Năng suất hạt lai F1 là một yếu tố quan trọng đánh giá sản xuất hạt giống F1
điều kiện cho quá trình giao phấn nên ngoài các yếu tố cấu thành năng suất nh− số bông/m2, số hạt/bông, khối l−ợng 1.000 hạt còn phải xác định tỷ lệ về số bông và số hoa của dòng bố mẹ hợp lý.
Tại Công ty giống Hồ Nam Trung Quốc đã xác định kết cấu bông của ruộng sản xuất hạt giống F1 tổ hợp II −u 6 cho kết quả nh− sau: tỷ lệ bông R/A là 1/2,2 đạt năng suất cao nhất(18,2-22,2tạ/ha) cao hơn hẳn tỷ lệ 1/1,7 và 1/1,3 (Nguyên Công Tạn).
Theo Yuan và Fu, (1995)[33] kết luận để đạt đ−ợc năng suất hạt giống F1 cao, dòng R phải có 1,2 triệu dông hữu hiệu/ha và dòng A phải đạt từ 3,5 triệu bông/ha trở lên. Tỷ lệ hoa R/Alà 1:2,0ữ2,5 khi số hoa dòng A là 300 triệu hoa.
Cũng theo Yuan và Fu, (1995)[33] để đạt năng suất hạt giống F1 siêu cao (5-7tấn/ha) dòng mẹ cần có 380-440 triệu hoa/ha và tỷ lệ số hoa R/A phải là 1:3,0-3,5.
Kết cấu quần thể dòng bố mẹ hợp lý phụ thuộc vào 3 yếu tố là tỷ lệ hàng bố mẹ, mật độ cấy và số dảnh cơ bản khi cấy. Theo kết kết quả thí nghiệm tại Trung Quốc cho thấy hiệu ứng trội của các yếu tố đối với năng suất là số dảnh/khóm > mật độ cấy > tỷ lệ hàng bố mẹ (Nguyễn Công Tạn1992)[10].
2.5.2.1. Tỷ lệ hàng
Theo Yuan và cộng sừ, (1989)[34] trong một phạm vi nhất định, nếu tăng số hàng bố mẹ có thể nâng cao năng suất hạt giống F1.
Muốn xác định đ−ợc tỷ lệ hàng bố mẹ phù hợp cần căn cứ vào đặc tính của dòng R nh− chiều cao cây, thời gian sinh tr−ởng, c−ờng lực sinh tr−ởng và số l−ợng hạt phấn để xác định tỷ lệ hàng bố mẹ cho phù hợp (Yuan và Fu,1995)[39]. Nếu dòng bố sinh tr−ởng mạnh, thời gian sinh tr−ởng dài, cây cao và có nhiều phấn thì có thể tăng số hàng mẹ và ng−ợc lại. Nếu dòng mẹ có
tập tính nở hoa tốt thì cũng có thể tăng số hàng mẹ.
Theo Hoàng Bồi Kính, (1993)[4] để đạt năng suất hạt giống F1 siêu cao thì tỷ lệ hàng bố trí nh− sau:
- Tỷ lệ hàng 2R/16-18Avới tổ hợp chín sớm và trung bình - Tỷ lệ hàng 2R/18-20A với các tổ hợp nhín muộn
Khi sử dụng ph−ơng thức gieo cấy bố một lần thì tỷ lệ hàng thích hợp là 1R/8A-1R/10A(Nguyễn Trí Hoàn và công sự,1995)[16]
2.5.2.2. Mật độ cấy
Mật độ cấy phù hợp quyết định đến số bông và số hoa của dòng bô mẹ. Mật độ phụ thuộc vào vùng sinh thái, khí hậu…Theo Huang và cộng sự, (1987)[21] mật độ R cấy 2-3cây mạ có thể đẻ nhánh/khóm là 17x33,3cm còn dòng A nếu cấy 2 dảnh /khóm thì mật độ là 12x13,3cm.
ở ấn Độ, dòng R có mật độ 30x15cm, dòng A là 15x15cm(Kuma, 1996)[19].
ở Việt Nam, dòng R có mật độ 15(17)x30cm, dòng A cấy mật độ 13x10cm; 13x13cm, {Trần Văn Chiến, (1997)[2];Nguyễn Trí Hoàn, (1995)[3]}.
