Đánh giá nguồn vât liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống lúa thuần siêu cao sản

3.2.2 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 43A Kết quả ựánh giá tổng thể tập ựoàn công tác 49 4.1 đánh giá sự ựa dạng di truyền của các mẫu giống tham gia thắ 4.2 đánh giá các mẫu giống th

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

LỜI CAM ðOAN

- Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào

- Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn

ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Miền

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành ñến PGS.TS Nguyễn Văn Hoan, Bộ môn Di truyền và Chọn giống cây trồng, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tận tình giúp ñỡ, hướng dẫn tôi trong việc ñịnh hướng ñề tài cũng như trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám ñốc và tập thể cán bộ công nhân viên trong Bộ môn Chọn tạo giống lúa cho vùng khó khăn, Trung tâm Nghiên cứu và phát triển lúa thuần, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm, Liên Hồng, Gia Lộc, Hải Dương ñã giúp ñỡ, tạo mọi ñiều kiện về mặt vật chất và thời gian ñể tôi hoàn thành khoá học

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể các Thầy cô giáo trong Viện Sau ñại học, Bộ môn Di truyền và Chọn giống cây trồng, Khoa Nông học, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi, giúp ñỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện ñề tài

Qua ñây, tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia ñình, người thân, bạn bè, là những người luôn ủng hộ tôi trong suốt quá trình học tập và thực tập tốt nghiệp

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Miền

2.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam 4

2.2.1 Tình hình nghiên cứu giống lúa thuần siêu cao sản trên thế giới 4

2.2.2 Tình hình nghiên cứu giống lúa thuần siêu cao sản ở Việt Nam 26

2.3 Những kết luận rút ra từ nghiên cứu tổng quan 39

3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

3.2.2 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 43

A Kết quả ựánh giá tổng thể tập ựoàn công tác 49

4.1 đánh giá sự ựa dạng di truyền của các mẫu giống tham gia thắ

4.2 đánh giá các mẫu giống thông qua chỉ số chọn lọc 54

B KẾT QUẢ đÁNH GIÁ CÁC MẪU DÒNG, GIỐNG đẠT MỤC

4.3 đánh giá ựặc ựiểm hình thái của các mẫu giống lúa tham gia thắ

4.4 Chiều cao cây cuối cùng và khả năng ựẻ nhánh của các mẫu

4.5 đặc ựiểm lá ựòng của các mẫu giống tham gia thắ nghiệm 63

4.6 Chiều dài bông, chiều dài cổ bông, và khối lượng 1000 hạt của

4.7 Một số ựặc ựiểm về hạt gạo của các mẫu giống tham gia thắ

4.8 Thời gian sinh trưởng của các mẫu giống lúa tham gia thắ nghiệm 70

4.9 Khả năng chống chịu sâu bệnh hại của các mẫu giống tham gia

4.9 đánh giá khả năng kháng bạc lá của các mẫu giống tham gia thắ

4.10 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cá thể của các mẫu

4.11 Một số ựặc ựiểm tương quan giữa năng suất và một số ựặc trưng

4.12 Các mẫu giống triển vọng theo từng tính trạng riêng biệt: 83

DANH MỤC BẢNG

4.1 Phân nhóm các giống lúa dựa trên cơ sở phân tích ña dạng di

4.2 ðặc ñiểm một số giống có khối lượng 1000 hạt lớn 52

4.4 ðặc ñiểm một số giống có thời gian sinh trưởng ngắn 54

4.5 Giá trị chọn lọc về khả năng cho năng suất cao 55

4.6 Chỉ số chọn lọc của 20 dòng giống phù hợp nhất với hướng chọn

4.8 Chiều cao cây cuối cùng và khả năng ñẻ nhánh của các mẫu

4.9 ðặc ñiểm lá ñòng của các mẫu giống tham gia thí nghiệm 65

4.10 Chiều dài bông, chiều dài cổ bông, và khối lượng 1000 hạt của

4.11 Một số ñặc ñiểm về hạt gạo của các mẫu giống tham gia thí

4.12 Thời gian sinh trưởng của các mẫu giống lúa tham gia thí

4.13a Khả năng chống chịu sâu bệnh hại của các mẫu giống tham gia

4.13b Khả năng chống chịu sâu bệnh hại của các mẫu giống tham gia

4.14 Khả năng kháng bạc lá của các mẫu giống tham gia thí nghiệm

4.15a Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cá thể của các mẫu

4.15b Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng, giống

4.16 Tương quan giữa năng suất thực thu các thể và một số ñặc trưng

nông sinh học của các giống lúa tham gia thí nghiệm, 82

1 MỞ ðẦU

1.1 ðặt vấn ñề

Việt Nam có diện tích sản xuất lúa khoảng 7,44 triệu ha, sản lượng 38,8 triệu

tấn, năng suất bình quân 4,93 tấn/ha (Nguồn: niên giám thống kê 2009) Dân số

hiện nay khoảng gần 90 triệu người, hàng năm lại tăng thêm khoảng 1 triệu người Theo tính toán từ số liệu của Tổng cục thống kê – Hà Nội, 2009, từ năm

2000 ñến 2008, diện tích ñất lúa cả năm của vùng ðBSH ñã giảm ñi 107,8 ngàn ha (từ 1.261 ngàn ha xuống còn 1.153,2 ngàn ha) Mặc dù năng suất có tăng từ 53,6 tạ/ha năm 2000 ñến 58,8 tạ/ha năm 2008, nhưng tăng rất chậm, tương ñương với mức sản lượng khoảng 13,4 ngàn tấn thóc/ 8 năm; trong khi

ñó sức ép dân số lại tăng với tốc ñộ rất nhanh Trung bình mỗi năm vùng ðBSH tăng khoảng 200 ngàn người Với ñà tăng như vậy, ñến 2020, dân số vùng ðBSH tăng lên khoảng hơn 22 triệu người, trong khi diện tích canh tác lúa lại giảm xuống chỉ còn khoảng 1.050 ngàn ha ðến lúc ñó, năng suất lúa phấn ñấu phải ñạt trung bình gần 68 tạ/ha, sản lượng dự kiến ñạt trên 7.100 ngàn tấn thóc mới ñủ ñáp ứng cho nhu cầu lương thực Như vậy, ñể hướng ñến mục tiêu ñảm bảo an ninh lương thực của toàn vùng, sử dụng ñất lúa một cách có hiệu quả và tiết kiệm, ñồng thời hạn chế ñược việc tập trung quá ñông dân cư ở các thành phố lớn do việc di dân từ nông thôn lên thành thị thì vai trò của cây lúa có năng suất cao trở nên rất cấp thiết

