Tuyển chọn tổ hợp lúa lai hai dòng mới và xác định một số biện pháp kỹ thuật góp phần xây dựng qui trình sản xuất hạt lai f1

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v 4.1.5 Mức ựộ nhiễm sâu bệnh hại của các tổ hợp lúa lai hai dòng ựược 4.1.6 Năng suất và các yếu tố cấu thành

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

*******_*******

TRẦN THỊ HUYỀN

TUYỂN CHỌN TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG MỚI VÀ XÁC ðỊNH MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT GÓP PHẦN XÂY DỰNG QUI TRÌNH SẢN XUẤT HẠT LAI F1

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2014

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

*******_*******

TRẦN THỊ HUYỀN

TUYỂN CHỌN TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG MỚI VÀ XÁC ðỊNH MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT GÓP PHẦN XÂY DỰNG QUI TRÌNH SẢN XUẤT HẠT LAI F1

Trang 3

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page i

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan: Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng ñược công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác, các thông tin trích dẫn trong luận án ñều ñược ghi rõ nguồn gốc

Hà Nội 15 tháng 4 năm 2014

Tác giả

Trần Thị Huyền

Trang 4

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Trâm ñã tận tình hướng dẫn và tạo ñiều kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu ñể tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Tôi xin cảm ơn ban lãnh ñạo Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, tập thể cán bộ phòng Công nghệ lúa lai ñã tạo ñiều kiện về thời gian, giúp ñỡ

và ñộng viên tinh thần ñể tôi hoàn thành luận văn này

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Sau ñại học, Khoa Nông học, bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã quan tâm giúp ñỡ, ñóng góp nhiều ý kiến quý báu trong suốt quá trình học tập và thực hiện ñề tài

Luận văn này hoàn thành còn có sự giúp ñỡ của nhiều ñồng nghiệp, bạn

bè, cùng với sự ñộng viên khuyến khích của gia ñình trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu

Hà Nội, ngày 15 tháng 4 năm 2014

Tác giả

Trần Thị Huyền

Trang 5

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iii

2.1 Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai trong và ngoài nước 3 2.1.1 Nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới 3

2.1.2 Nghiên cứu và phát triển lúa lai trong nước 14

2.2.1 Ưu thế lai về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 23

2.2.5 Ưu thế lai về tính chống chịu với ñiều kiện bất thuận 25

2.4 Một số nghiên cứu về biện pháp kỹ thuật sản xuất hạt lúa lai F1 36 2.4.1 Nghiên cứu về xác ñịnh thời vụ sản xuất hạt lai F1 36

Trang 6

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iv

2.4.4 Nghiên cứu sử dụng GA3 ñể nâng cao năng suất hạt lai F1 39

2.4.5 Nghiên cứu sử dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác khác 40

2.4.6 Nghiên cứu biện pháp thụ phấn bổ sung vào lúc cao ñiểm 41

2.4.7 Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật ñiều khiển nở hoa trùng khớp 42

PHẦN III VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45

3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát các tổ hợp lúa lai hai dòng mới lai thử

3.3.2 Thí nghiệm 2: Thí nghiệm so sánh các tổ hợp có triển vọng ñược

chọn trong thí nghiệm khảo sát ở ñiều kiện vụ Mùa 2013 47

3.3.3 Thí nghiệm 3: Tìm hiểu ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến sinh

trưởng phát triển của các dòng bố mẹ tổ hợp lai có triển vọng

4.1 Kết quả ñánh giá các tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ Xuân 2013 52 4.1.1 Kết quả chọn các tổ hợp lai trên ñồng ruộng ở vụ Xuân 2013 52

4.1.2 Một số ñặc ñiểm giai ñoạn mạ của các tổ hợp ñược chọn 53

4.1.3 Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng của các tổ hợp lúa lai hai

4.1.4 ðặc ñiểm nông sinh học của các tổ hợp lúa lai hai dòng ñược

Trang 7

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v

4.1.5 Mức ựộ nhiễm sâu bệnh hại của các tổ hợp lúa lai hai dòng ựược

4.1.6 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lúa

4.1.7 Kết quả ựánh giá mùi thơm trên lá và nội nhũ của các tổ hợp lúa

4.1.8 Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các tổ hợp lúa lai ựược chọn

4.1.9 Tổng hợp phiếu ựánh giá cảm quan cơm bằng phương pháp cho

4.1.10 Kết quả tuyển chọn các tổ hợp lúa lai ựược chọn trong vụ Xuân

2013 bằng phần mềm selection index (Nguyễn đình Hiền

Trang 8

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vi

4.2.7 Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các tổ hợp lúa lai hai dòng

4.2.8 Kết quả tuyển chọn các tổ hợp lúa lai trong vụ Mùa 2013 bằng

phần mềm chọn lọc selection index (Nguyễn đình Hiền -1996) 87

4.2.9 Một số ựặc ựiểm của các tổ hợp lai có triển vọng trong vụ Xuân

4.3 Kết quả ựánh giá ảnh hưởng của thời vụ gieo ựến sinh trưởng

phát triển của các dòng bố mẹ tổ hợp lai có triển vọng trong vụ

4.3.1 Ảnh hưởng của thời vụ gieo ựến thời gian từ gieo ựến trỗ và số lá

4.3.2 đặc ựiểm hạt phấn của dòng bố mẹ trong vụ Mùa 2013 94

4.3.3 đặc ựiểm thò vòi nhụy của các dòng mẹ trong vụ Mùa 2013 97

4.3.4 đánh giá sức sống vòi nhụy sau khi nở hoa thông qua tỷ lệ ựậu

4.3.5 đánh giá mức ựộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng bố mẹ

4.3.6 đặc ựiểm hình thái của các dòng bố mẹ trong vụ mùa 2013 101

4.4 Kết quả sản xuất thử tổ hợp lai mới và xác ựịnh liều lượng GA3 phù

4.4.3 Ảnh hưởng của liều lượng GA3 ựến một số yếu tố cấu thành

năng suất và năng suất hạt lai F1 của tổ hợp T10/R19 trong vụ

Trang 9

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii

4.4.4 Ảnh hưởng của liều lượng GA3 ñến một số yếu tố cấu thành

4.4.5 Ảnh hưởng của liều lượng GA3 ñến một số yếu tố cấu thành

Trang 10

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page viii

NSLT Năng suất lý thuyết

NSTT Năng suất thực thu

Trang 11

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ix

4.1 Kết quả chọn lọc các tổ hợp lai trên ñồng ruộng ở vụ Xuân 2013 52 4.2 Một số ñặc ñiểm sinh trưởng giai ñoạn mạ của các tổ hợp lúa lai

4.3 Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng của các tổ hợp lúa lai hai

4.4 ðặc ñiểm nông sinh học của các tổ hợp lúa lai ñược chọn trong

4.5 Mức ñộ nhiễm sâu bệnh hại của các tổ hợp lúa lai hai dòng ñược

4.6 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lúa

4.7 Bảng ñánh giá ñiểm mùi thơm trên lá và trên nội nhũ của các tổ

hợp lúa lai hai dòng ñược chọn trong vụ Xuân 2013 64 4.8 Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các tổ hợp lúa lai hai dòng

4.9 Bảng tổng hợp phiếu ñánh giá cảm quan cơm bằng phương pháp

cho ñiểm ñối với các tổ hợp lúa lai hai dòng ñược chọn trong vụ

Trang 12

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page x

4.10 Kết quả tuyển chọn các tổ hợp lúa lai hai dòng ựược chọn trong

vụ Xuân 2013 bằng phần mềm chọn lọc selection index 72 4.11 Một số ựặc ựiểm sinh trưởng ở giai ựoạn mạ của các tổ hợp lúa

4.12 Thời gian qua các giai ựoạn sinh trưởng của các tổ hợp lúa lai hai

4.18 Kết quả tuyển chọn các tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ Mùa

2013 bằng phần mềm selection index (Nguyễn đình Hiền -1996). 88 4.19 Một số ựặc ựiểm của các tổ hợp lai có triển vọng trong vụ Xuân

Trang 13

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page xi

4.24 đánh giá mức ựộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng bố mẹ

4.25 đặc ựiểm hình thái của các dòng bố mẹ trong vụ mùa 2013 101 4.26 Thời gian qua các giai ựoạn sinh trưởng của các dòng bố mẹ

