóng của các giống lúa cạn .
+ Có 3 giống có khả năng chịu nóng tốt và chịu hạn khá được xác định là Xn;MW-10; OS6.
+ Giữa lúa cạn cố truyền và lúa cạn cải tiến ở giai đoạn 20 ngày không có sai khác về chiều cao cây và chiều dài rễ; ở giai đoạn 60 ngày thì sự khác biệt có ý nghĩa.
cao cây nhưng có sai khác ý nghĩa về chiều dài rễ nên có thế coi đây là chỉ tiêu chọn giống.
+ Chiều cao cây có tưong quan nghịch với khả năng mẫn cảm hạn. Chiều cao cây càng thấp thì nhiễm hạn tăng và ngược lại.
Các tác giả trên cũng nghiên cứu ảnh hưởng của 2 điều kiện môi trường (đủ nước và hạn) đến sinh trưởng của lúa nước và lúa cạn trong một thí nghiệm với 35 giống lúa cạn và 35 giống lúa nước. Ket quả là, khi thay đối điều kiện từ ruộng nước sang ruộng cạn và ngược lại, các giống lúa cạn không biến động nhiều về chiều cao cây và thời gian sinh trưởng nhưng các giong lúa nước biến động rất lớn. Thời gian sinh trưởng khi gieo khô của lúa cạn ngắn hon gieo nước 2-6 ngày; của lúa nước dài hon gieo nước 4-20 ngày. Chiều cao cây (gieo khô) của lúa nước thấp hơn gieo nước 30 cm nhưng lúa cạn ít biến động.
Năm 1994, Nguyễn Thị Lầm tiến hành nghiên cún ảnh hưởng của đạm đến sinh trưởng phát triển và năng suất cuả một số giống lúa cạn [7]. Theo tác giả, hệ thống rễ lúa cạn phát triển mạnh nhất từ đẻ nhánh đến giai đoạn làm đòng và trỗ bông. Đạm có ảnh hưởng đến sự phát triển bộ rễ lúa gieo trồng cạn. Khi lượng đạm tăng, độ dày vở và số bó mạch của rễ tăng, tạo điều kiện tốt cho quá trình vận chuyến và tích luỹ. Khi bón 60kgN/ha đối với lúa cạn địa phương, năng suất cao và hiệu suất sử dụng lớn (13-14kg thóc/kg N). Nhưng nếu vượt quá ngưỡng đạm thích hợp, các chỉ tiêu trên không tăng. Mặt khác, tác giả cho rằng nên hạn chế bón đạm khi gặp hạn.
Vào năm 1991, Nguyễn Hữu Nghĩa và cộng sự đã tuyển chọn được giống HƠ3 từ tập đoàn quan sát lúa cạn của Viện lúa Quốc tế, là dòng BR 4290-3-35 được chọn tù' tố họp lai C22/IR9752-136-2. Đây là một giống chịu hạn ngắn ngày (63-70 ngày), gieo được ở nhiều vụ, thích họp trên đất nghèo dinh dưỡng, hoàn toàn nhờ nước trời, năng suất khoảng 34 tạ/ha, trích dẫn qua [21].
Theo giáo sư Nguyễn Hữu Nghĩa, trích dẫn qua [15], [31] đến năm 1994, Việt Nam đã nhận được 270 bộ giống thử nghiệm của 1NGER có nguồn gốc từ 41 nước và 5 trung tâm nghiên cúư lúa quốc tế. Từ 1975 đến 1994, Việt Nam đã xác định và đưa vào sản xuất 42 giống lúa và nhiều dòng triển vọng, đặc biệt là có một nguồn gen phong phú cho chương trình lai tạo. Giống lúa cạn C22 có nguồn gốc từ Philippine đã được chọn ra từ nguồn INGER và phổ biến trong sản xuất ở Việt Nam năm 1985.
