Đánh giá tổ hợp lúa lai mới và tìm hiểu ảnh hưởng của các mức đạm đến năng suất các tổ hợp lai được tuyển chọn tại thái bình

Có nhiều phương pháp chọn tạo giống lúa khác nhau ựã ựược áp dụng ựể ựạt mục tiêu này, nghiên cứu chọn tạo và phát triển lúa ưu thế lai là một trong những phương pháp ựầy tiềm năng ựể nâ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

NGÔ THỊ THANH TUYỀN

ðÁNH GIÁ TỔ HỢP LÚA LAI MỚI VÀ TÌM HIỂU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC MỨC ðẠM ðẾN NĂNG SUẤT CÁC TỔ HỢP LAI ðƯỢC TUYỂN CHỌN TẠI THÁI BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

NGÔ THỊ THANH TUYỀN

ðÁNH GIÁ TỔ HỢP LÚA LAI MỚI VÀ TÌM HIỂU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC MỨC ðẠM ðẾN NĂNG SUẤT CÁC TỔ HỢP LAI ðƯỢC TUYỂN CHỌN TẠI THÁI BÌNH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS TS NGUYỄN THỊ TRÂM

HÀ NỘI - 2013

LỜI CAM ðOAN

- Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của tôi

- Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn

là trung thực và chưa từng ñược ai công bố

- Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñã ñược chỉ

rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2013

Tác giả luận văn

Ngô Thị Thanh Tuyền

LỜI CẢM ƠN

để hoàn thành ựề tài tốt nghiệp ngoài sự cố gắng của bản thân tôi ựã nhận ựược rất nhiều sự quan tâm giúp ựỡ nhiệt tình của thầy cô, người thân và bạn bè

Trước tiên, tôi xin ựược bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo PGS.TS Nguyễn Thị Trâm là người trực tiếp hướng dẫn và giúp ựỡ tôi về mọi mặt ựể tôi hoàn thành ựề tài này

Tôi xin chân thành cảm ơn những ý kiến ựóng góp quý báu của các thầy cô giáo trong bộ môn Di truyền - chọn tạo giống và các thầy cô trong khoa Nông học, Viện đào tạo Sau ựại học

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới tất cả người thân ựặc biệt là bố mẹ tôi

ựã luôn bên cạnh ựộng viên và giúp ựỡ tôi trong quá trình tôi thực hiện ựề tài Cảm ơn sự cổ vũ, ựộng viên của bạn bè trong quá trình học tập và thực hiện bản luận văn này

Hà Nội, ngày tháng năm 2013

Tác giả luận văn

Ngô Thị Thanh Tuyền

MỤC LỤC

1.1 Tình hình sản xuất lúa lai trên thế giới và ở Việt Nam 4

1.1.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai trên thế giới 4

1.1.3 Tình hình sản xuất lúa và lúa lai ở Thái Bình 13

1.2 Một số thành tựu nghiên cứu chọn giống lúa lai trên thế giới và

1.2.1 Cơ sở khoa học của công nghệ chọn tạo và sản xuất lúa lai 15

1.3 Những nghiên cứu về phân bón ñối với cây lúa 23

1.3.3 Một số kết quả nghiên cứu về việc sử dụng phân bón ñối với lúa

1.3.4 Một số kết quả nghiên cứu phân bón ñối với lúa ở trong nước 29

1.4 Triển vọng và ñịnh hướng phát triển lúa lai ở Việt Nam 36

Chương 2 VẬT LIỆU - NỘI DUNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40

2.3 Vật liệu và phương pháp bố trắ thắ nghiệm 40

3.1 đánh giá các tổ hợp lúa lai mới trong vụ Mùa 2012 48

3.1.1 Một số ựặc ựiểm mạ khi cấy của các tổ hợp lai ở vụ Mùa 2012 48

3.1.5 Một số ựặc ựiểm nông sinh học của các tổ hợp lai 54

3.1.7 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 58

3.2 Nghiên cứu xác ựịnh ảnh hưởng của lượng phân ựạm ựến sinh

trưởng phát triển và năng suất của các tổ hợp lai ựược chọn trong

3.2.1 Ảnh hưởng của lượng ựạm ựến ựộng thái tăng trưởng số lá và ựẻ

3.2.2 Ảnh hưởng của lượng ựạm ựến thời gian sinh trưởng của 3 tổ hợp

3.2.3 Ảnh hưởng của lượng ựạm ựến một số ựặc ựiểm nông sinh học

của 3 tổ hợp lai ựược chọn trong vụ Xuân 2013 70

3.2.4 Ảnh hưởng của lượng ñạm ñến các yếu tố cấu thành năng suất và

năng suất của 3 tổ hợp lai ñược chọn trong vụ Xuân 2013 72

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ðHNN: ðại học nông nghiệp NSLT: Năng suất lý thuyết NXB: Nhà xuất bản NSTT Năng suất thực thu TGST: Thời gian sinh trưởng UTL: Ưu thế lai

DANH MỤC BẢNG

1.1 Tình hình sản xuất lúa ở Thái Bình trong những năm gần ñây 13

3.1 Một số ñặc ñiểm mạ của các tổ hợp lúa lai khi cấy ở vụ Mùa 2012 48

3.2 Thời gian các giai ñoạn sinh trưởng của các tổ hợp lai ở vụ Mùa 2012 50

3.3 ðộng thái ra lá của các tổ hợp lai vụ Mùa 2012 52

3.4 ðộng thái ñẻ nhánh của các tổ hợp lai vụ Mùa 2012 53

3.5 Một số ñặc ñiểm nông sinh học của các tổ hợp lai vụ Mùa 2012 54

3.6 Một số ñặc ñiểm nông sinh học của các tổ hợp lai vụ Mùa 2012 56

3.7 Mức ñộ nhiễm sâu bệnh hại của các tổ hợp lai vụ Mùa 2012 58

3.8 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai ở

3.9 Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các tổ hợp lai vụ Mùa 2012 62

3.10 Chất lượng ăn uống của các tổ hợp lai vụ Mùa 2012 64

3.11 Tổng hợp một số ñặc ñiểm của các tổ hợp triển vọng vụ Mùa 2012 66

3.12 Ảnh hưởng của lượng ñạm ñến ñộng thái ra lá của 3 tổ hợp lai

3.13 Ảnh hưởng của lượng ñạm ñến ñộng thái ñẻ nhánh của 3 tổ hợp

3.14 Ảnh hưởng của lượng ñạm ñến thời gian sinh trưởng của 3 tổ hợp

3.15 Ảnh hưởng của lượng ñạm ñến một số ñặc ñiểm nông sinh học

của 3 tổ hợp lai triển vọng ở vụ Xuân 2013 71

3.16 Ảnh hưởng của mức ñạm ñến các yếu tố cấu thành năng suất và

năng suất lý thuyết của 3 tổ hợp lai trong vụ xuân 2013 72

3.17 Ảnh hưởng của mức ñạm ñến năng suất thực thu của 3 giống

DANH MỤC ðỒ THỊ

3.1 Năng suất thực thu của các tổ hợp lai ở vụ Mùa 2012 61

3.2 Ảnh hưởng của lượng ñạm ñến năng suất thực thu của

MỞ ðẦU

1 Tính cấp thiết của ñề tài

Cây lúa (Oryza sativa L.) là một trong ba cây lương thực chủ yếu trên

thế giới: lúa mì, lúa nước và ngô Sản phẩm do cây lúa tạo ra là nguồn lương thực cung cấp cho hàng tỷ dân trên thế giới, ñặc biệt là các nước châu Á, Châu Phi, châu Mỹ Latinh Theo dự báo của FAO, thế giới ñang có nguy cơ thiếu hụt lương thực do dân số tăng nhanh (khoảng 9 tỷ vào năm 2050) Tiêu thụ lương thực, thực phẩm tại nhiều nước tăng, trong khi biến ñổi khí hậu toàn cầu gây thiên tai bất thường: nước biển dâng, sa mạc hóa, khô hạn, bão lụt, quá trình ñô thị hóa làm giảm ñất lúa, nhiều nước phải dành ñất ñể trồng cây nhiên liệu sinh học vì nguồn nhiên liệu hóa thạch ngày càng khan hiếm, cạn kiệt Chính vì vậy, giữ vững an ninh lương thực là nhu cầu cấp thiết hàng ñầu của thế giới hiện tại và tương lai

Ngoài lương thực, lúa gạo còn có vai trò quan trọng trong công nghiệp chế biến, dược phẩm và chăn nuôi Khi mức sống của nhân dân ñược nâng cao thì nhu cầu về chất lượng sản phẩm cũng nâng cao vì vậy sản xuất lúa gạo hiện nay phải vừa có sản lượng cao, vừa có chất lượng tốt ñể thỏa mãn nhu cầu của người tiêu dùng Ngành sản xuất lúa gạo của Việt Nam là một ngành quan trọng nhất trong nông nghiệp Trong những năm qua, cùng với sự nghiệp ñổi mới ñất nước, nền nông nghiệp nước ta phát triển nhanh, liên tục

và toàn diện với nhiều thành tựu to lớn ðặc biệt sản xuất lương thực không những ñã góp phần quan trọng vào ổn ñịnh chính trị, kinh tế, ñời sống nhân dân mà còn ñưa nước ta thành cường quốc xuất khẩu gạo thứ 2 thế giới Tuy vậy, sản xuất lúa gạo vẫn còn nhiều thách thức trong chiến lược ñảm bảo an ninh lương thực, duy trì ña dạng sinh học ñể phát triển nông nghiệp bền vững ñồng thời nâng cao sức cạnh tranh trên thị trường quốc tế Muốn ñáp ứng mục tiêu toàn diện ñó, trước tiên cần chọn ñược một bộ giống

lúa có năng suất cao ổn ựịnh, chất lượng tốt và thắch ứng rộng Có nhiều phương pháp chọn tạo giống lúa khác nhau ựã ựược áp dụng ựể ựạt mục tiêu này, nghiên cứu chọn tạo và phát triển lúa ưu thế lai là một trong những phương pháp ựầy tiềm năng ựể nâng cao năng suất lúa, ựảm bảo an ninh lương thực quốc gia, góp phần duy trì xuất khẩu gạo với số lượng cao ổn ựịnh, chất lượng ngày càng tốt hơn ựể nâng cao giá trị kinh tế Hơn 20 năm qua, ở các tỉnh miền Bắc, lúa lai thực sự ựã góp phần ựảm bảo an ninh lương thực, tăng lợi nhuận cho nông dân, tạo thêm công ăn việc làm ở nông thôn và giành ựất ựai cho các hoạt ựộng sản xuất khác có lợi ắch cao hơn (Nguyễn Văn Hoan, 2000; Nguyễn Công Tạn, 2002)