4.27 đánh giá trùng khớp ở giai ựoạn phân hóa ựòng và trỗ của các

4.28 Ảnh hưởng của liều lượng GA3 ựến một số yếu tố cấu thành

Trang 14

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1

PHẦN I MỞ đẦU

1.1 đặt vấn ựề

Khai thác thành công ưu thế lai ở lúa tại Trung Quốc cuối thế kỷ XX mở

ra hướng mới trong cải tiến giống lúa, hướng khai thác và sử dụng ưu thế lai Các giống lai biểu hiện tắnh vượt trội về nhiều mặt: năng suất cao, chất lượng tốt, khả năng thắch ứng rộng, chống chịu sâu bệnh, chịu lạnh, nóng, hạn, úng, chống ựổ, chắn sớm, sử dụng tiết kiệm nước, phân bónẦNhờ vậy ựã thu hút các nhà chọn giống lúa mở rộng phạm vi nghiên cứu chọn tạo và cải tiến giống lúa

Nghiên cứu lúa lai ở Việt Nam bắt ựầu từ cuối những năm 1970 tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đến năm 1991, lúa lai ựược trồng thử nghiệm tại một số tỉnh phắa Bắc với diện tắch nhỏ đến năm 2012 diện tắch lúa lai thương phẩm ựạt 613 nghìn ha (Cục Trồng trọt, 2012) So với diện tắch lúa cả nước, lúa lai chỉ chiếm 12-15%, tuy nhiên lúa lai ựóng vai trò quan trọng ở phắa Bắc với diện tắch chiếm 32-33% trong vụ ựông xuân và khoảng 17-20% trong vụ Hè thu,

vụ Mùa, ựặc biệt ở các tỉnh Trung du miền núi phắa Bắc, Bắc Trung bộ Hiện nay lúa lai không những phát triển ở các tỉnh phắa Bắc mà còn ựược mở rộng vào các tỉnh Duyên hải Nam Trung bộ (DHNTB) và Tây Nguyên (TN) và bước ựầu vào đồng bằng sông Cửu Long

Các nhà khoa học của Việt Nam ựã ựạt ựược những thành tựu lớn trong việc nghiên cứu và phát triển lúa lai đó là thành công trong việc ựã chọn tạo

và sản xuất ựươc các dòng bố, mẹ với nguồn gen trong nước, chẳng hạn như các dòng mẹ của lúa lai hai dòng 103S, 135S, T1S-96, T7S (Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội), AMS 30S (Viện cây lương thực và cây thực phẩm) Những dòng này chắnh là những dòng mẹ của những tổ hợp lai ựang ựược sử dụng rộng rãi trong sản xuất như VL20, VL24, TH3-3, TH3-4, TH3-

5, TH7-2, HYT103, HYT108, LC212, LC270, HC1, Thanh ưu 3

Trang 15

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 2

Tuy diện tích sản xuất lúa lai tăng nhanh trong khoảng một thập kỷ ñầu nhưng trong những năm gần ñây diện tích lúa lai có xu hướng chững lại, ñặc biệt là tỷ lệ “lúa lai nội” còn thấp ðiều này có thể do một số nguyên nhân sau: 1- Có một số giống lúa thuần mới có năng suất tương ñương, giá thành rẻ chẳng hạn như Q5, Khang dân 18 vẫn ñược nhiều nông dân tin dùng; nông dân chuyển ñổi với giống cây có năng suất trung bình nhưng gạo chất lượng cao và có giá trị cao hơn, chẳng hạn như giống Bắc Thơm 7, RVT; 2- nguồn cung cấp hạt giống lúa lai không ổn ñịnh cả về số lượng và chất lương

Việt Nam chưa có nhiều dòng bố mẹ có ñặc ñiểm nông sinh học tốt, có khả năng kết hợp cao Năng suất của một số tổ hợp lúa lai chọn tạo trong nước còn thấp nên chưa thu hút ñược người nông dân tham gia sản xuất hạt giống lúa lai F1 Các tổ hợp lai chưa phong phú, ñặc biệt còn thiếu các tổ hợp lai chống chịu với sâu bệnh (nhất là rầy nâu, bạc lá) và ñiều kiện ngoại cảnh không thuận lợi như mặn, hạn, úng, rét Các giống lúa lai có chất lượng cao, ñáp ứng nhu cầu tiêu dùng nội ñịa và xuất khẩu cũng còn ít Do vậy, các cơ quan nghiên cứu của chúng ta cần phải tìm ra nhiều dòng bố mẹ, nhiều tổ hợp lai mới khắc phục ñược những vấn ñề nêu trên Góp phần giải quyết vấn ñề ñó, chúng tôi thực hiện ñề tài:

“Tuyển chọn tổ hợp lúa lai hai dòng mới và xác ñịnh một số biện pháp kỹ thuật góp phần xây dựng qui trình sản xuất hạt lai F1”

1.2 Mục ñích ñề tài

Tuyển chọn ñược một số tổ hợp lúa lai hai dòng mới có năng suất cao, chất lượng tốt, thời gian sinh trưởng phù hợp, nhiễm nhẹ các loại sâu bệnh và bước ñầu thiết lập qui trình sản xuất hạt lai F1 của tổ hợp lai có triển vọng

1.3 Phạm vi nghiên cứu

ðề tài tập trung khảo sát, so sánh các tổ hợp lúa lai hai dòng do Viện Nghiên cứu và phát triển cây trồng lai tạo ñể tuyển chọn ñược một số tổ hợp triển vọng trong vụ Xuân 2013 ðồng thời ñánh giá ñặc ñiểm sinh trưởng phát triển của các dòng bố mẹ và tìm hiểu ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật ñến

Trang 16

năng suất ruộng sản xuất hạt lai F1 ñể thiết lập qui trình sản xuất hạt lai F1

PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai trong và ngoài nước

2.1.1 Nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới

2.1.1.1 Lịch sử nghiên cứu và phát triển lúa lai

Ưu thế lai ở lúa ñã ñược Jones W (nhà di truyền học người Mỹ) thông báo vào năm 1926 , những cây lai F1 có khả năng ñẻ nhánh và năng suất hạt cao hơn so bố mẹ Tuy nhiên trong một thời gian dài ưu thế lai ở lúa vẫn chưa ñược 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 Jones, là các công trình nghiên cứu của Chang và cộng sự, 1971; Brown, 1953; Oka, 1957… ñã cung cấp thêm bằng chứng về sự xuất hiện ưu thế lai ở lúa trên nhiều tính trạng hình thái, sinh lý, sinh hóa

Tuy nhiên mãi ñến năm 1958, các nhà khoa học Nhật Bản mới tạo ra ñược dòng lúa bất dục ñực di truyền tế bào chất , nhưng dòng này ñến nay vẫn chưa dùng ñể sản xuất hạt lai F1 Sau ñó các nhà khoa học Mỹ năm 1969 và IRRI năm 1972 công bố về việc tạo ra các dòng CMS nhưng việc ứng dụng ưu thế lai ở lúa vào sản xuất chưa có kết quả Vấn ñề này chỉ giải quyết khi các nhà khoa học Trung Quốc tìm ñược cây lúa dại bất dục ñực ở ñảo Hải Nam năm 1964, họ ñã lai với lúa trồng ñể tạo ra các dòng lúa bất dục ñực di truyền

tế bào chất (CMS), dòng duy trì bất dục (B) và dòng phục hồi hữu dục(R), ñây

là những công cụ di truyền hữu ích cho việc khai thác ưu thế lai ở lúa Lin SC.Yuan (1980)

Năm 1964, Yuan Long Ping và cộng sự ñánh dấu sự bắt ñầu nghiên cứu lúa lai ở Trung Quốc Tại ñảo Hải Nam họ ñã phát hiện ñược cây lúa dại bất

Trang 17

dục trong loài lúa dại Oryzae fatuaspontanea, sau ñó họ ñã chuyển ñược tính

bất dục ñực hoang dại này vào lúa trồng và tạo ra những vật liệu di truyền hoàn toàn mới giúp cho việc khai thác ưu thế lai thương phẩm Quy trình sản xuất lúa lai ba dòng ñược bắt ñầu thử nghiệm Năm 1973 lô hạt giống F1 ñầu tiên ñược sản xuất ra với sự tham gia của 3 dòng là: dòng bất dục ñực di truyền tế bào chất (Cytoplasmic Male Sterile- CMS), dòng duy trì bất dục (Maintainer-B), dòng phục hồi hữu dục (Restorer-R) (Nguyễn Thị Trâm, 2000) Bức màn ngăn cản con người khai thác ưu thế lai ở lúa trong suốt 50 năm ñã ñược gỡ bỏ Từ ñây khởi ñầu cho sự phát triển như vũ bão công nghệ lúa lai của Trung Quốc cũng như thế giới Năm 1974 Trung Quốc ñưa ra một

số tổ hợp lai cho ưu thế cao ñồng thời quy trình sản xuất hạt lai "ba dòng" cũng ñược hoàn thiện vào năm 1975 Năm 1976, Trung Quốc ñã có khoảng 140.000 ha gieo cấy lúa lai thương phẩm (Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, 2002) Các nhà khoa học Trung Quốc ñã mở ra một kỷ nguyên lúa lai trên thế giới Những năm 1970, Yuan L.P và cộng sự tạo ra các tổ hợp năng suất cao, dạng hình lý tưởng, dễ dàng sử dụng như: Nam ưu số 2, Uỷ ưu số 7 (Nguyễn Trí Hoàn và Nguyễn Thị Gấm, 2003)

