Khảo sát đặc điểm nông sinh học và giá trị chọn giống của 10 dòng lúa mới tại xuân hoà phúc yên vĩnh phúc

Đường lối, chiến lược phát triển kinh tế xã hội trong Báo cáo chính trị của Ban chấp hành TW Đảng khoá VIII tại Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ 9 đã chỉ rõ "Tiếp tục phát triển và đưa

Trường đại học sư phạm hà nội 2

Khoa: Sinh-KTNN

Đoàn Thị Phương Thùy

Khảo sát đặc điểm nông sinh học

và giá trị chọn giống của 10 dòng lúa mới tại Xuân Hoà- Phúc Yên -

Vĩnh Phúc

Khoá luận tốt nghiệp đại học

Chuyên ngành: Di truyền- Chọn giống

Người hướng dẫn khoa học

TS Đào Xuân Tân

Hà Nội - 2007

Mở đầu

1 Lý do chọn đề tài

Nước ta có tới 80% dân số hoạt động trong lĩnh vực nông nghiệp Trong

đó lúa là cây lương thực chủ yếu và có vai trò quan trọng trong ngành trồng trọt của nước ta Nhờ có sự cố gắng, nỗ lực của toàn Đảng, toàn dân, nước ta

đã thoát khỏi tình trạng thiếu lương thực, vươn lên đứng hàng thứ 2 trên thế giới về xuất khẩu gạo [4] Mặc dù vậy chúng ta vẫn phải tập trung sức phát triển mạnh đưa nông nghiệp thành một ngành sản xuất hàng hoá

Theo tổ chức Nông Lương thế giới thì tổng sản lượng lương thực đã tăng

từ 460 triệu tấn năm 1987 lên tới 560 triệu tấn năm 1997 và phải đạt tới 760 triệu tấn năm 2020 mới có thể đáp ứng được mức tăng dân số như hiện nay [8] Tuy nhiên, diện tích đất nông nghiệp đang ngày càng bị thu hẹp lại, đặc biệt là ở các nước Châu á do đô thị hoá và phát triển cơ sở hạ tầng, đất nông nghiệp bị chuyển thành đất sinh hoạt Do vậy, diện tích trồng lúa ngày càng bị thu hẹp, không thể tăng năng suất theo hướng mở rộng diện tích trồng mà chỉ

có thể tăng sản lượng bằng hướng tăng năng suất cây lúa Bởi vậy, việc tạo ra một bộ giống cây lương thực trong đó có cây lúa là một nhu cầu tất yếu

Muốn vậy, chúng ta phải đưa nhanh những tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản suất nông nghiệp, trong đó đất và giống cây trồng là cơ sở quan trọng để tăng năng suất Đường lối, chiến lược phát triển kinh tế xã hội trong Báo cáo chính trị của Ban chấp hành TW Đảng khoá VIII tại Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ 9 đã chỉ rõ "Tiếp tục phát triển và đưa nông nghiệp, lâm nghiệp, ngư nghiệp lên một trình độ mới bằng ứng dụng tiến bộ khoa học và công nghệ nhất là công nghệ sinh học "

Nhờ áp dụng nhanh chóng những thành tựu khoa học vào công tác tạo giống mà trong nhiều năm qua các nhà chọn giống đã tạo được nhiều giống lúa mới phù hợp với điều kiện thâm canh, cho năng suất cao và chất lượng gạo ngon Điều này đã trở thành nhu cầu tất yếu, là mục đích cuối cùng trong công tác chọn giống và lai tạo giống

Với mong muốn đóng góp một phần vào việc chọn tạo giống lúa mới, chúng tôi chọn đề tài:

"Đặc điểm nông sinh học và giá trị chọn giống của 10 dòng lúa mới tại Xuân Hoà- Phúc Yên - Vĩnh Phúc"

2 Mục đích nghiên cứu

- Khảo sát đặc điểm hình thái và các yếu tố cấu thành năng suất của 10 dòng lúa: H4, KDĐB, T37B, C10, LC1, T10, B2, CL10, C9B trong bộ sưu tập của TS Đào Xuân Tân

- Tuyển chọn một số dòng cho năng suất cao, thích hợp với khu vực Xuân Hòa - Phúc Yên - Vĩnh Phúc

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

3.1 Khảo sát các yếu tố nông sinh học

- Chiều cao cây - Chiều dài cổ bông

- Chiều dài lá đòng - Độ tàn lá

- Chiều rộng lá đòng - Độ cứng cây

- Chiều dài bông - Độ thoát cổ bông

3.2 Khảo sát các yếu tố cấu thành năng suất

3.4 Thời gian sinh trưởng (TGST)

4 Điều kiện nghiên cứu

- Phòng thí nghiệm khoa Sinh - KTNN

- Lúa được cấy trên ruộng thuận lợi tưới tiêu, được chăm sóc và bảo vệ tốt tại khu ruộng Xuân Hoà - Phúc Yên - Vĩnh Phúc

