1.6.1. Tuyển chọn giống vừng mới có tiềm năng năng suất cao
Trong chương trình khai thác và sử dụng nguồn gen cây vừng nhằm đáp ứng các mục tiêu nâng cao năng suất, chất lượng và khả năng thích ứng với điều kiện khí hậu thay đổi. Quỹ gen quốc gia thuộc trung tâm quốc gia về tài nguyên di truyền thực vật Ấn Độ đã tiến hành lai 24 giống phổ biến và cả các dạng hoang dại (Sesamum mulayanum) với nhau nhằm kết hợp một số tính trạng tốt của các loại hình đó. Quá trình chọn lọc các thế hệ con lai của 103 tổ hợp được thực hiện ở 4 địa điểm khác nhau. Kết quả đánh giá con lai ở thế hệ F4 đã xuất hiện những đặc điểm cây lý tưởng đạt năng suất hạt cao với 1400 kg/ha, đây là kết quả của sự kết hợp tốt giữa các dạng bố mẹ và con lai có tiềm năng năng suất cao [26]. Một trong những thành công quan trọng khác là thành tựu nghiên cứu 7 kiểu hình cây có năng suất cao với tiềm năng 1300- 1600 kg/ha: (1) BTB phân cành, 3 quả/chùm, 2 múi quả, (2) BMB phân cành, 1 quả/chùm, 2 múi quả, (3) NTB không phân cành, 1 quả/chùm, 2 múi quả, (4) BTQ phân cành, 3 quả/chùm, 4 múi quả, (5) MBQ phân cành, 1 quả/chùm, 4 múi quả, (6) NTQ không phân cành, 3 quả/chùm, 4 múi quả và (7) NMB không phân cành, 1 quả/chùm, 4 múi quả. Các kết quả nghiên cứu cho thấy BTB là kiểu cây cho số quả/cây nhiều nhất, BMB cho tỷ lệ hạt/quả cao nhất, kiểu BTB là kiểu cây lý tưởng trong việc chọn và tạo giống vừng năng suất cao ở Hàn Quốc. Kiểu BTB sẽ có triển vọng hơn nếu các gen điều khiển các yếu tố di truyền và khả năng đậu quả cao hơn như kiểu BMB được kết hợp với kiểu BTB [27]. Ở Trung Quốc cuộc cách mạng về giống cũng phát triển mạnh mẽ và đã chọn tạo được một số giống vừng mới chất lượng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 14
cao, điển hình là giống vừng đen Tang Chi số 9. Đây là giống lai giữa vừng đen Tân Cương và Tang Chi số 7. Thời gian sinh trưởng vụ hè khoảng 95 ngày. Vụ Thu nếu gieo khoảng 10/7 thì thời gian sinh trưởng 80 ngày. Kiểu phân cành 3 đến 6 cành phân cành ở vị trí 30 cm cách mặt đất, cây cao 140 cm, mỗi nách lá có 3 hoa, mỗi cây khoảng 100 quả, khi chín quả khó nứt.
Nghiên cứu và phát triển vừng ở nước ta được bắt đầu vào những năm cuối của thế kỷ trước với mục tiêu chủ yếu là tuyển chọn những giống vừng mới ngắn ngày, thích ứng rộng cho năng suất và chất lượng khá. Đáng chú ý nhất trong công tác nghiên cứu vừng ở giai đoạn này là sự hợp tác giữa Trung tâm khuyến nông Nghệ An, Viện Thổ Nhưỡng nông hoá và Trường Đại học Toyama Nhật Bản từ năm 1994 - 1996. Kết quả của sự hợp tác này đã xác định được giống vừng triển vọng là V6. Giống vừng V6 có đặc điểm là ngắn ngày (75 ngày), không phân cành, hạt trắng có 2 lớp vỏ, tỷ lệ dầu cao (trên 45%), thích ứng rộng, có khả năng xuất khẩu sang thị trường Nhật Bản và các nước phát triển. Thực hiện chủ trương phát triển nhanh nguồn nguyên liệu cho ngành dầu thực vật Việt Nam, trong những năm qua nhà nước ta đã đầu tư nhiều đề tài và dự án nghiên cứu. Đề tài ”Nghiên cứu phát triển vừng và hướng dương ở Việt Nam” giai đoạn 2001 – 2004 do Viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam chủ trì đã được triển khai trên phạm vi toàn quốc. Đề tài đã nghiên cứu một cách toàn diện trên nhiều lĩnh vực khác nhau, từ lai tạo, đột biến, nhập nội đến các biện pháp canh tác kỹ thuật cho các vùng miền. Kết quả của đề tài chủ yếu là tuyển chọn được một tập hợp với hàng chục dòng, giống triển vọng và hoàn thiện quy trình kỹ thuật cho giống vừng V6. Giống vừng đen VĐ10 là một trong những sản phẩm của đề tài này đã và đang phát triển ở một số tỉnh phía Nam với năng suất trung bình 900 kg/ha [13].