Vùng trung du và miền núi phía Bắc ñịa hình ña số là ñồi núi, diện tích ñất

tự nhiên lớn 9533,7 nghìn ha nhưng diện tích ñất sản xuất nông nghiệp chỉ có 1426,4 nghìn ha trong ñó diện tích ñất trồng lúa cả năm là 669,4 nghìn ha Diện tích trồng lúa thấp trong khi ñó vùng này chưa có cơ cấu giống cho năng suất cao, chủ yếu là các giống ñịa phương cho năng suất thấp lại bị thoái hóa nhiều trong khi ñó dân số không ngừng tăng nhanh dẫn ñến vấn ñề ñảm bảo

an ninh lương thực cho các vùng này là cấp thiết

Các tỉnh bắc trung bộ có diện tắch ựất tự nhiên 5152,5 nghìn ha, diện tắch ựất trồng lúa chỉ có 695,3 nghìn ha quá nhỏ so với tiềm năng ựất ựai của vùng,

do dân số vùng này ựông, lại chịu nhiều ảnh hưởng của thiên tai, lũ lụt hạn hán xảy ra thường xuyên dẫn ựến tình trạng thiếu lương thực trầm trọng Mặt khác quá trình công nghiệp hoá, hiện ựại hoá ựang diễn ra mạnh mẽ nên việc chuyển ựổi mục ựắch sử dụng từ ựất nông nghiệp sang ựất ựể phục vụ cho các dự án ựầu tư là rất lớn Số liệu thống kê của 49 tỉnh, thành phố cho thấy từ tháng 7/2004 ựến nay, các ựịa phương này ựã thu hồi gần 750.000ha ựất ựể thực hiện hơn 29.000 dự án ựầu tư, trong ựó hơn 80% diện tắch thu hồi

là ựất nông nghiệp Có tới khoảng 50% diện tắch ựất nông nghiệp bị thu hồi nằm trong vùng kinh tế trọng ựiểm đây là những khu vực ựất ựai màu mỡ, ựang cho 2 vụ lúa/năm Mặt khác cùng với quá trình công nghiệp hóa, quá trình sa mạc hóa, tình hình nước biển dâng, xói mòi ựất làm cho diện tắch ựất nông nghiệp ngày càng giảm

Bộ giống lúa thuần cho năng suất cao ở các tỉnh phắa Bắc Việt Nam còn ắt, chất lượng gạo không cao, dài ngày để ựảm bảo an ninh lương thực, ựáp ứng

xu thế phát triển hiện nay cần có bộ giống lúa cho năng suất cao (10-12 tấn/ha), có chất lượng gạo khá, chống chịu sâu bệnh hại tốt

Theo hướng nghiên cứu này, việc nghiên cứu ựánh giá nguồn gen các giống lúa năng suất cao ựược xem là công việc khởi ựầu và cần tiến hành thường xuyên cho những chương trình chọn tạo giống lúa siêu cao sản Thành công của công tác chọn tạo giống phụ thuộc rất nhiều vào số lượng và chất lượng của vật liệu khởi ựầu Vật liệu khởi ựầu càng nhiều, chất lượng càng tốt cơ hội tạo ra giống mới càng nhanh để thực hiện tốt mục tiêu này, chúng tôi thực hiện ựề tài nghiên cứu:

Ộđánh giá nguồn vật liệu khởi ựầu phục vụ công tác chọn tạo giống

lúa thuần siêu cao sảnỢ

1.2 Mục ựắch và yêu cầu

1.2.1 Mục ựắch

Chọn ựược các mẫu giống có tiềm năng năng suất cao, chống chịu sâu bệnh hại tốt làm vật liệu khởi ựầu phục vụ công tác chọn tạo giống lúa thuần siêu cao sản

- đánh giá năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất và chất lượng

- Phát hiện, chọn lọc những mẫu giống triển vọng có năng suất cao, thắch nghi với ựiều kiện ngoại cảnh, có nhiều ựặc ựiểm tốt , ựể ựưa vào vườn tập ựoàn phục vụ công tác chọn tạo giống lúa thuần siêu cao sản

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ựề tài

1.3.1 Ý nghĩa khoa học của ựề tài

- đánh giá ựược những ựặc ựiểm cơ bản của giống lúa thuần siêu cao sản

- Trên cơ sở ựánh giá năng suất của các mẫu giống xác ựịnh ựược hệ số tương quan giữa một số tắnh trạng nông sinh học với năng suất ựồng thời ựề xuất ựược phương pháp và chỉ tiêu ựánh giá giống lúa thuần siêu cao sản

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn của ựề tài

- Chọn lọc ựược những mẫu giống lúa thuần có năng suất cao và nhiều ựặc tắnh quý khác ựể vận dụng trong các tổ hợp lai nhằm khai thác chúng trong chương trình lai tạo giống ựặc biệt trong chương trình lai tạo giống lúa thuần siêu cao sản

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Cơ sở khoa học của ñề tài

Trong công tác chọn tạo giống lúa mục tiêu của nhà tạo giống là khai thác tính ña dạng di truyền hay những biến dị có lợi của nguồn gen hiện có (R.W.Allard, 1960) Tính ña dạng di truyền của sinh vật vốn có trong thiên nhiên hoặc ñược tạo mới bằng các phương pháp nhân tạo Ở cây lúa là một tập hợp nguồn gen quý, dựa vào ñặc ñiểm tính biến dị và di truyền này mà con người không ngừng thành công trong công tác lai tạo và chọn lọc giống cây trồng, nhiều kiểu gen mới cho năng suất cao, chống chịu tốt và phẩm chất tốt ñược chọn tạo, nổi bật là công tác lai tạo giống lúa thuần siêu cao sản bước ñầu ñã thành công trong việc tạo ra nhiều giống lúa mới cho năng suất cao,

chống chịu tốt với sâu bệnh hại và ñiều kiện bất thuận

2.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam

2.2.1 Tình hình nghiên cứu giống lúa thuần siêu cao sản trên thế giới

2.2.1.1 ðặc ñiểm hình thái cây lúa

Lúa là cây trồng ña dạng về kiểu hình, mỗi giống có những ñặc ñiểm riêng

mà ta có thể dựa vào ñó ñể nhận biết các giống như: thời gian sinh trưởng, khả năng ñẻ nhánh, chiều cao cây, bộ lá lúa, khả năng quang hợp, dạng hạt, màu sắc hạt

Nghiên cứu về hình thái của các giống lúa trồng châu Á, Peng (1994) cho rằng: các giống lúa thuộc loài phụ Indica thường cao cây, lá nhỏ, màu xanh nhạt, bông xoè, hạt dài, vỏ trấu mỏng, chịu phân kém, dễ lốp ñổ, năng suất thấp, cơm khô, nở nhiều Trong khi các giống thuộc loài phụ Japonica thường thấp cây, lá to, màu xanh ñậm, bông chụm, hạt ngắn, vỏ trấu dày, thích nghi với ñiều kiện thâm canh, chịu phân tốt, thường cho năng suất cao, cơm dẻo, ít nở

Các nhà khoa học của Viện Nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) ựều cho rằng tắnh ựẻ khoẻ có hệ số di truyền từ thấp ựến trung bình và chịu ảnh hưởng rõ rệt của ựiều kiện ngoại cảnh

Theo S Peng, G S Khush và K.G Cassman (1994): Trong ựiều kiện thâm canh, hệ số ựồng hóa cao ở cây có tương ựối ắt lá, lá ngắn, ựứng thẳng

ựể giảm tình trạng che cớm lẫn nhau ựến mức thấp nhất

Theo T L Setter, S Peng, (2005): Bộ lá có khả năng ựồng hóa cao sẽ làm cho cây có phản ứng mạnh với ựạm đó là những ựặc trưng của giống cải tiến ựược trồng ở những nước vùng ôn ựới và á nhiệt ựới Trong khi ựó nhiều giống lúa nhiệt ựới có quá nhiều lá và cao cây không thể cho năng suất cao ngay cả khi gieo trồng trong ựiều kiện thâm canh