5 ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Chương I Tổng Quan

1 Nguồn gốc cây lúa

Loài lúa trồng Oryza sativa L được thuần hoá từ lúa dại có số lượng NST 2n = 24 Về nguồn gốc cây lúa có nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu và đưa ra các ý kiến khác nhau

- Theo Candalle (1986): cây lúa có nguồn gốc từ ấn Độ

- Theo Roscleviez (1931): cây lúa có nguồn gốc ở Đông Nam á, đặc biệt

là ấn Độ và Đông Dương [5]

Theo Stato: tổ tiên của cây lúa là ở Đông Nam á (Việt Nam, Thái Lan ) Mặc dù nguồn gốc xuất xứ của Oryza sativa.L có nhiều ý kiến khác nhau, nhưng hiện nay các nhà khoa học đã đi đến thống nhất là nguồn gốc cây lúa ở Đông Nam á Bởi vì đây là vùng có diện tích trồng lúa tập trung và lớn nhất thế giới Có khí hậu nóng ẩm, thích hợp với sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa Ngoài ra các tài liệu về lịch sử, các di tích khảo cổ ở các nước thuộc vùng này đều nói về cây lúa cũng như nghề trồng lúa, và ở đây dễ tìm thấy bộ gen đầy đủ của cây lúa

2 Vị trí kinh tế của cây lúa

Là một trong ba cây lương thực chủ yếu (lúa, lúa mỳ, ngô) Cây lúa từ lâu trở thành cây lương thực chính của con người Khoảng 40% dân số thế giới coi lúa gạo là nguồn lương thực chính, 25% dân số sử dụng lúa gạo trên 1/2 khẩu phần lương thực hàng ngày Như vậy lúa gạo có ảnh hưởng tới 65% đời sống của dân số trên thế giới, đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết vấn đề thiếu lương thực [1]

ở một số quốc gia như ấn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản, Việt Nam gạo là nguồn lương thực chủ yếu có giá trị kinh tế Khi so sánh thành phần hoá học của lúa gạo với một số cây lương thực khác ta thấy lúa gạo giàu tinh bột và

đường, tuy nhiên lại nghèo Protein và chất béo hơn lúa mỳ và ngô Protein của

gạo có Lizin chiếm 4,26%, Triptophan chiếm 1,63% - 2,14%, Methionin 1,44% - 1,77%, Treonin 3,39% - 4,42%

Có thể nói lúa gạo là loài cây trồng có giá trị dinh dưỡng cao Từ lúa gạo người ta có thể sản xuất ra tinh bột, cồn tân dược sử dụng làm lương thực, từ rơm, rạ, trấu người ta có thể sản xuất ra giấy, cacton [4]

Việt Nam hiện nay là nước xuất khẩu lúa gạo đứng hàng thứ 2 thế giới (sau Thái Lan) [4] Sản lượng lúa gạo hàng năm của Việt Nam tăng lên khoảng một triệu tấn đó chính là thành quả thu được của nền nông nghiệp Việt Nam, khoa học chọn giống đã góp vào một phần quan trọng quyết định

sự phát triển nền nông nghiệp Việt Nam Năm 2005 xuất khẩu lúa gạo của Việt Nam đạt 5,2 triệu tấn thu về 1,4 tỷ USD cho nền kinh tế quốc dân

3 Phân loại

Lúa thuộc bộ lúa (tên khoa học: poalis), họ lúa (poa ceae) chi Oryza Chi Oryza hiện nay được phân bố rộng trên thế giới Theo sự phân loại của viện lúa quốc tế IRRI chi Oryza được chia làm 22 loài, có loài sống 1 năm, có loài sống nhiều năm Trong số đó chỉ có 2 loài lúa trồng đó là:

- Oryza sativa L được trồng phổ biến trên thế giới

- Oryza sativa L Glaberrima trồng ở 1 số nước thuộc châu Phi Việc phân loại Oryza sativa L cũng có nhiều quan điểm khác nhau Theo KaKawa và Kota (1931) Oryza sativa L được chia làm 2 loài phụ:

- Oryza sativa sub Sp Japolica Kota (loài phụ Nhật Bản)

- Oryza sativa Sub Sp Indica Kota (loài phụ ấn Độ)

Theo Gout chin(1954) chia chi Oryza sativa L làm 3 nhóm: Indica, Japonica, Javanica

- Indica: hạt dài, lá mỏng, màu xanh nhạt, thân cao, mềm, ít chịu phân,

dễ đổ, phẩm chất gạo ngon, năng suất thấp và mẫn cảm với chu kỳ ánh sáng, phân bố nhiều ở các nước nhiệt đới

- Japonica: hạt tròn, thân thấp, cứng, bé, lá xanh, ít đổ, chịu rét tốt, phản ứng với nhiệt độ, năng suất cao, phân bố ở vùng ôn đới cao nguyên và vùng

- Javanica: có hình thái trung gian, hạt tròn, thân cao trung bình, năng suất cao, có khả năng chịu nhiệt, nhóm này gần với Indica hơn