Bên cạnh ñó Trung Quốc cũng bắt ñầu nghiên cứu sử dụng gen tương

hợp rộng (WCG) ðồng thời phát hiện gen p(t)ms tạo nên ñiểm ñột phá dẫn

ñến một cuộc cách mạng mới trong công nghệ sản xuất lúa lai: Phương pháp sản xuất lúa lai "2 dòng" Bước ñi ñầu tiên thử nghiệm lúa lai hai dòng là sử dụng hoá chất diệt hạt phấn nhưng ñộ thuần F1 thấp, giá thành ñắt, ảnh hưởng môi trường Những nghiên cứu sử dụng các dòng bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng môi trường (EGMS) tỏ ra khả quan (Nguyễn Thị Gấm, 2003)

Năm 1973, Shi Mingsong phát hiện một số cây bất dục trong quần thể của giống Nongken 58, ở ñộ dài ngày trên 14h chúng thể hiện tính bất dục,

ở ñộ dài ngày dưới 13h45' chúng lại biểu hiện hữu dục Qua nghiên cứu ông

Trang 18

thấy tính trạng này do một cặp gen lặn trong nhân ñiều khiển Theo Yuan L.P., dòng Nongken 58 ñặc trưng cho dạng bất dục PGMS cảm ứng mạnh với ánh sáng và cảm ứng yếu với nhiệt ñộ, giới hạn chuyển hoá là 13h45' (ñiều kiện 23-400C) Theo Shi Mingsong (1973), thời kỳ mẫn cảm là phân hoá gié cấp 1 ñến hình thành tế bào mẹ hạt phấn (10-12 ngày trước trỗ) (Quách Ngọc Ân, 2002)

Năm 1988, Murayama và cộng sự phát hiện dòng TGMS trên giống Annongs từ dạng ñột biến tự nhiên, quan sát thấy trong ñiều kiện nhiệt ñộ trên

270C dòng này thể hiện bất dục, ñiều kiện dưới 240C chúng thể hiện tính hữu dục Tính trạng này do gen lặn trong nhân quy ñịnh Theo Yuan L.P., ông cho

rằng Annongs là dòng ñặc trưng cho bất dục dạng TGMS thuộc loài phụ Indica

bất dục trong ñiều kiện nhiệt ñộ cao, nhiệt ñộ chuyển hoá 23-240C Giai ñoạn mẫn cảm là giai ñoạn hình thành hạt phấn hoặc phân bào giảm nhiễm (Quách Ngọc Ân, 2002)

Dùng phương pháp lai chuyển gen các nhà khoa học ñã tạo ra nhiều dòng EGMS mới mang gen tương hợp rộng (WCG), làm cơ sở tạo các tổ hợp có ưu thế lai cao Chính thành công này ñã mở rộng khả năng khai thác ưu thế lai trên phổ di truyền rộng ở lúa Khắc phục những hạn chế của hệ thống lúa lai

"3 dòng": tìm kiếm dòng bất dục mới gặp khó khăn, hiện tượng ñồng tế bào chất kiểu WA sẽ gây ra hiểm hoạ lớn nếu xuất hiện một loại bệnh hại ñặc thù nào ñó, phổ phục hồi của những dòng CMS kiểu WA hẹp, công nghệ sản xuất hạt lai cồng kềnh phức tạp Giống lúa lai 2 dòng ñầu tiên phổ biến ñại trà ở Trung Quốc là tổ hợp Peiai64S/Teqing có năng suất cao nhất ñạt 17,1 tấn/ha (Nguyễn Trí Hoàn và Nguyễn Thị Gấm, 2003)

1.1.1.2 Tình hình sản xuất lúa lai của một số nước trên thế giới

* Trung Quốc

Diện tích lúa lai ở Trung Quốc ñược phát triển nhảy vọt:

Trang 19

Năm 1974: 7 ha, năm 1975: 373 ha, năm 1976: 138.700 ha, năm 1977: 2.066.700 ha, năm 1980: 4.813.300 ha, năm 1990: 15.933.300 ha, năm 1991: 17.600.000 ha, năm 1995: 15.710.000 ha, năm 2010: 20.000.000 ha

ðến năm 2005 Trung Quốc ñã tạo ra ñược 210 giống lúa lai các loại

Về năng suất trung bình của cây lúa Trung Quốc từ 4,2 tấn/ha/vụ (1976)

ñã tăng lên 6,58 tấn/ha/vụ (2009) trong khi năng suất lúa trung bình của thế giới chỉ ñạt 3,74 tấn/ha/vụ (FAOSTAT, 2011)

Trong giai ñoạn 1976-1999 diện tích lúa lai Trung Quốc cộng lũy tiến ñược 233 triệu ha và sản lượng gia tăng thêm 350 triệu tấn lúa., trung bình mỗi ha tăng 1,5 tấn (20%)

Bảng 2.1 Năng suất và diện tích sản xuất lúa lai ở Trung Quốc

Trang 20

Trang 21

Trung Quốc là nước phát triển lúa lai lớn nhất thế giới Năm 2010 trồng

20 triệu ha, chiếm 70% tổng diện tắch trồng lúa ở Trung Quốc

Trắch theo Hồ đình Hải (Hồ đình Hải, 2012), quá trình phát triển lúa lai của Trung Quốc có thể chia thành 4 giai ựoạn:

1 - Giai ựoạn 1975-1995: giai ựoạn phát triển lúa lai 3 dòng, sử dụng

giống bất dục ựực từ dòng lúa hoang Oryzae rufipogon Giống lúa lai phát

triển trên diện tắch 12,4 triệu ha và ựạt năng suất trung bình 6,9 tấn/ha

2 - Giai ựoạn 1996-2000: Phát triển giống giống lúa lai hai dòng bằng

cách phun hóa chất gây bất dục ựực lên cây mẹ (chemical hybridizing agents CHAs) Giống lai 2 dòng phát triển diện tắch 2,8 triệu ha, năng suất ựạt 10,25 tấn/ha cao hơn giống lai ba dòng 20% Trong cùng thời gian này Trung Quốc khởi ựộng chương trình siêu lúa lai

3 - Giai ựoạn 2001-2006: Phát triển chương trình siêu lúa lai bộ kỹ thuật

lai ựơn Những giống lúa lai này cho năng suất 12,5 tấn/ha trên diện rộng Trên diện hẹp có cặp lai P64S/E32 cho năng suất kỷ lục 17,1 tấn/ha

4 - Giai ựoạn 2007-2015: Tiếp tục chương trình siêu lúa lai với mục tiêu

ựạt năng suất 13,5 tấn/ha trên diện rộng, trên diện hẹp tạo ra giống lai dự kiến

có năng suất 15-20 tấn/ha/vụ

để ựạt mục tiêu trên các nhà di truyền lúa Trung Quốc tập trung:

- Cải thiện kiểu hình lúa bằng cách tạo giống lúa có phiến là dày, thẳng ựể tăng hiệu suất quang hợp, thân cứng chống ựổ ngã Bông dài, to, mang nhiều hạt

ựể mỗi bông nặng ắt nhất 6g, với mật ựộ 250 bông/m2 sẽ có tiềm năng 18 tấn/h a (Cheng Shihua, 2012)

- Tăng mức ựộ ưu thế lai bằng cách lai chéo giữa các dòng lúa khác nhau Kết quả nghiên cứu cho thấy mức ựộ ưu thế lai theo thứ tự (Mẹ x Cha) từ lớn ựến nhỏ là: indica/japonica > indica/javanica > japonica/javanica > indica/indica > japonica/japonica (Yuan.L.P, 2012)

Trang 22

Như vậy lấy giống lúa Oryza indica làm mẹ tiếp nhận phấn lúa của giống Oryzae japonica sẽ phát huy ưu thế lai tối ña, nâng hiệu suất tích lũy

chất khô trên 90g/ngày, số hạt/cây trên 3.200 hạt, tăng tỷ lệ hạt chắt

- Áp dụng các thành tựu của công nghệ sinh học như kỹ thuật nuôi cấy túi phấn, ñánh dấu phân tữ ñể tăng chất lượng hạt gạo và tính kháng sâu bệnh Năng suất lúa lai của Trung Quốc trong giai ñoạn 2007-2010 là 7.200 kg/ha/vụ Ngoài lượng hạt giống lúa lai cung cấp cho nhu cầu trong nước Hàng năm Trung Quốc xuát khẩu trên dưới 30.000 tấn hạt giống lúa lai cho trên 40 nước trên thế giới