Theo các nhà chọn giống lúa tại IRRI (J Bennett, D S Brar, G S Khush,

N Huang và T L Setter, 2002) ựộ dài lá có quan hệ ựa hiệu với các gen xác ựịnh chiều cao cây nhưng lại bị chi phối bởi ựiều kiện ngoại cảnh Tắnh trạng

lá ựòng dài, ựứng di truyền ựộc lập với gen kiểm tra ựộ dài thân và ựộ dài các

lá phắa dưới

- Chiều cao cây, ựộ dày thân và chỉ số thu hoạch HI

Cassman et a1 1990 xác ựịnh có 4 gen kiểm tra chiều cao cây lúa Khi nghiên cứu các dạng lùn tự nhiên và ựột biến, ông nhận thấy có trường hợp tắnh lùn ựược kiểm tra bởi một cặp gen lặn, có trường hợp bởi 2 cặp gen và ựa

số trường hợp do 8 cặp gen quy ựịnh là d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8

Những kết quả nghiên cứu tạo giống lúa lùn của IRRI khẳng ựịnh rằng: các giống lúa lùn có nguồn gốc từ Trung Quốc (Dee-geo-Woo-gen, I-geo-tze, Taichung native-1) mang gen lùn, lặn, tạo cho thân ngắn nhưng không ảnh hưởng ựến chiều dài bông Còn những gen lùn tạo ra bằng ựột biến hoặc các gen lùn có nguồn gốc ở châu Mỹ (Century Patna, SLO-17) ắt ựược sử dụng ựể tạo giống vì chúng làm cho bông ngắn lại hoặc phân ly kéo dài qua nhiều thế

hệ khó chọn lọc ðiều này có ý nghĩa vô cùng to lớn cho các nhà chọn giống trong việc chọn tạo các giống lúa thấp cây nhưng vẫn giữ ñược năng suất cao Kim and Vergara (1994) qua các nghiên cứu cơ chế di truyền tính trạng chiều cao cây ñã công bố danh sách khoảng 50 gen tham gia quy ñịnh tính trạng lùn của cây lúa (d-1 ñến d-50) Trong ñó các gen d-8, d-11, và d-14, d-

10, d-15 và d-16, d-18h, d-18k là các allen với nhau Sự hoạt ñộng của phần lớn các gen này lại ñược kiểm soát bởi một gen lặn, mà gen ñó có thể bị lấn át bởi gen trội D-53 Các ñột biến cực lùn phần lớn ñược kiểm tra bằng 1 gen ñơn lặn, nhưng ñột biến nửa lùn lại ñược quy ñịnh bởi một gen ñơn trội không hoàn toàn

Theo Mackill và Ruger (1997) có 4 gen quy ñịnh tính nửa lùn là 1,

sd-2, sd-3 và sd-4 Trong ñó, sd-1 là allen với gen lùn của Dee-geo-woo-gen, còn lại ba allen kia không allen với nhau

Năng suất là một phương trình của trọng lượng chất khô và chỉ số thu hoạch (tỷ lệ hạt/rơm) Vì vậy, năng suất có thể gia tăng bằng cách tăng tổng lượng chất khô hoặc chỉ số thu hoạch hay cả hai Thân lúa ngắn có thể giảm hiệu năng hô hấp của cây và ñóng góp cho sự cân bằng giữa hô hấp và quang hợp (Tanaka et

al 1986) Những cây lúa bán lùn có thể giảm ñược tổng tỷ lệ chất khô không cần thiết (Vergara and Visperas 1987) Bề dày của thân cũng có thể phục vụ cho sự tích luỹ ở các cơ quan sinh thực Những dự trữ trong thân cây dày có ñóng góp cho việc tăng năng suất khoảng 2 tấn/ha (Peng et al, 2005)

Có những hạn chế về khoảng cách tới chỉ số thu hoạch HI trong việc cải tiến giống lúa Austin et al (1992) ñã xác ñịnh ñược giá trị HI cực ñại là 0,63

ở lúa mì Nếu chỉ số này thực hiện ñược trên cây lúa lý tưởng thì có thể tăng năng suất lên 12 tấn/ha so với năng suất tiềm năng hiện tại của cây lúa ñạt khoảng 10 tấn/ha với HI = 0,53 (Evans 2003)

- Thời gian sinh trưởng của cây lúa

Nghiên cứu về thời gian sinh trưởng của các giống lúa, Yoshida (1989) cho rằng: Những giống có thời gian sinh trưởng ngắn không thể cho năng suất cao vì sinh trưởng sinh dưỡng bị hạn chế Ngược lại những giống có thời gian sinh trưởng quá dài cũng cho năng suất thấp vì dễ bị ñổ và chịu nhiều tác ñộng bất lợi của ñiều kiện ngoại cảnh Trong khi ñó các giống lúa có thời gian sinh trưởng từ 120 -150 ngày có khả năng cho năng suất cao hơn nhiều

Gần ñây, các giống lúa mới của IRRI có thời gian sinh trưởng khoảng

95-135 ngày và khoảng thời gian sinh trưởng cho năng suất ñạt khoảng 8-9 tấn/ha khoảng 110-130 ngày (Akita, 1992)

Theo Khush G.S (2001) cho rằng các giống lúa có thời gian sinh trưởng dài ngày thì lượng chất khô cao nhưng hệ số thu hoạch hay tỷ lệ hạt/rơm thấp Các giống có thời gian sinh trưởng từ 130- 150 ngày có tỷ lệ hạt/rơm ñạt cao nhất Tuy nhiên, những giống có thời gian sinh trưởng 110-120 ngày lại rất phù hợp với cả hai mùa vụ chủ yếu trong hệ thống canh tác lúa có tưới của châu Á, khoảng 40 triệu ha

Quyết ñịnh ñến thời gian sinh trưởng phần lớn thể hiện trong giai ñoạn sinh trưởng sinh dưỡng Tuy nhiên, vẫn có sự tương quan giữa thời gian sinh trưởng sinh dưỡng với thời kỳ trỗ hoa (Kropff et al 1996) Yoshida 1989, thời gian sinh trưởng ngắn thường kéo theo sự suy giảm về năng suất ðể phù hợp với hệ thống thâm canh 2 vụ lúa, ñảm bảo ñược năng suất tối ưu, kiểu cây mới của IRRI hiện nay chọn thời gian sinh trưởng khoảng 110-120 ngày Các giả K Ichitami, Y Okumoto và T Taisaka 2000, khi nghiên cứu trên các giống Norin 20, Kirara 397 cho rằng gen trội Se 9 kiểm soát tính mẫn cảm với ñộ dài ngày và gen lặn se 9 kiềm chế tính trạng trên

- Các yếu tố cấu thành năng suất lúa

Năng suất lúa ñược hình thành và chịu ảnh hưởng trực tiếp của 4 yếu tố, gọi là 4 thành phần năng suất lúa