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 15
1.6.2. Tuyển chọn giống theo hướng chống chịu hạn
Nước là một yếu tố quan trọng bậc nhất đối với các cơ thể sống trên trái đất. Thực vật không thể sống thiếu nước. Chỉ cần giảm chút ít hàm lượng nước trong tế bào đã gây ra sự kìm hãm đáng kể những chức năng sinh lý quan trọng như: quang hợp, hô hấp và do đó ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây. Việc đảm bảo cung cấp nước cho cây trồng là một yếu tố quan trọng giúp cây sinh trưởng phát triển tốt và cho năng suất cao. Nhưng trong thực tế, cây trồng phải thường xuyên đối mặt với hiện tượng thiếu nước. Có rất nhiều nguyên nhân gây nên hiện tượng này và hạn là một trong những nguyên nhân chính.
Khả năng chịu hạn là một hiện tượng sinh học phức tạp, nó phản ánh nhiều khía cạnh khác nhau của tính chống chịu bao gồm cả tính chịu nóng của cây, tức là khả năng chống chịu sự đốt nóng của nhiệt độ. Tính chịu hạn trong nghĩa hẹp là khả năng chịu đựng sự mất nước trong thời gian ngắn và mức độ thiếu nước khác nhau. Cả hai đặc tính này có liên quan chặt chẽ với các đặc điểm hóa keo của nguyên sinh chất và đặc điểm của quá trình trao đổi chất mà những đặc điểm đó được hình thành trong quá trình phát sinh cá thể. Nghiên cứu chọn tạo giống vừng chống chịu hạn, cho năng suất, chất lượng khá đã và đang được tiến hành ở nhiều nước với tổng số các giống được chọn tạo thành công là 300 giống. Các giống này khác nhau chủ yếu về đặc tính chống chịu, hình thái của lá, lông tơ, khả năng phân cành, hình dạng quả, vị trí đóng quả, chiều dài lóng, số múi quả, số hàng hạt, mức độ tách quả trên đồng ruộng, số vỏ hạt và thời gian sinh trưởng. Kết quả nghiên cứu bước đầu về tính chịu hạn của các tập đoàn vừng tại Viện nghiên cứu cây trồng bán khô hạn quốc tế (ICRISAT) đã cho thấy: trong điều kiện độ ẩm đồng ruộng dưới 60% kéo dài 10 ngày ở thời kỳ cây con đã làm giảm năng suất 10% so với tưới đầy đủ (tưới đầy đủ là duy trì độ ẩm đồng ruộng 75-80%), nếu kéo dài 30 ngày năng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 16
suất chỉ đạt 50% so với tưới đầy đủ, nếu kéo dài suốt thời kỳ sinh trưởng thì thời gian sinh trưởng sẽ rút ngắn và làm giảm năng suất 70% so với tưới đầy đủ. Điều đó cho thấy mặc dù vừng là cây chịu hạn khá so với nhiều cây trồng khác, nhưng khi hạn xảy ra sẽ làm giảm năng suất một cách đáng kể. Thông qua các chương trình chọn tạo giống chống chịu, nhiều giống vừng đã được chọn tạo thành công và trở thành những giống chủ lực trong hệ thống canh tác ở vùng nhiệt đới khắc nghiệt của châu Phi như: Giza32, Toshky1, Shandaweel 3 cho năng suất dao động từ 800 – 1200 kg/ha. Các giống vừng này có khả năng sinh trưởng và phát triển bình thường trong điều kiện nhiệt độ không khí 40 – 500c, độ ẩm đất 55 - 60% [44]. Nghiên cứu ảnh hưởng của hạn đến khả năng tích lũy chất khô, hàm lượng protein, lipid và một số enzyme đã chỉ ra rằng với độ ẩm đất giảm dần từ 100% tới 25% trong 4 tuần đã làm giảm khối lượng tươi, hàm lượng tổng số protein trong lá và rễ vừng [44]. So sánh một số hàm lượng malondialdehyde và hoạt tính SOD, POX, CAT and PPO giữa 2 giống vừng trong lá và rễ, nhóm tác giả kết luận rằng giống Yekta có khả năng chịu hạn tốt hơn giống Darab 14.
1.6.3. Tuyển chọn giống theo hướng chống chịu mặn
Trong những năm gần đây trên thế giới đã có rất nhiều công trình khoa học nghiên cứu về vấn đề chịu mặn. Mỗi công trình nghiên cứu đều có các phương pháp đánh giá khác nhau trong đó có các phương pháp: Đánh giá ngoài đồng ruộng (phương pháp đánh giá trực tiếp trong điều kiện tự nhiên), đánh giá tính chịu mặn trong phòng, đánh giá mức độ héo, phương pháp nhà hạn, đánh giá khả năng chịu mặn tương đối của các giống dựa theo tỷ lệ nảy mầm trong các dung dịch muối khác nhau. Nghiên cứu ảnh hưởng của các nồng độ muối NaCl (0,50 and 00mM) đến lipid peroxidation antioxidative enzymes và hàm lượng proline của hai giống vừng Orhangazi và Cumhuriyet đã chỉ ra rằng cơ bản các mức độ ảnh hưởng của hoạt tính antioxidative
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 17
enzyme nhìn chung là tương tự nhau [53]. Tuy nhiên giống Cumhuriyet có hiệu lực về hoạt tính antioxidative enzyme cao hơn giống Orhangazi khi tăng nồng độ muối. Các chi tiêu về sinh trưởng, lipid, proline có mối tương quan chặt với giống có khả năng chịu mặn.
