Nghiên cứu tuyển chọn các tổ hợp lúa lai hai dòng mới và đánh giá đặc điểm sinh trưởng phát triển một số dòng bố mẹ tại gia lâm, hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI TRẦN THỊ THU NGÂN NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN CÁC TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG MỚI VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN MỘT SỐ D

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

TRẦN THỊ THU NGÂN

NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN CÁC TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG MỚI VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN

MỘT SỐ DÒNG BỐ MẸ TẠI GIA LÂM – HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN VĂN QUANG

HÀ NỘI - 2012

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện hoàn thành luận văn đều đã được tác giả cảm ơn Các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Trần Thị Thu Ngân

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… ii

LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Trần Văn Quang

đã tận tình dạy bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp của mình

Qua đây em cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của PGS.TS Nguyễn Thị Trâm cùng toàn thể cán bộ công nhân viên Phòng Công nghệ lúa lai – Viện nghiên cứu lúa, bộ môn Di truyền – Chọn giống – Trường Đại Học Nông Nghiệp Hà Nội đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới gia đình và bạn

bè đã luôn là chỗ dựa vững chắc giúp đỡ cho em trong suốt thời gian thực tập cũng như trong suốt khóa học

Hà nội, ngày tháng năm 2012

Học viên

Trần Thị Thu Ngân

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… iii

1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3

2.4 Thành tựu về nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới và

3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 3.1 Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu 36 3.2 Nội dung nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu 36

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… iv

4.2 Kết quả đánh giá các tổ hợp lai được tuyển chọn 45 4.2.1 Sinh trưởng ở thời kỳ mạ của các tổ hợp lai 45 4.2.2 Thời gian qua các gian đoạn sinh trưởng của các tổ hợp lai được chọn 47 4.2.3 Đánh giá động thái sinh trưởng của các tổ hợp lai được tuyển chọn 49 4.2.5 Mức độ nhiễm sâu bệnh của các tổ hợp lai 60 4.2.6 Đánh giá mùi thơm của các tổ hợp lai được tuyển chọn 62 4.2.7 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất các tổ hợp lai 64 4.2.8 Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các tổ hợp lai được chọn 68 4.2.9 Kết quả lựa chọn các tổ hợp lai triển vọng bằng chỉ số chọn lọc 72 4.3 Kết quả đánh giá đặc điểm sinh trưởng phát triển các dòng bố mẹ

4.3.1.Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các dòng bố mẹ 75 4.3.2 Động thái tăng trưởng số lá của các dòng bố mẹ 76 4.3.3 Động thái tăng trưởng số nhánh của các dòng bố mẹ 77 4.3.4 Mức độ nhiễm sâu bệnh của các dòng bố mẹ 79 4.3.5 Đánh giá sức sống vòi nhụy của các dòng bất dục 80

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ƯTL Ưu thế lai

TGST Thời gian sinh trưởng

TGMS Bất dục đực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ

PGMS Bất dục đực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với quang chu kỳ

EGMS Bất dục đực di truyền nhân cảm ứng với môi trường

CMS Bất dục đực di truyền tế bào chất

WA Bất dục đực hoang dại

GA3 Axit gibberrelin

NSTT Năng suất thực thu

NSCT Năng suất cá thể

NSLT Năng suất lý thuyết

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… vi

DANH MỤC BẢNG

2.1 Diện tích lúa lai trong 2 năm 2009 và 2010 14 2.2 Tình hình sản xuất hạt lai F1 ở Việt Nam trong những năm gần đây 18

4.2 Giới thiệu về nguồn gốc các tổ hợp lai được tuyển chọn 44 4.3 Đánh giá màu sắc lá mạ và khả năng chịu rét của các tổ hợp lai 45 4.4 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của các tổ hợp lai trong

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… vii

4.18 Động thái tăng trưởng số lá của các dòng bố mẹ trong vụ Mùa 2011 76 4.19 Động thái tăng trưởng số nhánh của các dòng bố mẹ trong vụ

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… viii

DANH MỤC HÌNH

4.1 Động thái tăng trưởng chiều cao của một số tổ hợp lai F1 53 4.2 Động thái đẻ nhánh của các tổ hợp lai được tuyển chọn 57 4.3 Động thái ra lá của một số tổ hợp lai F1 được tuyển chọn 60 4.4 NSTT của một số tổ hợp lai F1 được tuyển chọn 68 4.5 Đồ thị động thái tăng trưởng chiều cao cây 75 4.6 Đồ thị động thái tăng trưởng chiều cao cây 77 4.7 Đồ thị động thái tăng trưởng chiều cao cây 78

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 1

1 MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Cây lúa là một trong ba cây lương thực chủ yếu (lúa, lúa mỳ, ngô) của thế giới, nó được trồng trên 100 nước với diện tích khoảng 153,7 triệu ha, tổng sản lượng xấp xỉ đạt 672 triệu tấn (theo FAO năm 2011) Ở vùng Đông, Nam, Đông Nam Châu Á, lúa là cây nông nghiệp quan trọng được trồng ở 25 quốc gia với điều kiện kinh tế, khí hậu, địa hình, tính chất đất rất đa dạng

Việt Nam từ lâu đã được coi là cái nôi của nền văn minh lúa nước, cây lúa được coi là cây lương thực quan trọng nhất trong sản xuất nông nghiệp Diện tích gieo trồng lúa của nước ta năm 2010 đạt xấp xỉ 7,5 triệu ha chiếm trên 87% tổng diện tích đất trồng cây lương thực có hạt, với sản lượng là 39,99 triệu tấn được trồng tập trung chủ yếu ở Đồng bằng sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long (Tổng cục thống kê 2011) Hơn nữa lượng gạo xuất khẩu năm 2010 đạt 6,88 triệu tấn, kim ngạch 3,23 tỉ đô la Mỹ, tăng 15,4% về lượng và 21,2% về giá trị so với năm 2009

Trong những năm gần đây, diện tích trồng lúa ở nước ta ngày càng bị thu hẹp Có nhiều nguyên nhân dẫn tới quá trình trên trong đó có quá trình đô thị hoá và công nghiệp hóa, phát triển công nghiệp và dịch vụ, chuyển đổi cơ cấu cây trồng và đặc biệt là sự kém hiệu quả của các giống lúa hiện có trong sản xuất

Mặt khác áp lực của quá trình tăng dân số ngày càng nhanh, nhu cầu về xuất khẩu gạo lúa gạo ngày càng cao cả về số lượng và chất lượng, thì việc sản xuất lúa gạo cần tập trung vào việc ứng dụng khoa học kỹ thuật nhằm nâng cao năng suất, chất lượng các giống lúa là quan trọng nhất

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 2

Song thực tế khi trình độ sản xuất của người nông dân được nâng lên thì năng suất lúa thuần gần như đã đạt ngưỡng, việc nghiên cứu khai thác sử dụng ưu thế lai ở lúa được xem như là giải pháp tốt nhất để thúc đẩy việc tăng sản lượng lúa những năm sắp tới Năng suất lúa lai cao hơn 20 – 30% so với lúa thuần Chính vì vậy sử dụng ưu thế lai ở lúa là một chiến lược quan trọng nhằm đảm bảo an ninh lương thực của quốc gia

Hiện nay, các viện nghiên cứu, các trường đại học đã và đang tập trung vào việc chọn tạo các giống lúa lai mới cho thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất, chất lượng, có khả năng chống chịu sâu bệnh để đưa vào sản xuất Một

số tổ hợp lai được chọn tạo trong nước được đưa vào sản xuất trên diện rộng như Việt Lai 20, Việt lai 50, TH3-3, HYT100, HYT103, …

Tuy nhiên các tổ hợp lúa lai được gieo cấy rộng rãi trong nước chủ yếu được nhập nội từ Trung Quốc như Nhị ưu 838, Nhị ưu 63, D.Ưu 527, Bắc ưu

903, … với giá thành cao, năng suất không ổn định, chỉ phù hợp với điều kiện

vụ xuân, khả năng chống chịu kém đặc biệt với bệnh đạo ôn, bạc lá … và điều kiện khí hậu bất thuận ở Việt Nam

Vì vậy để giải quyết những vấn đề trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề

tài “Nghiên cứu tuyển chọn các tổ hợp lúa lai hai dòng mới và đánh giá đặc điểm sinh trưởng phát triển một số dòng bố mẹ tại Gia Lâm – Hà Nội”

nhằm chọn tạo một số giống có tiềm năng năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu với điều kiện ngoại cảnh để đưa vào sản xuất

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài

1.2.1 Mục đích

- Tuyển chọn một số tổ hợp lúa lai hai dòng có năng suất cao, chất

lượng khá phù hợp với điều kiện thâm canh vùng Gia Lâm

- Đánh giá đặc điểm sinh trưởng phát triển các dòng bố mẹ ở ruộng sản

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 3

xuất hạt lai F1 của một số tổ hợp lúa lai hai dòng

1.2.2 Yêu cầu

- Đánh giá đặc điểm sinh trưởng, đặc điểm nông sinh học, đặc điểm hình thái của các tổ hợp lúa lai hai dòng mới Đánh giá được mức độ nhiễm sâu bệnh, năng suất và chất lượng của các tổ hợp lai

- Nghiên cứu các đặc điểm sinh trưởng phát triển, đặc điểm nông sinh học, đặc điểm hình thái, mức độ nhiễm sâu bệnh và năng suất của các dòng bố

mẹ tại ruộng sản xuất hạt lai Đánh giá ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật đến năng suất ruộng sản xuất hạt lai F1