Nhà nông học Trung Quốc Yuan Longping, ñược biết ñến như là "cha ñẻ của lúa lai", cho biết rằng nhóm của ông ñã làm việc trên một phiên bản mới của lúa lai có năng suất cao và có thể hoàn thành nó vào năm 2012

Trước ñó, trong năm 1999 giống siêu lúa lai Trung Quốc thế hệ I ñã ñạt năng suất 10.448 kg/ha/vụ, trong năm 2005 giống siêu lúa lai thế hệ II ñã ñạt 11.940 kg/ha/vụ.Yuan cho biết giống siêu lúa lai thế hệ III của ông dự kiến cho năng suất 13,5 tấn/ha/vụ và năng suất tột ñỉnh có thể ñạt 1.000 kg mỗi mẫu (ñơn vị diện tích Trung Quốc tương ñương 670 m2) tức khoảng 15 tấn/ha/vụ

Vào ngày 19/9/2011 Tân Hoa xã ñã thông báo giống siêu lúa lai thế hệ III DH2525 (Y2 cao cấp số 2) trồng thực nghiệm tại Longhui ở tỉnh Hồ Nam Trung Quốc ñã ñạt năng suất 13.830 kg/ha

ðến năm 2010, diện tích lúa lai Trung Quốc lên 20 triệu ha, chiếm 70% diện tích gieo trồng lúa của Trung Quốc, ñã góp phần ñưa năng suất lúa từ 4,24 tấn/ha (năm 1979) lên 6,58 tấn/ha (năm 2009), trong khi năng suất lúa trung bình của thế giới chỉ ñạt 4,32 tấn/ha (FAOSTAT, 2011)

Năm 2011 Trung Quốc có 29 triệu ha trồng lúa, năng suất trung bình toàn quốc ñạt 6,3 tấn/ha/vụ Trong ñó 70% diện tích ñược trồng lúa lai, năng

Trang 23

suất bình quân 7,2 tấn/ha/vụ Năng suất lúa lai tăng trung bình 20% so với giống thường Riêng chỉ phần tăng năng suất do lúa lai hiện nay nuôi sống khoảng 70 triệu người ăn hàng năm

Theo Bộ Nông nghiệp Trung Quốc, nước này cần ñể duy trì sản lượng ngũ cốc hàng năm khoảng 500 triệu tấn vừa ñể nuôi 1,3 tỷ người vừa làm nguồn thức

ăn cho chăn nuôi Nên cây lúa lai là giải pháp ưu tiên của Trung Quốc

* Ấn ðộ

Nghiên cứu lúa lai bắt ñầu ở Ấn ðộ vào những năm 1980 với nguyên liệu nhập khẩu từ Trung Quốc, sau ñó ñã ñược chứng minh là không thích nghi với ñiều kiện ñịa phương Với sự hỗ trợ FAO và UNDP, Ấn ðộ ñã phát triển mạng lưới nghiên cứu sản xuất lúa lai của mình trở lại từ ñầu

Hội ñồng Nghiên cứu Nông nghiệp Ấn ðộ ñã ñưa ra một dự án ñịnh hướng xây dựng mạng lưới sản xuất lúa lai vào năm 1989, và ñiều này ñã nhận ñược sự hỗ trợ thêm từ các Chương trình Phát triển Liên Hợp Quốc và FAO từ năm 1991 Dự án hiện ñang ñược hoạt ñộng như một mạng lưới tổ chức nghiên cứu quốc gia với 12 Trung tâm trên toàn quốc và Tổng cục nghiên cứu lúa gạo ñóng vai trò là ñiều phối viên

Tình hình phát triển và thương mại hóa sản xuất lúa lai ở Ấn ðộ rất ñáng khích lệ Từ năm 1990 ñến 1996, hơn 700 giống lúa lai thử nghiệm ñược phát triển và ñánh giá, và năng suất lúa lai tăng thêm hơn 1 tấn/ha so với năng suất trung bình của hơn 100 giống lúa cải tiến tốt nhất trên toàn Ấn ðộ Một số giống lúa lai ñã ñược canh tác thương mại

Ưu ñiểm năng suất của các giống lai so với giống kiểm tra của Ấn ðộ dao ñộng từ 16,2 ñến 44,2% Giống lúa lai CRH-1 ñược sản xuất trong nước

và giống PBH 71 từ Công ty nước ngoài Pioneer ñược khuyến cáo phát triển Bên cạnh ñó, 6-8 giống lúa lai khác ñược bán trên thị trường bởi các công ty kinh doanh hạt giống tư nhân

Trang 24

Bảng 2.2 Các giống lúa lai phát triển thành công ở Ấn độ

Giống lai

Thời gian

(ngày)

Năng suất thử nghiệm Lợi thế so với

Nguồn: Trắch theo Nguyễn đình Hải, 2012

Năm 1995, Ấn độ trồng 10 000 ha lúa lai với năng suất vượt trội khoảng

1 tấn/ha Năm 1996 Ấn độ trồng 60.000 ha lúa lai và hướng tới trồng 2.000.000 ha lúa lai trong những năm 2000s

Trong năm 2003, diện tắch trồng lúa lai Ở Ấn độ khoảng 200.000 ha, ắt hơn 1% diện tắch trồng lúa của nước này Các bang có thể trồng lúa lai là Uttar Pradesh,Maharashtra, Karnataka

đến năm 2008, diện tắch trồng lúa lai ở Ấn độ ựã tăng lên 1.400.000ha, năm 2010 là 2.500.000ha Dự kiến năm 2015 diện tắch trồng lúa lai của cả nước lên ựến 4.000.000ha (AS Hari Prasad, 2012)

Tuy nhiên trong thực tế triển khai Ấn độ còn gặp nhiều rào cản lớn về công nghệ sản xuất hạt giống và ựịa bàn trồng lúa lai Năng suất hạt lai F1 còn rất thấp, ban ựầu chỉ ựạt 0,3 - 0,5 tấn/ha đến nay năng suất hạt lai cũng chỉ ựạt 1,5 -2,5 tấn/ha (AS Hari Prasad, 2012)

Trang 25

Diện tích sản xuất hạt lai F1 ở Ấn ðộ năm 1995 là 195 ha và khối lượng hạt lai thu ñược chỉ ñạt 200 tấn ðến năm 2008 diên tích này là 14.000ha và thu về xấp xỉ 21.000 tấn hạt lai Năm 2010 diện tích sản xuất hạt lai ñạt 20.000 ha, khối lượng hạt lai thu ñược là 30.000 tấn (AS Hari Prasad, 2012)

*Philippines

Philippines trở thành quốc gia thứ tư ñể tham gia vào sản xuất lúa lai tạo

ra cây lúa lai ñầu tiên của mình vào năm 1993 Sự phát triển và sử dụng công nghệ lúa lai như là một phương pháp tiếp cận chính cho năng suất lúa tăng thêm ñã thu hút ñược sự chú ý của Chính phủ

Một Chương trình Thương mại lúa lai (HRCP) khởi xướng vào năm

2001, là chiến lược của chương trình Chính phủ (GMA) ñể ñạt ñược tự cung

tự cấp gạo trong nước

HRCP theo ñuổi các mục tiêu sản xuất 135 ha vào năm 2002, 200.000 ha vào năm 2003 và 300.000 ha vào năm 2004 Theo số liệu thống kê của chính phủ Philippines, giống lúa lai trong giai ñoạn 2001-2007 ñã tăng năng suất 33% so giống cải tiến tốt nhất ở ñịa phương.Việc áp dụng giống lai của nông dân còn chậm, khoảng 5% diện tích trồng lúa lai trong năm 2004 (208.000ha) ñến 11% diện tích năm 2005(360.000ha) Tuy nhiên ñến năm 2010 diện tích trồng lúa lai có xu hướng giảm xuống còn 200.000ha, năm 2011 diện tích trồng lúa lai là khoảng 170.000ha trích theo Manuel Jose Regalado (2012) Năng suất lúa lai thương phẩm của Philipines nhìn chung là chưa cao Năm 2001 chỉ ñạt trung bình 5,44 tấn/ha, năm 2008 là 6,06 tấn/ha ðến năm