Năng suất lúa = Số bông/ñơn vị diện tích x Số hạt/ bông x Tỉ lệ hạt chắc

x Trọng lượng hạt

Các thành phần năng suất có liên quan chặt chẽ với nhau Trong phạm vi giới hạn, 4 thành phần này càng gia tăng thì năng suất lúa càng cao, cho ñến lúc 4 thành phần này ñạt ñược cân bằng tối hảo thì năng suất lúa sẽ tối ña Vượt trên mức cân bằng này, nếu một trong 4 thành phần năng suất tăng lên nữa, sẽ ảnh hưởng xấu ñến các thành phần còn lại, làm giảm năng suất Lúc bấy giờ, sẽ có sự mâu thuẫn lớn giữa số hạt trên bông với tỷ lệ hạt chắc và trọng lượng hạt, giữa số bông trên ñơn vị diện tích với số hạt trên bông… Mức cân bằng tối hảo giữa các thành phần năng suất ñể ñạt năng suất cao thay ñổi tùy theo giống lúa, ñiều kiện ñất ñai, thời tiết và kỹ thuật canh tác Hơn nữa, ảnh hưởng của mỗi thành phần năng suất ñến năng suất lúa không chỉ khác nhau về thời gian nó ñược xác ñịnh mà còn do sự góp phần của nó trong năng suất hạt ðể biết tầm quan trọng tương ñối của mỗi thành phần năng suất ñối với năng suất hạt, Yoshida và Parao (1976) ñã phân tích tương

quan hồi qui nhiều chiều, sử dụng phương trình log Y = log N + log W + log

F + R Phương trình này ñược rút ra từ phương trình năng suất rút gọn như

sau: Y= N * W * F * 10-5 Trong ñó, Y là năng suất hạt (t/ha), N là tổng số hạt trên m2, W là trọng lượng 1000 hạt (g), F là phần trăm hạt chắc và R là hằng

số Kết quả cho thấy, tổng hợp tất cả các thành phần năng suất ñóng góp khoảng 81,4 % biến ñộng của năng suất lúa Trong ñó, riêng số hạt trên m2 chiếm 60,2 %, tỷ lệ hạt chắc và trọng lượng hạt hợp lại chiếm 21,2 %, số hạt/m2 và phần trăm hạt chắc ñóng góp 75,7% và số hạt/m2 cộng với trọng lượng hạt ñóng góp ñến 78,5% năng suất lúa Nếu sự góp phần của tất cả các thành phần năng suất là 100% (ðiều này ñúng khi không có sai số ño ñếm), thì sự ñóng góp của số hạt trên m2 sẽ là 74 % và sự góp phần của phần trăm

hạt chắc với trọng lượng 1000 hạt và 26 %, kết hợp số hạt/m2 và phần trăm hạt chắc ñóng góp 93% và số hạt/m2 cộng với trọng lượng hạt ñóng góp ñến 96% năng suất lúa (Bảng 7.1) Như vậy, có thể nói rằng số hạt trên m2 là thành phần năng suất quan trọng nhất trong số các thành phần năng suất ðiều này ñúng trong hầu hết các trường hợp Tuy nhiên, ở một vài nơi và trong một vài ñiều kiện thời tiết nhất ñịnh, phần trăm hạt chắc lại ñóng vai trò quan trọng giới hạn năng suất lúa hơn là số hạt trên m2, nhất là trong ñiều kiện thời tiết bất ổn

+ Số bông trên ñơn vị diện tích

Số bông trên ñơn vị diện tích ñược quyết ñịnh vào giai ñọan sinh trưởng ban ñầu của cây lúa (giai ñoạn tăng trưởng), nhưng chủ yếu là giai ñoạn từ khi cấy ñến khoảng 10 ngày trước khi có chồi tối ña Số bông trên ñơn vị diện tích tùy thuộc vào mật ñộ sạ cấy và khả năng nở bụi của lúa Mật ñộ sạ cấy và khả năng nở bụi của lúa thay ñổi tùy theo giống lúa, ñiều kiện ñất ñai, thời tiết, lượng phân bón nhất là phân ñạm và chế ñộ nước Số bông trên ñơn vị diện tích có ảnh hưởng thuận với năng suất

Nói chung, ñối với giống lúa ngắn ngày, thấp cây, nở bụi ít, ñất xấu, nhiều nắng nên cấy dầy ñể tăng số bông trên ñơn vị diện tích Ngược lại, trên ñất giàu hữu cơ, thời tiết tốt, lượng phân bón nhiều (nhất là N) và giữ nước thích hợp thì lúa nở bụi khỏe có thể sạ cấy thưa hơn Các giống lúa cải thiện thấp cây có số bông trên m2 trung bình phải ñạt 500-600 bông /m2 ñối với lúa

sạ hoặc 350-450 bông/m2 ñối với lúa cấy, mới có thể có năng suất cao

Các biện pháp kỹ thuật cần lưu ý ñể tăng số bông trên ñơn vị diện tích:

- Chọn giống thích hợp với ñất ñai và mùa vụ tại chổ

- Làm mạ tốt ñể có cây mạ to khỏe, có chồi ngạnh trê, xanh tốt và không sâu bệnh

- Chuẩn bị ñất chu ñáo, mềm, sạch cỏ và giữ nước thích hợp

- Cấy ñúng tuổi mạ, ñúng khoảng cách thích hợp cho từng giống cấy cạn ñể lúa nở bụi khỏe ðối với lúa sạ thì ngâm ủ ñúng kỹ thuật và sạ với mật

Như vậy, số hạt trên bông tùy thuộc vào số hoa ñược phân hóa và số hoa bị thoái hóa Hai yếu tố này bị ảnh hưởng bởi giống lúa, kỹ thuật canh tác và ñiều kiện thời tiết Nói chung, ñối với những giống lúa bông to, kỹ thuật canh tác tốt, bón phân ñầy ñủ, chăm sóc ñúng mức, thời tiết thuận lợi thì số hoa phân hóa càng nhiều, số hoa thoái hóa càng ít, nên số hạt cuối cùng trên bông cao Ở các giống lúa cải thiện, số hạt trên bông từ 80 - 100 hạt ñối với lúa sạ hoặc 100

- 120 hạt ñối với lúa cấy là tốt trong ñiều kiện ñồng bằng sông Cửu Long

Các biện pháp kỹ thuật cần lưu ý ñể tăng số hạt trên bông:

- Chọn giống tốt, loại hình bông to, nhiều hạt, nở bụi sớm (chồi ra càng sớm càng có khả năng cho bông to)

- Ức chế sự gia tăng của số chồi vô hiệu vào thời kỳ bắt ñầu phân hóa ñòng ñể tập trung dinh dưỡng nuôi chồi hữu hiệu

- Bón phân ñón ñòng (khi bắt ñầu phân hóa ñòng) ñể tăng số hoa phân hóa

và bón phân nuôi ñòng (18-20 ngày trước khi trổ) ñể giảm số hoa bị thoái hóa

- Bảo vệ lúa khỏi bị sâu bệnh tấn công

- Chọn thời vụ thích hợp ñể cây lúa phân hóa ñòng lúc thời tiết thuận lợi, không mưa bão

Người ta có thể ức chế chồi vô hiệu bằng nhiều biện pháp kỹ thuật khác nhau tùy ñiều kiện cụ thể Kỹ thuật bón phân hình chữ V (phần 7.3 của chương này), rút nước giữa mùa hoặc xịt thuốc cỏ với liều thấp nhằm ức chế sinh trưởng dinh dưỡng quá mạnh và diệt chồi vô hiệu ngay trước khi cây lúa bắt ñầu phân hoá ñòng là các biện pháp có thể áp dụng nhằm tối ưu hoá các thành phần năng suất lúa

+ Tỉ lệ hạt chắc:

Tỉ lệ hạt chắc ñược quyết ñịnh từ ñầu thời kỳ phân hoá ñòng ñến khi lúa vào chắc nhưng quan trọng nhất là các thời kỳ phân bào giảm nhiễm, trổ bông, phơi màu, thụ phấn, thụ tinh và vào chắc