1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Từ việc đánh giá các chỉ tiêu nông sinh học, năng suất, mức độ nhiễm sâu bệnh sẽ chọn lọc một số tổ hợp lúa lai hai dòng mới có triển vọng phục vụ cho việc mở rộng diện tích lúa lai gieo trồng trên địa bàn huyện Gia Lâm và các tỉnh miền Bắc Việt Nam

Sơ bộ thiết lập quy trình sản xuất hạt lai F1 một số tổ hợp lai có triển vọng

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 4

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Lịch sử nghiên cứu và phát triển lúa lai

2.1.1 Quá trình nghiên cứu, ứng dụng và phát triển lúa lai

J.W Jones (1926) (nhà di truyền học người Mỹ) là người đầu tiên báo cáo về sự xuất hiện ưu thế lai ở lúa Tiếp sau đó nghiên cứu xác nhận sự xuất hiện ưu thế lai ở các yếu tố cấu thành năng suất (Anonymous, 1977 [30]; Lin

và Yuan, 1985 [34]) về sự phát triển bộ rễ (Anonymous, 1977 [30]) về cường

độ quang hợp và hô hấp, diện tích lá (Lin và Yuan, 1985 [34])

Đề xuất sản xuất lúa lai thương phẩm là các nhà khoa học Ấn Độ (Kadam 1937 [32]); Mỹ (Craigmiles 1966, Caranahan và cộng sự 1972 [34]),

Họ đã không thành công vì chưa tìm ra phương pháp sản xuất hạt lai

Trung Quốc là nước nghiên cứu lúa lai muộn hơn so với các nước khác Năm 1964, Yuan L.P đã phát hiện được cây lúa dại bất dục ở đảo Hải Nam [49] Năm 1973 các nhà khoa học tìm ra tìm ra nhiều dòng phục hồi như IR661, IR24 … và đã có đủ 3 dòng để tạo ra những giống lúa lai đầu tiên là Nam ưu số 2, Shan ưu số 2, Ủy ưu số 6… Năm 1974 các nhà khoa học Trung Quốc đã giới thiệu những tổ hợp lai cho ưu thế lai cao Năm 1975 quy trình sản xuất hạt lai hệ 3 dòng được hoàn thiện Năm 1976, Trung Quốc đã sản xuất được hạt lai F1 để gieo cấy 140.000 ha [24] Năm 1980 Trung Quốc đã bắt đầu nghiên cứu lúa lai 2 dòng

2.1.2 Quá trình nghiên cứu, phát triển lúa lai ba dòng

Lúa lai “ba dòng” là hệ thống lúa lai sử dụng ba dòng: Dòng CMS (dòng A), dòng duy trì (dòng B), dòng phục hồi (dòng R) để sản xuất hạt lai F1

Hiện tượng bất dục đực tế bào chất ở lúa được Sampath S và Mohathy

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 5

H.K nghiên cứu vào năm 1954 [40], Sasahara và Katsuo K (1965) [41] nhưng mãi đến năm 1973 Trung Quốc mới sản xuất được hạt lai F1 hệ ba dòng trên cơ sở phát hiện một dòng lúa bất dục đực hoang dại thuộc loài

Oryza futur F spontanea ký hiệu là WA từ dạng bất dục này người ta đã

chuyển gen vào lúa trồng và tạo ra dòng bất dục đực tế bào chất (CMS) Để sản xuất được hạt lai F1 cần phải có đủ 3 dòng: dòng CMS (dòng A), dòng duy trì (dòng B), dòng phục hồi (dòng R)

Dòng CMS sản xuất được phải có tính bất dục đực ổn định di truyền qua các thế hệ và không bị chi phối bởi điều kiện ngoại cảnh, dễ dàng phục hồi tính hữu dục, có cấu trúc và tập tính phù hợp cho giao phấn chéo [52]

Dòng duy trì là dòng khi lai với dòng CMS duy trì được tính bất dục đồng thời cũng tự thụ được

Dòng phục hồi là dòng cho phấn dòng CMS để sản xuất hạt lai F1

2.1.3 Quá trình nghiên cứu, phát triển lúa lai hai dòng

Lúa lai “hai dòng” là hệ thống lúa lai sử dụng các dòng bất dục đực di truyền nhân cảm ứng với điều kiện môi trường EGMS làm dòng mẹ sản xuất hạt lai

* Nghiên cứu và phát triển bất dục đực truyền nhân

Năm 1973, khi theo dõi giống Nongken 58, Shi M.S (Trung Quốc) phát hiện thấy một số cá thể bất dục khi trỗ bông vào thời kỳ có độ dài ngày >

14 giờ hữu dục khi độ dài ngày < 13 giờ 45 phút, giai đoạn mẫn cảm từ phân hóa gié đến hình thành tế bào mẹ hạt phấn Đây là công cụ di truyền đầu tiên

để khai thác tạo giống lúa lai “hai dòng”

* Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với ánh sáng (Photoperiod sensitive Genic Male Sterile – PGMS)

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 6

Từ Nongken 58S có rất nhiều dòng PGMS và TGMS mới được tạo ra

bằng việc lai giữa Nongken58S với các giống Japonica rồi chọn lọc ở thế hệ

phân ly Ngoài ra các nhà khoa học Mỹ còn tìm được hai dòng PGMS khác là dòng M201S và dòng Calrose76S Theo Yuan L.P và Xi Q.F (1995) [52], các dòng bất dục kiểu PGMS mẫn cảm mạnh với ánh sáng ở giai đoạn từ phân hóa gié cấp 2 đến hình thành tế bào mẹ hạt phấn Thời gian chiếu sáng tới hạn gây hữu dục hạt phấn là ≤ 13 giờ 45 phút, cường độ ánh sáng ≥ 50 lux

* Bất dục di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ (Theremo sensitive Genic Male Sterile – TGMS)

Năm 1988,Yuan L.P đã phát hiện ra dòng bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ đầu tiên tên Annong S-1 thu được từ quần thể đột biến

tự nhiên ở thế hệ con cháu của tổ hợp lai Chao 40B/285/6209 – 3 [49] Năm

1989 Yang và cộng sự dùng phương pháp đột biến giống IR 50 thu được dòng TGMS 5460S [49] Năm 1991, Maruyama và các cộng sự bằng phương pháp đột biến phóng xạ tạo ra dòng bất dục đực mẫn cảm với nhiệt độ (TGMS) gọi tên là Norin PL – 12 Năm 1993 Mao C.X [36] cho thấy: Nếu nhiệt độ trung bình ngày đêm > 270C trong 4 ngày liên tục ở thời kỳ phân chia giảm nhiễm tế bào mẹ hạt phấn, thì hạt phấn sẽ bị thoái hóa hoàn toàn Năm 2000, theo Nguyễn Thị Trâm [24] dòng TGMS bất dục khi gặp nhiệt độ > 270C vào thời gian từ 8 -

12 ngày trước khi lúa trỗ Dòng TGMS hữu dục khi nhiệt độ < 240C

2.2 Cơ chế giao phấn ở lúa

Theo nghiên cứu thì lúa có khả năng giao phấn tự nhiên rất thấp biến động từ 0 - 44% ở những cây bất dục [34] Trong sản xuất hạt giống lai thì khả năng giao phấn được quyết định bởi đặc điểm nở hoa của dòng bố mẹ và các yếu tố môi trường

2.2.1 Đặc điểm của dòng bố mẹ liên quan đến thụ phấn chéo

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 7

Độ trỗ thoát cổ bông sẽ làm tăng lượng phấn tung ra của dòng bố và tăng số hoa nhận phấn của dòng mẹ Các nhà khoa học cho rằng lá đòng dài

và đứng ở dòng mẹ sẽ cản trở việc giao phấn chéo hơn lá đòng nhỏ nằm ngang Đảm bảo sự trỗ bông trùng khớp của bố và mẹ là yếu tố quyết định đến năng suất hạt lai Chiều cao của dòng bố cao hơn dòng mẹ 20 - 25 cm có lợi cho việc truyền phấn Số hoa/bông và bông/m2 của quần thể mẹ quyết định đến khả năng nhận phấn

2.2.2 Cấu trúc và tập tính nở hoa

Để đảm bảo tỷ lệ thụ phấn cao dòng mẹ phải có những đặc điểm sau (Yuan L.P, 2005) [52]

- Vòi nhụy vươn ra ngoài và ở lại bên ngoài sau khi vỏ trấu khép lại

- Núm nhụy dài, có nhiều lông và có sức sống cao

- Hoa nở sớm và tập trung

- Góc mở của hoa rộng (40 -500) thời gian nở hoa dài (>1 giờ)

Theo Hoàng Tuyết Minh (2002) [16] tỷ lệ kết hạt do thụ phấn của vòi nhụy vươn ra ngoài chiếm lớn hơn 75% tổng số hạt được thụ phấn

Đối với dòng bố thì các đặc tính như kích thước bao phấn, số hạt phấn bao phấn, chiều dài chỉ nhị, thời gian nở hoa cũng ảnh hưởng đến sự giao phấn

2.3 Ưu thế lai ở lúa

2.3.1 Khái niệm

Ưu thế lai (ƯTL) là một thuật ngữ chỉ hiện tượng con lai F1 thu được bằng cách lai giữa bố mẹ khác nhau về mặt di truyền, tỏ ra hơn hẳn bố mẹ về các tính trạng hình thái, sức sinh trưởng, khả năng chống chịu với điều kiện bất thường, khả năng thích nghi, năng suất, chất lượng và các đặc tính khác nữa Việc sử dụng ƯTL trong sản xuất thương mại bằng cách phát triển và