2010, năng suất lúa lai cũng chỉ ñạt 6,68 tấn/ha trích theo Manuel Jose Regalado (2012)

Chính phủ Philippines có hạt giống lai ñược trợ cấp rất nhiều ðiều này tạo ra cho phổ biến lúa lai vì nó phụ thuộc vào ngân sách của Chính phủ, ñặc biệt là trong thời gian của cuộc khủng hoảng tài chính và thâm hụt ngân sách,

Trang 26

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 13 như ñã ñược các trường hợp trong vài năm qua

Trang 27

*Viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI tham gia phát triển lúa lai

Kinh nghiệm thành công với công nghệ lúa lai Trung Quốc khuyến khắch IRRI khám phá những triển vọng và các vấn ựề của việc sử dụng lúa lai ựể tăng sản lượng từ năm 1979

đến năm 1989, hai dòng thương mại CMS là IR58025A và IR62829A với gen "WA",ựược tạo ra tại IRRI và chia sẻ với các chương trình quốc gia trên toàn thế giới IR58025A dục bất ổn ựịnh ở các nước nhiệt ựới, trong khi IR62829A có khả năng kết hợp tốt nhưng tắnh bất dục của nó là không ựủ ổn ựịnh ựể sản xuất hạt giống lai ở nhiệt ựộ cao hơn.Trong những năm gần ựây, IRRI phóng thắch mỗi năm từ 10-20 dòng CMS mới ựể cung cấp dòng ựầu nguồn cho các nước trồng lúa lai

Công nghệ hạt giống lai cho vùng nhiệt ựới ựã ựược phát triển tại IRRI phối hợp với các chương trình quốc gia, và các gói công nghệ của Viện này có thể dẫn ựến năng suất hạt giống lai lên ựến 2 tấn /ha ở vùng nhiệt ựới

*FAO hổ trợ chương trình phát triển lúa lai

FAO xem xét công nghệ lúa lai như một cách tiếp cận quan trọng ựể tăng sản lượng lúa gạo toàn cầu ựể giúp ựáp ứng nhu cầu lương thực của thế giới ngày càng tăng Do ựó, Tổ chức FAO ựã hổ trợ chương trình phát triển lúa lai

ở các nước Mỹ Latinh và Caribê (vắ dụ như Columbia và Brazil) và cung cấp

hỗ trợ thông qua Chương trình Hợp tác Kỹ thuật (TCP) hoạt ựộng ở một số nước đông Nam Á như Bangladesh, Ấn độ, Myanmar, Philippines và Việt Nam Hy vọng rằng lúa lai có thể ựóng một vai trò quan trọng trong cuộc chiến chống nạn ựói trên thế giới trong tương lai gần

2.1.2 Nghiên cứu và phát triển lúa lai trong nước

2.1.2.1 Tình hình sản xuất lúa gạo ở nước ta

Việt Nam ựược ựánh giá là nước có lợi thế cạnh tranh ựặc biệt trong sản xuất lúa gạo, ựiều kiện tự nhiên rất thắch hợp cho sản xuất lúa, nông dân có kinh

Trang 28

nghiệm trồng lúa với nền văn hóa lúa nước từ lâu ựời; cây lúa luôn là cây lương thực chắnh trong mục tiêu phát triển nông nghiệp của Việt Nam ựể ựảm bảo vững chắc an ninh lương thực quốc gia và xuất khẩu

Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2013), diện tắch trồng lúa nước ta ựã giữ ở mức 7 triệu ha/năm trong suốt hơn 10 năm, gần ựây tăng lên chủ yếu do tăng diện tắch vụ Thu ựông ở đBSCL, ựặc biệt năm

2012 diện tắch trồng lúa ựã lên tới trên 7,6 triệu ha Theo quy hoạch tổng thể phát triển sản xuất ngành nông nghiệp, giữ quỹ ựất lúa lúa ựến năm 2020 là 3,812 triệu ha, trong ựó ựất 2 vụ lúa trở lên khoảng 3,2 triệu ha, áp dụng ựồng

bộ các biện pháp thâm canh tiên tiến ựể ựạt sản lượng 45 triệu tấn thóc

Năng suất lúa thời gian qua ựã và ựang ựược cải thiện một cách ựáng kể, năm 2000 năng suất bình quân cả nước 4,24 tấn/ha ựến năm 2008 năng suất bình quân ựạt 5,22 tấn/ha (tăng gần 1 tấn/ha) ựiều này có ựược nhờ chuyển ựổi một phần diện tắch lúa sản xuất không hiệu quả năng suất thấp qua các cây trồng khác và cơ bản là việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật nông nghiệp vào sản xuất một cách rộng rãi hơn Năng suất lúa bình quân cả nước năm

2009, 2010, 2011 tương ứng là 52,2, 52,3 và 55,3 tạ /ha; năm 2012 năng suất ựạt 56,6 tạ/ha, cao nhất từ trước tới nay Năng suất lúa bình quân của Việt Nam hiện ựang dẫn ựầu các nước đông Nam Á, cao hơn bình quân của Châu Á 17%, tuy nhiên chỉ bằng 75%-77% so với Trung quốc, Hàn Quốc và Nhật Bản (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2013)

Sản lượng giai ựoạn năm 2001- 2007, bình quân ựạt xấp xỉ 35 triệu

tấn/năm; so với bình quân 5 năm 1996 Ờ 2000 tăng 3,9 triệu tấn (12,5%) Năm

2008, 2009, 2010 sản lượng thóc ựạt 38,7, 38,89 và 40 triệu tấn tương ứng; năm

2011 là năm ựạt 42,31 triệu tấn, năm 2012 sản xuất lúa của Việt Nam tiếp tục ựạt thắng lợi lớn, sản lượng ựạt cao nhất: 43,965 triệu tấn (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2013)

Trang 29

Về xuất khẩu lúa gạo: năm 2008 xuất khẩu 4,679 triệu tấn gạo, kim ngạch ựạt trên 2,8 tỷ USD; năm 2009 xuất khẩu ựạt 6,052 triệu tấn gạo, kim ngạch ựạt 2,997 tỷ USD, tăng 29,35% so với năm 2008 đến năm 2010, xuất khẩu gạo tiếp tục ựạt mức kỷ lục mới về cả số lượng và trị giá với 6,75 triệu tấn (gần 3 tỉ USD), nếu tắnh cả xuất khẩu tiểu ngạch có thể lên ựến gần 7 triệu tấn; năm 2011 ựạt mức 7 triệu tấn, năm 2012 ựạt 8 triệu tấn, kim nghạch xuất khẩu 3,4 tỷ USD, cao nhất từ trước tới nay (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông

thôn, 2013)

2.1.2.2 Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam

Việt Nam bắt ựầu nghiên cứu lúa lai vào những năm 1980, tại viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp, Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long và Viện Di truyền Nguồn vật liệu ựể nghiên cứu chủ yếu nhập từ Viện Nghiên cứu lúa quốc tế-IRRI đến năm 1990, lúa lai F1 ựược nhập nội từ Trung Quốc ựể gieo trồng ở một số xã miền núi ựã có năng suất rất cao Năm 1994, Bộ nông nghiệp và Phát triển nông thôn quyết ựịnh thành lập Trung tâm Nghiên cứu lúa lai thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam thì công tác nghiên cứu lúa lai ựược ựinh hướng rõ ràng Các dòng bất dục ựực tế bào chất, dòng duy trì và dòng phục hồi nhập nội từ Trung Quốc và IRRI đã ựược ựánh giá ựầy ựủ và nhiều thực nghiệm sản xuất hạt lai F1 ựược triển khai ở các ựịa phương Từ ựó diện tắch lúa lai ựược tăng lên nhanh chóng: từ 10 ha năm 1990 lên 100 ha năm 1991, ựến 2003 ựạt 600.000 ha, năm 2004 ựạt 650.000 ha (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2010)

Theo Cục Trồng trọt (2012), thực tiễn phát triển lúa lai hơn trong những năm qua cho thấy chủ trương ựẩy mạnh phát triển lúa lai ở Việt Nam là hoàn toàn ựúng ựắn, góp phần tăng năng suất lúa, ựảm bảo an ninh lương thực quốc gia, ựặc biệt các tỉnh Trung du miền núi phắa Bắc (TDMNPB) và Bắc trung bộ (BTB); lúa lai sinh trưởng phát triển khỏe, chịu thâm canh, có tiềm năng năng

Trang 30

suất cao, khả năng thích ứng rộng, gieo trồng ñược nhiều vùng sinh thái từ ñồng bằng ñến trung du miền núi Gần ñây chất lượng của các giống lúa lai ñã ñược cải thiện ñáng kể, nhiều tổ hợp lai có chất lượng gạo tốt ñược phát triển vào sản xuất