Năm 1993, cũng từ bộ giống của INGER, Viện Khoa học Nông nghiệp miền Nam đã chọn được các giống đặt tên là LC, có khả năng cho năng suất gấp 2 lần giống lúa địa phương và chịu hạn tốt như: LC88-66; LC88-67-1; LC90-14; LC90-12; LC90-4; LC90-5...Đây là những giống lúa đang được phát triến mạnh ở cao nguyên, miền Đông Nam bộ và một số tỉnh miền núi và trung du Bắc bộ, trích dẫn qua [9],[15], [23]
Theo giáo sư Anraudeau và Võ Xuân Tòng (1995) [27], tại Tây Nguyên, các giống LC88-66; LC89-27; LC90-5; 1RAT1444 đã được trồng và đạt năng suất 28-30 tạ/ha .
Năm 1996 đến năm 2000, Nguyễn Đức Thạch, Hoàng Tuyết Minh, Nông Hồng Thái [9],[ 15] tiến hành nghiên cứu đánh giá vật liệu khởi đầu đế tuyến chọn giống lúa cạn cho vùng Cao Bằng, Bắc Thái, bước đầu chọn được một số dòng tốt cho vùng này.
Trần Nguyên Tháp (2001) [15] đã tiến hành nghiên cứu những đặc trung cơ bản của các giống lúa chịu hạn nhằm xây dựng chỉ tiêu chọn giống. Qua kết quả thu được, tác giả đâ đề xuất một mô hình chọn giống lúa chịu hạn. Và với thí nghiệm đánh giá khả năng chổng chịu hạn nhân tạo của cây lúa ở trong phòng, tác giả đề nghị nên chọn nồng độ muối KC1Ơ3 3% hoặc nồng độ đường saccarin 0,8-1% để xử lý hạt.
Tấn Hinh, Trương Văn Kính (2002) [16] công bố vai trò của gen chống hạn trong sự điều chỉnh hàm lượng proĩine trong lá lúa trong điều kiện môi trường thay đổi. Trong điều kiện khủng hoảng thiếu nước, hàm lượng proĩine có sự khác nhau ở các giống lúa cạn và lúa nước. Các giống lúa chịu hạn tốt được biểu thị bởi hàm lượng proline cao, đặc điểm chịu hạn và mức suy giảm năng suất thấp. Sự khác nhau về hàm lượng proline của các giống lúa cạn và lúa nước làm sáng tỏ vai trò của gen đối với cơ chế chổng lại sự mất nước ở điều kiện gieo trồng cạn.
Thạc sĩ Nguyễn Văn Doãng (2002) [12] tiến hành nghiên cúu ứng dụng phương pháp xác định áp suất thẩm thấu của hạt phấn bằng dung dịch Polyethylen glycol (PEG) trong chọn tạo giống lúa mì chịu hạn. Theo tác giả, phương pháp này giúp phân biệt các giống có áp suất thẩm thấu cao và thấp. Mà những giống lúa mì chịu hạn có áp suất thẩm thấu cao và ngược lại. Mặt khác, phương pháp kiếm tra này rất dễ thực hiện, không đòi hỏi nhiều trang thiết bị máy móc đắt tiền và cho kết quả tốt. Vì vậy, đề nghị thử nghiệm phương pháp ngâm hạt phấn trong dung dịch PEG đế đánh giá khả năng chịu hạn với lúa.
2.2.5.2. Nghiên cứu về sự di truyền các tỉnh trạng
Ket quả nghiên cứu của Nguyễn Công Minh và Nguyên Thị Mong, 2006 cho thấy [4], tế bào chất của dạng dùng làm mẹ không ảnh hưởng đến sự biểu hiện của hệ thống gen nhân kiểm soát tính cảm ứng quang chu kỳ. Đột biến làm mất tính cảm ứng quang chu kỳ là đột biến lặn. Khả năng biếu hiện ở F1 không phụ thuộc vào hướng lai và được di truyền theo định luật Menden trong lai đơn. Các kết quả nghiên cún này đều giống với các kết quả nghiên cứu của Đỗ Hữu Ất (1997), Hoàng Văn Phần (2002), Đào Xuân Tân 1995, Lê Vĩnh Thảo và cs. (1993), trích dẫn qua [4].