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 8

trồng các con lai F1 nhằm tăng thu nhập và hiệu quả kinh tế gọi là khai thác ƯTL (Trần Duy Quý, 2000)[18]

Ưu thế lai được khai thác thành công ở lúa nhờ sử dụng vật liệu bất dục đực làm mẹ trong sản xuất hạt lai Thành tựu của lúa lai được người Trung Quốc coi là cuộc cách mạng xanh lần thứ hai trong nông nghiệp Lúa lai đã làm tăng đáng kể tổng sản lượng lương thực của Trung quốc nói riêng và thế giới nói chung Ở Việt Nam những năm gần đây lúa lai phát triển khá mạnh, năng suất lúa lai tăng từ 20 - 30% so với các giống lúa thuần [52]

2.3.2 Đánh giá ưu thế lai

Ưu thế lai ở cây ngũ cốc thường biểu hiện ở các tính trạng số lượng như năng suất hạt, khối lượng hạt, chiều cao cây, số hạt trên bông vv Do vậy, mức độ của ƯTL có thể đánh giá được bằng những thông số nhất định

Ba công thức sau đây thường được dùng để đánh giá lúa lai:

- Ưu thế lai của trung bình bố mẹ hay ưu thế lai cao hơn giá trị trung bình của bố mẹ (MP-mid parents):

MP

MP F

- Ưu thế lai thực: Giá trị tính trạng của con lai F1 so với bố hoặc mẹ tốt nhất (BP - best parent)

BP

BP F

- Ưu thế lai chuẩn hay ưu thế lai cao hơn giá trị của giống đối chứng (S-Standard = Check):

S S F

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 9

2.4 Thành tựu về nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới và Việt Nam

2.4.1 Nghiên cứu và ứng dụng ƯTL ở cây lúa trên thế giới

Ưu thế lai ở lúa đã được Jones J.W (nhà di truyền học người Mỹ) thông báo vào năm 1926 những cây lai F1 có khả năng đẻ nhánh và năng suất hạt lai cao hơn so với dạng hình cây bố mẹ Tiếp sau đó, có nhiều công trình nghiên cứu xác nhận sự xuất hiện ưu thế lai về năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất (Anonymous, 1977; Li, 1977; Lin và Yuan, 1980); về tích luỹ chất khô (Rao, 1965; Jenning, 1967; Kim, 1985); về sự phát triển của bộ rễ (Anonymous, 1974); về cường độ quang hợp, cường độ hô hấp, diện tích lá (Lin và Yuan, 1980; Deng, 1980, MC Donal và cộng sự, 1971; Wu và cộng

sự, 1980) (trích theo : Lê Duy Thành, 2001; Nguyễn Thị Trâm, 2002; Nguyễn Văn Hoan,1999) [23]; [25] ; [10] Tuy nhiên trong một thời gian dài ưu thế lai

ở lúa vẫn chưa được sử dụng rộng rãi như ở những cây trồng khác bởi vì lúa

là cây tự thụ phấn rất nghiêm ngặt, việc sản xuất hạt lai rất khó thực hiện

Sau Jone, ưu thế lai ở lúa cũng được các nhà khoa học Ấn Độ, Malaixia, Pakixtan và Nhật Bản quan tâm nghiên cứu Khâu đột phá trong nghiên cứu ưu thế lai ở lúa là tạo ra dòng bất dục đực tế bào chất (CMS) ở Nhật Bản năm 1958, ở Mỹ năm 1969 và IRRI năm 1972 nhưng việc ứng dụng

ưu thế lai ở lúa vào sản xuất vẫn chưa có kết quả vì sản xuất hạt lai gặp nhiều khó khăn Ở lúa, tỷ lệ do giao phấn thường ít hơn 1%, thực tế này đã gây khó khăn cho việc ứng dụng ưu thế lai ở lúa, đặc biệt là khâu sản xuất hạt lai (Nguyễn Thị Trâm, 2002) [25] Các nhà khoa học của nhiều nước như Mỹ, Ấn

Độ, Nhật Bản, đã nghiên cứu để tìm ra phương pháp sản xuất hạt lai từ năm

1935 như: Ramiah, 1935; Idsumi, 1936; Kadam et al,1937; Capinpin and Singh, 1938; Ramiah and Ramaswamy, 1941; Brown, 1953; Oka, 1957; Sen and Mitra, 1958; Richharia, 1962; Stansel and Craigmiles, 1966; Shinjyo and Omura, 1966; Athwal và Virmani, 1972 Song họ vẫn chưa tìm được giải pháp hợp lý (Nguyễn Công Tạn, 2002) [21]

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 10

Năm 1964, khi Yuan Long Ping và nhóm nghiên cứu của ông tìm ra cây lúa dại bất dục đực di truyền tế bào chất ở đảo Hải Nam, Trung Quốc thì vấn đề khó khăn trong ứng dụng ưu thế lai ở lúa mới dần được giải quyết Sau

9 năm nghiên cứu, các nhà khoa học Trung Quốc đã chuyển thành công gen bất dục đực dạng dại vào lúa trồng Những dòng bất dục đực đầu tiên gồm có Erjiu Ai Ya, Erjiu Nam IA, Zhenshean 97A, V20A và V41A; những dòng phục hồi đầu tiên là IR24, IR6, IR661 và Thai Yin (Trần Văn Đạt, 2005) [4]

Năm 1973, Shi M.S phát hiện được dòng bất dục mẫn cảm quang chu

kì (PGMS) từ giống Nông keng 58S (Trần Duy Quý, 1994; Yin Hua Qui, 1993; Zhou, 2000) [25], [41], [46] Sự ra đời của lúa lai hai dòng đã mở ra một hướng đi trong lai tạo đó là lai xa giữa các loài phụ để tạo ra các giống siêu lúa lai

Đến cuối năm 1974, phương pháp sản xuất lúa lai 3 dòng mới được hoàn tất Trung Quốc đã giới thiệu những tổ hợp lai cho ưu thế lai cao như Nam Ưu

số 2, San Ưu số 2, Ủy ưu số 6 Năm 1976, Trung Quốc đã sản xuất được hạt lai

để gieo cấy 140.000 ha ( Nguyễn Thị Trâm, 2002; Ngô Thế Dân, 2002) [25]; [21] Diện tích trồng lúa lai của Trung Quốc ngày càng được mở rộng Trong

12 năm từ 1976-1987, diện tích lúa lai của Trung Quốc đạt khoảng 66,7 triệu

ha, đóng góp để tăng thêm sản lượng lúa hơn 50 triệu tấn thóc Năm 1995, diện tích gieo cấy lúa lai của Trung Quốc đã đạt trên 17 triệu ha và năng suất bình quân đạt được là 66 tạ/ha (Trích theo Nguyễn Văn Hoan, 1999) [10]

Năm 1976, diện tích lúa lai ba dòng của Trung Quốc đạt 140.000 ha, đến năm 1994 mở rộng tới 18.000.000 ha, năng suất bình quân là 6,9 tấn/ha,

so với lúa thuần năng suất bình quân chỉ đạt 5,4 tấn/ha, tăng hơn 1,5 tấn/ha trên toàn bộ diện tích Diện tích sản xuất hạt lai F1 là 140.000 ha, năng suất giống lai F1 bình quân đạt 2,5 tấn/ha (Yuan Long Ping 1997) [43] Những năm gần đây càng có nhiều dòng bố mẹ được chọn tạo ở nhiều cơ quan

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 11

nghiên cứu nông nghiệp như: Mian 2A, D702A, D62A, Bức Khôi 838, Thục khôi 527, Miên khôi 725, …

Theo Ma Q.H và Yuan L.P, 2003: 50% diện tích trồng lúa lai đã góp 60% sản lượng lúa của Trung Quốc, trong khi 50% diện tích lúa thuần chỉ đóng góp 40% sản lượng Trồng lúa lai làm tăng sản lượng của Trung Quốc mỗi năm là 22,5 triệu tấn, tạo điều kiện để Trung Quốc giảm 6 triệu ha trồng lúa mỗi năm, hiện nay chỉ còn 27 triệu ha lúa (Virmani, 2003) [44]

Các ngành nông nghiệp, dịch vụ phát triển mạnh cạnh tranh về lợi nhuận với ngành trồng lúa của Trung Quốc, trong nông nghiệp, diện tích lúa chất lượng cao gia tăng dẫn đến sản lượng lương thực và năng suất lúa bình quân giảm mạnh từ 1999, do vậy Trung Quốc đã tập trung vào việc tăng sản lượng, năng suất và chất lượng thông qua phát triển lúa lai năng suất siêu cao chất lượng tốt

Năm 1991, các nhà khoa học Nhật Bản (Maryama K và cộng sự, 1991)

đã áp dụng phương pháp gây đột biến nhân tạo để tạo ra được dòng bất dục đực mẫn cảm nhiệt độ TGMS

Chương trình tạo giống “siêu lúa lai” gồm ba giai đoạn, có sự tham gia của 20 cơ quan nghiên cứu nông nghiệp từ 1996 - 2000, giai đoạn 1 đã tạo siêu lúa lai đạt năng suất đạt 10,5 tấn/ha Giai đoạn hai 2001 - 2005 tạo ra siêu lúa lai năng suất đạt 12 tấn/ha, ở diện tích thí nghiệm các giống siêu lúa lai đạt tới 19,5 tấn/ha Định hướng giai đoạn ba 2006 - 2015 đưa năng suất siêu lúa lai lên 13,5 tấn/ha (Yuan L.P., 2008) [54]