Theo Hoàng Thị Sản (1999 ) loài lúa chia làm 2 thứ

- Oryza sativa L var.utilissima A.camus : lúa tẻ

- Oryza sativa L var.glutinosa Tanaka : lúa nếp

ở Việt Nam phân loại hoá theo hoá theo vụ trồng

- Lúa chiêm - Lúa mùa

- Lúa xuân - Lúa hè thu [4]

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

4.1 Tình hình sản xuất lúa trên thế giới

Theo số lượng thống kê của FAO tính đến năm 1989 tổng diện tích trồng lúa trên thế giới là 145 triệu ha Diện tích phân bố không đều, có khoảng gần 90% diện tích tập trung ở Châu á, 5,9% tập trung ở Châu Phi và 5,7% tập trung ở Châu Mỹ Trong từng vùng khác nhau thì năng suất cũng khác nhau Hiện nay có khoảng 20 nước có năng suất 5 tấn/ha, 9 nước có bình quân

4 tấn/ha, 15 nước có bình quân 3 - 4 tấn/ha, 78 nước có bình quân 3 tấn/ha Ngoài ra có một số nước có bình quân năng suất cao như úc 5,3 - 6,8 tấn/ha, Nhật Bản 5,6 - 6,8 tấn/ha, Triều Tiên 6,3 - 6,7 tấn/ha, Hàn Quốc 5,5-6,6 tấn/ha Sản lượng lúa của thế giới ngày càng tăng do sự mở rộng diện tích, áp dụng biện pháp kỹ thuật và đặc biệt là việc áp dụng công nghệ sinh học, di truyền học vào chọn giống đã lai tạo được nhiều giống lúa có năng suất cao phẩm chất tốt [2]

4.2 Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam

Với điều kiện khí hậu nhiệt đới, Việt Nam cũng có thể là cái nôi hình thành cây lúa nước Đã từ lâu cây lúa đã trở thành cây lương thực chủ yếu có ý nghĩa đáng kể trong nền kinh tế và xã hội ở nước ta

Với địa bàn trải dài trên 100 vĩ độ Bắc bán cầu từ Bắc vào Nam đã hình thành những đồng bằng châu thổ trồng lúa phì nhiêu, cung cấp nguồn lương thực chủ yếu để nuôi sống cả vài chục triệu người

Trước năm 1945 diện tích trồng lúa ở hai đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ

là 1,8 và 2,7 triệu ha với sản lượng thóc tương ứng là 2,4 và 3,0 triệu tấn Năng suất bình quân đạt 13 tạ/ha

Khoảng 2 thập kỷ sau vào những năm 60 của thế kỷ XX miền Bắc có phong trào phấn đấu giành 5 tấn/ha/năm Cho đến năm 1974 đã đạt được mục tiêu này, năng suất lúa đạt 51,4 ta/ha/năm

ở miền Nam vào những năm 60 của thế kỷ XX, các giống lúa mới của viện IRRI như IR8, IR5, Đài Trung, IR20, IR22 cũng đã được nhập nội Đến năm 1973 diện tích cấy giống mới ở miền Nam đã lên tới 890.000 ha với năng suất bình quân 35,8 tạ/ha trong khi năng suất toàn vùng là 24,8 tạ/ha

Từ sau năm 1975 khi đất nước thống nhất sản xuất nông nghiệp có điều kiện phát triển và dần đi tới đỉnh cao về năng suất và phẩm chất Trước năm

1989 cả nước thiếu lương thực trầm trọng, từ năm 1989 nước ta đã đủ lương thực và có để xuất khẩu Năm 1994 nước ta đã xuất khẩu lúa gạo đạt 1,95 triệu tấn và đến năm 2005 cả nước xuất khẩu được 5,2 triệu tấn

Tổng sản lượng lúa tăng theo hàng năm tương ứng ( triệu tấn ) là:

Từ năm 1991 đến năm 1995 đạt 24,8 triệu tấn, năm 1996 đạt 27,5 triệu tấn, năm 1997 đạt 30,6 triệu tấn, năm 2000 đạt 32,7 triệu tấn, từ năm 2001

đến năm 2005 đạt 40,3 triệu tấn/ năm

5 Đặc điểm sinh học của cây lúa

5.1 Đời sống cây lúa

5.1.1 Thời gian sinh trưởng (TGST)

TGST của cây lúa tính từ khi nảy mầm cho đến khi chín kéo dài từ 90 -

180 ngày tùy từng giống và điều kiện ngoại cảnh, ở nước ta các giống ngắn ngày có thời gian sinh trưởng khoảng 90 - 120 ngày, các giống trung ngày có thời gian sinh trưởng 140 - 160 ngày Các giống lúa chiêm cũ ở miền Bắc do sinh trưởng trong điều kiện nhiệt độ thấp, TGST kéo dài từ 180 - 200 ngày, nếu trồng ở miền núi phía Bắc có thể kéo dài đến 240 ngày ở đồng bằng sông Cửu Long các giống lúa địa phương có TGST trong vụ mùa cũng tương đối dài

sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực Xét về mặt nông học người ta chia đời sống cây lúa làm 3 giai đoạn là giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng, giai đoạn sinh trưởng sinh thực và giai đoạn chín