* Phát triển lúa lai thương phẩm

Việt Nam ứng dụng thành tựu nghiên cứu và phát triển lúa lai của Trung Quốc từ năm 1991 Chương trình nghiên cứu phát triển lúa lai ñược Chính phủ ñầu tư và ñã thu ñược nhiều thành tựu ñáng khích lệ Diện tích gieo cấy lúa lai thương phẩm tăng liên tục từ 100 ha (năm 1991), lên 600 ngàn ha (2003), năm

2009 ñạt trên 710 ngàn ha và Việt Nam trở thành quốc gia có diện tích lúa lai lớn thứ ba thế giới sau Trung Quốc và Ấn ðộ Năm 2011 diện tích lúa lai có giảm nhưng vẫn ñạt 595 nghìn ha

So với diện tích lúa cả nước, lúa lai chỉ chiếm 12-15%, tuy nhiên lúa lai ñóng vai trò quan trọng ở phía Bắc với diện tích chiếm 32-33% trong vụ ñông xuân và khoảng 17-20% trong vụ hè thu, vụ mùa, ñặc biệt ở các tỉnh TDMNPB, BTB Các tỉnh phía Bắc có diện tích lúa lai lớn trong vụ ñông xuân là Thanh Hóa 57-60% diện tích, Nghệ An 72-73%, Lào Cai 80%, Tuyên Quang 60-70%, Yên Bái 60-65% và Phú Thọ khoảng 50% (Cục Trồng trọt, 2012)

Hiện nay lúa lai không những phát triển ở các tỉnh phía Bắc mà còn ñược

mở rộng vào các tỉnh Duyên hải Nam Trung bộ (DHNTB) và Tây Nguyên (TN) và bước ñầu vào ðồng bằng sông Cửu Long (ðBSCL), chủ yếu trong vụ ñông xuân (ðX) Vụ ðX 2010, diện tích lúa lai tại DHNTB là 14.600 ha (8,4%), TN (4.400 ha (6%), ðBSCL: 6000 ha (0,3%);tương ứng vụ ñông xuân

2011 là 8.445 ha (4,8%), 6.728 ha (9%), 9.550 ha (0,6%) Tỉnh có diện tích lúa lai lớn là Quảng Nam 12-16%, Bình ðịnh 7-15%, ðắc Lắc 6-14%, ðắc nông 30-45%, Cà Mau 10% (Cục Trồng trọt, 2012)

Trang 31

Bảng 2.3 Diện tích sản xuất lúa lai qua các năm (từ 2001 – 2012)

Diện tích (ha)

NS (tạ/ha)

Diện tích (ha)

NS (tạ/ha)

* Về cơ cấu giống lúa lai:

Cơ cấu giống lúa lai ngày càng ña dạng và phong phú ñã ñáp ứng ñược yêu cầu mở rộng diện tích lúa lai ở nhiều vùng sinh thái, với các ñiều kiện khí hậu và tập quán canh tác khác nhau Nhiều giống lúa lai có năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu tốt với sâu bệnh và ñiều kiện ngoại cảnh bất thuận ñược công nhận Nông dân có thể lựa chọn các giống lúa lai phù hợp ñể phát triển vào sản xuất

ðến nay ñã có 64 giống lúa lai ñược công nhận chính thức do các ñơn vị trong nước chọn tạo như Trung tâm Nghiên cứu và phát triển lúa lai -Viện Cây

Trang 32

lương thực và Cây thực phẩm, Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội, Công ty

Cổ phần giống cây trồng trung ương, Công ty Cổ phần giống cây trồng miền Nam, Công ty Cổ phần nông nghiệp kỹ thuật cao Hải Phòng, Trung tâm Giống nông lâm nghiệp Lào Cai, và các công ty nước ngoài ựang hoạt ựộng tại Việt Nam, trong ựó chủ yếu là các công ty Trung Quốc

Trong vụ đông Xuân hầu hết các giống lúa lai có thể gieo trồng thắch hợp, an toàn và cho năng suất cao

Vụ mùa sớm, hè thu: các giống lúa lai ựã ựược khẳng ựịnh thắch hợp trong vụ mùa ở các tỉnh phắa Bắc và DHNTB với ưu ựiểm thời gian sinh trưởng ngắn (90-100 ngày), năng suất cao, ắt bị nhiễm bạc lá, thắch hợp trong

cơ cấu xuân muộn-mùa sớm - cây vụ ựông như: TH3-3, TH3-4, TH3-5, VL20, VL24, HC1, HYT102, HYT103, (giống chọn tạo trong nước), Bồi tạp sơn thanh, Bồi tạp 49, Q ưu số 1, Q ưu số 6 (giống nhập nội)

Trà mùa trung trên ựất vàn thấp, trũng 2 vụ lúa: Các tổ hợp lúa lai 3 dòng phản ứng ánh sáng như Băc ưu 253, Băc ưu 903, Băc ưu 64 ựã phát huy ựược hiệu quả trên chân ựất vàn trũng 2 vụ lúa ở các tỉnh phắa Bắc (năng suất gấp 2 lần so với các giống Mộc tuyền, Bao thai ) Hiện nay, một số tổ hợp lúa lai kháng bạc lá (Bác ưu 903 KBL, Bác ưu 025, BTe-1, Hoa ưu 108) ựang ựược

mở rộng vào sản xuất thay thế dần các tổ hợp lai cũ nhiễm nặng bệnh bạc lá

*Về năng suất lúa lai: Tổng kết nhiều năm cho thấy năng suất lúa lai cao

hơn lúa thuần từ 10-20% trong cùng ựiều kiện canh tác Năng suất trung bình ựạt 6,5 tấn/ha (lúa thuần là 5,27 tấn/ha) Nhiều diện tắch lúa lai ựạt 9-10 tấn/ha, nơi cao nhất ựã ựạt 11-14 tấn/ha

2.1.2.3 Nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai trong nước

Trong giai ựoạn 2001-2012, công tác chọn tạo lúa lai của Việt Nam ựã ựược thúc ựẩy mạnh mẽ và thu ựược nhiều thành tựu ựáng kể; tỷ trọng lúa lai thương hiệu Việt Nam ựã tăng lên rõ rệt, số giống ựược công nhận chắnh thức

Trang 33

chiếm 28% trong tổng số các giống ựược công nhận Các cơ quan nghiên cứu

và phát triển lúa lai trong nước ựã tập trung vào việc chọn tạo các dòng bất dục

và các tổ hợp lúa lai thắch hợp với ựiều kiện sản xuất tại Việt Nam đây là một hướng quan trọng nhằm ổn ựịnh khả năng phát triển lúa lai của Việt Nam Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống bố mẹ và tổ hợp lai mới trong thời gian qua cụ thể như sau:

+ đã chọn tạo và tuyển chọn ựược 26 dòng bất dục (CMS, TGMS), 10 dòng duy trì, nhiều dòng phục hồi, ựặc biệt các nhà chọn tạo giống lúa lai trong nước ựã chọn tạo ựược một số dòng TGMS (dòng bất dục ựực di truyền nhân mẫn cảm với nhiêt ựộ) thắch hợp với ựiều kiện Việt Nam, có tắnh bất dục

ổn ựịnh, nhận phấn ngoài rất tốt; một số dòng bố có khả năng kháng bệnh bạc lá tốt, khả năng kết hợp và cho ưu thế lai cao(Cục Trồng trọt, 2012)

+ đã lai tạo, ựánh giá, ựưa vào khảo nghiệm nhiều tổ hợp lai có triển vọng và phát triển vào sản xuất Với lúa lai hai dòng có 8 giống ựược công nhận chắnh thức, 7 giống ựược công nhận sản xuất thử, ngoài ra còn nhiều tổ hợp lúa lai ựang khảo nghiệm, có triển vọng mở rộng sản xuất (Cục Trồng trọt, 2012)

Nhiều giống lúa lai có thời gian sinh trưởng ngắn, tiềm năng năng suất cao, chất lượng khá, chống chịu tốt với sâu bệnh và ựiều kiện ngoại cảnh bất thuận phù hợp cho cơ cấu 2 lúa 1 màu ựược phát triển mạnh vào sản xuất như HYT100, Việt lai 20, Việt lai 24, TH3-3, TH3-4, TH3-5, TH7-2, CT16, LC25, LC212