Tỉ lệ hạt chắc tuỳ thuộc số hoa trên bông, ñặc tính sinh lý của cây lúa và chịu ảnh hưởng lớn của ñiều kiện ngoại cảnh Thường số hoa trên bông quá nhiều dễ dẫn ñến tỉ lệ hạt chắc thấp Các giống lúa có khả năng quang hợp, tích lũy và chuyển vị các chất mạnh, cộng với cấu tạo mô cơ giới vững chắc không ñổ ngã sớm, lại trổ và tạo hạt trong ñiều kiện thời tiết tốt, dinh dưỡng ñầy ñủ thì tỉ lệ hạt chắc sẽ cao và ngược lại Muốn có năng suất cao, tỷ lệ hạt chắc phải ñạt trên 80 %

Các biện pháp kỹ thuật cần lưu ý ñể gia tăng tỉ lệ hạt chắc:

- Chọn giống tốt, trổ gọn, khả năng thụ phấn cao và số hạt trên bông vừa phải

- Sạ cấy ñúng thời vụ ñể lúa trổ và chín trong lúc thời tiết tốt, với mật

ñộ sạ cấy vừa phải, tránh lúa bị lốp ñổ

- Bón phân nuôi ñòng (18-20 ngày trước khi trổ) và nuôi hạt (khi lúa trổ ñều) ñầy ñủ và cân ñối ñể lúa trổ bông, thụ phấn, thụ tinh và tạo hạt ñầy ñủ

- Chăm sóc chu ñáo, tránh cho lúa bị khô hạn hoặc bị sâu bệnh trong thời gian này

+ Trọng lượng nghìn hạt

Trọng lượng hạt ñược quyết ñịnh ngay từ thời kỳ phân hoá hoa ñến khi lúa chín, nhưng quan trọng nhất là các thời kỳ giảm nhiễm tích cực và vào chắc rộ

Trọng lượng hạt tùy thuộc cỡ hạt và ñộ mẩy (no ñầy) của hạt lúa ðối với lúa, người ta thường biểu thị trọng lượng hạt bằng trọng lượng của 1000 hạt với ñơn vị là gram Ở phần lớn các giống lúa, trọng lượng 1000 hạt thường biến thiên tập trung trong khoảng 20 – 30 g Trong lượng hạt chủ yếu do ñặc tính di truyền của giống quyết ñịnh, ñiều kiện môi trường có ảnh hưởng một phần vào thời kỳ giảm nhiễm (18 ngày trước khi trổ) trên cỡ hạt; cho ñến khi vào chắc rộ (15 – 25 ngày sau khi trổ) trên ñộ mẩy của hạt

Các biện pháp kỹ thuật cần lưu ý ñể tăng trọng lượng hạt:

- Chọn giống có cỡ hạt lớn, trổ tập trung

- Bón phân nuôi ñòng ñể tăng cỡ hạt ñến ñúng kích thước di truyền của giống và bón phân nuôi hạt, giữ nước ñầy ñủ, bảo vệ nước không bị ngã ñổ hoặc sâu bệnh phá hoại, bố trí thời vụ cho lúa ngậm sữa, vào chắc trong ñiều kiện thuận lợi ñể tăng sự tích lũy vào hạt làm hạt chắc và no ñầy (mẩy)

2.2.1.2 ðặc ñiểm sinh học của cây lúa siêu cao sản

Các nhà khoa học của IRRI cuối thập niên 1980 cho rằng dạng hình của các giống lúa cao sản hiện nay khó có thể tăng năng suất hơn nữa Chúng có nhiều nhánh vô hiệu và quá nhiều lá tạo hiện tượng che bóng rợp làm giảm khả năng quang hợp quần thể, dễ ñổ ngả, bông nhỏ, nhất là trong ñiều kiện sạ thẳng Nghiên cứu về kiểu hình cây lúa lý tưởng cho năng suất cao, cây lúa lý tưởng hội tụ ñủ 6 yếu tố:

- Có ñủ số hạt cần thiết trên ñơn vị diện tích

- Thân thấp, nhiều bông, bông ngắn ñể chống ñổ ngã và tăng phần trăm hạt chắc

- Có 3 lá trên cùng ngắn, dầy và thẳng ñứng ñể gia tăng hiệu quả sử dụng ánh sáng và do ñó tăng phần trăm hạt chắc

- Giữ ñược khả năng hấp thụ N ngay cả thời kỳ sau khi trổ

- Có càng nhiều lá xanh trên cây càng tốt

- Trổ vào lúc thời tiết tốt, nhiều nắng cho ñến ít nhất 25 ngày sau khi trổ ñể gia tăng sản phẩm quang hợp

Trong ñó, các ñặc tính hình thái quan trọng nhất là 3 lá trên cùng ngắn, dầy, thắng ñứng và thân thấp Ông cũng tổng kết nhiều thí nghiệm ñể ñi ñến kết luận là người ta có thể ñiều khiển kiểu cây lúa theo ý muốn và yếu tố quyết ñịnh trong việc tạo ra kiểu cây lúa lý tưởng là việc hạn chế sự hấp thụ ñạm trong thời kỳ chỉ số tuổi lá từ 69-92 tức là tương ứng với khoảng 43-18 ngày trước khi trổ

Viện lúa IRRI ñã tạo ra rất nhiều dòng siêu lúa và ñã ñược ñem ra thử nghiệm ở nhiều nước trên thế giới Siêu lúa gồm có những ñặc tính sau ñây:

- ðẻ nhánh kém ñể sản xuất những nhánh to và mạnh: 6-10 nhánh lúa hữu hiệu ( ñối với 20-25 nhánh của giống lúa cải tiến hiện nay);

- Loại bông lúa to với nhiều gié cấp 1: 200-250 hạt lúa mỗi bông;

- Những bó mộc của cuống gié lúa to ñể chuyên chở các chất quang hợp ñến hạt lúa;

- Thân lúa dày và cứng có nhiều bó mộc ñể chống ñổ ngã, hỗ trợ gié lúa

to và có thể cung cấp nơi tích tụ chất quang hợp;

- Lá dày, xanh ñậm và thẳng ñể nhận ánh sáng tốt hơn và mức ñộ quang hợp cao hơn trên ñơn vị diện tích lá;

- Bẹ của lá ñòng xanh ñậm ñể tăng năng suất chất quang hợp và kéo dài thời kỳ làm ñầy hạt (gain filling period);

- Mức quang hợp cao và phản xạ ánh sáng thấp ñể cung cấp tinh bột cho bông không bị giới hạn trong mùa mưa;

- Thời kỳ sinh trưởng trung bình ñể có tích tụ tinh bột trước khi trổ bông (những giống lúa sớm không có khả năng tích tụ này);

- Chiều cao cây lúa trung bình với chỉ số thu hoạch HI 0.55, vì giống lúa nửa lùn có khuynh hướng ñẻ nhánh nhiều hơn: chiều cao từ 90 ñến 100 cm;

- Hệ thống rễ mạnh;