Thái Bình là một tỉnh thuần nông, với diện tắch ựất trồng lúa 165,714ha (năm 2011, giảm 0,689ha so với năm 2010), trong ựó diện tiện tắch lúa lai chiếm khoảng 16 - 20% Do vậy, việc nghiên cứu tuyển chọn các tổ hợp lúa lai có năng suất cao, phẩm chất tốt phù hợp với ựiều kiện canh tác của tỉnh là rất cần thiết Nhằm ựáp ứng nhu cầu tăng năng suất và sản lượng lúa gạo trên

ựịa bàn tỉnh, chúng tôi ựược giao thực hiện ựề tài: "đánh giá tổ hợp lúa lai mới và tìm hiểu ảnh hưởng của các mức ựạm ựến năng suất các tổ hợp lai ựược tuyển chọn tại Thái Bình"

2 Mục ựắch, yêu cầu

2.1 Mục ựắch

- đánh giá ựặc ựiểm nông sinh học, năng suất, chất lượng của một số tổ hợp lúa lai hai, ba dòng mới chọn tạo tại Thái Bình ựể tuyển chọn ựược tổ hợp

có triển vọng nhất phù hợp với ựiều kiện canh tác của tỉnh

- Xác ựịnh ựược mức bón ựạm phù hợp cho các tổ hợp lai ựược tuyển chọn

2.2 Yêu cầu

- đánh giá ựặc ựiểm sinh trưởng, phát triển của các giống lúa lai mới chọn tạo

- đánh giá tình hình nhiễm sâu, bệnh tự nhiên của các giống tại Thái Bình

- đánh giá năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa lai

- đánh giá chất lượng của các giống lúa lai Trên cơ sở ựánh giá, tuyển chọn ựược 1 - 2 tổ hợp lai tốt nhất phù hợp với ựiều kiện canh tác tại Thái Bình ựể xác ựịnh liều lượng bón phân ựạm phù hợp cho năng suất cao

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ựề tài

đưa ựược giống lúa lai mới do các nhà khoa học Việt Nam chọn tạo vào ựịa bàn tỉnh sẽ hoàn toàn chủ ựộng về số lượng và chất lượng hạt giống F1, ựồng thời quy trình thâm canh giống mới ựược hoàn thiện sẽ giảm chi phắ sản xuất, tăng năng suất và tăng lợi nhuận của sản xuất lúa cho người nông dân Thái Bình

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tình hình sản xuất lúa lai trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai trên thế giới

* Tại Trung Quốc: Trung Quốc bắt ñầu nghiên cứu lúa lai muộn

(1964) so với nhiều nước khác như Mỹ, Nhật Bản, Ấn ðộ, nhưng lại là nước ñầu tiên trên thế giới sử dụng lúa lai trong sản xuất ñại trà Có thể coi công nghệ lúa lai là một thành tựu lớn mang tính ñột phá của ngành nông nghiệp cuối thế kỷ 20, năng suất bình quân của lúa lai tăng khoảng 20 - 30% so với lúa thuần Chính vì thế diện tích trồng lúa lai không ngừng tăng lên Năm 1983, Trung Quốc coi lúa lai là hạng mục khoa học trọng ñiểm Chỉ tính riêng giai ñoạn 1976 - 1987 diện tích cấy lúa lai tổng cộng tại Trung Quốc ñạt ñược 66,7 triệu ha ñã góp phần tăng sản lượng lúa hơn 50 triệu tấn thóc (Nguyễn Công Tạn và ctv, 2002)

Năm 1964, tại ñảo Hải Nam, Yuan Long Ping và cộng sự phát hiện

ñược cây lúa dại bất dục trong loài lúa dại Oryza fatua spontanea, sau ñó họ

ñã lai với lúa trồng và chuyển ñược tính bất dục ñực hoang dại này vào lúa trồng ñể tạo ra những vật liệu di truyền hoàn toàn mới giúp cho việc khai thác ưu thế lai thương phẩm Năm 1973 lô hạt giống F1 ñầu tiên ñược sản xuất ra với sự tham gia của 3 dòng bố mẹ 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 Công Tạn

và ctv, 2002) Bức màn ngăn cản con người khai thác ưu thế lai ở lúa ñã ñược gỡ bỏ, từ ñây khởi ñầu cho sự phát triển như vũ bão của công nghệ lúa lai tại Trung Quốc cũng như các nước trồng lúa ngoài Trung Quốc Năm 1974, Trung Quốc ñưa ra một số tổ hợp lai cho ưu thế lai cao ñồng thời quy trình sản xuất hạt lai "ba dòng" cũng ñược hoàn thiện vào năm

1975 Năm 1976, ñã có khoảng 140,000 ha gieo cấy lúa lai thương phẩm hệ

ba dòng (Nguyễn Văn Hiển, 2000) Từ năm 1990 ñến nay, diện tích sản suất lúa lai luôn luôn chiếm 50% tổng số trên 30 triệu ha canh tác lúa ở Trung Quốc Năng suất bình quân ñạt ñược là 7 tấn/ha cao hơn lúa thuần 1,4 tấn/ha (năng suất trung bình lúa thuần 5,6 tấn/ha)

Từ năm 1982 các nhà khoa học Trung Quốc bắt ñầu nghiên cứu sử dụng hệ thống bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với ñiều kiện ngoại cảnh

và ñến 1995, hệ thống lúa lai 2 dòng sử dụng dòng mẹ bất dục ñực di truyền nhân ñã thật sự thành công ở Trung Quốc và ñã phát triển không ngừng trong những năm gần ñây Năm 2002, diện tích cấy lúa 2 dòng là 2,6 triệu ha chiếm 18% diện tích sản xuất lúa lai Năng suất của lúa lai 2 dòng cao vượt trội hơn

5 - 10% so với hệ thống lúa lai 3 dòng Bằng phương pháp lai xa và chọn lọc

cá thể ñã tạo ra ñược dòng TGMS và PGMS ñây là dòng bất dục ñực mẫn cảm với nhiệt ñộ và quang chu kỳ ñang ñược sử dụng phổ biến ở Trung Quốc Trong ñó hệ thống dòng bất dục TGMS có hiệu quả cao hơn so với dòng bất dục tế bào chất (CMS)

Năm 1996, Trung Quốc ñã bắt ñầu nghiên cứu lúa lai siêu năng suất (super rice) Năng suất trung bình của lúa lai siêu năng suất ñạt ñược cao hơn năng suất của hệ thống lúa lai 3 dòng ñến 30% Năm 2000 diện tích trồng siêu lúa lai là 240,000 ha năng suất trung bình 9,4 tấn/ha tăng lên 1,4 triệu ha vào năm 2002 năng suất ñạt 9,1 tấn/ha Tổ hợp siêu lúa lai 2 dòng Peiai’64S/E32

và tổ hợp siêu lúa lai 3 dòng II - 32A/Ming 86 năng suất ñạt ñược 17,1 tấn/ha năm 1999 năng suất tăng lên 17,5 tấn/ha năm 2001 Theo dự báo của Yuan

LP (2008) thì siêu lúa lai giai ñoạn 3 sẽ thành công vào năm 2010 với năng suất bình quân trên diện tích rộng là 13,5 tấn/ha ñã thành hiện thực Tại Hội nghị lúa lai quốc tế tổ chức tại Ấn ðộ năm 2012 lúa lai hai dòng chiếm diện tích 7,5 triệu ha/năm, trong ñó siêu lúa lai trên 2 triệu ha/năm

Các nhà khoa học Trung Quốc ñang hướng tới hệ thống sản xuất lúa lai

Ộmột dòngỢ nhờ sử dụng thể vô phối và cố ựịnh ưu thế lai, tương lai sẽ sản xuất giống lúa ưu thế lai theo quy trình sản xuất giống lúa thuần (Zhou, 1993) Thành công về lúa lai ở Trung Quốc ựã giúp cho ựất nước với hơn 1,3

tỷ người thoát khỏi nạn ựói và lúa lai ngày nay ựã và ựang ựược nhiều nước quan tâm coi là chìa khoá của chương trình an ninh lương thực quốc gia (trắch theo Nguyễn Văn Hoan, 2003)

* Tại Bangladesh: Viện nghiên cứu lúa Bangladesh (BRRI) bắt ựầu

nghiên cứu lúa lai từ năm 1993, BRRI ựã xác ựịnh ựược một số dòng CMS nhập nội ổn ựịnh và thắch ứng trong ựiều kiện của vùng với tỉ lệ nhận phấn ngoài khá cao ựạt 22 - 43,4% ựồng thời xác ựịnh một số dòng R tốt Trên cơ

sở các dòng bố mẹ này ựã lai thử và chọn ra một số tổ hợp lai có triển vọng cho Bangladesh Năm 2003, Bangladesh gieo trồng 2000 tấn hạt giống lúa lai F1 trên 10,000 ha diện tắch ựất lúa Hiện nay, Bangladesh ựang khảo nghiệm hai tổ lúa lai BRRI 1A/BR827R và BRRI 1A/BR168R có thể phổ biến gieo trồng cho ựịa hình ựất thấp ngập úng (Hybrid rice in Bangladesh)

* Tại Philipines: Năm 1989, Viện Nghiêm cứu lúa Philippin bắt ựầu

thực hiện dự án nghiên cứu lúa lai Kết quả ựã xác ựịnh ựược 2 dòng CMS là IR58025A và IR62826A có ựộ bất dục ổn ựịnh và khả năng thắch ứng cao Trong quá trình nghiên cứu ựã phát hiện ra sự khác nhau giữa các dòng CMS dựa vào ựặc tắnh của dòng duy trì và dòng phục hồi ựồng thời tạo ra các dòng CMS có nguồn gốc tế bào chất ựa dạng hơn Trong quá trình chọn tạo các tổ hợp lúa lai ựã chọn ựược một số tổ hợp lúa lai có triển vọng IR62884H (IR58025/IR3486-179-1-10-IR) tổ hợp này có ƯTL chuẩn về năng suất là 16,4% trong mùa mưa và 26,9% trong mùa khô (Nguyễn Công Tạn, 2002) Năm 1979, IRRI ựã tiến hành nghiên cứu lúa lai một cách hệ thống, từ năm 1980 - 1985 ựã có 17 quốc gia nghiên cứu và sản xuất lúa lai Diện tắch gieo trồng lúa lai ựạt tới 10% tổng diện tắch lúa toàn thế giới nhưng sản lượng lúa lai chiếm tới 20% tổng sản lượng (Bùi Huy đáp, 1980)