TGST của cây lúa phụ thuộc vào giống, thời vụ và điều kiện ngoại cảnh nắm được quy luật sinh trưởng của cây lúa là cơ sở để chúng ta xác định thời

vụ gieo cấy cũng như xây dựng kế hoạch thâm canh tăng vụ

5.1.2 Các thời kỳ sinh trưởng của cây lúa

Trong toàn bộ đời sống của cây lúa có thể chia ra làm ba thời kỳ chủ yếu

là thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng, sinh trưởng sinh thực và thời kỳ chín

- Thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng là thời kỳ được tính từ khi gieo cấy đến khi làm đòng ở thời kỳ này cây lúa chủ yếu hình thành và phát triển cơ quan sinh dưỡng như rễ, thân, lá, đẻ nhánh

- Thời kỳ sinh trưởng sinh thực là thời kỳ phân hoá hình thành cơ quan sinh sản bắt đầu từ khi làm đòng đến khi chín hết hoàn toàn Bao gồm làm

đòng, trỗ bông hình thành hạt

- Thời kỳ chín : hoa lúa được thụ tinh, xảy ra quá trình tích luỹ tinh bột

và sự phát triển hoàn thiện của phôi Nếu dinh dưỡng đủ, không bị sâu bệnh phá hoại, thời tiết thuận lợi thì các hoa đã được thụ tinh phát triển thành hạt chắc -sản phẩm chủ yếu của cây lúa [6]

Thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng ảnh hưởng đến việc hình thành số bông Thời kỳ sinh trưởng sinh thực ảnh hưởng đến số hạt/bông, tỷ lệ hạt chắc/bông, hạt lép/bông, trọng lượng 1000 hạt (P1000)

Theo "Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá" IRRI thì cây lúa được chia làm 9 giai đoạn

1 Giai đoạn nảy mầm 6 Giai đoạn trỗ bông

2 Giai đoạn mọc mầm 7 Giai đoạn chín sữa

3 Giai đoạn đẻ nhánh 8 Giai đoạn vào chắc

4 Giai đoạn vươn lóng 9 Giai đoạn chín hoàn toàn [9]

5 Giai đoạn làm đòng

5.2 Đặc điểm hình thái của cây lúa

5.2.1 Rễ lúa

Thuộc loại rễ chùm có 2 loại: rễ mầm và rễ phụ

- Rễ mầm: hình thành từ phôi hạt, sau khi nảy mầm rễ mầm chỉ có 1 rễ không phân nhánh, chỉ phát triển 1 thời gian rồi teo đi

- Rễ phụ: mọc từ các đốt dưới đất của thân mẹ hoặc phân nhánh Trên rễ phụ còn mọc ra các rễ nhỏ Rễ mầm phát triển 1 thời gian rồi rễ phụ mới mọc

ra [4]

5.2.2 Thân lúa

Thân lúa phát triển từ thân mềm có hình ống thân gồm các đốt đặc và giữ cho cây đứng, là nơi ra rễ, lá, nhánh và bông lúa, làm nhiệm vụ vận chuyển dự trữ nước và muối khoáng lên lá để quang hợp, vận chuyển ôxi và các sản phẩm quang hợp khác từ lá tới các bộ phận rễ, nhánh, bông, hạt và là nơi dự trữ đường, tinh bột vận chuyển về hạt ở thời kỳ sau trỗ

5.2.3 Lá lúa

Lá lúa mọc ở hai bên thân chính gồm 2 loại:

- Lá không hoàn toàn (lá bao) là loại lá chỉ có bẹ ôm lấy thân, phát triển ngay sau khi hạt nảy mầm

- Lá hoàn toàn (lá thật) gồm có bẹ lá, phiến lá, tai lá, cổ lá Lá lúa là trung tâm hoạt động sinh lý của cây lúa, hoạt động quang hợp, hô hấp, tích lũy chất khô, thoát hơi nước điều tiết nhiệt độ nhận oxy của không khí vào thân, xuống rễ Bẹ lá còn giúp cho thân chống đỡ và làm nhiệm vụ như một kho tinh bột đường tạm thời trước khi trỗ bông Tùy vị trí trên cây lúa mà lá có chức năng khác nhau

Theo chức năng lá lúa được chia làm 3 loại: Lá lúa sinh trưởng sinh dưỡng thúc đẩy quá trình đẻ nhánh (lá 3 - lá 7) Lá lúa phát triển thúc đẩy thân

và tạo bông hạt (lá 8 - lá 10) Lá lúa sinh trưởng bông hạt (lá thứ 11 trở đi)

5.2.4 Bông lúa

Bông lúa gồm có cuống, cổ, thân bông, gié, hoa, hạt thóc

Cuống bông là phần dưới của thân bông Thân bông và cuống bông được nối với nhau bằng đốt cổ bông