- Chống kháng nhiều loại sâu bệnh và

- Chất lượng gạo ñược chấp nhận

Gia tăng năng suất lúa thêm 25% với các ñặc ñiểm sau (Dingkuhn et al 1991): (1) Giai ñoạn ñầu, lá phát triển nhanh kết hợp giảm khả năng ñẻ nhánh (2) Giảm tăng trưởng lá kết hợp duy trì hàm lượng ñạm trong lá cao ở giai ñoạn làm ñòng ñến trổ, (3) Chuyển dịch phân ñạm về lá non, (4) Tăng khả năng tồn trữ ở thân, và (5) cải thiện hình dáng bông và kích thước hạt gạo

Những yếu tố trên ñã thúc ñẩy các khoa học gia IRRI bổ sung vào dạng hình cây lúa lý tưởng cuối thập niên 1980 theo hướng gia tăng năng suất tiềm năng Sự ñề xuất dạng hình mới (NPT) có khả năng ñẻ nhánh thấp (3–4 dảnh

khi sạ thẳng, 8Ờ10 dảnh khi cấy); Ít nhánh vô hiệu; 200Ờ250 hạt/bông; chiều cao cây 90Ờ100 cm; thân to và cứng; lá dầy, xanh ựậm và thẳng; Hệ thống rễ dầy ựặc; Thời gian sinh trưởng 100Ờ130 ngày; và tăng chỉ số thu hoạch (Peng

et al 1994, Khush 1995) Dạng hình lý tưởng này (ideotype) trở thành chiến lược lai tạo của IRRI (IRRI 1989) với mục tiêu nâng năng suất lúa 20Ờ25% so với các giống lúa cao sản hiện nay trong vụ đông xuân

2.2.1.4 Nghiên cứu lúa siêu cao sản trên thế giới

Năng suất là một phương trình của trọng lượng chất khô và chỉ số thu hoạch (tỷ lệ hạt/rơm) Vì vậy, năng suất có thể gia tăng bằng cách tăng tổng lượng chất khô hoặc chỉ số thu hoạch hay cả hai Những giống cao sản hiện nay có trọng lượng sinh khối 18-19 tấn/ha và chỉ số thu hoạch 0,45Ờ0,50 Một giống có trọng lượng sinh khối 22 tấn sẽ có chỉ số thu hoạch 0,55 sẽ cho năng suất 12 tấn/ha Có thể tăng chỉ số thu hoạch bằng cách tăng kắch thước gié mang nhiều hạt và kắch thước hạt Mặt khác có thể tại ra thân cứng và to hơn

ựể có tổng lượng chất khô lớn hơn

Trước kia, các cuộc lai tạo giống giữa lúa indica và japonica rất khó khăn Tiến sĩ Ikehashi và Araki (1987) ựã tìm thấy sự bất thụ xảy ra khi gen S-5i của cây lúa indica và gen S-5j của giống lúa Bulu: Ketan Nangka (javabica) không tạo ra bất thụ tinh khi lai giống với một trong hai gen S-5i và S5j Do ựó, gen S5n thắch hợp cho cả giống lúa indica và japonica Gen tương hợp rộng (S-5n) giúp làm dễ dàng lai tạo giữa các giống lúa có tắnh chất di truyền xa nhau như phụ loại indica x japonica, do ựó làm tăng ưu thế lai Năng suất của các lúa lai japonica x indica có thể tăng 30-50% so với các giống cao năng nửa lùn

Gần ựây có một số thành công trong lai tạo xa như Oryza sativa x Sorghum vulgare ựã ựược thực hiện bởi các chuyên gia Trung Quốc và Bắc Triều Tiên nhằm cải thiện sức chống chịu hạn hán, bằng phương pháp cấp cứu bào thai (embryo rescue) và cấy mô hạt phấn Oryza x Echninocloa bởi

các nhà khoa học Nhật, và Oryza sativa x Leptochloa fusca bởi các nhà khoa học Mỹ ở ðại học Canifornia, Davis bằng cách dùng kỹ thuật hòa lẫn tế bào chất (protoplast fusion) trong công cuộc chống chịu nước mặn của lúa

Trước tiên, cần tìm những dòng lai mang các ñặc tính mong muốn theo mẫu thiết kế: ñẻ nhánh ít, bông to, hạt nhiều, tỷ lệ hạt chắc cao, lá xanh và thẳng, rễ khỏe và kháng sâu bệnh Công tác lai tạo ñược tiến hành năm 1989 dưới sự ñiều hành ôcủa Ts Khush, cha ñẻ của các giống lúa cao sản kháng rầy hiện nay Họ chọn nhóm giống Bulu thuộc chi javanicas của Indonesia có ñăc tính ñẻ nhánh ít, bông to và thân cứng Trong Ngân hàng gene IRRI ký hiệu là NPT-TJ Khoảng 2.000 giống bulu ñược ñánh giá trên ñồng ruộng vào năm 1989 làm nguồn lai tạo ñể phát triển giống NPTTJ Trong ñó có Gendjah Wangkal (dòng ñẻ nhánh ít), Ketan Gubat (cho bông to), Senhkeu (cho thân cứng), và Shen Nung 89-366 (thấp giàn) (Peng et al 1994) Ngoài các giống trên ñảo Bulu của Indonesia, họ còn tìm những nguồn gen khác của Malaysia, Thái Lan, Miến ðiện, Lào, Việt Nam, và Philippines (Virk and Khush 2003)

Công tác lai tạo tiến hành năm 1990 Hầu hết giống bulu ñều cao giàn nên ñược lai với giống Sheng Nung 89- 366 thâp giàn của ðại học nông nghiệp Shenyang, Trung Quốc Trên 2.000 tổ hơp lai ñược thức hiện ñể tạo ra trên 100,000 dòng, sau ñó họ chọn ra hơn 500 dòng NPT-TJ ñưa ra khảo nghiệm năng suất vào cuối năm 1993 Những dòng này ñều có ñăc tính bông

to, ít chồi vô hiệu, thân cứng, lá cờ xanh ñậm và thẳng

Tuy nhiên năng suất của những dòng này không ñáp ứng mong ñợi do trọng lượng sinh khối thấp và ñóng hạt kém Giảm khả năng ñâm chồi sẽ làm trọng lượng sinh khối thấp do tốc ñộ tăng trưởng của các dòng NPT-TJ trong giai ñoạn tăng trưởng thấp hơn giống Indica (Khush and Peng 1996) Trọng lượng sinh khối thấp còn liên kết với ñặt tính ñóng hạt kém, có lẽ nó liên quan ñến ưu thế chồi ngọn của gié (Yamagishi et al 1996), làm cho các hạt ñóng quá khít (Khush and Peng 1996), và số mạch dẩn nhựa bị giới hạn (S Akita,

pers commun.) Các dòng NPT-TJ còn bị nhiễm sâu bệnh và phẩm chất hạt kém Sau ñó họ ñã giải quyết ñược vấn ñề ñóng hạt kém qua thực hiện các lai tạo từ giống Songkeu, Djawa Pelet, và Ribon có tỷ lệ hạt chắc cao (Virk and Khush 2003) Kết quả, năng suất của các NPT-TJ sau này cao hơn các giống lúa cao sản tốt nhất, trong mùa khô năm 1998, nó cao hơn giống IR 72 khoảng 20%

Nhiều dòng NPT-TJ ñược ñưa sang các nước tiếp tục ñánh giá Viện Khoa học nông nghiệp Vân Nam (Yunnan Academy of Agricultural Sciences)