* Tại Ấn ðộ: Nghiên cứu kỹ thuật lúa lai bắt ñầu từ năm 1970 và ñược

tiến hành ở các trường ñại học, các viện nghiên cứu ðến năm 1989, chương trình nghiên cứu lúa lai mới ñược phát triển mạnh mẽ Năm 1990 - 1997, Ấn

ðộ ñã công nhận 16 giống lúa quốc gia và ñưa vào sản xuất ñại trà như các giống APHR1, MGR - 1 và KRH - 1 Trong thí nghiệm ñồng ruộng các tổ hợp lai này cho năng suất cao hơn các giống lúa thuần từ 16 - 40% Kỹ thuật sản xuất hạt giống lúa lai F1 ở Ấn ðộ ñã ñược hoàn thiện, trong những năm gần ñây, năng suất hạt lai F1 ñã ñạt từ 1,5 - 2,0 tấn/ha trên diện tích lớn (Sidiqq và Govinza, 1996)

* Tại Malaysia, năm 1984 bắt ñầu nghiên cứu lúa lai và ñã thu ñược

năng suất cao hơn giống truyền thống như IR5852025A/IR54791-19-2-3R ñạt năng suất 4,86 tạ/ha so với giống lúa MR84 là cao hơn 58,6%; IR62829A/IR46R có năng suất cao hơn MR84 26,1%, ñã chọn tạo ñược một

số dòng CMS ñịa phương như MH805A, MH1813A, MH1821A ðến năm

1999, Malaysia ñã xác ñịnh ñược 131 dòng phục hồi ñể sản xuất hạt lai Những khó khăn chính trong việc nghiên cứu lúa lai ở Malaysia là ñộ bất dục hạt phấn không ổn ñịnh, thiếu nguồn CMS, khả năng lai xa thấp và yêu cầu lượng hạt giống còn cao ñể ñáp ứng cho kĩ thuật gieo thẳng

* Tại Indonesia, theo Suprihetno B và cs (1994) nghiên cứu và phát triển

lúa lai ñược bắt ñầu từ năm 1983, người ta ñã ñánh giá và sử dụng nhiều dòng CMS nhập nội ñể ñưa vào chương trình chọn tạo lúa lai Cũng theo Suprihetno

B và cs (1997), trong vụ Xuân 1994, ba tổ hợp lúa lai ba dòng là: IR5988025A/BR827, IR58025A/IR53942 và IR5802A/IR54852 ñã ñược thử nghiệm ở Kunigon ñã cho năng suất trên 7 tấn/ha, cao hơn IR64 từ 20 - 40%

1.1.2 Tình hình sản xuất lúa lai ở Việt Nam

Lúa là cây lương thực chính tại Việt Nam, lúa cung cấp lương thực và

là ngành sản xuất truyền thống trong nông nghiệp Mục tiêu sản xuất lúa ñến năm 2010 là duy trì diện tích trồng lúa ở mức 3,96 triệu ha, sản lượng ñạt 40

triệu tấn, cao hơn năm 2003 là 5,5 triệu tấn (Quyết ñịnh số 150/2005/Qð-TTg ngày 20/06/ 2005) ðể ñạt ñược mục tiêu trên, khả năng mở rộng diện tích không nhiều và có thể ảnh hưởng ñến hệ sinh thái, do vậy chủ yếu phải tăng năng suất Giống là một biện pháp kỹ thuật ñể tăng năng suất hiệu quả nhất

Sử dụng ưu thế lai của cây lúa ñể tạo ra những giống lai F1 năng suất cao ñang ñược nghiên cứu và sử dụng trong những năm gần ñây

Nghiên cứu và sử dụng ưu thế lai trong sản xuất lúa tại Việt Nam là một mốc quan trọng ñánh dấu cuộc cách mạng mới trong nghề trồng lúa Chương trình phát triển lúa lai ñã mang lại kết quả và triển vọng to lớn, góp phần ñảm bảo an ninh lương thực ñồng thời duy trì hệ sinh thái bền vững

Năm 1983, Việt Nam bắt ñầu nghiên cứu lúa lai tại Hậu Giang và Hà Nội (Nguyễn Bá Thông, 2001), nguồn vật liệu sử dụng trong việc nghiên cứu ñược nhập chủ yếu từ Viện lúa quốc tế (IRRI), song ñây chỉ là những nghiên cứu mới ở giai ñoạn ñầu tìm hiểu về lúa lai ðến năm 1990, Bộ Nông nghiệp

và phát triển Nông thôn ñã cho phép nhập nội một số tổ hợp lúa lai từ Trung Quốc ñể trồng thử vào vụ Xuân ở ðồng bằng Bắc Bộ và các tỉnh miền núi phía Bắc, kết quả cho thấy các tổ hợp lúa lai cho năng suất cao hơn hẳn lúa thuần Từ ñó công nghệ lúa lai ñược triển khai nghiên cứu mạnh mẽ và ñạt ñược những thành công ñáng ghi nhận (Nguyễn Thị Trâm, 2002)

Chương trình nghiên cứu lúa lai ñầu tiên do tổ chức FAO tài trợ, ñược thực hiện tại Viện Bảo vệ Thực vật, Viện Cây lương thực và cây thực phẩm, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, Viện Nông hoá - Thổ nhưỡng và Trung tâm Khảo nghiệm giống Quốc gia Kết quả nghiên cứu ñã ñưa ñược nhiều tổ hợp lúa lai có năng suất cao, TGST ngắn vào sản xuất Công tác nghiên cứu và chọn tạo các giống lúa lai ở Việt Nam cũng ñược thúc ñẩy mạnh mẽ bằng việc thành lập Trung tâm nghiên cứu lúa lai thuộc Viện KHKTNN Việt Nam năm

1994 Các ñơn vị nghiên cứu khác trong nước ñã tập trung vào việc thu thập, ñánh giá các dòng bất dục ñực nhập nội, sử dụng các phương pháp chọn giống

truyền thống như lai hữu tính, ñột biến ñể tạo ra các dòng bất dục ñực và dòng phục hồi mới phục vụ cho công tác chọn giống lúa lai Kết quả nghiên cứu ñã xác ñịnh ñược các vật liệu bố mẹ tốt, thích ứng với ñiều kiện sinh thái Miền Bắc,

có khả năng cho ưu thế lai cao như: IR58025A/B, Bo A/B, Kim23A/B, 32A/B, VN - 01, 11S, TGMS7, TGMS11, TGMSVN1, T1S - 96, 103S, TGMS6; các dòng bố R3, R20, R24, RTQ5, R100, R108… (Nguyễn Trí Hoàn, Nguyễn Thị Gấm (2003); Hoàng Tuyết Minh, 2002; Nguyễn Thị Trâm, 2005) Việc nghiên cứu, chọn tạo lúa lai ở Việt Nam chậm hơn các nước trong khu vực, nhất là so với Trung Quốc Nhưng do “ñi tắt ñón ñầu” nên ñã bắt kịp ñược những thành tựu mới của thế giới, chỉ trong một thời gian ngắn Việt Nam ñã chọn tạo ñược một số tổ hợp mang thương hiệu lúa lai Việt Nam: VL20, VL24, TH3-3, TH3-4, TH3-5, TH7-2, HC1, Thanh ưu 3, LC212, LC270, HYT108 (lúa lai hai dòng), HYT83, HYT92, HYT100, CT16, LC25, Nam ưu 603, Nam ưu604, Băc ưu903KBL (lúa lai ba dòng) (theo 966 giống cây trồng mới, 2010) Bên cạnh việc chọn tạo các giống lúa lai trong nước, Việt Nam còn nhập nội các giống lúa lai nước ngoài, chọn lọc các tổ hợp lúa lai cho năng suất cao, chất lượng tốt, thích ứng với ñiều kiện của Việt Nam ñể phục vụ sản xuất ñại trà Cho ñến nay chúng ta ñã có một bộ giống lúa lai khá

II-ña dạng và phong phú cho vụ mùa: Bồi tạp sơn thanh, Bồi tạp 77, Bắc ưu 64, Bắc ưu 253, Bắc ưu 903, Dưu 527 Các giống cho vụ xuân: Nhị ưu 63, Nhị ưu

838, Khải Phong số 1, Vân Quang 14 (Nguyễn Văn Hoan, 2006; Nguyễn Trí Hoàn, 2004; Nguyễn Thị Trâm, Trần Văn Quang, 2003)

Bên cạnh ñó Việt Nam ñã thu thập ñược 17 dòng TGMS nhập nội và

29 dòng TGMS chọn tạo trong nước Trong số các dòng chọn tạo trong nước

14 dòng có thể sử dụng vào việc tạo ra các tổ hợp lai có triển vọng: T1s, T24s, T25s, T26s, T27s, T29s, 103s (Trường ðại học Nông nghiệp - Hà Nội), VN01s, TGMS - VN1, TGMS - VN5, TGMS - VN7 (Viện di truyền nông nghiệp) và các dòng 7s, CN6s (Viện khoa học nông nghiệp và viện cây lương thực - thực phẩm)

Ở Việt nam lúa lai 2 dòng chiếm trên 200,000 ha/năm, chủ yếu trong

vụ mùa, lúa lai 3 dòng chiếm trên 400,000 ha/năm, chủ yếu ở vụ Xuân, một

số tổ hợp lúa lai mới chọn tạo tại Việt Nam có triển vọng như Việt lai 20, TH3-3 (Bùi Bá Bổng, 2002), hoặc giống lúa Việt lai 24(Nguyễn Văn Hoan và

Vũ Hồng Quảng, 2005)

Trong những năm gần ựây, ở một số tỉnh phắa Bắc diện tắch lúa lai tăng lên rất nhanh ở các tỉnh: Nam định, Thanh Hoá, Nghệ An, Ninh Bình, Hà Nam và Phú Thọ Ngoài ra, diện tắch gieo trồng lúa lai còn ựược mở rộng ra các tỉnh ở miền Trung và Tây Nguyên như: Quảng Nam, đak Lak Ở một số vùng có trình ựộ thâm canh cao, năng suất lúa lai ựã ựạt ựược 13 - 14 tấn/ha/vụ (Trương đắch, 2002; Nguyễn Văn Hoan và Vũ Hồng Quảng, 2005) Chủ trương của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn về việc mở rộng diện tắch sản xuất hạt giống lúa lai ở miền Trung và miền Nam, nơi có khắ hậu thuận lợi ựể cung cấp hạt giống cho các tỉnh phắa Bắc ựã ựược thực tế ghi nhận Năng suất hạt giống lúa lai tăng từ 1,75 tấn/ha năm 1992 lên 2,4 tấn/ha năm 2002 Tổng sản lượng hạt giống sản xuất ựược 3,800 tấn vào năm