Chương trình lai xa giữa các loài phụ Indica/Japonica bắt đầu từ năm

1987 nhờ sự phát hiện và sử dụng gen tương hợp rộng mở ra tiềm năng năng suất cao cho các giống lúa lai hai dòng, năng suất của các tổ hợp lai xa lên tới hơn 10 tấn/ha trên diện tích đại trà, cao nhất có thể đạt 14,8-17,1 tấn/ha ở các

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 12

tổ hợp Peiai 64S/E32, Peiai 64S/9311 (Yuan L.P., 2008) [44] Hầu hết các tổ hợp lai hai dòng đều có năng suất cao và phẩm chất tốt hơn so với các tổ hợp lai ba dòng

Vấn đề này chưa có kết quả ứng dụng cụ thể, tuy nhiên có nhiều đề tài nghiên cứu quan trọng đang được tiến hành như: gây tạo các dòng bất dục đực

đa phôi với phôi vô phối cao để sản xuất hạt vô phối, xác định các gen kiểm soát tính trạng vô phối, phương pháp phân lập vô phối,… đây sẽ là chiến lược phát triển bền vững có cơ sở khoa học và giá trị thực tiễn cao

Vào năm 2000, "Trung Quốc trồng 240.000 ha siêu lúa lai và năng suất bình quân là 9,6 tấn/ha (Trần văn Đạt, 2005) [4] Hiện nay, Trung Quốc đã có hàng chục giống lúa lai đạt năng suất cao và siêu cao trồng trên diện tích rộng, năng suất tăng 10% so với giống lúa lai hiện có Khi đạt được năng suất

12 tấn/ha ở giai đoạn 2, siêu lúa lai sẽ có năng suất trung bình cao hơn năng suất của lúa thuần là 2,2 tấn/ha Nếu siêu lúa lai được gieo rồng trên 13 triệu

ha thì sản lượng sẽ tăng thêm 30 triệu tấn/năm so với trồng lúa thuần

Trung Quốc là nước đã mở đường và đạt được nhiều thành tựu to lớn trong quá trình nghiên cứu và phát triển lúa lai Ngoài Trung Quốc có 17 nước nghiên cứu và sản xuất lúa lai như: Ấn Độ, Việt Nam, Philippin, Indonesia, Malaisia, Hàn Quốc, Triều Tiên,…Tuy nhiên, phát triển mạnh nhất vẫn là Trung Quốc, sau đó đến Việt Nam và Ấn Độ Tổng diện tích lúa lai toàn thế giới chiếm khoảng 10% tổng diện tích trồng lúa và chiếm khoảng 20% tổng sản lượng lúa toàn thế giới Lúa lai đã mở ra hướng phát triển mới để nâng cao năng suất và sản lượng, góp phần giữ vững an ninh lương thực trên phạm

vi toàn thế giới (Virmani S.S.,1995) [48]

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 13

2.4.2 Những thành tựu trong nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam

2.4.2.1 Quá trình phát triển lúa lai ở Việt Nam

Theo Dương Thành Tài, sản xuất lúa lai thương phẩm ở Việt Nam đã tăng nhanh chóng về diện tích do năng suất lúa lai cao và ổn định hơn lúa thuần Năm 1990, Việt Nam đã cấy thử lúa lai ở một số xã vùng biên giới tiếp giáp Trung Quốc, diện tích này được nhanh chóng mở rộng và đạt 600.000 ha chỉ trong vòng 15 năm Với sự quan tâm đầu tư của nhà nước qua các chương trình khuyến nông đã đưa Việt Nam lên vị trí thứ 2 sau Trung Quốc về sử dụng và sản xuất hạt lai

Diện tích lúa lai ngày càng được mở rộng cả trong vụ Xuân và vụ Mùa Đến nay lúa lai đã phát triển trên 39 tỉnh thành phố không chỉ ở Đồng bằng sông Hồng, Trung du miền núi phía Bắc mà còn mở rộng ra các tỉnh Duyên hải miền Trung và Tây Nguyên Riêng các tỉnh miền Nam lúa lai được

sử dụng ít do tập quán gieo thẳng yêu cầu lượng hạt giống nhiều nên không phù hợp với điều kiện của người nông dân Năng suất lúa lai trong những năm qua tương đối ốn định và đạt 55- 65 tạ/ha, cá biệt có những nơi đạt trên 90 tạ/ha và tăng hơn 1,5 - 2 tấn/ha so với lúa thuần [12]

Sau nhiều năm phát triển, năm 2009 diện tích lúa lai của Việt Nam đã đạt khoảng trên 700.000 ha (vụ Xuân trên 400.000ha, vụ Mùa trên 300.000 ha) với năng suất bình quân đạt 6,3 tấn /ha, vượt so với lúa thuần khoảng 1,0 - 1,5 tấn/ha; sản lượng thóc đạt khoảng 4.410.000 tấn thóc, mỗi năm tăng gần 1 triệu tấn thóc từ lúa lai Lúa lai góp phần quan trọng đảm bảo an ninh lương thực quốc gia, đặc biệt đối với các tỉnh trung du, miền núi phía Bắc

Cơ cấu giống lúa lai hiện nay đã thay đổi từ chỗ phổ biến là các giống năng suất cao, chất lượng gạo trung bình đã chuyển dần sang gieo cấy các giống năng suất khá cao, chất lượng gạo ngon, ngắn ngày để tăng hiệu quả

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 14

kinh tế Ngoài vụ Đông Xuân được khẳng định là phù hợp nhất với lúa lai, những năm gần đây diện tích lúa lai trong hè thu, mùa sớm ở các tỉnh phía Bắc được mở rộng và cho kết quả tốt Các tổ hợp được sử dụng rộng rãi hiện nay là ; Nhị ưu 838, Nhị ưu 63 và Bồi tạp Sơn thanh cho vụ Xuân miền Bắc

và vụ Mùa ở Trung du và miền núi ; Bắc ưu 903 và Bắc ưu 253 cho vụ Mùa vùng đồng bằng miền Bắc Ngoài ra còn nhiều tổ hợp triển vọng như D.Ưu 527; Nông ưu 28; D.ưu 128; Kim ưu 752; Nhị ưu số 7 và một số tổ hợp được chọn tạo trong nước: Việt lai 20, Việt lai 24, TH3-3, TH3- 4, HYT100

Tại hội nghị tổng kết 10 năm Nghiên cứu và Phát triển lúa lai các nhà khoa học và quản lý đều đánh giá phát triển lúa lai là định hướng đúng không chỉ là một trong những biện pháp để nâng cao năng suất và sản lượng lúa nhằm đảm bảo an ninh lương thực trong nước và xuất khẩu mà còn góp phần tích cực trong việc chuyển đổi cơ cấu mùa vụ, chuyển dịch cơ cấu cây trồng

Theo báo cáo kết quả sản xuất lúa lai năm 2010 và kế hoạch sản xuất năm 2011 của Cục trồng trọt năm 2010, ta có bảng số liệu sau:

Bảng 2.1: Diện tích lúa lai trong 2 năm 2009 và 2010

Diện tích lúa năm 2009

Tây Nguyên 244,609 17,958 7,3 247,954 19,001 7,7

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 15

2.4.2.2.Kết quả chọn thuần và nhân dòng bố mẹ

Vấn đề quan trọng và thiết yếu nhất của công nghệ sản xuất hạt lúa lai

là việc chọn và nhân thuần hạt giống bố mẹ Công việc này đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn giao cho các cơ quan khoa học thực hiện

Đến nay các cơ quan khoa học Việt Nam đã thu thập và đánh giá được

77 dòng CMS về tính bất dục, đặc điểm nông học và khả năng thích ứng [12] Đồng thời việc nghiên cứu các dòng CMS, Việt Nam đã thu thập các dòng TGMS nhập nội và tạo được các dòng TGMS làm cơ sở cho việc phát triển lúa lai hệ hai dòng Trong số các dòng chọn tạo trong nước, 20 dòng có thể sử dụng vào việc tạo ra các tổ hợp lai có triển vọng : T1s-96, T24s T25s, T26s,T27s, T29s, 103s (Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội), VN01s, TGMS- VN1, TGMS-VN5, TGMS- VN7 (Viện di truyền nông nghiệp - Viện khoa học Nông Nghiệp Việt Nam) và các dòng 7s, CN6s (Viện cây lương thực và cây thực phẩm- Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam) đã được chọn và nhân thuần với khối lượng lớn để cung cấp cho sản xuất

Lần đầu tiên Trung Tâm Nghiên cứu phát triển lúa lai đã nhân được 10 tấn giống BoA 87 và 2 tấn Trắc 64 đã được nhân trong nước cung cấp cho tổ hợp lai Bắc ưu 64 trong năm 1998 - 1999

Đến nay, những đơn vị như : Trung tâm giống Vụ Bản Nam Định, Công ty cổ phần Giống cây trồng Trung ương, Công ty vật tư nông nghiệp Hải Phòng, Công ty giống cây trồng miền Nam, Trung tâm giống cây trồng Thanh Hóa có đủ năng lực chọn thuần và nhân lượng lớn dòng mẹ BoA phục

vụ cho sản xuất hạt lai các tổ hợp hệ bắc ưu trong nước

Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển lúa lai đã chọn thuần và duy trì dòng AMS20A (IR58025A) cung cấp hạt mẹ đủ tiêu chuẩn chất lượng cho sản xuất hạt lai của các tổ hợp HYT57, HYT83, HYT100, HY92 Diện tích