Một số ựơn vị nghiên cứu lúa lai ựã tiến hành chọn tạo các tổ hợp lai có khả năng chống chịu với sâu bệnh ựặc biệt với bệnh bạc lá, một bệnh nguy hiểm ựối với lúa lai trong vụ mùa ở Việt Nam Một số tổ hợp lúa lai kháng bạc

lá có chứa các gen Xa21, Xa7, kháng mạnh và ổn ựịnh với nhiều chủng nòi vi khuẩn bạc lá của miền Bắc ựang ựược phát triển mạnh vào sản xuất như Bac ưu

903 KBL, Việt lai 24

Trang 34

Tuy nhiên trong những năm qua, mặc dù nhiều giống lúa lai trong nước ñược công nhận, nhưng thực tế ña số không phải là giống chủ lực, chưa cạnh tranh ñược ñược giống nhập nội về năng suất và ñộ thuần; diện tích lúa lai ñại trà ñược sản xuất bằng các giống chọn tạo trong nước còn quá ít Chỉ có một số

ít giống như Việt Lai 20, Việt Lai 24, TH3-3, TH3-4, Bac ưu 903 KBL là ñược nhiều ñịa phương phát triển vào sản xuất do có ưu ñiểm dễ sản xuất hạt lai, thích hợp vụ mùa, hè thu, né tránh ñược sâu bệnh (Cục Trồng trọt, 2012)

Ngoài ra các ñơn vị, công ty giống cây trồng trong và ngoài nước ñã nhập nội, khảo nghiệm và phát triển vào sản xuất nhiều tổ hợp lai mới ñể ñánh giá ñặc ñiểm nông học, năng suất, khả năng chống chịu sâu bệnh và

ñiều kiện ngoại cảnh bất thuận

* Nhân dòng bố mẹ

+ Lúa lai ba dòng: ñã nghiên cứu hoàn thiện qui trình duy trì dòng A, B,

R trên cơ sở ứng dụng có cải tiến phương pháp “ba vườn bốn bước” của Trung Quốc Từ những qui trình ñược hoàn thiện, ñã duy trì ñược ñộ thuần của các dòng BoA/B, II-32A/B, IR58025A/B và các dòng R tương ứng ðồng thời ñã hình thành một số vùng nhân dòng bố mẹ cung cấp cho sản xuất F1 như vùng

* Sản xuất hạt lai F1

Diện tích sản xuất hạt lai F1 tăng trên 1.000 ha từ năm 2001- 2004, làm cho tỷ lệ sử dụng hạt lai F1 sản xuất trong nước tăng trên 20%, năm 2002 ñạt

Trang 35

cao nhất là 30,28%, nhưng sau ñó lại giảm vì chất lượng hạt giống sản xuất trong nước không bằng hạt nhập nội, năng suất sản xuất hạt F1 không cao vì thời tiết biến ñổi thất thường, hạt F1 sản xuất ra không tiêu thụ ñược, các doanh nghiệp chưa tích cực tham gia sản xuất vì vậy diện tích sản xuất giảm ñi

Bảng 2.4 Diện tích, năng suất, sản lượng hạt F1 sản xuất tại Việt Nam

Sản lượng (tấn)

Lượng hạt F1 nhập khẩu (tấn)

Tỷ lệ hạt F1

SX trong nước (%)

Từ năm 2005 ñến nay, sau khi Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận một số

tổ hợp lai mới do các nhà khoa học Việt Nam lai tạo, các dòng bố mẹ ñược chọn tạo, duy trì trong nước nên diện tích sản xuất hạt lai F1 có chiều hướng tăng dần,

có xu hướng mở thêm trong vụ mùa

Trang 36

Sản xuất hạt lai F1 giai ñoạn 2005-2009 tập trung chủ yếu vào các giống lúa lai chọn tạo trong nước Một số tổ hợp lai mới ñược chuyển nhượng bản quyền nên các doanh nghiệp tổ chức hạt giống nhiều hơn, chất lượng ñược chú ý ñúng mức hơn ñã góp phần mở rộng sản xuất, ñiển hình như Công ty TNHH Cường Tân với giống lúa lai hai dòng TH3-3, Công ty CP giống cây trồng TW với giống TH3-4, Công ty CP kỹ thuật cao Hải phòng với giống VL20, HYT100 Các công ty ñã chủ ñộng liên kết với nông dân ở các vùng có ñiều kiện thuận lợi ñể mở rộng sản xuất, công tác quản lý sản xuất giống của các công ty ñược chú ý ñúng mức làm cho giống sản xuất trong nước ñạt năng suất khá và có hiệu quả kinh tế cao Năm 2007 diện tích sản xuất hạt lai F1 ñạt 1.900 ha, năng suất trung bình ñạt 2,0 tấn /ha, sản lượng ñạt gần 4000 tấn hạt lai F1

2.2 Sự biểu hiện của ưu thế lai ở lúa

Có nhiều công trình nghiên cứu xác nhận sự xuất hiện ưu thế lai trên các cơ quan sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực, sự biểu hiện ấy có thể ñược quan sát ở các ñặc tính hình thái, ñặc tính sinh lý, hóa sinh, năng suất, chất lượng, khả năng thích ứng, chống chịu,… Ưu thế lai biểu hiện ngay từ khi hạt lúa bắt ñầu nảy mầm ñến khi hoàn thành quá trình sinh trưởng và phát triển của cây (Nguyễn Hồng Minh, 1999)

2.2.1 Ưu thế lai về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất

Kết quả nghiên cứu của một số nhà khoa học Trung Quốc cho thấy con lai có năng suất cao hơn bố mẹ từ 21-70% khi gieo cấy trên diện tích rộng và hơn hẳn các giống lúa lùn cải tiến tốt nhất từ 20-30% (Trần Duy Quý, 1994)

Ưu thế lai trung bình (Hm) về năng suất là 73%, ưu thế lai thực (Hb) là 57%

và ưu thế lai chuẩn (Hs) là 34% Ở mùa mưa, ưu thế lai chuẩn là 22%, thấp hơn mùa khô (Virmani S.S và cộng sự 1982, 1994) Thông báo của Yuan L.P (1995) cho biết khảo sát trên 29 tổ hợp lai thấy có 28 tổ hợp có ưu thế thực

Trang 37

với giá trị dương ở tính trạng năng suất (chiếm 96,5%), trong ñó có 18 tổ hợp

có năng suất vượt trội ñáng tin cậy Yuan L.P cũng chỉ ra một số tổ hợp lai

giữa các giống trong cùng loài phụ Japonica ñạt 15,7 tấn/ ha/vụ (Yuan L.P.,

1995) Các yếu tố cấu thành năng suất biểu hiện ưu thế lai cao rõ rệt, trong ñó nhiều tổ hợp có ưu thế lai cao ở chỉ tiêu số bông/khóm Ưu thế lai về số hạt trung bình của bông cao hơn các giống lúa thường, có khối lượng hạt nặng và

tỷ lệ chắc cao (Chang và cộng sự, 1971, Virmani S.S và cộng sự 1982) Sự biểu hiện ưu thế lai cao về năng suất là do một hoặc nhiều yếu tố cấu thành năng suất có giá trị ưu thế lai cao tạo nên (Chang W.L và cộng sự 1971, Virmani S.S và cộng sự 1982) Ở Việt Nam, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cho rằng năng suất bình quân của lúa lai ở các tỉnh Miền Bắc phổ biến ở mức 7-8 tấn/ha/vụ, năng suất cao nhất ñạt 12-14 tấn/ha ở ðiện Biên, Lai Châu Vì vậy cần ñưa nhanh tiến bộ kỹ thuật lúa lai vào sản xuất rộng và tiếp tục khẳng ñịnh các vùng sinh thái phù hợp nhất (Nguyễn Công Tạn, 2002)

2.2.2 Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng

Xu và Wang (1980) cho rằng ưu thế lai về thời gian sinh trưởng dài hơn những giống R sinh trưởng dài nhất Ponnuthurai và cộng sự (1984) ghi nhận rằng thời gian sinh trưởng của con lai tương ñương hoặc ngắn hơn dòng bố phục hồi hữu dục (R)

2.2.3 Ưu thế lai về bộ rễ

Kết quả nghiên cứu của Lin S.C và Yuan L.P (1980) cho rằng hệ thống

rễ của lúa lai hoạt ñộng mạnh hơn và khỏe hơn các giống lúa thường Một số tác giả khác nghiên cứu và chứng minh có sự tồn tại ưu thế lai về số rễ, ñộ mập của rễ, trọng lượng khô, ñộ dài của rễ, số mạch dẫn, số lượng lông hút và hoạt ñộng của bộ rễ khi hút dinh dưỡng từ ñất vào cây Hệ rễ lúa lai hoạt ñộng mạnh ngay từ khi cây lúa bắt ñầu nảy mầm, ñẻ nhánh ñến khi lúa chín, vì vậy người ta ñã nghiên cứu lợi thế này ñể làm lúa chét trên ruộng trồng lúa lai

Trang 38

thương phẩm (Yuan L.P., 1995) Nhiều nghiên cứu khác cũng ñã ñề cập ñến

sự phát triển và hoạt ñộng mạnh của hệ rễ lúa lai (Akitas, 1998; Anandakumas C.R.; Ekanayake I.J và cộng sự, 1986) Chính vì ưu thế phát triển của hệ rễ như trên mà lúa lai có khả năng thích ứng rộng với ñiều kiện bất thuận như: ngập úng, hạn,… (Ekanayake I.J và cộng sự, 1986; Sing S.P., 1978 và Virmani S.S., 1982, Chauhan J.S.)