Thân bông có 5-10 đốt, mỗi đốt có gié cấp 1 và gié cấp 2 Mỗi gié cấp 1

và cấp 2 được chia làm nhiều chẽ, mỗi chẽ đính 1 hoa

Hoa lúa là hoa lưỡng tính gồm đế hoa, lá biếc, vảy cá, nhị và nhụy Lá bắc có 4 lá, 2 lá phía trong phát triển thành 2 vỏ trấu, 2 lá phía ngoài là mày hoa Vảy cá là mảng không màu hình vảy cá nằm giữa bầu nhụy và vỏ trấu

điều khiển quá trình đóng mở của vỏ trấu khi hạt lúa phơi màu Nhụy có 6 nhụy mọc xen kẽ thành 2 vòng, bao phấn có 4 ngăn chứa hạt phấn Hạt phấn

có 2 phần tế bào và có lỗ để nảy mầm Nhụy của hoa có hình trứng dài Đầu nhụy có 3 nhánh nhưng có 2 nhánh phát triển, 1 nhánh thoái hoá

Hạt thóc bao gồm mày, vỏ trấu, hạt gạo, thai mộng

Bông lúa chứa chất đường, tinh bột để làm nhiệm vụ sinh sản và phần lớn

để con người sử dụng Bông lúa được phát triển từ đốt cuối của thân trải qua các thời kỳ phân hoá, trỗ, phơi màu, thụ phấn, thụ tinh, chín sữa và chín hoàn toàn [10]

6 Xu hướng chọn giống lúa hiện nay

Dựa trên các phân tích, sự quan sát và số liệu thực nghiệm, các nhà chọn giống đã nêu ra những tiêu chuẩn cần đạt của một số giống lúa tốt theo IRRI Các tiêu chuẩn đó là:

+ Lá tương đối ngắn, thẳng, hẹp, dày, màu lục đậm

+ Chín sớm, không cảm ứng với chu kỳ quang

+ Thân ngắn cứng, ít bị đổ khi liều lượng đạm cao

+ Chịu sâu bệnh và sâu hại

+ Hạt bám tương đối chắc, ít rụng

+ Tỷ lệ gạo cao, năng suất cao

+ Kiểu gạo nấu nướng thích hợp

7 Các phương pháp lai

7.1 Tạo giống bằng phương pháp lai

Lai giống là một phương pháp nhằm kết hợp nhiều đặc trưng và đặc tính tốt của các giống để tạo ra các tổ hợp gen mới do việc kết hợp các kiểu gen của bố mẹ Đây là phương pháp cơ bản có hiệu quả cao được sử dụng rộng rãi

để tạo ra giống mới

7.1.1 Lai trong loài - lai gần

Lai gần là phương pháp lai giữa các cá thể khác nhau trong cùng một loài Tùy mục đích cụ thể trong việc tạo giống mới, người ta áp dụng các kiểu lai khác nhau

- Lai đơn: lai một lần giữa 2 dạng bố mẹ

- Lai thuận nghịch: kiểu lai trong đó, trường hợp này dạng này làm bố, trường hợp khác dạng đó lại làm mẹ

- Lai phức : phép lai trong đó hơn 2 dạng bố mẹ tham gia hoặc thế hệ con lai được giao phối lặp lại với một trong các bố mẹ

- Lai trở lại: kiểu lai đem con lai lai trở lai với bố hoặc mẹ

- Lai hồi quy: đem các con lai F1 lai trở lại theo 2 hướng, một hướng trở lại với bố, một hướng trở lại với mẹ Sau 3- 4 lần lai trở lại ta thu được dãy hồi quy, đem lai chúng với nhau

- Lai nhiều bậc: kiểu lai đem con lai F1 lai trở lại với các giống khác nhau hoặc loài khác nhau, khi tạo thành cây lai mới đem lai lại với các giống khác

7.1.2 Lai khác loài - lai xa

Lai xa là lai giữa các cá thể khác loài (species); khác chi (genus) hoặc xa hơn nữa

7.2 Tạo giống bằng phương pháp đột biến

- Phương pháp đột biến là phương pháp sử dụng các tác nhân hóa học và tác nhân phóng xạ để gây đột biến tạo ra các giống cây trồng khác nhau

7.2.1 Tác nhân hoá học gây đột biến

- Nhóm tác nhân gây đột biến lúc ADN tái sinh: Azaserin, 5-Brômuraxin, xanhmetylen, Acrindin

- Nhóm gây đột biến khi ADN ở trạng thái tĩnh: HNO2, EI, NEU, NMU

7.2.2 Tác nhân phóng xạ gây đột biến

Tác nhân phóng xạ gây đột biến gồm các nhóm: phóng xạ hạt, phóng xạ

điện từ, phóng xạ không iôn hoá, tia tử ngoại và nhóm phóng xạ gây iôn hoá

8 Một số thành tựu của chọn tạo giống lúa

8.1 Trên thế giới

8.1.1 Thành tựu của chọn tạo giống lúa bằng lai giống

Từ những năm 1930 của thế kỷ XX, Viện sỹ Sixin tiến hành lai thành công giữa lúa mỳ với cỏ băng và với nhiều loài khác nữa giống lúa mỳ này