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 16

sản xuất hạt lai hàng năm của các tổ hợp trên đạt khoảng 100 ha/năm

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã chọn thuần và nhân dòng siêu nguyên chủng 103S và T1S-96 của hai tổ hợp lúa lai hai dòng VL20 và TH3-

3 diện tích sản xuất hạt lai đạt 200-300 ha/năm

Riêng dòng mẹ II-32A không ổn định tính bất dục trong điều kiện của Việt Nam Tuy nhiên, khoảng 20 tấn giống nguyên chủng II-32A được nhân bởi Trung tâm nghiên cứu phát triển lúa lai, con lai F1 được sản xuất từ dòng

mẹ trên đạt độ thuần 98-99 % Những dòng vật liệu II-32A thích hợp hơn với điều kiện của Việt Nam đang được tiếp tục chọn thuần để đưa vào sản xuất

Đối với dòng mẹ của lúa lai hệ hai dòng tổ hợp Bồi Tạp Sơn Thanh: Hiện tại chất lượng thấp phải khử lẫn từ 5-10%.Tuy nhiên các nhà chọn giống lúa lai Việt Nam đã có nhiều cố gắng xây dựng và thực hiện quy trình sản xuất hạt siêu nguyên chủng thông qua thanh lọc trong nhà kính có nhiệt độ nhân tạo trung bình nhỏ hơn 240C để cung cấp dòng mẹ đảm bảo độ thuần để sản xuất hạt lai F1 trong vụ mùa [5]

Các dòng bố mẹ của một số tổ hợp lúa lai mới được chọn tạo trong nước: HYT83, HYT57, HYT100 (Trung tâm nghiên cứu và phát triển lúa lai, Việt lai 20, TH3-3 (Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội), có thể giúp cho các cơ sở sản xuất hạt lai F1 theo yêu cầu phát triển lúa lai hiện nay [16]

2.5 Xây dựng quy trình sản xuất hạt lai F1

Theo Nguyễn Trí Hoàn (2001) [12], sau nhiều năm nghiên cứu và sản xuất thử, chúng ta đã hoàn chỉnh quy trình sản xuất hạt lai F1 hai tổ hợp lúa lai cho vụ Mùa là Bắc ưu 64 Các quy trình sản xuất hạt lai F1 nêu trên đã được Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông thôn cho phép áp dụng rộng rãi trong cả nước Năng suất hạt lai của các tổ hợp này trên diện tích rộng (trong điều kiện khí hậu, thời tiết bình thường) có thể đạt 2-3,5 tấn/ha Một số biện

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 17

pháp kỹ thuật điều khiển dòng bố mẹ trỗ bông trùng khớp và tạo kết cấu quần thể hợp lý đã được nghiên cứu và thu được những kết quả Năm 2001, diện tích sản xuất hạt lai F1 là 1.450 ha đã đạt năng suất bình quân 1.750 kg/ha Năm 2002 diện tích sản xuất là 1.600 ha, năng suất bình quân đạt 2.500kg/ha

và sản lượng hạt lai F1 thu được 4.000 tấn

Quy trình sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Nhị ưu 63, Nhị ưu 838 đã được thiết lập và thử nghiệm tại một số địa phương như: Hà Tây và Hòa Bình đều cho năng suất từ 2-3 tấn/ha Một số tổ hợp lai khác có dòng mẹ là IR58025A cũng

đã được tập trung nghiên cứu để nhanh chóng triển khai vào sản xuất, trong đó biện pháp kỹ thuật được nhiều người quan tâm là sử dụng một số hóa chất để tăng cường quá trình đậu hạt trong quá trình sản xuất hạt lai F1 Mặc dù tổ hợp HYT57 rất khó sản xuất hạt lai, nhưng khi áp dụng quy trình sản xuất mới cũng

đã đạt năng suất 1,8-2,3 tấn/ha (tại trung tâm Nghiên cứu và Phát triển lúa lai, tại Thái Bình, Hải Phòng) và các tổ hợp HYT82, HYT83 tại Bình Định và Đồng Bằng sông Cửu Long cho năng suất hạt lai đạt tới 2,2-2,5 tấn/ha

Tổ hợp lúa lai hệ “hai dòng’’ Việt Lai 20 (103S/R20) khi mới ra đời cũng đã đạt năng suất hạt lai trung bình 1.603 kg/ha (năm 1998), tăng lên 3.015 kg/ha (năm 2001) trên diện tích sản xuất hạt lai F1 là 12 ha, năng suất

cá biệt đạt được 4.432kg/ha [15] Tổ hợp TH3-3 (T1S-96/R3) có năng suất khi sản xuất hạt lai F1 khá cao, bình quân đạt được 3.210 kg/ha trên diện tích rộng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, tiết kiệm trong việc sử dụng GA3( liều lượng từ 60-80 g/ha) nên giá thành hạt lai hạ rất phù hợp với điều kiện hiện tại của người nông dân Việt Nam [29] Bên cạnh việc tổ chức sản xuất hạt lai F1 các nhà khoa học Việt Nam còn thực hiện việc chuyển giao thành công kỹ thuật này đến người nông dân Hàng năm đã tự sản xuất được khoảng 15-20

% lượng giống và tiết kiệm được ngoại tệ, tạo công ăn việc làm, tăng thu nhập cho người nông dân

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 18

Bảng 2.2: Tình hình sản xuất hạt lai F1 ở Việt Nam

trong những năm gần đây

2.6 Chọn tạo những tổ hợp lai mới

Việc chọn tạo những tổ hợp lúa lai mới ở Việt Nam được xác định bởi quá trình phân lập, sử dụng những vật liệu nhập nội để tạo những tổ hợp lai thích hợp với điều kiện sinh thái nước ta Bằng phương pháp này trong những năm qua chúng ta đã xác định được những tổ hợp tốt như Shan ưu 63, Bắc ưu

64, Shan ưu quế 99, Nhị ưu 63, Nhị ưu 838 và gần đây là tổ hợp D.ưu 527, Bắc ưu 253, Bắc ưu 968, tổ hợp lúa lai hệ “hai dòng’’ Bồi tạp Sơn Thanh Những tổ hợp này đã được tổ chức sản xuất hạt lai và phổ biến trên diện tích rộng ở nhiều tỉnh thành trong cả nước

Từ những vật liệu dòng bố mẹ chọn tạo trong nước đã tạo ra những tổ hợp mới theo hướng năng suất, chất lượng cao, chống chịu tốt với sâu bệnh

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 19

hại và điều kiện bất thuận thay thế dần các tổ hợp lai nhập nội từ Trung Quốc Nhiều tổ hợp lai đã được người nông dân chấp nhận và phổ biến rộng vào sản xuất ở nhiều vùng sinh thái khác nhau

Tổ hợp VL20 (103S/R20) là tổ hợp lúa lai ngắn ngày thích ứng cho vụ Xuân muộn (125-135 ngày), và vụ Mùa sớm (100-110 ngày) năng suất đạt 6-8 tấn Ưu điểm của tổ hợp là ngắn ngày phù hợp cho vụ Mùa sớm, tạo điều kiện làm vụ ngô đông chống chịu tốt với bệnh bạc lá thích hợp với vùng đất khó khăn, miền núi Sản xuất hạt lai để đạt năng suất 3-3,5 tấn/ha Nhược điểm năng suất không cao ở các tỉnh đồng bằng thâm canh, gạo chất lượng không cao, dòng mẹ độ thuần chủng chưa cao, giống được công nhận năm 2001

Tổ hợp TH3-3 (T1S96/R3) ưu điểm thời gian sinh trưởng tương tự VL20 để sản xuất hạt lai đạt năng suất cao, cũng thích ứng cho vùng đất Trung du Miền núi, thích ứng cho vụ Xuân muộn Mùa sớm cơm ngon thuộc nhóm chất lượng cao, nhược điểm tiềm năng suất không cao trong những vùng thâm canh, giống được công nhận năm 2003

Tổ hợp HYT57 (Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển lúa lai), là tổ hợp lúa lai 3 dòng, có thời gian sinh trưởng 120 ngày, thích ứng với vụ Mùa trung, năng suất bình quân 6,5- 8,5 tấn/ha Đặc điểm nổi bật của HYT57 là hạt gạo dài, trong, cơm dẻo và thơm Tuy nhiên hạn chế của HYT57 là năng suất hạt lai F1 khi sản xuất ở các tỉnh phía Bắc thấp hơn ở miền Nam và miền Trung

Tổ hợp HYT83 có thời gian sinh trưởng trung bình 110-115 ngày trong

vụ Mùa sớm, 130-135 ngày trong vụ Xuân muộn Năng suất cao tương đương với D.ưu 527 (7- 9 tấn/ha) ở vụ Xuân Đồng Bằng Bắc Bộ, 10-12 tấn/ha ở các tỉnh Tây Nguyên Gạo có chất lượng cao, cơm dẻo, thơm ngon, chống chịu bệnh bạc lá tốt hơn trong vụ mùa nên gieo cấy cả hai vụ Sản xuất hại lai được

cả trong vụ Xuân và vụ Mùa, năng suất hại lai đạt 2-2,5 tấn/ha Đây là tổ hợp rất có triển vọng để thay lúa lai Trung Quốc trong các vùng thâm canh