2.5.2.3. Số dảnh cấy/khóm
Số dảnh trên khóm tuy thuộc vào khả năng sinh tr−ởng của giống,ở Trung Quốc, chủ yếu dùng dòng A có thời gian sinh tr−ởng ngắn nên số bông dòng A dựa vào số dảnh cơ bản lúc cấy là chính, còn ở IRRI sử dụng dòng mẹ IR 58025A t−ơng đối dài ngày thì khuyến cáo dòng A gieo 20m2/kg giống và cấy 2 dảnh mạ/khóm.
Theo Yuan và Fu,(1995)[33] năng suất hạt lai F1 đạt cao nhất 3,38tấn/ha với mật độ cấy 3 triệu dảnh cơ bản dòng A/ha. Với Dòng R, số dảnh cấy phụ thuộc vào dạng hình và khả năng đẻ nhánh của lúa.
Chỉ tiêu quan trọng có ý nghĩa quyết định đến kết cấu quần thể dòng bố mẹ là tăng số hoa và tỷ lệ giữa số hoa dòng bố và dòng mẹ.
Theo Hoàng Bồi Kính, (1993)[4] cho biết để đạt năng suất hạt giống F1 siêu cao thì tỷ lệ giữa hoa mẹ là 1:3,5-4,0 khi dòng mẹ đạt 364-420 triệu hoa.
ở Việt Nam, năng suất hạt lai tổ hợp Tạp giao 5 sẽ giảm khi dòng mẹ đ−ợc cấy 1 dảnh mạ/khóm so với khi cấy 2 dảnh/khóm (Nguyễn Trí Hoàn,1995)[3].
Các dòng mẹ ngắn ngày nh− BoA, Zhen Shan97A đ−ợc cấy 2-3 cây mạ có 6-7 dảnh cơ bản /khóm, dòng bố cấy 2-3 cây mạ /khóm có 9-10 dảnh cơ bản /khóm (Trung tâm nghiên cứu lúa lai,1997)[18].
2.6. Nâng cao năng suất hạt lai bằng thụ phấn chéo
−
* Độ trỗ thoát cổ bông
Đây chính là nguyên nhân dẫn đến tỷ lệ kết hạt lai F1 không cao (do dòng mẹ trỗ không thoát), các dòng CMS có tỷ lệ chiều dài đoạn bông trỗ thoát khỏi bẹ lá đòng so với chiều dài bông chỉ chiếm 47 - 65%. Nh− vậy, nếu ta giải quyết đ−ợc vấn đề này thì tức là đã nâng cao năng suất hạt lai F1 lên mức đáng kể (35 - 52%).
* T− thế truyền phấn
Trong tr−ờng hợp lá đòng của dòng mẹ to, dài và góc lá nhỏ thì sẽ làm cản trở đến việc truyền phấn; theo Hoàng Bồi Kính [4] cho biết: chiều dài lá đòng mẹ từ 17 ± 2cm với góc lá 900 sẽ là t− thế thuận lợi cho quá trình thụ phấn chéo. Sự chênh lệch về chiều cao của dòng bố so với mẹ là yếu tố ảnh h−ởng không nhỏ đến sự thụ phấn chéo trong thời kỳ trỗ bông. Chiều cao dòng bố thích hợp cho quá trình truyền phấn là lớn hơn dòng mẹ từ 15 - 20cm.
* Cấu trúc và tập tính nở hoa
Muốn nâng cao đ−ợc khả năng thụ phấn chéo thì yêu cầu:
- Dòng bố phải nhiều phấn (bao phấn to, hạt phấn trong bao nhiều) đồng thời hạt phấn phải có sức sống một thời gian dài [12].
- Dòng mẹ vẫn có vòi nhuỵ thò ra ngoài và ở ngoài khi vỏ trấu khép lại núm nhuỵ dài, nhiều lông và có sức sống cao để tiếp nhận hạt phấn trong thời gian dài. Góc mở của hoa phải rộng (40 - 500), nở hoa phải tập trung nở sớm.
Theo Hoàng Bối Kính 1996 [4] thì số vòi nhuỵ thò ra ngoài là yếu tố quyết định đến sự kết hạt của dòng mẹ, tỷ lệ kết hạt do vòi nhụy thò ra ngoài chiếm tới ít nhất là 75% tổng số hạt đ−ợc thụ tinh. Dòng nào có tỷ lệ vòi nhụy thò ra ngoài càng cao thì khả năng kết hạt càng lớn.