2002 mới chỉ ựáp ứng ựược 24% nhu cầu sử dụng giống Một số tổ hợp lai 2 dòng ựã ựược mở rộng sản xuất khá nhanh,với diện tắch hàng trăm ngàn ha/năm, mặc dù năng suất chưa vượt trội hơn lúa lai ba dòng nhưng ựã cạnh tranh ựược với lúa lai hai dòng nhập nội trong 4 - 5 năm gần ựây điều quan trọng là, năng suất hạt lai F1 hệ 2 dòng của Việt Nam khá cao 3 - 4 tấn/ha ựã hấp dẫn người nông dân và các doanh nghiệp giống tham gia sản xuất hạt giống ựể tăng thu nhập

Trong những năm gần ựây, ngành sản xuất lúa gạo của Việt Nam ựã phát triển thành ngành sản xuất hàng hoá lớn, do năng suất cao, chất lượng tốt, hiệu quả kinh tế cao và có tiềm năng cạnh tranh trên thị trường quốc tế định hướng trong thời gian tới là tiếp tục phát triển lúa lai, mở rộng diện tắch hàng năm trên 500 nghìn ha và ựến năm 2010 diện tắch lúa lai ựạt 1 triệu ha, với năng suất bình quân là 65 - 70 tạ/ha (Quách Ngọc Ân, 1999)

ðể công tác chọn tạo giống lúa lai hai dòng ñạt hiệu quả tốt, cần phải

có ñược các vật liệu bố mẹ mới phù hợp với ñiều kiện trong nước, có ñặc tính nông sinh học tốt, khả năng kết hợp cao, ổn ñịnh và dễ sản xuất hạt lai Trên

cơ sở ñó chọn tạo và ñưa vào sử dụng các tổ hợp lai mới có thương hiệu riêng, cho năng suất cao và ổn ñịnh, chất lượng gạo tốt, thích ứng với ñiều kiện sinh thái nước ta

Với những thành tựu ñạt ñược trong phát triển sản xuất lúa lai thương phẩm, Việt Nam ñược tổ chức FAO ñánh giá rất cao coi là nước ñứng thứ 3 sau thành công của Trung Quốc và Ấn ðộ ðộng lực thúc ñẩy phát triển lúa lai với tốc ñộ nhanh là sự kết hợp của ba yếu tố: tiềm năng ƯTL cao về năng suất, sự quan tâm của lãnh ñạo và chính sách ñầu tư hợp lý của Nhà nước

* Những trở ngại chính trong sản xuất lúa lai tại Việt Nam

- Tuy lúa lai ñã ñưa vào sử dụng từ năm 1991, nhưng sản xuất lúa lai hiện tại vẫn chưa có quy hoạch cụ thể và vững chắc Những tỉnh có ñiều kiện sản xuất lúa như vùng ñồng bằng Bắc Bộ, năng suất lúa lai cao hơn lúa thuần,

mà tỷ lệ diện tích trồng lúa lai còn ít do sản xuất lúa hàng hoá chưa ñược chú trọng ðối với các tỉnh khó khăn như miền núi, vùng sâu, vùng xa diện tích cấy lúa ít, nông dân thường thiếu lương thực; trồng lúa lai rất thích hợp nhưng diện tích gieo trồng lúa lai còn hạn chế do khó khăn về thuỷ lợi và chính sách

hỗ trợ, nhất là chính sách khuyến nông

- Hệ thống quản lý giống chưa tốt, nên nhiều cá nhân, tổ chức lợi dụng việc nhập khẩu ñể kinh doanh hạt giống lúa lai kiếm lời, nhiều khi không chú ý ñến nguồn gốc, chất lượng gieo trồng của lô hạt giống, nhất là những vụ thiếu hạt giống ñã nhập cả lô giống lẫn, giống kém chất lượng làm giảm năng suất, gây hại cho sản xuất và tâm lý xấu cho nông dân Hiện nay vẫn còn rất ít những công trình nghiên cứu về hiệu quả kinh tế, xã hội trong sản xuất lúa lai ở nước ta

- Lúa lai bị sâu bệnh tấn công mạnh, năng suất cao nhưng không ổn ñịnh, nguồn giống phụ thuộc nước ngoài, giá hạt giống lúa lai cao, vì vậy không khích lệ nông dân trồng

- Chất lượng gạo lúa lai thấp hơn lúa thường, nên giá bán rẻ hơn

- Diện tích lúa lai càng mở rộng sẽ dẫn ñến nguy cơ gây xói mòn nguồn gen cây lúa, nếu không có kế hoạch bảo tồn nguồn vật liệu ñịa phương hợp lý

sẽ làm mất cân bằng, hạn chế ña dạng sinh học

- ðộ thuần hạt giống: sản xuất hạt lai ngoài Trung Quốc còn tồn tại vấn

ñề về ñộ thuần của các dòng A, B, R và của hạt lai F1 chưa ñược ñảm bảo ðộ thuần ảnh hưởng rất lớn tới năng suất, nếu ñộ thuần hạt giống giảm ñi 1% thì năng suất lúa lai thương phẩm giảm 100 kg/ha (Nguyễn Công Tạn và ctv, 2002) Nếu ñộ thuần không ñảm bảo, dẫn ñến năng suất lúa lai giảm, làm người dân không có ñộng lực ñể sử dụng

- Tiềm năng ƯTL: các giống lúa lai trong loài, trong phạm vi giống Indica, chỉ có thể vượt năng suất so với lúa thuần 20 - 30 %, sự khan hiếm các dòng duy trì và dòng phục hồi là vấn ñề khó khăn chủ yếu cho việc chọn giống lúa lai ba dòng

- Giá thành hạt lai cao hơn lúa thuần 5 - 6 lần, thậm chí có giống tới 10

- 12 lần là yếu tố hạn chế lớn cho phát triển lúa lai trong tương lai, giảm giá thành sản xuất hạt lai hay hỗ trợ cho người sản xuất hạt lai sẽ khuyến khích nông dân sử dụng lúa lai nhiều hơn

- Chất lượng hạt lai: ngày nay mức sống người dân ngày càng ñược cải thiện, nhu cầu tiêu dùng ngày càng cao Người ta không chỉ ăn no mà còn phải ăn ngon, vì vậy cần chất lượng gạo cao, tuy nhiên hiện nay chất lượng gạo của lúa lai còn chưa cao, ñây cũng là một vấn ñề hạn chế sự tiếp nhận lúa lai của nông dân

- Sản xuất hạt lai F1 trên diện rộng: Muốn mở rộng diện tích lúa lai thương phẩm cần phải có hạt giống lai ñể cung ứng với số lượng lớn Hiện tại chúng ta gặp rất nhiều khó khăn như thiếu nhân lực có kỹ thuật cao, cần nguồn tài chính lớn ñể mua sắm trang thiết bị chuyên dùng, ñào tạo ñội ngũ cán bộ chỉ ñạo và tổ chức sản xuất lúa lai Quá trình chọn tạo giống lúa lai mới và tiến hành trình diễn lúa lai lâu hơn lúa thường cũng là một vấn ñề hạn chế

1.1.3 Tình hình sản xuất lúa và lúa lai ở Thái Bình

Thái Bình là một tỉnh ven biển ở ựồng bằng sông Hồng, miền Bắc Việt

Nam Trung tâm tỉnh là thành phố Thái Bình cách thủ ựô Hà Nội 110 km về phắa đông Nam, cách thành phố Hải Phòng 70 km về phắa Tây Nam Thái Bình tiếp giáp với 5 tỉnh, thành phố: Hải Dương ở phắa Bắc, Hưng Yên ở phắa Tây Bắc, Hải Phòng ở phắa đông Bắc, Hà Nam ở phắa Tây, Nam định ở phắa Tây và Tây Nam Phắa ựông là biển đông (vịnh Bắc Bộ) Theo quy hoạch phát triển kinh tế, Thái Bình thuộc vùng duyên hải Bắc Bộ

Thái Bình nằm trong vùng khắ hậu cận nhiệt ựới ẩm: mùa hè nóng ẩm, mưa nhiều từ tháng 5 ựến tháng 9; mùa ựông khô lạnh từ tháng 11 năm trước ựến tháng 3 năm sau; tháng 10 và tháng 4 là mùa thu và mùa xuân tuy không

rõ rệt như các nước nằm phắa trên vành ựai nhiệt ựới Nhiệt ựộ trung bình: 23,5ồC Số giờ nắng trong năm: 1.600 - 1.800 giờ độ ẩm tương ựối trung bình: 85 - 90% Tỉnh Thái Bình nằm trong vùng nhiệt ựới gió mùa, nên hàng năm ựón nhận một lượng mưa lớn (1.700 - 2.200mm)

Hiện nay khi các ngành công nghiệp hiện ựại ựang không ngừng phát triển trên cả nước thì diện tắch ựất nông nghiệp dần bị thu hẹp lại, người hoạt ựộng trong sản xuất nông nghiệp cũng giảm ựi ựáng kể Thái Bình cũng không ngừng phát triển theo ựà phát triển chung của ựất nước Vì vậy diện tắch, năng suất và sản lượng lúa cũng có những thay ựổi Bảng 1.1 là tình hình sản xuất lúa của tỉnh trong những năm trở lại ựây

Bảng 1.1 Tình hình sản xuất lúa ở Thái Bình trong những năm gần ựây

Năm Diện tắch (ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (tấn/ha)

Qua bảng số liệu trên ta thấy:

- Về diện tích: Trong những năm gần ñây diện tích ñang có xu hướng giảm do việc mở rộng các khu ñô thị, khu công nghiệp, xây dựng cơ sở hạ tầng và việc chuyển ñổi cơ cấu cây trồng ở những diện tích không chủ ñộng ñược nước Diện tích lúa ở một số vùng ñồng bằng thấp trũng ñược chuyển sang nuôi trồng thủy sản, một số diện tích chuyển sang trồng màu Việc chuyển ñổi này ñã nâng cao thu nhập cho người nông dân, hạn chế sự phụ thuộc của sản xuất nông nghiệp vào ñiều kiện tự nhiên

- Về năng suất: Nhìn vào bảng số liệu trên ta có thể thấy rõ rằng: từ năm 2007 - 2008 năng suất tăng rất nhanh từ 61,54 - 65,67 tạ/ha sau ñó tăng giảm không ñáng kể cho ñến năm 2012 Tính ñến năm 2012 thì năng suất tăng 3,53% so với năm 2007 ðiều này cho thấy sản xuất lúa của tỉnh không ngừng ñược ñẩy mạnh

- Về sản lượng: Trong những năm từ 2007 - 2012 diện tích có những biến ñổi không theo quy luật, tăng giảm tùy từng năm song tính ñến năm