Khi nghiên cứu sự phân ly của các cá thế về mức độ chín ở thế hệ F2 Nguyễn Công Minh và Nguyên Thị Mong, 2006 [4] cho thấy chúng phân ly
ra chín sớm là lặn không hoàn toàn so với alen dại kiếm soát tính chín muộn. Sự biểu hiện ở F] phụ thuộc vào hướng lai và cũng được di truyền theo định luật Menden trong lai đơn. Neu như 2 bố mẹ có thời gian sinh trưởng tương đương thì ở F2 CÓ hiện tượng biến dị liên tục, phân ly tăng tiến cheo chiều dương hoặc chiều âm.
Các kết quả nghiên cứu của Nguyễn Công Minh và Vũ Thị Phương Vinh (2004) [3] về sự di truyền tính trạng ở F2 trong vụ Xuân và vụ Mùa của các tố hợp lai giữa dòng lúa Dự đột biến và các giống lúa tẻ cao sản không thơm cho thấy:
- Lá đòng dài là tính trạng trội so với tính trạng lá đòng ngắn, khi lai giữa giống lúa có lá đòng dài với các giống lúa lá đòng ngắn, các cây Fj đều có lá đòng dài.
- Te bào chất của dạng làm mẹ có ảnh hưởng đến hệ gen nhân kiếm soát chiều dài lá đòng.
- Có 1 hoặc 2 cặp alen kiếm soát tính trạng chiều dài lá đòng, và chúng phân ly theo quy luật phân ly của Menden trong lai đơn cho tỷ lệ 3 : 1 trong lai thuận và 1: 2 : 1 trong lai nghịch.
- Tính trạng lá đòng rộng là trội không hoàn toàn so với tính trạng lá đòng là hẹp. Ớ thế hệ phân ly F2 cho phân ly kiểu hình 1 : 2 : 1 và đều có hiện tượng phân ly tăng tiến chiều rộng lá đòng ở nhiều cây F2.
- Tính trạng chiều dài lá công năng ở Fi có biểu hiện siêu trội, túc là dài và rộng hơn dạng bố hoặc mẹ có là đòng dài. Và sự di truyền của tính trạng chiều dài lá công năng cũng tương tự như sự di truyền tính trạng chiều dài lá đòng.
- Chiều rộng là công năng cũng cơ bản di truyền như chiều rộng lá đòng. Tuy nhiên, sự di truyền thế hiện trội không hoàn toàn, và chúng thiên về dạng có lá công năng rộng hơn, và ở thế hệ F2 chúng phân ly theo tỷ lệ 1 : 2 : 1.
chiều rộng lá công năng xác định bởi nhiều gen và di truyền độc lập với nhau, các tính trạng này cũng tuân theo quy luật của Menden trong lai đon hoặc biến dị liên tục theo kiếu phân ly tăng tiến duơng.
Ket quả nghiên cứu của Phạm Văn Phượng và Yutaka Hirata (2004) [14] cho thấy các trung bình chiều dài hạt gạo của các quần thể F2 của hai tố hợp lai dạng thuận nghịch đều khác biệt có ý nghĩa thống kê, điều này nói lên rằng tính trạng chiều dài hạt gạo được kiểm soát do gen trong tế bào chất nên chọn cặp bố mẹ để lai là tuỳ vào khả năng phổi hợp cụ thể. Giá trị trung bình chiều dài hạt gạo F2 của các tô họp lai đều bằng hoặc thấp hơn trung bình chiều dài hạt gạo của cây bố mẹ. Quy luật di truyền chiều dài hạt gạo đều do một cặp gen kiếm soát và tuân theo quy luật di truyền Mendel cho cả ba tố họp lai, gen trội điều khiến chiều dài hạt gạo ở thế hệ F2 nghiêng về phía cha mẹ có chiều dài hạt gạo ngắn hơn.