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 20

Nhược điểm hạt gạo ngắn hơn 7 mm không đủ tiêu chuẩn xuất khẩu Giống được công nhận năm 2003

Tổ hợp HYT100 là tổ hợp 3 dòng chất lượng cao, thời gian sinh trưởng

110 ngày vụ Mùa, 130-135 ngày vụ Xuân muộn, ưu điểm năng suất cao tương đương HYT83 và lúa lai Trung Quốc, D.ưu 527, Nhị ưu 838 Trong vụ Xuân, hạt gạo dài, trong, cơm dẻo thơm, hợp với thị hiếu gạo chất lượng cao

ở Việt Nam sản xuất hạt lai để đạt năng suất 2-2,8 tấn/ha sản xuất được cả hai

vụ, nhược điểm là nhiễm bệnh bạc lá Giống được dùng sản xuất gạo chất lượng cao ở Thái Bình, Hà Nam, Nam Định gạo HYT 100 đã được đăng kí chất lượng độc quyền (gạo thiên hương HYT100 bởi công ty tư nhân Thống Nhất Giao Thủy – Nam Định)

Tổ hợp HYT92 tổ hợp này năng suất cao ổn định ở vụ Xuân và vụ Mùa Ưu điểm là giống cho chất lượng cao, gạo dài, hợp cho vùng ruộng hơi trũng như Hà Nam, Thái Bình, Hải Phòng Giống HYT92 là giống triển vọng trong 3 vụ khảo nghiệm Quốc Gia Trong thí nghiệm sản xuất thử HYT92 cho năng suất tương đương Nhị ưu 838 và Bắc ưu 93 Giống đang được đề nghị cho báo cáo công nhận giống Gạo với thương hiệu (gạo thiên hương HYT92) đã được đăng ký độc quyền Giống được sản xuất mô hình 90

ha tại Giao Thủy – Nam Định vụ Mùa năm 2005

Gần đây nhiều tổ hợp lúa lai hai dòng có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao chất lượng tốt thích ứng cho vụ Xuân muộn và Mùa sớm mới được chọn tạo như: HYT102, HYT103, HYT106, HYT107, các tổ hợp HYT102, HYT103 đang được đề nghị công nhận giống, sản xuất thử ở các tỉnh đều cho năng suất cao Điều thuận lợi là dòng mẹ TMGS MS30S (827S)

có độ ổn định cao với tính bất dục, nhiệt độ gây bất dục thấp 23,5-24oC Nên sản xuất hạt lai F1 của các tổ hợp này dễ đạt năng suất cao

Hiện nay Bộ đang đẩy nhanh việc công nhận giống mới cho những tổ

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 21

hợp lúa lai có triển vọng trong khảo nghiệm quốc gia để làm phong phú bộ giống lúa lai cho sản xuất Cho đến nay đã có khoảng 25 giống lúa lai trong nước được công nhận trong đó có 14 giống đã được chính thức đưa vào danh mục giống cây trồng được phép sản xuất kinh doanh Giống lúa lai nhập nội có 45 giống đã được công nhận chính thức và công nhận cho sản xuất thử, trong đó 24 giống đã đưa vào Danh mục giống cây trồng được phép sản xuất kinh doanh Các giống lúa lai của Việt Nam (ký hiệu TH, VL, HYT, LC…) có nhiều ưu điểm, đang cạnh tranh và phát triển mạnh ở các vùng lúa lai chính trên cả nước

2.7 Phát triển lúa lai thương phẩm

Sản xuất lúa lai thương phẩm tại Việt Nam đã tăng nhanh chóng về diện tích và năng suất Năm 1991 cấy thử 100 ha, vụ Xuân năm 1992 diện tích tăng lên 1.300 ha và đạt 650.000 ha vào năm 2003, chiếm 8% diện tích lúa cả nước, diện tích lúa lai trong vụ Xuân chiếm 58% và vụ Mùa chiếm 42% Hiện tại có khoảng 94% diện tích lúa lai được gieo cấy ở các tỉnh phía Bắc, trong đó vùng đồng bằng sồng Hồng chiếm 40,7%, Trung du miền núi phía Bắc 25,6%, Bắc trung bộ 27,2%, duyên hải Nam Trung bộ 4,9% và Tây Nguyên 1,6% (Nguyễn Như Hải, 2006) [10] Diện tích lúa lai thương phẩm năm 2010 đạt 605.642 ha, năng suất lúa lai thương phẩm đạt bình quân 60,0 đến 68,5 tạ/ha/vụ Trong cùng điều kiện canh tác, năng suất lúa lai cao hơn lúa thuần khoảng 10 tạ/ha có nơi cao hơn đến 15-20 tạ/ha Nhiều tỉnh có diện tích lúa lai cao đều là những tỉnh có năng suất lúa tăng Đặc biệt 2 tỉnh Nghệ An và Thanh Hoá nhờ đưa mạnh lúa lai, năng suất năm 2004 so 1992 tăng gấp 2 lần, góp phần đưa bình quân lương thực/đầu người của Thanh Hoá đạt 420 kg/người và Nghệ An: 360 kg/người Một số tỉnh có diện tích trồng lúa lai lớn là: Nam Định, Thanh Hoá, Nghệ An, Ninh Bình, Hà Nam, Phú Thọ, Yên Bái, Lào Cai, Hoà Bình Địa bàn gieo cấy lúa lai đã mở rộng ra các tỉnh miền Trung và Tây Nguyên như Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Kon Tum, Đăk Lăk

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 22

Hiện nay, giống lúa lai ba dòng được trồng phổ biến là Bắc ưu 64, Bắc

ưu 903, Bắc ưu 253, Nhị ưu 838, Nhị ưu 63, D ưu 525 Diện tích lúa lai trong

vụ Xuân chủ yếu là các tổ hợp lai hệ Nhị ưu Một số tổ hợp lai ba dòng chọn tạo và sản xuất trong nước như HYT57, HYT83, HYT92, HYT100 … ngày càng được mở rộng diện tích Các giống lúa lai hai dòng chọn tạo trong nước như Việt Lai 20, TH3-3, TH3-4, … được nhanh chóng mở rộng sản xuất vì có các ưu thế như thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất khá, cơm ngon, đặc biệt

là năng suất sản xuất hạt F1 cao góp phần làm hạ giá thành sản phẩm để cạnh tranh với các giống lúa lai hai dòng nhập nội

Diện tích sản xuất hạt giống lúa lai ngày một tăng Năm 1992 mới chỉ

có 267 ha đến năm 2003 đã có 1.700 ha, các tỉnh có diện tích sản xuất hạt giống lúa lai lớn đó là: Thanh Hoá 357ha, Hải Phòng 120 ha, Hà Nam 180 ha, Nam Định 150 ha, Ninh Bình 100 ha, Yên Bái 150 ha, Quảng Nam 200 ha, Đắc Lắk 95 ha, Bình Định 80 ha … Việc mở rộng diện tích sản xuất hạt lai F1 trên quy mô lớn tại các tỉnh Quảng Nam, Đăk Lăk, Cần Thơ, Long An đã mở

ra triển vọng to lớn về sản xuất hạt giống tại các tỉnh miền Trung, Tây Nguyên và miền Nam nơi có điều kiện khí hậu phù hợp cho việc sản xuất hạt lai F1( Cục Nông nghiệp, 2005)

Năng suất sản xuất hạt giống lúa lai bình quân đạt 20 tạ/ha Nhiều tỉnh đạt năng suất cao là Nam Định: 32 tạ/ha, các tỉnh khác đạt từ 18-25 tạ/ha Đặc biệt việc sản xuất hạt lai tại một số tỉnh ở Nam Trung bộ: Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định; ở Đồng bằng sông Cửu Long như Cần Thơ, Long An với kỹ thuật mới là cấy dòng bố, gieo thẳng dòng mẹ, năng suất đạt trên 30 tạ/ha có điểm đạt 40 tạ/ha, đánh dấu sự tiến bộ mới trong sản xuất hạt giống (Cục Nông nghiệp, 2005)

Hiện tại Việt Nam sản xuất hàng năm 3.500 - 4.000 tấn hạt giống lúa lai F1, cung cấp 20 - 25 % tổng nhu cầu hạt giống để gieo trồng trên diện tích

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 23

600.000 ha lúa lai mỗi năm Tính riêng sản xuất hạt lai F1 của cả nước trong năm 2010 đạt khoảng 2.210 ha, tăng 44,9% so với năm 2009, sản lượng ước đạt 4.000 tấn hạt lai F1 cung cấp cho sản xuất (Bộ Nông nghiệp và Phát triển

Nông thôn - Cục trồng trọt, 2011) [32] Qua 19 năm (1991 - 2010) công nghệ

lúa lai đưa vào Việt Nam, lúa lai đã có chỗ đứng khá bền vững, nông dân chấp nhận, góp phần đưa công nghệ trồng lúa của Việt Nam vươn tới trình độ cao của khu vực Lúa lai không chỉ phát triển ở các tỉnh phía Bắc, mà hiện tại

đã phát triển mạnh ở các khu vực khác mà trước đây chúng ta cho rằng không thể phát triển như Đồng bằng sông Cửu Long Một số giống lúa lai nhiệt đới của một số công ty Bayer, Giống Cây trồng Miền Nam, Bioseed,… đã đưa ra thị trường và được ưa chuộng trong vài năm gần đây như: ARIZE B-TE1, ARIZE XL 94017, PAC 807, Bio 404, …