2012 thì diện tích ñã giảm so với năm 2007 tuy nhiên sản lượng lúa lại tăng lên ñáng kể Vì vậy nhiều năm trở lại ñây, Thái Bình ñược biết ñến là ñịa phương có năng suất cây trồng cao so với mặt bằng chung cả nước, mà cây lúa là chủ lực Có nhiều nguyên nhân dẫn ñến tăng năng suất lúa, nhưng người Thái Bình ñã tổng kết: "Tốt giống bội thu"

Thái Bình là một tỉnh có tỷ trọng nông nghiệp cao, diện tích ñất trồng lúa trên 160 nghìn ha, song cơ cấu các giống lúa thuần chiếm trên 80% vụ xuân, vụ mùa lúa thuần chiếm trên 90% Như vậy diện tích lúa lai so với một

số tỉnh bạn như Nam ðịnh, Hà Nam, Thanh Hóa là rất thấp (10 - 20%) trong khi ñó lúa lai có rất nhiều tiềm năng như năng suất, chống chịu với sâu bệnh và ñiều kiện bất thuận Nguyên nhân chính là:

- Lúa lai không chủ ñộng ñược giống, chủ yếu phụ thuộc vào Trung Quốc cộng với giá giống còn cao, chất lượng gạo trung bình, ñặc biệt vụ mùa

bị nhiễm bệnh bạc lá nặng dẫn ñến tỷ lệ lép cao, năng suất thấp

- Do tập quán thâm canh, người dân quen làm mùa sớm, cấy giống dài

ngày trên chân ñất chua trũng như: Xi23, 8865, VN10 Chính vì vậy diện tích lúa lai của tỉnh Thái Bình còn hạn chế so với các tỉnh bạn

Các giống hiện nay ñang sản xuất ñại trà tại Thái Bình như: D.ưu 527, Syn6, Thục Hưng, CNR 02 Một số huyện như Thái thụy, Tiền Hải cơ cấu lúa

lai vụ xuân ñang phấn ñấu ñạt 45 - 50 %

1.2 Một số thành tựu nghiên cứu chọn giống lúa lai trên thế giới và Việt Nam

1.2.1 Cơ sở khoa học của công nghệ chọn tạo và sản xuất lúa lai

Lúa là loại cây tự phấn ñiển hình, hoa lúa nhiều, nhỏ và lưỡng tính, vì vậy muốn sản xuất hạt lai F1với lượng lớn ñể khai thác ưu thế lai thương phẩm thì không thể lai thủ cộng mà phải tìm ñược một “công cụ di truyền” chuyên biệt ñó là dòng bất dục ñực làm mẹ và dòng cho phấn ñể thu ñược con lai có ưu thế lai cao làm bố Theo ý tưởng này, các nhà khoa học Trung Quốc

ñã tìm tòi, cải tiến và xác ñịnh ñược một hệ thống các dòng bao gồm: dòng bất dục ñực tế bào chất (CMS), dòng duy trì bất dục và dòng phục hồi hữu dục, còn gọi là hệ thống lúa lai “ba dòng” Hệ thống này ñã ñược dùng rộng rãi tại Trung Quốc và một số quốc gia khác trong mấy thập kỷ vừa qua Hiện nay hệ thống bất dục ñực mẫn cảm với ñiều kiện môi trường ñang ñược nghiên cứu sử dụng ñể phát triển lúa lai hai dòng, nâng cao tiềm năng ưu thế lai, các gen tương hợp cũng ñã ñược khai thác ñể hỗ trợ cho việc phát triển

các giống lúa lai xa giữa các loài phụ Indica và Japonica Ở cây lúa người ta

ñã phát hiện ñuợc nhiều dạng bất dục ñực tương tự như một số cây trồng khác (ngô, cao lương ) Hiện tại hai hệ thống lúa lai ñang ñược phát triển mạnh,

ñó là lúa lai hệ ba dòng và lúa lai hệ hai dòng, với những công cụ di truyền hữu hiệu là các dòng A, B, R, TGMS, PGMS và P

1.2.1.1 Lúa lai hệ ba dòng

ƯTL hệ “ba dòng” ñược phát hiện và sử dụng sớm nhất trong lịch sử nghiên cứu và phát triển lúa lai, là phương pháp mở ñầu giúp cho các nhà chọn giống khai thác tiềm năng ƯTL ở lúa và sử dụng rộng rãi lúa lai trong sản xuất, góp phần nâng cao năng suất, tổng sản lượng lúa, giải quyết thiếu

ñói ở những vùng trồng lúa ñất chật người ñông

Lúa lai hệ "ba dòng" sử dụng hệ thống bất dục ñực tế bào chất ñể tạo ra các dòng mẹ, dòng A hoặc CMS (Cytoplamic Male Sterility) dùng làm mẹ trong sản xuất hạt lai ðể duy trì dòng A bất dục cần có một dòng B tương ứng Dòng B chỉ khác dòng A ở chỗ không chứa gen bất dục ở tế bào chất Về mặt hình thái dòng B giống hệt dòng A, khi trỗ bông thì có phấn hữu dục Khi

sử dụng một giống lúa thuần nào ñó lai với dòng A bất dục mà có khả năng phục hồi phấn cho dòng A ñể lai tạo ra F1 có tỷ lệ mẩy cao như lúa thuần thì dòng cho phấn này gọi là dòng R (Restorer) phục hồi phấn cho dòng A

Vậy, ñể có hạt lai F1 ở hệ thống “ba dòng” cùng một lúc phải có 3 loại dòng A, B, R và phải tiến hành thụ phấn chéo 2 lần (sản xuất hạt dòng CMS

và sản xuất hạt lai F1) Sơ ñồ hệ thống lúa lai “ba dòng” như hình minh hoạ:

Ghi chú:

bd - bất dục

hd - hữu dục

Srr - kiểu gen bất dục

Nrr - kiểu gen duy trì bất dục

NRR - kiểu gen phục hồi hữu dục

Hình 1.1 Sơ ñồ hệ thống lúa lai "3 dòng"

(Nguồn: Nguyễn Văn Hoan, 2001)

Dòng A, bất dục

S(rr)

Srr

Dòng B, hữu dục N(rr) Nrr

Dòng R,hữu dục N(RR) NRR

Dòng A,bất dục S(rr)

- Dòng A: ñược sử dụng làm mẹ, có bao phấn lép, không mở, trong bao

phấn chứa hạt phấn bị thoái hoá do không tích luỹ ñược tinh bột Nhìn bằng mắt thường thấy bao phấn vàng ngà hoặc trắng sữa, rung cây lúa lúc nở hoa không có hạt phấn tung ra, khi nhuộm màu trong dung dịch I-KI 1% rồi quan sát trên kính hiển vi thấy hình thái hạt phấn bất thường (tam giác, hình thoi, cầu khuyết) Cơ quan sinh sản cái của dòng A hoàn toàn bình thường, có những bộ phận tỏ ra có sức sống cao hơn bình thường Vòi nhụy to hơn, vươn

ra ngoài vỏ trấu sau khi hoa khép lại, và khả năng tiếp nhận hạt phấn ñể thụ tinh sau khi hoa nở khoảng 5 ngày, khi rũ phấn giống lúa khác vào dòng A thì khả năng tiếp nhận phấn dễ dàng Dòng A muốn sản xuất hạt lai cần có các yêu cầu sau:

Bất dục ñực hoàn toàn và ổn ñịnh qua các vụ, nghĩa là tỷ lệ hạt phấn bị thoái hoá là 100%, tỷ lệ này không thay ñổi khi ñiều kiện thời tiết biến ñộng, không biến ñổi sau các lần gieo lại

Phải tương ñối dễ phục hồi thể hiện qua các yếu tố sau:

+ Phổ phục hồi rộng: nhiều giống lúa có thể phục hồi cho dòng A nhờ vậy dễ tìm giống lúa lai tốt

+ Khả năng ñậu hạt khi lai với dòng phục hồi cao và ổn ñịnh trong ñiều kiện ngoại cảnh

+ Có cấu trúc hoa và tập tính nở hoa tốt, cụ thể thời gian nở hoa sớm, góc mở hoa rộng, thời gian mở vỏ trấu lâu, vòi nhuỵ dài vươn ra ngoài vỏ trấu, bông trỗ thoát ra khỏi bẹ lá ñòng

Dòng B: duy trì tính bất dục cho dòng A, trừ tính bất dục dòng B hoàn toàn giống dòng A, dòng B phải chọn cẩn thận, phải là dòng thuần, nhiều hạt phấn, sức sống hạt phấn cao

Dòng R: cho phấn dòng A ñể sản xuất hạt lai F1, cây F1 hữu dục ñồng nhất về các tính trạng nông sinh học và có ưu thế lai cao, dòng R phải là dòng thuần có nhiều ñặc ñiểm tốt, năng suất và phẩm chất cao, thời gian sinh

trưởng phù hợp Dòng R tốt cần có các ñặc ñiểm sau:

+ Có khả năng phục hồi mạnh, tỷ lệ ñậu hạt của con lai ngang với lúa thuần hoặc lớn hơn 80% so với lúa thuần

+ Có ñặc tính nông sinh học tốt, khả năng phối hợp cao, cho ƯTL cao ñáng tin cậy

+ Cây cao, khoẻ hơn dòng A, TGST xấp xỉ hoặc dài hơn dòng A

+ Bao phấn mẩy, chứa nhiều hạt phấn, tập tính nở hoa tốt

* Một số ưu ñiểm của lúa lai hệ “ba dòng”:

- Lúa lai hệ "3 dòng" là thành công lớn của loài người trong sử dụng bất dục ñực tế bào chất ở lúa Bằng phép lai lại liên tục ñã cải tiến nhanh chóng hầu hết tính trạng của lúa dại, lúa bán hoang dại thành lúa trồng với tiềm năng năng suất cao Các tổ hợp lai có dòng bất dục ñực tế bào chất chứa gen bất dục "WA" (gen bất dục dạng dại) ñã tạo ra các năng suất kỷ lục Ví dụ: Tổ hợp Zhenshan 97A/Minhui 63 ñã ñạt 15,3 tấn/ha/vụ ở tỉnh Vân Nam

- Lúa lai "ba dòng" do hệ bất dục di truyền tế bào chất quyết ñịnh nên tính bất dục của dòng mẹ ít chịu sự chi phối của môi trường ñặc biệt là nhiệt

ñộ và ánh sáng ðặc ñiểm này giúp cho ñộ thuần của hạt lai "ba dòng" rất cao, khai thác triệt ñể hiệu ứng ưu thế lai của tổ hợp

- Lúa lai "ba dòng" ngày nay không chỉ có năng suất cao mà còn có phẩm chất tốt, chống chịu sâu bệnh khá và ñặc biệt có thời gian sinh trưởng ngắn, rất thuận lợi cho việc bố trí thời vụ gieo trồng, tăng vòng quay của ñất