ñã phóng thích 3 giống NPT-TJ , Dianchao 1, Dianchao 3, và Dianchao , xuất phát từ 2 dòng NPT-TJ của IRRI, IR64446-7-10-5 and IR69097-AC2-1 Những giống NPTTJ này cho kết quả rất tốt trên vùng ôn ñới là nơi áp lực bệnh ít và người dân thích lọai gạo tròn và dẻo Các dòng NPT-TJ còn ñược

sử dụng là nguồn cung cấp vật liệu quan trọng cho chương trình ña dạng di truyền ðặc biệt và vùng nhiệt ñới, và các nhà lai tạo ñã bắt ñầu sử dụng chúng trong chương trình lai tạo Như tại Indonesia, các nhà di truyền sử dụng các dòng NPT-TJ của IRRI là IR66154-521-2-2 ñể lai tạo ra giống Ciapus vào năm 2003 Tại Trung Quốc và Việt Nam một số dòng có triển vọng xuất phát

từ các giống NPT-TJ ñang ñược ñánh gía trên ñồng ruộng

Các nhà khoa học tiếp tục ñiều chỉnh mô hình lúa lý tưởng chi tiết hơn nhằm cải tiến năng suất của chúng Gia tăng khả năng ñẻ nhánh cũng là giải pháp nhằm tăng trọng lượng sinh khối Hơn nữa, hầu hết các dòng lúa NPT-

TJ ñều không kháng ñược các sâu bệnh trên lúa ở vùng nhiệt ñới, vì các cặp lai sử dụng ñều là những giống nhiễm Trong ñó không có giống nào mang gen kháng rầy nâu và bệnh tungro

ða số người dân ở các nước châu Á nhiệt ñới thích loại gạo dài và thon

có hàm lượng amylose trung bình Trong năm 1995, các giống cao sản indica ñược ñưa vào chương trình lai tạo với các giống japonica, ñược gọi là NPT-IJs Chiến lược này nhằm tăng trọng lượng sinh khối, ñưa các gen kháng sâu

bệnh và cải thiện chất lượng gạo cho phù hợp với thị hiếu của ña số nông dân châu Á Hơn 400 NPT-IJ ñã ñược ñưa ra nhiều nước trên thế giới ñể ñánh giá' năng suất Trong năm 2001, nhiều dòng NPT-IJ cho năng suất cao hơn giống indica tốt nhất làm ñối chứng ñến 30% (Khush et al 2001) Với kết quả khích

lệ trên, họ tiếp tục phát triển nhiều dòng NPT-IJs ñưa ra thử nghiệm ở nhiều nước khác nhau trong năm 2002 và 2003

Trong 2 vụ liên tiếp năm 2002, nhiều dòng NPT-IJ cho năng suất cao hơn IR72 ñối chứng có ý nghĩa Các dòng NPT-IJ ñã tiến tới năng suất 10 tấn/ha Tuy hiên, IR72158-16-3-3-1 và IR72967-12-2-3 ñã không phát huy hết năng suất tiềm năng vì chỉ số thu họach dưới 50% và tỷ lệ hạt chắc không lớn hơn 80% (Peng et al 2004) Trong vụ mùa khô năm 2003 dòng NPT-IJ, IR72967-12-2-3 có năng suất cao nhất, ñạt 10,16 tấn/ha, cao hơn giống ñối chứng có ý nghĩa Gia tăng năng suất do sự ñóng góp của sự gia tăng số bông/m2, cải thiện tỷ lệ hạt chắc và kích thước gié lớn mang nhiều hạt, sinh khối lớn và chỉ số thu hoạch tăng Những dòng này có thời gian sinh trưởng 115–125 ngày, thuộc nhất trung mùa nên gặp trở ngại ñối với vùng thâm canh cao ở nhiều vùng nhiệt ñới

ðể gia tăng năng suất 10%, các dòng phải có các yếu tố sau: 330 bông/m2, 150 hạt /bông, tỷ lệ hạt chắc >80%, trọng lượng hạt > 25 g (ñã sấy khô), 22 t /ha sinh khối (ẩm ñộ 14%), chỉ số thu họach 50% (Peng and Khush 2003) Trong tất cả các dòng này, chìa khóa là phải ñạt trên 150 hạt/bông Trong suốt năm 2004, chúng tôi khởi sự lai tạo theo hướng trên Một chiến lược quản lý ñồng ruộng nhằm mục ñích phát huy tối ña tiềm năng suất của các dòng NPT-IJ có bông to Nổ lực của lai tạo là có nhiều giống NPT-IJ ñược cải thiện về tiếm năng năng suất, tính kháng sâu bệnh và phẩm chất hạt ñược phát triển

Một thành tựu nổi bậc khác trong dự án NPT là lai xa Trước kia các dòng Japonica ôn ñới rất khó tiếp hợp với dòng Indica nhiệt ñới Thật ra việc

lai tạo giữa 2 loài phụ (subspecies) này rất khó thành công, ngoại trừ giống Tongil của Hàn Quốc và Mahsuri của Indonesia Hiện nay các nhà khoa học

ñã dễ dàng tiến hành lai ñơn hay lai ba giữa japonica NPT-TJs và giống cao sản indica ñể tạo ra NPT-IJ Việc pha trộn giống lúa của 2 khu vực khác nhau

ñã tạo ra bước ñột phá mới trong tính chống ñổ ngả và phẩm chất gạo Nó còn

có tiềm năng rất lớn trong khai thác lúa lai Các dòng lúa lai của IRRI chủ yếu giữa indica-indica Tại Trung Quốc khi tạo các dòng lúa lai giữa indica và japonica cho ưu thế lai tốt hơn (Virk and Khush 2003)

Các dòng PT-TJ của IRRI dựa trên ngân hàng gen japonica nhiệt ñới Trong ñó có 3 giống ñưa sang tỉnh Vân Nam Trung Quốc ñã ñạt năng suất 13 tấn/ha, cao hơn giống ñịa phương 1 tấn Những giống này cho năng suất rất tốt ở vùng ôn ñới là nơi áp lực sâu bệnh thấp, thích loại gạo tròn và dẻo Tuy nhiên, người dân vùng nhiệt ñới thích loại gạo thon và dài ðể cải tiến NPT (theo hướng chống chịu áp lực sâu bệnh vùng nhiệt ñời) và thích nghi rộng,

họ ñã tiến hành lai tạo với indica ñể tạo ra các dòng NPT-IJ cho năng suất có triển vọng, gạo thon dài Các dòng NPT-IJ sẽ ñược cải thiện tiếm năng năng suất, tính kháng sâu bệnh và phẩm chất gạo tiếp tục là một bộ phận không thể thiếu trong chiến lược lai tạo Hơn nữa, bằng cách kết hợp gene từ những giống lúa có triển vọng ñã phóng thích cho nông dân các nước vùng Nhiệt ñới, họ có thể gia tăng ña dạng di truyền ở nhiều khu vự trồng lúa trên thế giới Mục tiêu gia tăng năng suất qua những giống lúa dạng hình mới ñược chứng minh qua thực tế là ñầu tư ñúng ñắn

* Các biện pháp nâng cao năng suất cây lúa

Cây lúa là loại lương thực chính của nhiều người trên thế giới Theo một tính toán, ñến năm 2030 sản lượng lúa phải ñạt 800 triệu tấn mới ñáp ứng nhu cầu so với con số 595 triệu tấn năm 2003 Do diện tích lúa cao sản chiếm 75% sản lượng, việc gia tăng tiềm năng năng suất là giải pháp chính ñể sản lượng phải tăng thêm 215 triệu tấn Vì vậy, năng suất lúa cao sản phải tăng từ