được trồng trong sản xuất và phát triển mạnh có năng suất cao, chịu lạnh, chống gỉ sắt Vào những năm 80, công trình của Brar và các nhà khoa học của IRRI đã tiến hành lai thành công giữa cỏ với loài lúa Indica và Japonica, giữa các loài lúa trồng Indica với Olatirolia đặc biệt ở Trung Quốc nhờ sử dụng thành tựu ưu thế lai với các giống lúa mỳ nổi tiếng như Shan ưu 99, Shan ưu

63, Bắc ưu 64 có năng suất cao, phẩm chất tốt, thích ứng rộng Trung Quốc

đã đạt năng suất bình quân 5,7 tấn/ha, đưa số thóc vượt lên do sử dụng lúa trong những năm qua lên gần 200 triệu tấn

Theo dự kiến của FAO, diện tích lúa lai năm 1990 chiếm 10% diện tích lúa của thế giới, nhưng lại tạo ra 20% tổng sản lượng lúa Nếu như thay thế hoàn toàn lúa truyền thống bằng lúa lai thì tổng sản lượng lúa trên thế giới sẽ tăng gấp đôi đáp ứng được nhu cầu lương thực của hơn tỷ người

8.1.2 Thành tựu của chọn tạo giống lúa bằng phương pháp đột biến

Theo FAO và IAEA, năm 1960 mới chỉ có 7 giống cây trồng tạo ra bằng phương pháp chọn giống đột biến, đến năm 1965 là 30 giống Năm 1969 tại hội thảo về vấn đề "Bản chất tạo và sử dụng đột biến thực nghiệm ở thực vật''

tổ chức tại Pullamn (Mỹ), Sigurbjon và Mike công bố danh sách 77 giống cây trồng đột biến được tạo ra bằng phương pháp đột biến Đến tháng 12 năm

1997 đã có 1847 giống, trong đó loại ngũ cốc chiếm 1357 giống, trong số này những giống cây trồng bằng hạt là 1284 giống

8.2 ở Việt Nam

8.2.1 Thành tựu của chọn tạo lúa bằng lai giống

ở Việt Nam người đầu tiên tiến hành lai thành công lúa O.sativa.Sub Inđica với O.sativa.Japonica là tiến sỹ nông học Lương Đình Cưa (1951 - 1953) chính ông là người đầu tiên ở Châu á thu được kết quả quan trọng khi lai các loài phụ ở lúa

Viện khoa học kỹ thuật Việt Nam đã lai giống NN2 với NN8 tạo ra giống

x1 (NN75-10) vừa chống bệnh bạc lá, vừa cho năng suất cao

Viện cây lương thực và thực phẩm đã tạo được các giống lúa lai có biến

dị tổ hợp đáp ứng nhu cầu thâm canh của Việt Nam như NN75-6, NN75-1

Viện di truyền nông nghiệp cũng nghiên cứu và đưa ra hàng loạt giống lúa mới như DT10, DT 13, DT33

8.2.2 Thành tựu của chọn tạo giống lúa bằng phương pháp đột biến

Từ năm 1990 - 1998, Viện cây lương thực và thực phẩm đã tạo ra được nhiều giống quốc gia và nhiều giống khu vực bằng phương pháp đột biến như Xuân số 4, Xuân số 5, Xuân số 6 (1991), Xuân số 10 (1996) và N29 (1998) của tập thể tác giả Vũ Tuyên Hoàng, Trương Văn Kính và cộng sự Từ năm 1989

đến năm 2000, Viện Di truyền nông nghiệp Việt Nam đã công bố 6 giống quốc gia: DT10, DT11 (1989-1990), DT13, DT33 (1991-1993), DT16 và nếp thơm DT21 (2000)

Trường ĐHSPHN, Viện Di truyền nông nghiệp và Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long đã phối hợp nghiên cứu tạo ra giống quốc gia: Tài nguyên đột biến 100 (1997), Tép hành đột biến (1990), Tám thơm đột biến (2000)

Trường đại học tổng hợp Hồ Chí Minh và Viện Di truyền nông nghiệp đã tạo giống lúa A20 được công nhận giống quốc gia năm 1991.Viện khoa học

kỹ thuật nông nghiệp miền Nam chiếu xạ trên hạt khô của giống lúa DR64 bằng tia gamma (Co60) đã tạo ra 2 giống lúa VN95-20 và VN95-19 (năm 2000)

Chương II

Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

1 Đối tượng nghiên cứu

1.1 Đối tượng nghiên cứu

- 10 dòng lúa: H4; B2; KDĐB; T37; T37B; C10; T10; CL10; C9B; LC1; trong bộ sưu tập của TS Đào Xuân Tân và KD là giống đối chứng (ĐC)

1.2 Giống khang dân (KD)

1.2.1 Nguồn gốc

Khang dân là giống lúa thuần Trung Quốc do phòng Nông lâm thuỷ sản huyện Hải Ninh - Quảng Ninh nhập về được mở rộng trong sản xuất từ vụ mùa 1996 đã được đưa vào khảo nghiệm giống quốc gia