Việc nghiên cứu tập tính nở hoa của các dòng bố và dòng mẹ cần phải đ−ợc chuyên sâu hơn nữa, để nắm rõ đ−ợc đặc tính của từng tổ hợp, ở từng điều kiện sinh thái cụ thể. Có đ−ợc nh− vậy, ta mới có đ−ợc quy trình sản xuất hoàn thiện để thu đ−ợc năng suất hạt lai cao nhất.
ứ −
Sử dụng GA3 (axit - Gibberellic)
+ Gibberellic là một nhóm phytohoocmon cực kỳ quan trọng do các nhà Bác học Nhật Bản phát hiện ra từ hiện t−ợng cây lúa von. Sau đó, các nhà khoa học Anh, Mỹ mới xác định đ−ợc bản chất hoá học của chất gây bệnh von là axit Gibberellic. Đến năm 1997, đã phát hiện đ−ợc 103 loại Gibberellic khác nhau đ−ợc ký hiệu từ GA1 đến GA103 trong đó GA3 là loại có hoạt tính sinh lý lớn nhất. Theo Nguyễn Quang Thạch, 2000 [11], Công thức cấu tạo nh− sau:
(C19H22O6 ) COOH OH OH CH3 O CO CH2
Theo Lê Văn Tri, 1998 [15] thì GA3 gặp ở nhiều loài khác nhau đ−ợc ứng dụng rộng rãi hơn do hợp chất có trạng thái hoạt động mạnh, chúng nghiêng tới phản ứng thoái biến và thoái vị.
+ Vai trò của GA3
Theo Nguyễn Quang Thạch, 2000 [11] thì GA3 có vai trò sinh lý quan trọng sau:
- Kích thích sinh tr−ởng kéo dài thân, lóng của cây hoà thảo do tác dụng lên pha giãn dọc của tế bào.
- Kích thích sự nảy mầm của hạt, củ căn hành, do vậy có thể sử dụng GA3 để phá ngủ nghỉ của cơ quan này.
- ảnh h−ởng đến sự ra hoa của cây trồng và sự phân hoá giới tính đực ở cây họ bầu bí.
- ảnh h−ởng đến sự lớn lên của quả và sự tạo quả không hạt
- Ngăn cản quá trình rụng của cơ quan (lá, hoa, quả) làm chậm quá trình chín, quá trình già hoá của các cơ quan và của toàn cây. Theo kết quả theo dõi của Khoa s− phạm - Tr−ờng Đại học Hồ Nam thì GA3 ngoài những tác dụng trên còn làm ảnh h−ởng lên quá trình trao đổi chất nh− làm giảm hàm l−ợng Chlorophyl và quang hợp, ở điều kiện cung cấp đủ n−ớc thì GA3 tăng c−ờng
vận chuyển n−ớc có thể tăng c−ờng hấp thụ n−ớc qua rễ. Khả năng hấp thụ của rễ sau khi xử lý GA3 th−ờng tăng lên, GA3 dùng ở nồng độ thích hợp sẽ làm tăng nồng độ ARN ở giai đoạn đầu xử lý.
Theo Yuan L,P và Xi Q,F [33] thì GA3 có tác dụng làm cho bông mẹ trỗ thoát tăng tỷ lệ thò vòi nhuỵ ra ngoài, tăng khả năng tiếp nhận hạt phấn của núm nhụy dòng mẹ, tăng thời gian nở hoa, tăng góc mở của hoa, mở rộng góc lá đòng tạo điều kiện thuận lợi cho việc thụ phấn chéo. Hơn nữa dùng GA3 điều chỉnh đ−ợc chiều cao cây của dòng bố và mẹ tạo t− thế tung phấn thuận lợi, tạo điều kiện cho những dảnh phụ phát triển nhanh hơn tạo thành bông hữu hiệu.
+ Sử dụng GA3
Theo Hoàng Bối Kính, 1993 [4] muốn đạt năng suất hạt giống F1 hệ 3 dòng siêu cao cần dùng từ 240 - 270g/ha chia làm 2 lần phun:
Lần 1: 90 - 120g với nồng độ 240 - 320ppm phun khi trỗ 15 - 20% Lần 2: 150 - 180g với nồng độ 400 - 800ppm phun khi trỗ 60 - 70%.