2.2.4 Ưu thế lai về chiều cao cây

Chiều cao cây là một tính trạng số lượng do ña gen kiểm soát vì vậy trong con lai chiều cao cây thường biểu hiện hiệu ứng cộng Nhiều công trình nghiên cứu công bố rằng ưu thế lai chiều cao cây ở lúa thường biểu hiện hiệu ứng dương với giá trị thấp hoặc hiệu ứng trung gian (hiệu ứng cộng) Tùy từng tổ hợp mà chiều cao cây của con lai F1 có lúc biểu hiện ưu thế lai âm, có lúc biểu hiện ưu thế lai dương, có lúc lại nằm trung gian giữa bố và mẹ (Singh S.P và Singh H.G., 1978) Vì chiều cao cây có tương quan nghịch với tính chống ñổ (Chang T.T., 1967) nên ưu thế lai dương về chiều cao cây không thích hợp với kỹ thuật thâm canh cao Trong chọn giống cần tạo ra giống lúa lai dạng bán lùn chống ñổ tốt, nên phải chọn các dòng bố mẹ bán lùn

2.2.5 Ưu thế lai về tính chống chịu với ñiều kiện bất thuận

Con lai F1 có ưu thế lai cao về sức chịu lạnh ở thời kỳ mạ (Kaw R.N và Khush G.S., 1985) Ưu thế lai về sức chịu lạnh của con lai F1 có giá trị dương

ở giai ñoạn mạ nhưng có giá trị âm ở giai ñoạn chín sáp (Ekanayake I.J và cộng sự, 1986) Nếu so với lúa thuần thì con lai F1 mẫn cảm hơn với ñiều kiện bất thuận ở giai ñoạn trỗ, ñặc biệt là nhiệt ñộ thấp Một số công trình nghiên cứu cho biết: lúa lai có xu thế vượt trội về tính chịu mặn, chịu chua và chịu hạn (Chauhan J.C và cộng sự, 1983) Lúa lai có xu thế vượt trội về khả năng tái sinh chồi và khả năng chịu nước sâu (Singh S.P, 1978) Lúa lai có khả năng chống chịu một số loại sâu bệnh như: rầy nâu, bạc lá và thích ứng ở

Trang 39

nhiều vùng sinh thái khác nhau (Lin S.C và Yuan L.P., 1980) Ở Việt Nam, một số tác giả ñã công bố các giống lúa lai có ưu thế về tính chống ñổ, chống rét ở giai ñoạn mạ tốt, kháng ñược bệnh ñạo ôn, khô vằn ở mức trung bnh, khả năng thích ứng rộng (Nguyễn Công Tạn và cộng sự, 2002) ðồng thời các nhà chọn giống còn tạo ñược giống kháng bạc lá cao như Việt Lai 24, chịu nóng, chịu chua mặn, chịu ñất xấu khá hoặc một số giống lúa lai hai dòng mới có tính thích ứng rộng như TH3-3, TH3-4 (Nguyễn Thị Trâm, 2005)

2.2.6 Chất lượng gạo lúa lai

Theo nghiên cứu của các chuyên gia về di truyền ứng dụng thì mùi thơm của gạo do 1 hoặc nhiều gen lặn kiểm soát mà không có ảnh hưởng của

tế bào chất vì vậy khi lai dòng A thơm với dòng R không thơm thì hạt lai không thơm nhưng nếu trồng cây lai và thu hạt thương phẩm F2 (ñể ăn) thì thu ñược tỷ lệ 15:1 không thơm Tổng kết chung cho thấy:

+ Nếu A thơm lai với R thơm với cùng alen thơm, hạt lai F1, F2 thơm + Nếu A thơm lai với R không thơm thì F1 không thơm, 25% F2 thơm + Nếu tính thơm do 1 gen kiểm soát có 25% hạt F2 thơm (Trần Văn ðạt, 2005)

- Nghiên cứu của các tác giả Ghosh và Goyindaswamy (1972); Heu và Park (1976); Kahlon (1956) cho thấy tính trạng hàm lượng amylose cao trội hoàn toàn so với hàm lượng amylose thấp, nó do 1 gen chính ñiều khiển và nhiều gen phụ có tính chất cải tiến (modifiers) ðộ ñục của gạo nếp do 1 cặp gen trội (Waxy) ñiều khiển ký hiệu là WxWx Hoạt ñộng của alen Wx không bị ảnh hưởng do thay ñổi hàm lượng amilose của cây bố, nhưng bị ảnh hưởng bởi số lượng alen Wx số 1 quá thừa thãi so với liều lượng gen Wx số 2 và số 3 (Heu và Park, 1976, 2002; Juliano B.O., 1930, 1985, 1993)

Theo tổng kết của Nguyễn Thị Trâm (2000), gạo lúa lai sử dụng làm lương thực là lô hạt F2 ñang phân ly nên hình dạng và cấu trúc nội nhũ khác

Trang 40

nhau nhiều Hàm lượng dinh dưỡng, tinh bột, protein, các axit amin cũng khác nhau Nếu khi chọn bố mẹ lai mà một dòng có amilose thấp (ví dụ 12%) Dòng kia có amylose cao (28%), hạt lai F1 ñồng nhất có thể có hàm lượng amylose trung bình (20 - 22%), khi phân tích hỗn hợp hạt F2 cũng có thể cho hàm lượng amilose trung bình tương tự (20 - 22%), nhưng nếu phân tích từng

cá thể F2 có thể ñược một dãy phân ly liên tục từ cây có amilose rất thấp ≤ 12% ñến rất cao ≥ 28% Các hạt gạo mềm ñến trung bình-cứng-rất cứng này hỗn hợp lại ñể nấu sẽ có chất lượng cơm rất kém (ăn cảm thấy sậm sựt) Vì vậy, ñể tránh hiện tượng này người ta cần cải tạo các dòng bố mẹ sao cho giá trị hàm lượng amylose tương ñương nhau

ðối với tính trạng khác như chiều dài, chiều rộng hạt, màu sắc nội nhũ,

ñộ bạc bụng của hạt cũng cần cải tạo bố mẹ theo phương hướng nêu trên, Vũ Bình Hải (2002) lai các dòng bố mẹ có chiều dài hạt khác nhau ñã phát hiện ñược một số dòng bố như R101, Jasmin cho con lai có hiệu ứng di truyền cộng về chiều dài hạt trên 7mm, ñồng thời nhận xét rằng các dòng mẹ T29S

và T1S-96 có hàm lượng amilose trung bình khi lai với các dòng bố có hàm lượng amilose cao, trung bình, thấp ñều cho con lai có hàm lượng amilose trung bình biểu hiện hiệu ứng di truyền cộng

Theo Kumar và Khush (1986) nội nhũ của hạt gạo có 3n trong ñó 2n từ

mẹ và 1n từ bố Vì có sự khác nhau như vậy, nên xảy ra hiệu ứng tích luỹ về lượng của amilose Hàm lượng amilose của con lai F1 gia tăng theo sự gia tăng

số gen của bố (mẹ) có hàm lượng amilose cao hơn, mặc dù sự gia tăng này không phải lúc nào cũng tuyến tính Phân tích từng hạt riêng biệt ở F2 người ta thấy rằng hàm lượng amilose tuỳ thuộc vào sự tích luỹ của gen ñiều khiển hàm lượng amilose trung bình và cao, các tác giả này kết luận: sự xuất hiện của một vài cá thể có hàm lượng amilose cao hơn hoặc thấp hơn bố mẹ có amilose rất cao hoặc rất thấp, cho thấy vai trò quan trọng của các ña gen phụ bổ sung (Khush

Định dạng
Số trang	156
Dung lượng	3,16 MB

Tuyển chọn tổ hợp lúa lai hai dòng mới và xác định một số biện pháp kỹ thuật góp phần xây dựng qui trình sản xuất hạt lai f1

Hệ thống lúa lai Ộba dòngỢ

Hệ thống lúa lai hai dòng