2.8 Kỹ thuật sản xuất hạt lai F1

2.8.1 Các bước chính trong kỹ thuật sản xuất hạt lai F1

- Chọn thời kỳ cho quần thể ruộng trỗ bông an toàn: Cần dựa vào số liệu khí tượng cụ thể của từng nơi để bố trí thời vụ, thời gian gieo bố mẹ

- Đảm bảo cho quần thể bố mẹ trỗ bông trùng khớp: bằng cách gieo mạ

bố mẹ, các biện pháp dự đoán và điều khiển sao cho bố mẹ trùng khớp

- Tỷ lệ hàng bố mẹ, mật độ cấy, số dảnh cấy và cách bố trí hàng cấy hợp lý

- Bón phân, phòng trừ sâu bệnh, cỏ dại và chăm sóc hợp lý

- Phun GA3 khi đòng dòng mẹ nhú khoảng 5 - 12% [28]

- Gạt phấn, thụ phấn bổ khuyết

- Đảm bảo cách ly, khử lẫn triệt để

- Thu hoạch, bảo quản

2.8.2 Các phương pháp tạo quần thể bố mẹ cho năng suất cao

Trong quần thể ruộng sản xuất hạt lai F1 kết cấu quần thể phụ thuộc

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 24

vào 3 yếu tố: Tỷ lệ hàng bố mẹ, mật độ cấy, số dảnh cấy Để tăng năng suất cao cần xác định kết cấu quần thể hợp lý

Theo Kumar (1996) [33] xác định tỷ lệ hàng bố mẹ còn phải quan tâm đến tập tính nở hoa của dòng mẹ như thời gian nở hoa, số hoa nở rộ, cấu trúc của hoa, tỷ lệ thò vòi nhụy, trình độ thâm canh của cơ sở sản xuất

Kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Việt Nam: Tổ hợp Sán ưu quế 99 ở tỷ lệ 1: 8 với mật độ hàng mẹ 13 x 10 cm cho năng suất cao nhất 1.527 kg/ha Tỷ lệ 1:10; 2:14; có cùng mật độ 13 x 10 cm cho năng suất tương đương nhau Với Bác ưu 64 tỷ lệ 2:16 mật độ dòng mẹ 13 x 10 cm cho năng suất cao nhất (2.453 kg/ha) Nhị ưu 838 với tỷ lệ 2:12 mật độ 15x15 hoặc 15x17 cho năng suất cao nhất (3.298 kg/ha)…

2.8.2.2.Mật độ cấy và số dảnh cấy/ khóm

Mật độ cấy và số dảnh cấy phụ thuộc vào đặc điểm của dòng bố mẹ, độ phì của đất, trình độ kỹ thuật thâm canh Việc tăng mật độ đảm bảo số dảnh

cơ bản khi cấy coi là yếu tố quan trọng quyết định số bông hữu hiệu

Theo Yuan L.P và Xi Q.F (1995) [52] để đạt năng suất hạt lai F1 cao nhất cần cấy dòng mẹ đủ 3 triệu dảnh cơ bản/ ha, dòng mẹ cấy 3 - 4 hạt thóc

mạ /khóm, dòng bố 2 - 3 hạt thóc mạ /khóm

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 25

Doãn Kỳ Hoa (1996) [14] cho rằng số bông trên đơn vị diện tích là cơ

sở của sản xuất giống cao sản, mỗi một ha phải đảm bảo 2,2 - 2,3 triệu bông

2.8.2.3 Xác định thời kỳ trỗ an toàn

Lúa lai hai dòng cần có giai đoạn an toàn đó là thời kỳ mẫn cảm với nhiệt độ, ánh sáng (từ khi hình thành nhị đực đến phân bào giảm nhiễm) và thời kỳ trỗ bông Lúa trỗ bông vào thời kỳ bất dục ổn định thì mới đảm bảo được chất lượng hạt giống Để biết được thời kỳ bất dục ổn định của dòng TGMS trước hết phải biết rõ nhiệt độ khởi điểm bất dục của dòng đó, ví dụ Pei ải 64S có nhiệt độ khởi điểm bất dục là 23,30C, T25S nhiệt độ khởi điểm bất dục 240C … Sau đó căn cứ vào số liệu khí tượng để phân tích thời kỳ mẫn cảm Ở thời kỳ mẫn cảm nhiệt độ bình quân ngày phải cao hơn nhiệt độ khởi điểm bất dục

Theo Yuan L.P [46] điều kiện thuận lợi cho bố mẹ trỗ bông và nở hoa là

+ Nhiệt độ trung bình ngày 24 - 300C + Chênh lệch nhiệt độ ngày đêm 8 - 100C + Độ ẩm tương đối không khí 70 - 90%

+ Có đủ ánh sáng mặt trời, gió nhẹ, không mưa ít nhất 3 ngày Phạm Ngọc Lương [15], Nguyễn Thị Trâm, Nguyễn Văn Hoan [27], Trần Duy Quý [18] đều cho rằng các dòng TGMS chọn tạo ở Việt Nam có nhiệt độ gây bất dục hoàn toàn từ 25 - 270C và nhiệt độ gây tới hạn bất dục 24

- 24,80C Dựa vào số liệu khí tượng của Việt Nam kết luận có thể sản xuất hạt giống F1 hệ hai dòng từ tháng 5 đến tháng 12 Duy trì dòng TGMS từ tháng 10 đến tháng 4 [13]

Theo Nguyễn Thị Trâm [27], Nguyễn Công Tạn [21] thời điểm trỗ bông an toàn ở miền Bắc Việt Nam là từ 5/9 - 20/9

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 26

2.8.2.4 Sự trùng khớp

Trong quá trình sản xuất hạt lai việc trùng khớp bố, mẹ quyết định đến thành công của việc sản xuất hạt lai Có rất nhiều quan điểm khác nhau về sự trùng khớp

Nguyễn Công Tạn [19] 1992: sự trùng khớp là sự trỗ bông khi dòng bố

và dòng mẹ trỗ bông cùng ngày hoặc chênh lệch từ 1 đến 2 ngày Sự trùng khớp còn phụ thuộc vào mức độ nở hoa tập trung của các dòng bố mẹ mà quyết định dòng nào trỗ trước và dòng nào trỗ sau

Hoàng Bồi Kính 1993, [13] sự trỗ bông trùng khớp tốt nhất là dòng mẹ trỗ trước dòng bố 2 ngày

Nguyễn Thị Trâm, 2000 [24] sự trùng khớp phải đảm bảo sao cho ngày

nở hoa đầu tiên của dòng bố phải trùng với ngày nở hoa đầu tiên của dòng mẹ

Trần Ngọc Trang, 2002 [29], trong thời kỳ trổ hoặc phơi màu của các dòng bố mẹ nếu xét tương đối trùng khớp khi dòng bố trỗ cùng hoặc trỗ trước, sau 1 - 2 ngày

Từ thực tế sản xuất đại bộ phận cây bố ngay ngày trỗ bông đã lập tức

nở hoa tung phấn, cơ bản kết thúc hoa nở ngay trong buổi sáng, còn cây mẹ ngay trong ngày trỗ bông chưa nở hoa mà ngày hôm sau tỷ lệ hoa nở chưa cao lại thường nở hoa kéo dài đến buổi chiều, nếu cây bố và cây mẹ bắt đầu trỗ cùng lúc thì lãng phí toàn bộ số hạt phấn của hoa bố ngày hôm đó và phần lớn

số hạt phấn của hoa bố ngày hôm sau Nếu cây mẹ trỗ sớm hơn cây bố 1 ngày thì cũng lãng phí rất nhiều phấn bố Ngoài ra hoa mẹ có tập tính vòi nhụy vươn ra ngoài chờ thụ phấn Do vậy để dòng mẹ trỗ sớm hơn bố hai ngày là phù hợp nhất

* Các biện pháp đảm bảo cho bố mẹ trỗ trùng khớp

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 27

+ Phương pháp dựa và thời gian sinh trưởng của dòng A và dòng R, phương pháp này phụ thuộc rất lớn vào đất đai, khí hậu, điều kiện chăm sóc

Do vậy để đảm bảo chính xác cần phải căn cứ vào số liệu sinh trưởng của dòng bố mẹ trong vòng nhiều năm trong cùng thời vụ, điều kiện chăm sóc

+ Phương pháp dựa vào sự chênh lệch số lá người ta theo dõi thật kỹ số

lá trên thân chính của dòng bố, mẹ ở từng vùng, từng thời kỳ khác nhau Dòng nào có số lá nhiều hơn được gieo trước và khi đạt đến số lá chênh lệch thì gieo dòng tiếp

+ Phương pháp dựa vào tổng tích ôn hữu hiệu:

Tích ôn hữu hiệu là tổng lượng nhiệt tích lũy có ích trong quá trình sinh trưởng, phát triển Cách tính tổng tích ôn hữu hiệu (EAT) của một giai đoạn sinh trưởng nhất định theo công thức:

EAT = ∑ (T – H – L)0C EAT: Tích ôn hữu hiệu của một giai đoạn sinh trưởng nhất định (0C) T: Nhiệt độ trung bình ngày

H: Nhiệt độ cao hơn nhiệt độ giới hạn (270C), H được tính cho ngày mà nhiệt độ cao hơn 270C Ví dụ nhiệt độ trung bình ngày là 290C thì H = 29 - 27 = 2

L: `nhiệt độ giới hạn dưới (120C) Những ngày có nhiệt độ nhỏ hơn

120C thì L = 0

Khi có số liệu EAT của dòng bố và dòng mẹ, tính sự chênh lệch EAT giữa chúng Dòng có EAT thấp hơn thì gieo trước khi dòng này tích lũy được lượng nhiệt chênh lệch thì gieo dòng còn lại