ở ấn Độ l−ợng dùng thấp hơn chỉ 45 - 60g GA3/ha.
Theo Yuan L,P và Fu, 1995 [43]GA3 sử dụng trong sản xuất hạt lai F1 nh− sau: Lần 1: 60 - 75g GA3 + 750 lít n−ớc/ha khi trỗ 5 - 10%
Lần 2: 90 - 120 g GA3 + 750 lít n−ớc/ha khi trỗ 30 - 40%
Với những tổ hợp lai có dòng mẹ là Pei ai 64S thì l−ợng GA3 đem dùng đ−ợc một số tác giả đề cập:
- Theo Yong Y,M, 2000 [31] một Công ty của Trung Quốc đã sản xuất 33,34ha hạt lai với l−ợng phun GA3 là 675g/ha ruộng năng suất cao nhất đạt 3,83 tấn/ha (E32 có chiều cao cây 120cm, 18 lá thân chính, bông to 280 hạt/bông, thời gian gieo đến trỗ là 90 ngày.
- Theo Yang,B.Sh và cộng sự, 2001 [30] cho biết từ năm 1996 đến 2000 Trung Quốc đã sản xuất nhiều tổ hợp có dòng mẹ là Pei ai 64S (Pei ai 64S/E32
cho năng suất cao), 2,78 tấn/ha ruộng cao nhất đạt 4,5 tấn/ha. Với liều GA3 dùng là 525g phun 2 - 3 ngày liên tục vào 8 - 10h sáng, lần đầu dùng 15 - 30g GA3 cộng 2 - 3kg KH2PO4 hòa 150 lít n−ớc.
- Theo Ping X.H, Sheng, F.H, 2001 [24] đã thông báo từ năm 1996 đến
năm 2000 đã đ−ợc sử dụng để sản xuất nhiều tổ hợp lai khác nhau. Diện tích
sản xuất hạt lai F1 năm 1996 là 27ha, năm 2000 là 6.00ha. Năng suất bình
quân đạt 2,91 tấn/ha, điển hình năng suất cao 4,84 tấn/ha, Dòng Pei ai 64S
không nhạy cảm với GA3 nên khi sản xuất phải sử dụng liều l−ợng cao tới
570g/ha với cách dùng nh− sau:
Khi phân hoá dòng b−ớc 8 phun 15g GA3
Khi dòng mẹ trỗ 6 - 8% phun 120g GA3 + 1,5kg KH2PO4 Ngày tiếp phun 225g GA3 225g GA3/ha
Ngày tiếp theo phun 150g GA3/ha Giữ lại 60g phun bổ sung
ở Việt Nam Cục Khuyến nông - Khuyến lâm, (2000) cho biết l−ợng GA3 dùng nh− sau:
Liều l−ợng dao động từ 180 - 200g/ha chia làm 3 lần liên tục Lần 1: 40g GA3 + 300 - 400 lít n−ớc
Lầ 2: 60 - 70g GA3 + 600 - 800 lít n−ớc Lần 3: 80g - 90g GA3 + 600 - 800 lít n−ớc
Khi phun GA3 bổ sung thêm một số hoá chất khác nh− xà phòng trung tính, đ−ờng … nhằm tăng độ bám dính của GA3 trên lá. Có thể phun kết hợp một số hoá chất khác nh− axit boric, urê.
Theo Doãn Hoa Kỳ [5] với lúa lai 2 dòng nên chọn phun cho dòng bất dục lúc trỗ 5% vào buổi sáng, Dòng Pei ai 64S kém mẫn cảm nên dùng tới 300g GA3/ha.
Quá trình giao phấn ở lúa đ−ợc thể hiện nhờ gió và côn trùng. Song, để nâng cao hiệu quả thụ phấn chéo cần hành thụ phấn bổ sung.
Bố trí ng−ời gạt phấn th−ờng xuyên (có thể dùng sào hoặc dây) tùy theo ph−ơng thức cấy, điệu kiện cụ thể, khoảng 30 phút gạt 1 lần, một ngày khoảng 4 lần. Gạt trong khoảng 04 - 10 ngày đến khi hết phấn bố, bắt buộc phải gạt trong ngày tung phấn cao điểm (từ ngày thứ 3, 4, 5 sau trỗ bằng 10%).