1.2.3 Hướng sử dụng và yêu cầu kỹ thuật

- Chủ yếu gieo cấy cho vụ xuân muộn, ngoài ra có thể gieo cấy vào vụ mùa sớm để tăng vụ trên chân đất vàn cao và vàn

- Lượng phân bón cho 1ha : phân chuồng 8 tấn + đạm Urê 160 - 180 kg + lân Supe 300 - 350 kg + kali sun phat hoặc clorua từ 100 -120 kg

- Cấy 45 - 50 khóm/ m2, 3 - 4 dảnh/ khóm [3]

2 Phương pháp nghiên cứu

2.1 Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng

Mạ của mỗi dòng được gieo thành từng ô (mỗi dòng 1 ô) khi mạ được 3-

4 lá thật (18 - 20 ngày tuổi) thì đem cấy vào từng luống đã được làm đất kỹ san phẳng Luống có chiều rộng 1,5 m dài theo chiều dài của cả ruộng Các luống đều được cấy 1 dảnh trên khóm Mật độ cấy 50 khóm trên 1m2

Chăm sóc theo 1 quy trình chung, khi gặt cũng theo từng luống quy định

2.2 Phương pháp thu thập số liệu

Nghiên cứu các chỉ tiêu nông sinh học và các đặc tính chọn giống: chiều cao cây, chiều dài bông, chiều dài cổ bông, số bông trên khóm, số hạt trên bông Các chỉ tiêu này được xác định theo ''Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây lúa''- 1996 của IRRI và được so sánh với giống đối chứng

Các tính trạng của các dòng được đánh giá và đo theo tiêu chuẩn của IRRI (theo bảng 1)

TT Chỉ tiêu quan sát Giai

đoạn Thang xác định tính toán

Cách xác định

Đơn vị tính

1 Chiều cao cây 9 Đo từ gốc sát mặt đất đến đầu mút bông

cao nhất trong khóm (đo 30 khóm) Đo Cm

2 Chiều dài lá đòng 6 Đo từ cổ lá đến đầu mút lá Đo Cm

3 Chiều rộng lá đòng 6 Đo chỗ rộng nhất của lá đòng Đo Cm

4 Chiều dài bông 8 - 9 Đo từ cổ bông đến đỉnh bông (đo 30 bông) Đo Cm

5 Chiều dài cổ bông 9 Đo từ gốc lá đòng đến bông Đo Cm

6 Số bông/khóm 9 Đếm số bông trong tất cả 30 khóm sau đó

Bông /khóm

11 Chiều dài hạt 9 Đo từ gốc vỏ mày tới mỏ hạt (đỉnh vỏ trấu) Đo Mm

12 Chiều rộng hạt 9 Đo chỗ rộng nhất giữa 2 nửa vỏ trấu Đo Mm

13 Thời gian sinh trưởng 1-9 Tính từ khi nảy mầm đến khi chín đếm Ngày

1 i i

n

1 i

2 i

)XX(

n

1 i

2 i

2.3.5 N¨ng suÊt lý thuyÕt (NSLT)

NSLT = P1000 h¹t x sè khãm/m2x sè b«ng/khãm x sè h¹t ch¾c/b«ng x 10-5

3 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và giá trị chọn giống của 10 dòng lúa : H4, KDĐB, C10, T37, T10, B2, CL10, T37B, C9B, LC1 Thông qua việc khảo sát 18 chỉ tiêu

1 Chiều cao cây 10 Số hạt / bông

9 Số bông trên khóm 18 Thời gian sinh trưởng (TGST)

4 Địa điểm và thời gian

- Địa điểm gieo cấy tại Xuân Hoà - Phúc Yên - Vĩnh Phúc

- Thời gian: Vụ mùa năm 2006 từ 15/6 đến tháng 10/2006

Chương 3 Kết quả nghiên cứu

1 Đặc điểm nông sinh học

1.1 Chiều cao cây (Bảng 2 và biểu đồ 1)

Chiều cao cây là tính trạng phản ánh độ dài thân và chiều dài bông mặc

dù mối tương quan đó không chặt chẽ Tính trạng chiều cao cây có liên quan

đến tính kháng đổ Nếu cây quá cao thân lúa sẽ dễ bị đổ vào giai đoạn 8 (vào chắc), vì giai đoạn này trọng lượng của bông lúa ngày càng nặng, thân lúa mà quá cao thì sẽ dẫn đến hậu quả là khả năng chống đỡ kém, dễ gây đổ, làm giảm năng suất một cách rõ rệt [7]

Tuy nhiên ở những khu vực trũng dễ bị ngập úng thì cây lúa cao lại có tác dụng tốt

Do những ưu, nhược điểm trên mà trong công tác chọn giống các nhà nghiên cứu hết sức chú ý và quan tâm đến tính trạng này

Có nhiều cách phân loại chiều cao cây lúa

- Trong nghiên cứu di truyền một số tác giả chia ở các mức độ sau:

Cây cao  140 cm Cây trung bình : 110 - 140 cm Cây thấp < 110 cm

- Theo tác giả: Trần Duy Quý sắp xếp như sau

Rất cao > 125 cm Cao : 101 - 125 cm Nửa lùn : 71 - 100 cm Lùn : 51 - 70 cm Siêu lùn < 50 cm

- Theo Jenning (1968), Swamirao, Coud (1969): Tính trạng chiều cao cây bình thường là trội so với tính trạng lùn cây Tính trạng lùn cây do một gen lặn

Bảng 2: Chiều cao cây

Biểu đồ 1: Chiều cao cây

Qua dẫn liệu bảng 2 và biểu đồ 1 cho thấy trong 10 dòng nghiên cứu thì

có 4 dòng H4, T37B, T10, B2 có chiều cao cây ở mức thấp đạt từ 100,1 - 108,8cm (ĐC là 116,9 ± 1,16cm), đây là ưu điểm tốt giúp cây chống lốp đổ Còn lại 6 dòng T37, CL10, C9B, C10, KDĐB, LC1 có chiều cao cây ở mức trung bình, cao hơn với 4 dòng trên đạt từ 110,2cm (T37) - 117,5cm (KDĐB)

108,8

114,8 117,5 117,13

100,1 116,9

- Thứ tự chiều cao cây của các dòng có thể sắp xếp như sau:

B2 < T37B < H4 < T10 < T37 < CL10 < C10 < C9B < ĐC < LC < KDĐB Chiều cao cây lớn nhất là 117,5 ± 0,82 cm thuộc về dòng KDĐB, còn chiều cao cây thấp nhất là 100,1 ± 0,65 cm thuộc dòng B2 Mặc dù chiều cao cây của các dòng có sự khác nhau song qua khảo sát thấy khả năng chống lốp

đổ của các dòng là tương đối đồng đều

Về hệ số biến dị: CV% từ 3,6% - 8,63% chứng tỏ hệ số biến dị của các dòng đều ở mức thấp( < 10%) trong đó B2 là dòng có CV% thấp nhất đạt 3,6%, còn DT37B là dòng có CV% cao nhất đạt 8,63%

Nhìn chung sự chênh lệch về chiều cao cây ở mỗi dòng là không đáng

kể Từ đó ta có thể khẳng định tính trạng chiều cao cây là tương đối ổn định Tuy nhiên các dòng H4, T37B, T10, B2 vẫn chưa đạt đến độ thấp cây điển hình Vì vậy cần được tiếp tục theo dõi, chọn lọc để thu được dạng cây thấp hơn phù hợp với công tác chọn giống

1.2 Chiều dài và chiều rộng lá đòng (Bảng 3 và biểu đồ 2,3)

Lá là trung tâm hoạt động của cây xanh nói chung và cây lúa nói riêng Lá đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển, quyết định tới năng suất cây trồng sau này Bởi lẽ tại đây diễn ra các hoạt

động quang hợp, hô hấp, tích luỹ chất hữu cơ

Với cây lúa, lá đòng là loại lá được các nhà chọn giống hết sức quan tâm,

là một trong những chỉ tiêu đánh giá hình thái của cây lúa.Trong từng giai

đoạn sinh trưởng khác nhau thì các lá có hoạt động sinh lý khác nhau có những đóng góp khác nhau trong quá trình phát triển của cây lúa

Theo Tanaka (1901): các lá sát đòng (lá công năng) và lá đòng là trung tâm hoạt động sinh lý khi cây lúa đang ở giai đoạn sinh trưởng và phát triển bông hạt Nó chuyển các chất đồng hoá (chất hữu cơ) tạo ra trong quá trình quang hợp cho bông lúa, còn các lá dưới thấp thì chuyển các chất hữu cơ xuống rễ Do vậy có thể nói lá công năng và lá đòng là yếu tố gián tiếp song lại đóng vai trò vô cùng lớn tới năng suất cuối cùng

Bảng 3: Chiều dài lá đòng và chiều rộng lá đòng

TT Dòng Chiều dài lá đòng Chiều rộng lá đòng

Biểu đồ 2: Chiều dài lá đòng

Biểu đồ 2: Chiều dài lá đòng

22,5

29,5

22,5 25,5

27,9 28,5

27,1

33,6 30,5 30,5

- Về thứ tự chiều dài lá đòng có thể sắp xếp như sau:

H4 =T37B < CL10 < C10 < C9B <T10 < ĐC < T37 < LC1=B2 < KDĐB

Hệ số biến dị: CV% của chiều dài lá đòng ở mức thấp (4,1%-9,8%) gồm các dòng H4,CL10, C9B, C10, LC1, B2, ĐC Còn ở mức trung bình (11,6 - 12,5%) là các dòng T37B, T37, T10, KDĐB

Nhìn chung hệ số biến dị của chiều dài lá đòng đều ở mức thấp và trung bình, từ đó có thể thấy tính trạng chiều dài lá đòng là tương đối ổn định

1,01 0,97