- Lúa lai "ba dòng" có tính thích ứng rộng ñạt năng suất cao không chỉ

ở vùng thuận lợi mà cả ở vùng khó khăn (hạn, lạnh, nghèo dinh dưỡng) do hiệu ứng ưu thế lai thích ứng Vì lý do ñó khá nhiều tổ hợp lúa lai 3 dòng của Trung Quốc ñã gieo cấy khá thành công ở nước ta không chỉ ở ñồng bằng Bắc

bộ mà cả ở miền núi, các tỉnh duyên hải miền Trung và ñồng bằng Nam bộ

* Một số hạn chế của lúa lai hệ "ba dòng":

- Số lượng các dòng CMS tìm ra khá nhiều song số dòng sử dụng ñược còn ít, có tới 95% số dòng CMS ñang dùng thuộc kiểu "WA", gen bất dục dạng dại, vì thế có nguy cơ dẫn ñến tình trạng ñồng tế bào chất Sự thu hẹp phổ di truyền do ñồng tế bào chất có thể dẫn ñến nguy cơ sâu bệnh phá hại hàng loạt trong những ñiều kiện môi trường nhất ñịnh

- Các tổ hợp lúa lai "ba dòng" mới chọn tạo trong thời gian gần ñây tuy

có các ưu ñiểm như chất lượng gạo tốt, chống chịu sâu bệnh và ñiều kiện ngoại cảnh tốt hơn, thích ứng rộng hơn song năng suất tăng không ñáng kể so với các tổ hợp ñã tạo ra trước ñây

- Các tổ hợp lai "ba dòng" ở loài phụ Japonica còn ít, năng suất trên diện rộng chỉ lớn hơn lúa thuần Japonica 5 - 10% nên hiệu quả gieo cấy lúa

lai không cao

- Quy trình duy trì dòng CMS rất khắt khe, cồng kềnh và tốn kém, phải trải qua hai lần mới có ñược hạt lai F1 và ñể có hạt duy trì ñều phải tiến hành phép lai giữa dòng A và dòng duy trì của nó ðặc ñiểm này dẫn tới việc phụ thuộc lớn vào môi trường khi lúa trỗ bông và làm cho năng suất hạt duy trì không ổn ñịnh, các nhà ñiều hành luôn bị ñộng, giá thành hạt giống không hạ thấp ñược

ðể khắc phục các hạn chế này các nhà khoa học chọn tạo giống lúa ñã sáng tạo ñược phương pháp chọn giống lúa lai mới: ñó là lúa lai hệ "hai dòng"

1.2.1.2 Lúa lai hệ “hai dòng”

Lúa lai hệ hai dòng là bước tiến mới của loài người trong ứng dụng ƯTL ở lúa Hai “công cụ” di truyền cơ bản ñể phát triển lúa lai “hai dòng” là dòng bất dục ñực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ñộ TGMS (Thermosensitive Genic Male Sterile) và bất dục ñực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với chu kỳ chiếu sáng PGMS (Photoperoid sensitive Genic

Male Sterile) Tính chuyển hoá từ bất dục sang hữu dục và ngược lại ở TGMS

và PGMS gây ra do ñiều kiện môi trường Vì thế bất dục ñực kiểu này gọi chung là bất dục ñực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với ñiều kiện môi truờng EGMS (Enviromental Sensitive Genic Male Sterile)

Lúa lai “hai dòng” ở Trung Quốc ñược ñưa vào sản xuất ñại trà từ năm

1995 Thời gian ñầu tốc ñộ mở rộng diện tích còn chậm do chưa tìm ra các tổ hợp có ƯTL cao Thành công của Trung tâm nghiên cứu và phát triển lúa lai quốc gia Trung Quốc trong việc tạo ra các tổ hợp siêu lúa lai ñã giúp cho việc

mở rộng diện tích lúa lai “hai dòng” rất nhanh chóng Theo báo cáo của Yuan L.P tại hội nghị lúa lai quốc tế 14 - 17 tháng 5/2002, diện tích lúa lai “hai dòng” năm 2000 ở Trung Quốc là 0,24 triệu ha với năng suất bình quân là 9,6 tấn/ha Nhiều tổ hợp siêu lúa lai hệ hai dòng ñược ñưa vào sản xuất, trong ñó

có những ñiển hình năng suất lên tới 19,5 tấn/ha/vụ (tổ hợp lai Peiai 64S/E32 năm 1999 ñạt 17,1 tấn/ha/vụ; năm 2001 ñạt 19,5 tấn/ha/vụ)

Hệ thống lai “hai dòng” có thể phát triển rộng hơn lúa lai 3 dòng vì những tiến bộ sau ñây:

- Các tổ hợp lai “hai dòng” có năng suất cao hơn 5 - 10% do có thể tiến hành lai xa huyết thống hoặc lai xa ñịa lý

- Trong hệ thống lúa lai “hai dòng” thì dòng bất dục ñực do gen lặn trong nhân tế bào kiểm soát nên có thể lai với nhiều dòng giống lúa khác mà không bị hiện tượng ñồng tế bào chất cản trở

- Không cần phải có dòng duy trì bất dục nên khi nhân dòng chỉ cần gieo trồng một dòng thay vì phải trồng xen dòng mẹ (A) với dòng bố (B) Do

ñó, diện tích sản xuất lúa lai thương phẩm của hệ thống “hai dòng” cao hơn so với hệ “ba dòng” Chi phí sản xuất hạt lai F1 trong hệ hai dòng sẽ thấp hơn so với hệ ba dòng

Quá trình sản xuất hạt lúa lai F1 của hệ lúa lai “hai dòng” ñược ñơn

giản hoá, không tổ chức lai ñể duy trì dòng bất dục Dòng TGMS trong ñiều kiện nhiệt ñộ cao, từ 25 - 300C (tuỳ dòng) sẽ bất dục tuyệt ñối, ñược dùng làm

mẹ ñể sản xuất hạt lai F1, từ 19 - 240C (tuỳ dòng) sẽ hữu dục Dòng PGMS trong ñiều kiện ngày dài cần thiết sẽ bất dục ñể dùng làm mẹ và ngày ngắn cần thiết sẽ hữu dục ñể duy trì dòng mẹ, tuy nhiên sự hữu dục hay bất dục của dòng PGMS cũng còn tương tác với nhiệt ñộ môi trường ñể phát triển lúa lai hai dòng quan trọng nhất là phát triển các dòng TGMS và PGMS gọi chung là các dòng EGMS (Hình 1.2)

Hình 1.2 Sơ ñồ hệ thống lúa lai "hai dòng"

(Nguồn: Nguyễn Công Tạn và ctv, 2002

* Ưu ñiểm của hệ hai dòng:

Việc ứng dụng các dòng EGMS ñể phát triển lúa lai so với ứng dụng dòng CMS kinh ñiển có các ưu thế hơn hẳn sau:

- Quá trình sản xuất hạt lai ñược ñơn giản hóa, không phải tổ chức một lần lai ñể duy trì dòng bất dục như ở hệ "ba dòng" vì không cần dòng B Chỉ cần ñiều chỉnh thời vụ gieo các dòng bất dục sao cho thời kỳ mẫn cảm (12 -

18 ngày trước trỗ) trùng vào ngưỡng nhiệt ñộ hoặc thời gian chiếu sáng phù hợp với mỗi dòng là có thể thu ñược hạt tự thụ

- Dòng TGMS trong ñiều kiện nhiệt ñộ cao cần thiết và dòng PGMS

trong ñiều kiện ngày dài cần thiết sẽ bất dục tuyệt ñối: ở thời kỳ này chúng ñược sử dụng làm mẹ ñể sản xuất hạt lai F1 Trong ñiều kiện nhiệt ñộ ôn hòa hoặc ngày ngắn cần thiết các dòng TGMS và PGMS sẽ hữu dục bình thường, chúng ñược nhân giống ñể duy trì hạt dòng mẹ bằng tự thụ phấn

- Do ñặc tính bất dục ñược kiểm soát bởi các gen lặn nên hầu hết các giống lúa thường ñều phục hồi phấn ñược cho các dòng PGMS và TGMS Như vậy việc chọn ñược dòng phục hồi sẽ dễ dàng hơn, phổ cập hơn, có thể

mở rộng ra ngoài phạm vi của một loài phụ và khả năng tạo ra các tổ hợp năng suất cao hơn ñược tăng lên ñáng kể

- Kiểu gen của TGMS và PGMS dễ dàng ñược chuyển sang giống khác bằng lai hữu tính, ñể tạo ra các dòng bất dục mới với nguồn di truyền khác nhau, tránh ñược nguy cơ ñồng tế bào chất và thu hẹp phổ di truyền

- Tính bất dục của các dòng TGMS và PGMS không liên quan ñến tế bào chất vì thế các ảnh hưởng của kiểu bất dục dạng dại "WA" ñã ñược khắc phục, khả năng kết hợp giữa năng suất cao và chất lượng tốt ñược mở rộng và hiện thực hơn

* Nhược ñiểm của lúa lai "hai dòng":

Theo Nguyễn Thị Trâm, 2000 thì:

- Sản xuất hạt lai F1 hệ hai dòng vẫn phải tiến hành hàng vụ và phải ñảm bảo quy trình nghiêm ngặt như sản xuất lúa lai hệ ba dòng Quá trình sản xuất tốn nhiều công lao ñộng thủ công nặng nhọc và chịu nhiều rủi ro khi ñiều kiện thời tiết (nhiệt ñộ) thay ñổi

- Các dòng TGMS rất mẫn cảm với ñiều kiện ngoại cảnh, mà ñiều kiện nhiệt ñộ lại biến ñổi thất thường dẫn ñến năng suất hạt lai thấp, ñộ thuần kém không ñạt tiêu chuẩn chất lượng, ưu thế lai suy giảm gây thiệt hại cho sản xuất ñại trà

Ngoài hai hệ lúa lai nêu trên, các nhà khoa học ñang từng bước nghiên cứu ñể phát triển lúa lai “một dòng”: lúa lai “một dòng” thực chất là vấn ñề

duy trì ƯTL của một giống lúa lai nào ñó ñược xác ñịnh là có ƯTL cao về mọi tính trạng mong muốn, cở sở ñể sản xuất hạt lai “một dòng” là sản xuất hạt lai thuần (Truebred - Hybrid - Rice) nhờ sử dụng thể vô phối (Apomixis) ðây sẽ là một thành tựu mới có ý nghĩa lớn lao trong công nghệ sản xuất lúa lai trong tương lai