Ngoài 3 phương pháp trên thì còn có các phương pháp khác như: phương pháp hồi quy tổng hợp, phương pháp tính tốc độ ra lá

* Các phương pháp dự báo sự trùng khớp

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 28

+ Phương pháp bóc đòng: Căn cứ vào hình thái và kích thước của đòng

mà các nhà khoa học Trung Quốc chia quá trình phân hóa đòng thành 8 bước Nội dung của phương pháp này là khoảng 30 ngày trước trỗ cứ 3 ngày một lần lấy đòng non từ các dảnh chính của dòng bố mẹ đem bóc theo dõi tiến độ phân hóa đòng bằng mắt hoặc kính lúp (Nguyễn Công Tạn, 1992) [19] Nếu dòng A có thời gian sinh trưởng ngắn hơn dòng R thì trong 3 bước đầu dòng

R phải sớm hơn một bước Trong các bước 4, 5 và 6 hai dòng phải trùng nhau Trong các bước tiếp theo dòng A sớm hơn để trỗ trước dòng R, một đến hai ngày Nếu dòng A, dòng R có thời gian sinh trưởng bằng nhau, thì trong suốt quá trình phân hóa đòng dòng A phải sớm hơn dòng R một đến hai bước Nếu dòng A có thời gian sinh trưởng dài hơn dòng R, thì trong ba bước đầu dòng A phải sớm hơn dòng R một bước

+ Phương pháp số lá: Vào thời kỳ 3 lá cuối cùng dù vụ Xuân hay vụ Mùa, nhiệt độ tương đối ổn định do đó tốc độ ra lá của 3 lá cuối cùng rất ít biến động Theo kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Trung Quốc, quan

hệ giữa số là còn lại và các bước phân hóa đòng như sau:

Số là còn lại Bước phân hóa đòng

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 29

thân chính của các dòng A, R

Người ta có thể dựa vào đặc điểm thắt eo của bốn lá cuối cùng để dự báo ngày phân hóa đòng Khi thấy có xuất hiện thắt eo ở cách đỉnh 5 - 7cm là lúc cây bắt đầu phân hóa đòng

* Các phương pháp điều chỉnh trỗ bông trùng khớp

- Sử dụng phân bón

Bón thúc đạm với mức 150 kg Ure/ ha Có thể làm cho thời kỳ trỗ bông chậm lại 3 - 4 ngày Bón tăng Kali với mức 50 - 70 kg/ha có thể thúc đẩy trỗ nhanh hơn 1 - 2 ngày (Yuan L P và Fu, 1995) [49] có thể phun Ure 2% vào lúc trỗ làm cho lúa trỗ chậm lại 2 - 3 ngày, còn phun KNO3 (200 ppm),

KH2PO4 1% làm cho lúa trỗ sớm hơn 2 ngày

- Biện pháp dùng nước

Dòng mẹ phản ứng không giống nhau với nước, dòng bố nhạy cảm với nước Do đó nếu dòng bố trỗ nhanh hơn thì tháo cạn nước còn nếu chậm thì cho ngập nước thúc đẩy đòng (Nguyễn Công Tạn, [21], Nguyễn Thị Trâm [27])

* Biện pháp hóa chất

Phun GA3 + KH2PO4 làm cho đòng phát triển vào cuối bước 7 (4 -5 ngày trước trỗ) Nếu dòng A chậm thì phun 7 - 8 g GA3 +1,5 kg KH2PO4 +

400 lít nước/ ha Nếu dòng R chậm thì phun 1/3 lượng trên

Ngoài ra có thể sử dụng các chất như Boric axit, IBA, IAA có tác dụng làm cho lúa trỗ sớm hơn

2.8.2.5 Những biện pháp kỹ thuật để nâng cao năng suất hạt lai

a) Sử dụng GA3 và một số hóa chất để nâng cao năng suất hạt lai F1

GA3 (Giberelin acid) là một hormon sinh trưởng thực vật có công thức

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 30

phân tử là C19H22O6, có tác dụng kích thích sự vươn dài của tế bào Vì vậy việc sử dụng GA3 là một then chốt trong kỹ thuật sản xuất hạt lúa lai F1 Tác dụng của GA3 trong sản xuất hạt lai F1 là: Làm cho bông dòng mẹ trỗ thoát,

ít có hiện tượng ấp bẹ, tăng tỷ lệ thò vòi nhụy ra ngoài và tăng khả năng tiếp nhận hạt phấn của núm nhụy dòng mẹ, thời gian nở hoa của dòng mẹ được kéo dài, tăng góc mở của hoa, mở rộng góc lá đòng và thuận lợi cho việc thụ phấn chéo Dùng GA3 điều chỉnh chiều cao cây của dòng bố mẹ và làm cho dảnh phụ phát triển nhanh trở thành các bông hữu hiệu (Yuan.L.P và Xi.Q.F, 1995) [49], Kumar.R.V,1996 [30] Như vậy GA3 có tác dụng tăng cường quá trình thụ phấn chéo và làm tăng năng suất hạt lai F1

Nguyễn Văn Luật và cộng sự, 1994 [32], cho rằng: Phun GA3 với nồng

độ 60ppm khi lúa trỗ 5% làm tăng tỷ lệ thụ phấn chéo từ 5 - 5,9% và làm cho năng suất hạt lai tăng từ 200 - 600 kg/ha Liều lượng GA3 dùng trong sản xuất hạt lúa lai F1 thay đổi, tùy thuộc vào mức độ mẫn cảm của các dòng bất dục và từng tổ hợp lai

Theo Hoàng Bồi Kính, 1993 [13], muốn đạt năng suất hạt giống F1 hệ “3 dòng” siêu cao, lượng GA3 cần dùng từ 240 - 270g/ha, được chia làm 2 lần phun:

Lần 1: 90 - 120g/ha với nồng độ 200 - 320 ppm khi lúa trỗ 15 - 20 %

Lần 2: 150 - 180g với nồng độ 400 - 480 ppm khi lúa trỗ 60 - 70%

Tại Ấn Độ, lượng GA3 được dùng thấp hơn so với Trung Quốc, 45 - 60g/ha Kumar.R.V, (1996) [30]

Liều lượng GA3 dùng cho những tổ hợp có dòng mẹ là Pei ải 64S đã được một số tác giả Trung Quốc đề cập trong những năm gần đây

Theo Yong Y.M, 2001[40] năm 1999 một công ty của Trung Quốc đã sản xuất 33,34 ha hạt lai tổ hợp Pei ải 64S/E32, đạt năng suất trung bình 2,25 tấn/ha, ruộng có năng suất cao nhất là 3,83 tấn/ha Lượng GA3 sử dụng cho tổ

Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……… 31

hợp này là 675g/ha được chia cho 3 lần phun theo tỷ lệ 1:2:3

Yang B.S và cộng sự, 2001 [44] cho biết từ năm 1996 - 2000 Trung Quốc đã sản xuất nhiều tổ hợp có dòng mẹ Pei ải 64S trong đó có các tổ hợp siêu lúa như Pei ải 64S/E32, Pei ải 64S/9311 Năng suất ruộng hạt lai trung bình đạt 2,76 tấn/ha, ruộng cao nhất đạt 4,5 tấn/ha Sản xuất ở vụ thu lượng GA3 cần cho 1ha là 525g, phun 2 - 3 ngày liên tục vào 8 - 10h sáng, lần đầu dùng 15 - 30g GA3 + 2,25 - 3kg KH2PO4 hòa tan trong 750 lít nước để phun

Ping X.H, Sheng F.H,2001 [34] thông báo rằng: Từ năm 1996 – 2.000 dòng TGMS Pei ải 64S đã được sử dụng để sản xuất nhiều tổ hợp lai khác nhau Diện tích sản xuất hạt lai F1 năm 1996 là 27 ha, năm 1998 là 1.560 ha, năm 1999 là 3.580 ha và năm 2.000 là 6.600 ha năng suất bình quân của ruộng sản xuất hạt lai F1 là 2,91 tấn/ha, điển hình năng suất cao là 4,84 tấn/ha Dòng Pei ải 64S phản ứng không nhạy với GA3, nên khi sản xuất hạt lai phải sử dụng liều lượng cao Khi điều tra trên những ruộng cao sản cho thấy lượng GA3 cần sử dụng lên tới 570 gam/ha với phương pháp phun như sau: khi dòng mẹ phân hóa đòng bước 8 phun 15gam GA3 + 1,5kg

KH2PO4/ha, dòng mẹ trỗ từ 6 - 8% phun 120 gam GA3/ha, ngày tiếp theo phun 225gam/ha và ngày hôm sau phun 150 gam/ha, giữ lại 10 - 30 gam để phun bổ sung khi cần thiết 4 ngày sau lần phun thứ nhất

Ở Việt Nam theo Cục Khuyến nông - Khuyến lâm năm 2000 cho biết lượng GA3 và cách dùng như sau: Liều lượng dao động từ 180 - 200 gam/ha, chia làm 3 lần phun liên tục trong 3 ngày:

- Lần 1: 40 gam + 300 - 400 lít nước phun khi lúa trỗ 10 - 15%

- Lần 2: 60 - 70 gam + 600 - 800 lít nước

- Lần 3: 80 - 90 gam + 600 - 8000 lít nước

Khi phun GA3, người ta bổ sung thêm một số hóa chất khác như xà