1.6.4. Tuyển chọn giống theo hướng chống chịu sâu bệnh
Vừng là một trong số những loại cây trồng rất mẫn cảm với sâu bệnh và điều kiện môi trường. Do đó, việc đánh giá nguồn gen vừng liên quan đến tính chống chịu sâu bệnh là một trong những mục tiêu quan trọng trong chương trình chọn giống. Nghiên cứu đánh giá khả năng kháng bệnh do nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami của 28 kiểu gen vừng đã cho thấy, mùa vụ năm 2004 tỷ lệ cây nhiễm bệnh biến động giữa các kiểu gen từ 1,7 - 61,6%.
Trong khi vụ mùa 2005, tỷ lệ này biến động từ 2,7-44,0%. Đồng thời, trong các kiểu gen thí nghiệm, không có kiểu gen nào nhiễm bệnh ở mức cao (điểm 5) và một số kiểu gen có thể giữ được khả năng chống chịu và năng suất ổn định qua thời gian. Đây là một trong những đặc tính quý có thể sử dụng trong các công trình chọn tạo giống. Nghiên cứu đánh giá các thông số di truyền và khả năng chống chịu của 33 giống vừng đen tại trung tâm nông nghiệp và sinh học Faisalabad, Pakistan đã cho thấy các tính trạng năng suất hạt, số quả/cây có sự kết hợp di truyền cao. Các bệnh gây hại biến động từ 3,8-20%. Điều đó cho thấy các nguồn gen không bị bệnh với số quả tối đa, tiếp theo là chiều cao cây và số cành có thể chọn lọc và sử dụng cho việc cải tiến giống vừng [35].
Trong công tác nghiên cứu cơ bản, ở Việt Nam mới chỉ tập trung nghiên cứu mô tả một số đặc điểm hình thái và kỹ thuật phòng trừ một số loài sâu bệnh hại vừng. Những nghiên cứu về sinh lý, di truyền, phản ứng của cây vừng với các điều kiện canh tác khác nhau chưa được quan tâm đúng mức.
Đặc biệt là những nghiên cứu về khả năng chống chịu của cây vừng với các
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 18
điều kiện ngoại cảnh bất thuận như hạn hán, úng, mặn, chua, phèn, nóng, lạnh... hầu như chưa được quan tâm và đầu tư thích đáng. Điều kiện úng ngập thường đi cùng với một số loại sâu bệnh hại nguy hiểm, trong đó đáng chú ý là bệnh héo xanh vi khuẩn [6]. Kết quả thống kê nhiều năm tại các vùng ngập úng đều cho sự thiệt hại do bệnh héo xanh rất nghiêm trọng, có thể làm thất thu năng suất 30-40%, thậm chí mất hoàn toàn. Nghiên cứu phát triển giống chống chịu bệnh héo xanh đã được nhiều nhà khoa học trong nước quan tâm, trong đó các chuyên gia thuộc Viện Bảo vệ thực vật đã có những kết quả đánh giá bước đầu đáng chú ý. Bệnh héo xanh vi khuẩn Pseudomonas solanacearum Smith (P.solanacearum Smith) vẫn được coi là yếu tố hạn chế năng suất đối với vừng, đặc biệt là những vùng có mưa lớn khó thoát nước ở giai đoạn cuối vụ. Trong điều kiện độ ẩm đồng ruộng tăng lên trên 85% do mưa lớn, nhiệt độ không khí cao kéo dài trong nhiều ngày, thì nguồn bệnh héo xanh vi khuẩn sẽ phát triển và lây lan nhanh. Sự thiệt hại do bệnh héo xanh vi khuẩn ở bất cứ giai đoạn nào cũng dẫn đến cây chết hàng loạt, làm giảm mật độ và cuối cùng là làm thất thu năng suất nghiêm trọng. Bệnh vi khuẩn P.
solanacearum Smith là một loại bệnh đa thực có phổ ký chủ rộng, có thể xâm nhiễm, ký sinh, gây hại trên 44 họ cây trồng, đặc biệt trên các cây trồng thuộc họ cà, đậu đỗ, bầu bí... Quan sát những cây bị bệnh héo xanh, người ta thấy các lá ngọn héo rũ trước có màu xanh tái, một số lá phía dưới và cành cũng dần héo rũ và chết nhanh [16]. Chọn tạo giống chống chịu bệnh héo xanh đã được Viện Bảo vệ thực vật triển khai trong những năm gần đây với kết quả là một số dòng giống chống chịu khá đã được tuyển chọn và thử nghiệm thành công trong sản xuất.