Một số biện pháp khác nh− t−ới n−ớc thích hợp làm cho lá đòng phát triển bình th−ờng, không gây cản trở thụ phấn nếu lá đòng quá dài đòi hỏi phải xén tỉa bớt tạo thông thoáng cho thụ phấn chéo.
Cách ly trong ruộng sản xuất hạt lai là điều kiện bắt buộc, hạt phấn của lúa nhỏ có thể bay xa nhờ gió. Có các ph−ơng pháp cách ly nh− sau:
- Cách ly không gian
Theo kết quả nghiên cứu của Trung Quốc, ruộng sản xuất F1 phải đ−ợc cách ly với ruộng lúa khác ít nhất 100 m. Ruộng nhân dòng bất dục cần khoảng cách ly tối thiểu 500 – 700m. Khoảng cách ly có thể giảm xuống nếu cấy ít nhất 10 hàng biên bằng giống bố cùng tổ hợp (Vimani và Sharma, 1993 [28].
- Cách ly thời gian
Khoảng cách thời gian cách ly là 20 ngày, nghĩa là tr−ớc và sau khi dòng mẹ trổ 20 ngày không có các giống khác xung quanh trổ bông (Yuan và Fu, 1995) [33].
- Cách ly bằng vật cản
Các điều kiện địa hình rừng núi đảm bảo cách ly lý t−ởng. Nếu không có các điều kiện trên có thể trồng các loại cây có chiều cao vừa phải nh− Ngô, Mía…trên một dải rộng 30m là vật cản phấn ngoại lai.
vải hoặc ni lông (Yuan và Fu, 1995) [33]; Kumar, (1996 [19]).
ở Trung Quốc, giống xác nhận với con lai F1 phải đạt 98% về độ thuần(Yuan, 1995)[33].
Khử lẫn là công việc rất quan trọng để đảm bảo độ thuần sinh lý và di truyền của giống. Khử lẫn là loại bỏ những cây không mong muốn, lẫn ở nhiều nguồn nh− trồng tr−ớc, khác dạng do cách ly không tốt, lẫn trong quá trình thu hoạch, tuốt đập, đóng gói các dòng bố, mẹ; khử lẫn có thể thực hiện bất kỳ thời gian nào nh−ng th−ờng tập trung vào 3 thời kỳ chính.
Khử lẫn lúc đẻ nhánh tối đa: Thông qua hình dáng cây lúa để nhận biết cây lẫn trong hàng, ngoài hàng.
Khử lẫn lúc ra hoa: giai đoạn này rất quan trọng và dễ nhận biết cây khác dạng không thể nhận biết ở giai đoạn tr−ớc, chúng có thể ra hoa sớm hơn hoặc muộn hơn, kích th−ớc, hình dạng và góc độ lá đòng, cây có hoa và hạt phấn vàng (bất dục không hoàn toàn), độ trỗ thoát của bông cũng là một căn cứ để khử lẫn. Ngoài ra còn loại bỏ cây bị bệnh, cây xấu sinh tr−ởng kém.
Khử lẫn tr−ớc khi thu hoạch: giai đoạn này là cơ hội cuối cùng để loại bỏ cây lẫn, nhận biết qua dạng hạt, dạng bông, độ thò vòi nhụy, tỷ lệ kết hạt… để khử bỏ cây lẫn.
Để tránh lẫn tạp dòng bố trong lô hạt giống thì cần thu hoạch dòng bố sau thụ phấn. Thời đIểm thích hợp khi thu hoạch là có 90% số hạt mà vỏ true đã có màu vàng, độ ẩm hạt 20% hoặc thấp hơn(Virmani, 1994)[48]. Cũng theo Virmani, hạt giống sau khi thu hoạch cần phơi và sấy để hạ độ ẩm xuống d−ới hoặc bằng 13%, làm sạch hết tạp chất, các hạt lép, lửng, gãy, đảm bảo lô hạt giống có phẩm chất tốt.
Phần 3: Vật liệu, địa điểm, nội dung và ph−ơng pháp nghiên cứu
3.1. Vật liệu nghiên cứu
- Dòng phục hồi R51và dòng bất dục đực Bo A - GA3 (axit - Gibberellic) hàm l−ợng 75%