2.2.4. Tương lai của cây lúa cạn và lúa chịu hạn
Trên thế giới, theo công bố của IRRI, IRAT và WADAR (1997) [41] tống diện tích lúa cạn thế giới là 18,960 triệu ha, chiếm 12,9 diện tích trồng lúa. Tuy diện tích không lớn nhưng nó đóng vai trò rất quan trọng và không thế thiếu được, vì nó cung cấp lương thực tại chỗ cho những cư dân vùng khó khăn. Ở nhiều nước như Brazil hoặc Nigeria diện tích lúa cạn chiếm đa số diện tích canh tác lúa, trích dẫn qua [39].
Các vấn đề khó khăn phải đối mặt phải đối mặt trong sản xuất lúa với các nông dân vùng cao cũng như nông dân ở đồng bằng là khá nhiều, trong đó hạn hán là yếu tổ có ảnh hưởng lớn nhất đến sản xuất lúa. Như vậy, cần phải có nhiều giống chịu hạn hơn là các giống lúa nước ở các vùng đó.
Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa. Lượng mưa trung bình 1900-2000 mm/năm, phân bố không đều theo vùng, theo tháng trong năm, tập trung 80-85 % vào các tháng mùa mưa. Chế độ mưa trên đã gây ngập úng và
Dòng, giống bố mẹ Tổ hợp lai
Gi Khấu chiếu càng (Tây Bắc) THi
G2 Plê pàu vê (Tây Bắc) TH2
G3 Tẻ Điện Biên (Tây Bắc) TH3
G4 Khẩu chiếu càng (Tây Bắc) TH4
G5 Plê ón lành (Tây Bắc) TH5
G6 Ngọ chim (Tây Bắc) ™6
G7 Pĩê tay lầu (Tây Bắc) TH7
G8 Tẻ Tương Dương (Nghệ An) TH8
G9 Plê ón lành (Tây Bắc) XTH Q9S
GIO Mùa chua lia (Tây Bắc) X QTH105
G„ Tẻ Kỳ Sơn (Nghệ An) THQ115
Qs Giống ọ5(Lúa thuần)
NỘI DUNG THỰC HIỆN Năm
Thu thập nguồn gen 2003
Đánh giá các đặc điểm khác
2004
Lai hữu tính 2007
khô hạn thất thường. Trong tống diện tích 4,36 triệu ha đất canh tác lúa, tưới tiêu chủ động là 2,2 triệu ha. vẫn còn hơn 2,1 triệu ha đất canh tác bấp bênh nước hoặc nhò' nước trời, phân bố chủ yếu ở các khu vục miền núi và Tây Nguyên (Vũ Tuyên Hoàng, 1995). Thiếu nước tưới hay hạn sẽ làm giảm năng suất và sản lượng lúa nghiêm trọng, số liệu thong kê năm 1997 cho thấy, năng suất trung bình ở các diện tích lúa cạn, lúa nương chỉ đạt trên 10 tạ/ha, người dân thường xuyên bị thiếu đói. Thực tế mấy chục năm qua cũng cho thấy, khi hạn hán khốc liệt xảy ra thì ngay tại các vùng đồng bằng, với rất nhiều các công trình thuỷ lợi được xây dựng tốn kém, cũng không thế hạn chế những thiệt hại do hạn gây ra. Hiện có rất nhiều công trình thuỷ lợi bị xuống cấp và hoạt động kém hiệu quả, không đảm bảo cung cấp nước cho sản xuất cũng như mục tiêu phòng chống hạn và lũ lụt. Vì thế, sản xuất lúa trong cả nước vẫn thường xuyên bị đe doạ mất mùa bởi các loại thiên tai trong đó có hạn hán.
Hiện nay, việc phát triển các giống lúa chịu hạn luôn là một mục tiêu chọn giống cơ bản và lâu dài ở nước ta. Công việc chọn tạo giống cho vùng khó khăn (hạn, mặn, úng,...) đã được tiến hành từ cuối những năm của thập niên 1970 của thế kỷ trước. Cho đến năm 2000, đã có hàng chục giống lúa chịu hạn, chịu mặn và chịu ngập úng được chọn tạo và đưa vào sản xuất, góp phần nâng cao năng suất và sản lượng lúa của cả nước. Các giống lúa chịu