1.3 Những nghiên cứu về phân bón ñối với cây lúa

1.3.1 Vai trò của phân bón ñối với cây lúa

Bất kỳ lúa nước hay lúa trồng trên cạn muốn có năng suất cao ñều cần nguồn dinh dưỡng rất lớn Bón phân là một trong những biện pháp kỹ thuật ñược thực hiện khá phổ biến, thường mang lại hiệu quả lớn nhưng cũng chiếm phần khá cao trong chi phí sản xuất nông nghiệp Cây trồng có yêu cầu với các dinh dưỡng ở những lượng và tỷ lệ nhất ñịnh, nếu thiếu một chất dinh dưỡng nào ñó cây sinh trưởng phát triển kém, ngay cả khi các chất dinh dưỡng dư thừa Do ñó cần bón hợp lý ñể ñạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất

Bón phân hợp lý và sử dụng phân bón thích hợp cho cây ñảm bảo tăng năng suất cây trồng với hiệu quả kinh tế cao nhất, không ñể lại các hậu quả tiêu cực lên nông sản và môi trường sinh thái Bón phân hợp lý là thực hiện 5 ñúng: bón ñúng loại phân; bón ñúng lúc; bón ñúng ñối tượng; bón ñúng thời tiết, mùa vụ; bón ñúng cách

Yoshida (1985) cho rằng: ở các nước nhiệt ñới lượng các chất dinh dưỡng (N,P,K) cần ñể tạo ra một tấn thóc trung bình là: 20,55 kgN; 5,1 kgP2O5; 44 kgK2O Trên nền phân phối hợp 90 P2O5 - 60 K2O hiệu suất phân ñạm và năng suất lúa tăng nhanh ở các mức phân bón từ 40 - 120 kg N/ha Theo Nguyễn Thị Lẫm (1999): sau một năm cây lúa ñi của ñất một lượng dinh dưỡng lớn gồm: 125 kg lân; 96 kg kali

Kết quả nghiên cứu của ðinh Văn Cự, tại xã Gia Xuyên - Tứ Lộc - Hải Dương cho thấy lượng ñạm cần bón ñể ñạt 1 tấn thóc phải từ 26 - 28 kg N

Kết quả này cao hơn nhiều so với dự tắnh của đào Thế Tuấn năm 1969, muốn ựạt ựược 1 tấn thóc cần 22,3 kg N trong vụ chiêm và 22,6 kg N trong vụ mùa

Theo GS - TS Mai Văn Quyền tổng kết kinh nghiệm trên 60 thắ nghiệm khác nhau thực tiễn ở 40 nước có khắ hậu khác nhau ựã cho thấy: Nếu ựạt năng suất 3 tấn thóc/ha, lúa lấy ựi hết 50 kg N, 26 kg K2O, 19 kg Ca, 12 kg

Mg, 10 kg S (nguồn do FIAC do FAO Rome dẫn trong Fertilizes and Theiruse lần thứ 5, lấy trung bình cứ tạo 1 tấn thóc lúa lấy ựi hết 17 kg N, 8

kg P2O5, 27 kg K2O, 3 kg Cao, 2 kg Mg, 1,7 kg S (Mai Văn Quyền (2002) Những số liệu này cho thấy cây lúa cần dinh dưỡng mới tạo ựược năng suất cao Nhiều năm trước ựây nông dân Việt Nam chỉ trồng các giống lúa ựịa phương, cây cao, kém chịu phân, thời gian sinh trưởng dài, năng suất chỉ ựạt

từ 1 - 3 tấn/ha nên nhu cầu cung cấp thêm chất dinh dưỡng từ các nguồn phân bón không cao lắm Ngày nay các vụ lúa ựông xuân và hè thu, nông dân ựã trồng hầu hết các giống lúa cải tiến thấp cây, chịu phân cao nên muốn có năng suất cao cần phải cung cấp thêm nhiều dinh dưỡng có trong nguồn phân bón

và phải bón ựúng kỹ thuật, cân ựối, ựáp ứng nhu cầu của từng giống, từng vụ thì năng suất lúa cao và ổn ựịnh

1.3.2 Nhu cầu dinh dưỡng của cây lúa

Cây lúa cũng như các loại cây trồng khác cần có nhu cầu dinh dưỡng ựể sinh trưởng và phát triển Các nguyên tố dinh dưỡng như ựạm, lân, kali cần thiết cho cây lúa trong toàn bộ ựời sống của nó, số lượng chênh lệch nhau tương ựối nhiều tùy thuộc vào giống, ựất ựai, chế ựộ canh tác và cách bón phân Khả năng cung cấp chất dinh dưỡng của ựất là nhân tố quyết ựịnh việc cần bón nguyên tố nào, số lượng bao nhiêu cho cây Những năm gần ựây do diện tắch sản xuất nông nghiệp bị thu hẹp, các biện pháp canh tác chưa hợp lý nên dẫn ựến hiện tượng rửa trôi, xói mòn ựất làm giảm ựộ mầu

mỡ của ựất nhanh chóng, ựặc biệt là ở vùng ựồi núi Do vậy ựể ựảm bảo năng suất cho lúa cần phải hiểu rõ tắnh chất của ựất Hiện nay nhờ thành

tựu ứng dụng khoa học công nghệ trong công tác chọn lọc và chọn tạo giống, cho nên các giống lúa mới chịu thâm canh, năng suất cao hơn nên nhu cầu dinh dưỡng càng cao hơn

Nhu cầu dinh dưỡng của cây lúa hay nói cách khác là các chất dinh dưỡng cần thiết, không thể thiếu ñược với sinh trưởng và phát triển của lúa bao gồm: ðạm (N), lân (P), kali (K), vôi (Ca), sắt (Fe), ñồng (Cu), magiê (Mg), mangan (Mn), molipñen, bo, silic, cacbon, lưu huỳnh, oxy, hyñrô Tất

cả các nguyên tố trên ñây (trừ các bon, oxy, hyñrô) phân bón ñều có thể cung cấp ñược Có nhiều chất dinh dưỡng khoáng mà cây lúa cần, nhưng 3 yếu tố

mà cây lúa cần với lượng lớn là: ñạm, lân, kali là những yếu tố cần thiết cho những quá trình sống diễn trong cây Các nguyên tố khoáng còn lại, cây lúa cần với lượng rất ít và hầu như ñã có sẵn trong ñất, nếu thiếu thì tùy theo ñiều kiện cụ thể mà bón bổ sung

Phân bón có vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa, nó cần thiết cho suốt quá trình phát triển, từ giai ñoạn mạ ñến lúc thu hoạch Cùng với các yếu tố năng lượng khác, phân bón cung cấp cho cây là nguồn nguyện liệu ñể tái tạo ra các chất dinh dưỡng như: tinh bột, chất ñường, chất béo, prôtêin….Ngoài ra, chúng còn giữ vai trò duy trì

sự sống của toàn bộ cây lúa, không có nguồn dinh dưỡng thì cây lúa sẽ chết, không thể tồn tại Các yếu tố dinh dưỡng trong phân bón cung cấp cho cấy lúa có vai trò khác nhau, với hàm lượng cung cấp khác nhau trong quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa Vì vậy, việc bón phân, bổ sung dinh dưỡng cho lúa người ta ñã nghiên cứu và ñưa ra những công thức bón hợp lý cho từng giống lúa, từng giai ñoạn sinh trưởng, phát triển, theo từng ñiều kiện ñất ñai, khí hậu cụ thể

Tuy nhiên, không phải cứ bón nhiều phân trong ñất là cây lúa hút hết ñược, trong thực tế, cây lúa chỉ hút ñược khoảng 2/3 - 3/4 lượng phân bón, còn lại bị rửa trôi theo nước, bốc hơi và tồn dư trong ñất

1.3.3 Một số kết quả nghiên cứu về việc sử dụng phân bón ñối với lúa trên thế giới

Ở Pakistan lúa là cây lương thực quan trọng, thí nghiệm ñồng ruộng của người nông dân năm 2005 - 2010 cho thấy: Trên nền phân 85 kg P2O5 +

62 kg K2O các mức ñạm bón khác nhau ñã ảnh hưởng ñáng kể ñến năng suất lúa thuần Năng suất lúa cao nhất ñạt ở mức bón ñạm 85 kg N/ha là 4,02 tấn/ha, mức bón 115 kg N/ha cho năng suất thấp hơn là 3,88 tấn/ha Năng suất lúa giảm khi lượng bón ít hơn 85 kg N/ha và nhiều hơn 115 kg N/ha

Theo kết quả nghiên cứu của Bali A.S trong 3 năm 2001, 2002, 2003 thì giống lúa lai KHR2 ñược bón 150 kg N + 80 kg P2O5 + 62 kg K2O cho năng suất cao nhất 6,26 tấn/ha trên loại ñất pha cát ở Juma Còn theo kết quả nghiên cứu của Lal Meena Samth và cộng sự năm 2003 thì mức phân bón 200kg N/ha và 62,3 kg K2O làm tăng ñáng kể số nhánh, tích lũy vật chất khô, năng suất sinh vật học và năng suất hạt của lúa lai Bón ñạm làm cho năng suất lúa lai XI 723 cao hơn lúa thuần 17 - 20% (Timothy W.Walker, Joson A.Bona, Brian V.Ottis, Patrich S.Gerard and Dustin L Harrell (2008)

Năng suất của bất kỳ giống cây trồng nào cũng là kết quả của hoạt ñộng quang hợp và lượng dinh dưỡng hấp thu Kết quả nghiên cứu lúa lai của Ấn

ðộ năm 2000 trên nền phân bón 120kg N + 60kg P2O5 + 45kg K2O cho thấy: hạt ñạt 6.470 kg/ha và ưu thế lai 28% thấp hơn là giống DRRH 1 tương ứng là 1.089g/m2, 5.750 kg/ha và 19,5% Lượng chất khô tích lũy ở các bộ phận trên

lá là khác nhau: 14,35%, ở rễ, 9,34% ở lá, 31,2% ở thân và 45% ở bông Giống TNRH 16 hấp thu lượng dinh dưỡng ñạm, lân, kali cao nhất tương ứng

là 144, 21, 126 kg/ha, còn giống DNRH1 hấp thu ñược ít hơn tương ứng là

134, 20, 97 ðể tạo ra 100kh hạt cần 1,7 - 2,4 kgN; 0,27 - 0,34 kg P2O5 và 1,0

- 2,1 kg K2O (G.Ramano (2004)

M.Suganthi, P.Subban và S.Marmuthu (2003), trường ðại học nông nghiệp Tamil Nadu, Ấn ðộ cho biết: ñối với giống lúa lai ADTRH 1, năng

suất tăng dần khi bón ñạm với lượng từ 0 - 150 kg/ha và không có sự khác biệt về năng suất lúa ở mức 150 và 200kg N/ha (M.Suganthi, P Sabbian và S Marimuthu (2003)

Theo M.Narayana, K.Surekha, Viện nghiên cứu lúa Ấn ðộ (2003) thì

sự hút ñạm và sử dụng ñạm trong sản xuất lúa phụ thuộc chặt chẽ vào quan hệ hút ñạm/vận chuyển ñạm/ñồng hóa và phân phối ñạm trong cây lúa Sự biểu hiện của quá trình này khác nhau ở các giống lúa khác nhau Thí nghiệm ñược tiến hành năm 2000 và 2001 ở 4 ñiểm với 4 mức phân ñạm: không bón, bón 50%,100%, 150% so với khuyến cáo của hai giống lúa lai (PHB71, KRH2) và giống lúa thuần Kết quả cho thấy: năng suất của các giống lúa theo mức tăng phân ñạm là 5,3 - 6,7 tấn/ha vượt ñối chứng 2,3 - 3,9 tấn/ha Nhưng ở một trong 4 ñiểm thí nghiệm năng suất chỉ ñạt 4,2 tấn/ha khi mức bón trên 100%

Ở hầu hết các ñiểm năng suất lúa lai cao hơn lúa thuần 9 - 18% chỉ có 1 ñiểm năng suất lúa thuần cao hơn Giống lúa lai PHB71 cho biểu hiện cao nhất về hiệu suất sử dụng ñạm, hiệu quả sinh lý, chỉ số quy hoạch Các giống lúa lai

có tỉ số diện tích lá, tổng số hạt/bông, số hạt chắc/bông cao hơn lúa thuần Mitsui (1973) khi nghiên cứu ảnh hưởng của ñạm ñến hoạt ñộng sinh lý của lúa ñã kết luận: Sau khi bón ñạm cường ñộ quang hợp, cường ñộ hô hấp

và hàm lượng diệp lục tăng lên, nhịp ñộ quang hợp, hô hấp không khác nhau nhiều nhưng cường ñộ quang hợp tăng mạnh hơn cường ñộ hô hấp 10 lần, vì thế làm tăng cường ñộ tích lũy chất khô (Nguyễn Thị Lan và cộng sự, 2007) Tìm hiểu hiệu suất phân ñạm ñối với lúa Iruka (1963) cho thấy bón ñạm với liều lượng cao thì hiệu suất cao nhất là bón vào lúc lúa ñẻ nhánh, sau

ñó giảm dần, với liều lượng thấp thì bón vào lúc ñẻ nhánh và trước trỗ 10 ngày thì có hiệu quả cao (Yoshida, 1985) Năm 1973, Xinixura và Chiba ñã thí nghiệm khá công phu là bón ñạm theo 9 cách tương ứng với các giai ñoạn sinh trưởng, phát triển và mỗi lần bón với 7 mức ñạm khác nhau, hai tác giả

ñã có những kết luận:

- Hiệu suất của ñạm (kể cả rơm, rạ và thóc) cao khi ñạm bón cây lúa ít

- Có 2 ñỉnh về hiệu suất, ñỉnh thứ nhất xuất hiện ở giai ñoạn lúa ñẻ nhánh thì ñỉnh thứ 2 xuất hiện ở 19 - 9 ngày trước trỗ, nếu lượng ñạm nhiều thì không có ñỉnh thứ 2

Hai tác giả ñã ñề nghị: nếu hàm lượng ít sẽ bón vào 20 ngày trước trỗ, khi lượng ñạm trung bình bón hai lần lúc lúa con gái và 20 ngày trước trỗ bông, khi lượng ñạm nhiều bón vào lúc lúa con gái (Yoshida, 1985)

Kết quả nghiên cứu hiệu suất từng phần của lân ñối với việc tạo thành hạt thóc của Kamura và Ishizaka năm 1996 cho thấy: Thời kì lân có hiệu suất cao nhất là thời kì ñầu sau cấy 10 - 20 ngày Sở dĩ cần bón lót phân lân vì lân rất cần cho sự phát triển của rễ và sự phát triển của mầm cây ở giai ñoạn cây non Mặt khác phân lân sau khi ñược bón vào ñất cho dù ở dạng hòa tan hay không tan ñều ít di chuyển, ít bị rửa trôi và mất ñi Cho nên nếu không phải là tất cả thì cũng là phần lớn lượng phân lân nên dùng ñể bón lót

Tanaka có nhận xét: Hiệu quả bón lân cho lúa thấp hơn cho cây trồng cạn Tuy nhiên, bón lân xúc tiến quá trình sinh trưởng của cây trong thời kỳ ñầu, có thể rút ngắn thời gian sinh trưởng, ñặc biệt là những vùng lạnh thì hiệu quả ñó càng rõ Kết quả của Buba năm 1960 cho biết: lúa nước là loại cây trồng cần ít lân, do ñó khả năng hút lân từ ñất mạnh như cây trồng cạn Nghiên cứu của Brady, Nylec năm 1985 cho thấy, hầu hết các loại cây trồng hút không quá 10 - 13 % lượng lân bón vào ñất trong năm ñặc biệt là cây lúa, chỉ cần giữ cho lân ở trong ñất khoảng 0,2 ppm hoặc thấp hơn một chút là có thể cho năng suất tối ña Tuy vậy cần bón lân kết hợp với các loại phân khác như: ñạm, kali mới nâng cao ñược hiệu quả của nó

Ở mỗi thời kỳ lúa hút lân với lượng khác nhau, trong ñó có hai thời kỳ hút lân mạnh nhất là thời kỳ ñẻ nhánh và thời kỳ làm ñòng Tuy nhiên xét về mức ñộ thì lúa hút lân mạnh nhất vào thời kỳ ñẻ nhánh

để nâng cao hiệu quả bón lân cho cây lúa ngắn ngày, trong ựiều kiện thâm canh trung bình (10 tấn phân chuồng, 90 - 120N, 60K2O kg/ha) nên bón lân với lượng 80 - 90 P2O5 kg/ha và tập trung bón lót

1.3.4 Một số kết quả nghiên cứu phân bón ựối với lúa ở trong nước

1.3.4.1 đối với phân ựạm:

* Vai trò của phân ựạm ựối với cây lúa:

Khi nghiên cứu về vai trò của ựạm ựối với cây trồng nói chung, với cây lúa nói riêng, nhiều tác giả ựã chỉ rõ: đạm tham gia cấu tạo nên cơ thể thực vật, ựạm có trong protein, ựạm ựiều tiết các hoạt ựộng sống của cây, tham gia vào các chất kắch thắch sinh trưởng, các Xytokinin, Vitamin đạm có hoạt tắnh sinh học cao, làm tăng hay giảm các hoạt ựộng sinh lý của cây Người ta còn thấy ựạm có trong các enzym xúc tiến các quá trình biến ựổi sinh hóa trong cơ thể cây đặc biệt ựạm có mặt trong diệp lục tố, vì thế lúa ựược bón ựạm sẽ khác hẳn như: Lá to, dài, xanh, quang hợp tốt, ựẻ nhiều Nếu thiếu ựạm lá vàng, nhỏ, ựẻ ắt, bông nhỏ, nhưng nếu quá nhiều ựạm thì lúa sẽ bị lốp ựổ, sâu bệnh nhiều, hạt lép, quả không sáng

Theo Yoshida (1985) ựã nói: ựạm là nguyên tố quan trọng ựối với lúa, nếu như không bón ựạm thì ở ựâu cũng thiếu ựạm điều này rất phù hợp với thực tiễn ở Việt Nam

Theo Bùi Huy đáp thì ựạm là dinh dưỡng chủ yếu của lúa, nó ảnh hưởng nhiều ựến số thu hoạch vì chỉ khi ựủ ựạm các chất khác mới phát huy tác dụng

Kết quả nghiên cứu nhiều năm (1985 - 1994) của Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long Kết quả này một lần nữa chứng minh rằng: trên ựất phù sa ựược bồi hằng năm có 60 P2O5 và 30 K2O làm nền thì khi bón có ựạm làm tăng năng suất lúa từ 15 - 48,5 % trong vụ ựông xuân và 8,5 - 5,6% trong

vụ hè thu Chiều hướng chung của cả hai vụ bón ựến 90N có hiệu quả cao

hơn cả, bón trên mức này năng suất lúa tăng không ñáng kể (Nguyễn Văn Luật, 2007)

* Kỹ thuật bón ñạm cho lúa:

Nhu cầu về ñạm của cây lúa ở từng mùa vụ là khác nhau nên việc sử dụng phân ñạm cũng khác nhau

Ở vụ mùa (mùa mưa): cây lúa cao, bộ lá rậm rạp, che khuất lẫn nhau nên việc tạo chất dinh dưỡng trong lá bị giảm Vào mùa mưa nguồn năng lượng ánh sáng ở bên trên và trong ruộng lúa thấp nên hầu như cây lúa không dùng hết lượng phân bón ñể tạo hạt Hơn nữa, mưa nhiều trong vụ mùa cũng

là nguồn bổ sung phân bón, phân ñạm cho cây lúa, vụ mùa nên bón lượng phân bón vừa phải

Ở vụ chiêm xuân (mùa khô): cây lúa thấp và ít nhánh, năng lượng ánh sáng nhiều hơn vụ mùa Ngoài việc trong vụ xuân có thể cấy dầy hơn thì việc bón lượng phân ñạm trong vụ xuân sẽ làm tăng ñược số nhánh ñẻ, diện tích

bộ lá cao sẽ tạo cho tốc ñộ tạo chất dinh dưỡng của cây lúa cao và hiệu quả hơn, số nhánh ñẻ thêm do bón ñạm cũng thường hữu hiệu vì ít bị che rợp Như vậy nên bón nhiều, tăng lượng ñạm cũng như các loại phân bón khác cho cây lúa vụ xuân, nhưng vẫn phải lưu ý ñến hiệu suất ñể cân nhắc lượng ñạm bón cho lúa

Việc bón phân ñúng lượng sẽ cho hiệu quả và thu nhập cao nhất, với bất kỳ mùa vụ nào cũng cần cân nhắc lượng ñạm bón cho lúa sao cho vừa ñủ lượng Lượng ñạm vừa ñủ trong ñất làm tăng diện tích lá, số trồi, làm tăng năng suất lúa Quá nhiều phân ñạm trong ñất sẽ làm cây tăng trưởng mạnh, cây bị ngã ñổ do nhận ñược ít ánh sáng, còn ở thời kỳ sinh sản bón quá nhiều ñạm sẽ làm tăng số hạt lép và tạo nhiều trồi non Nếu không ñủ lượng ñạm thì cây lúa sinh trưởng, phát triển kém cũng không thể cho năng suất cao (Nguyễn Như Hiển; Trần Thị Nhàn, 1982)