5 lên 8,5 tấn/ha (Peng et al 1999) ðể ñạt mục tiêu trên, năng suất lúa phải tăng thêm 20% trên diện rộng trong ñiều kiện diện tích lúa phải thu hẹp do quá trình công nghiệp hóa và ñô thị hóa

Trong năm 2004, 75 nước có năng suất bình quân còn dưới năng suất bình quân của thế giới gần 4 tấn/ha và còn rất nhiều nước chưa ñạt ñến phân nửa năng suất tiềm thế của cây lúa (10-11 tấn/ha) ở ngoài ñồng ruộng Do ñó, các nỗ lực cải tiến quản lý canh tác, cung cấp ñầy ñủ công cụ và tín dụng cần thiết cho những nông dân nghèo có thể cải thiện năng suất lúa ở những nước năng suất thấp (2-4 tấn/ha) Trong khi sử dụng các giống cao năng thích ứng môi trường ñịa phương và quản lý trồng lúa chính xác có thể ñưa năng suất từ 4-5 tấn/ha lên 6-8 tấn/ha

Trong nhiều năm qua, các nhà khoa học cố gắng nâng cao năng suất tiềm thế của cây lúa bằng cách cải thiện hiệu năng sinh lý của cây lúa có kiểu hình mới Hai hoạt ñộng ảnh hưởng trực tiếp ñến tiến trình sinh lý của cây lúa

là nguồn (source) và sức chứa (sink) Nguồn (những bộ phận có chức năng

quang hợp), sức chứa (số lượng hạt và hình dạng của những bông lúa chưa tinh bột) và chỉ số thu hoạch là những ñặc tính sinh lý liên hệ ñến năng suất hạt Trong những ñiều kiện thuận lợi, hình dạng của gốc là yếu tố giới hạn chính cho năng suất tiềm thế, ñặc biệt ñối với giống lúa lỡ và muộn (có chu

kỳ sinh trưởng dài), khi mà các chất tinh bột còn tồn ñọng ở thân và bẹ lá lúa lúc chín (Trần Văn ðạt và Peterson, 1983) Trong trường hợp như thế, giống lúa với chu kỳ sinh trưởng dài có nhiều khả năng hỗ trợ cho gié lúa to (gốc) hơn là giống lúa có chu kỳ sinh trưởng ngắn, nếu sự chuyển vị các chất tinh bột tồn trữ hữu hiệu Hơn nữa, trọng lượng gié có thể tăng gia nhiều bằng cách tăng số hạt hơn là hình dạng hạt, hoặc có thể gồm cả hai loại ñó

Mặc dù năng suất của cây lúa ñã ñược nghiên cứu rất nhiều, nhưng người ta vẫn chưa hiểu rỏ ảnh hưởng quyết ñịnh trên năng suất vào thời gian trước trổ bông hay sau khi trổ bông trong những ñiều kiện bình thường Tuy

nhiên người ta biết số và hình dạng gié lúa ñược quyết ñịnh trước khi trổ bông

và quang hợp (nguồn) ảnh hưởng ñến sự phát triển của gié lúa sau khi trổ bông Rõ ràng năng suất lúa ñược quyết ñịnh từ thời kỳ sinh trưởng cho tới thời kỳ hạt chín tùy theo ñiều kiện canh tác và môi trường, qua tác ñộng ñến thành lập 4 thành phần năng suất:

- Số gié mỗi ñơn vị diện tích

- Số hạt mỗi gié

- Bách phân hạt ñầy

- Trọng lượng gié lúa (hay hạt lúa)

Các chuyên gia ñang cố gắng nâng cao năng suất tiềm thế từ 30 ñến 50% mức ñộ hiện nay Viện lúa IRRI và các nước tiến bộ trên thế giới như

Úc, Mỹ, Nhật Bản và Trung Quốc ñang cố gắng lai tạo giống “siêu lúa” Siêu

lúa là thế hệ mới, nối tiếp lúa cao năng còn gọi là lúa “kỳ diệu” ñược lai tạo từ ñầu 1960 Nhưng các cố gắng cải tiến chỉ số này trong hơn 40 năm qua chưa

có thành tựu như mong muốn Họ ñang cố gắng cải tiến về hai phương diện:

quang hợp và khối sinh học, qua nghiên cứu về “kiểu hình mới của cây lúa”

Vào tháng 10 năm 1994, Viện lúa IRRI ñã tuyên bố sẽ hoàn tất giống siêu lúa qua ba tờ báo New York Times, International Herald Tribune và tạp chí Time Viện này hi vọng sẽ có giống siêu lúa vào cuối thế kỷ XX Chiến lược ñể tạo ra siêu lúa gồm có hai giai ñoạn:

Giai ñoạn 1: tạo ra giống lúa có năng suất ñộ 12-13 tấn/ha bằng cách lai tạo giữa loại lúa indica và lúa Japonica nhiệt ñới có tính chất di truyền khác

xa ( so với bản chất di truyền 2 loại lúa indica)

Giai ñoạn 2: Tạo ra tổ hợp lúa lai của siêu lúa hay “siêu lúa lai” ñể ñưa năng suất từ 12-13 tấn/ha lên 15 tấn/ha nhờ tính chất ưu thế lai

ðến nay giai ñoạn 1 còn gặp nhiều khó khăn trong khi giai ñoạn 2 có thể thực hiện ñược Sau 6 năm nghiên cứu ở Philippines, Viện lúa IRRI ñã ñề nghị một phương pháp mới ñể làm tăng trọng lượng của mỗi hạt lúa của một

giống lúa bằng cách làm thay ñổi kiểu hình của cây lúa (Vergara et al 1991) Những hạt lúa có tỷ trọng cao có dung tích hạt lớn hơn, trọng lượng nhiều hơn, năng suất xay trà và hạt gạo nguyên cao hơn

Vì ở cây lúa ít nhánh nên ñược trồng với khoảng cách hẹp hơn thay vì cấy Ở California, lúa ñược gieo thẳng trong nước với 150 kg hạt giống, 2-3 chồi mỗi cây, mật ñộ chồi lúa từ 500-800 chồi/m2, ñộ 60-90 hạt/gié lúa và năng suất 8-9 tạ/ha

Tuy nhiên, siêu lúa chưa thành công ở các vùng nhiệt ñới vì còn gặp ba trở ngại lớn hơn hết như nhiều hạt lép, chất lượng gạo kém và bị sâu bệnh nhất là rầy nâu Hiện nay có nhiều dòng ñã kháng ñược sâu bệnh, nhưng chất lượng gạo còn giới hạn cho một số giới tiêu thụ không thích loại gạo tính chất

di truyền của japonica dù là japonica nhiệt ñới Khó khăn hơn hết là gié lúa có nhiều hạt lép do ảnh hưởng sinh lý của cây lúa, nhất là giống siêu lúa có chu

kỳ sinh trưởng ngắn, dưới 130 ngày

2.2.1.5 Nghiên cứu siêu lúa của một số nước trên thế giới

- Trung Quốc

Ngoài IRRI các nhà khoa học ở Mỹ, Nhật Bản, Trung Quốc, Ai Cập… cũng ñã cố gắng lai tạo các giống siêu lúa thích hợp cho môi trường của nước mình Các nước này thuộc vùng ôn ñới, có ñiều kiện khí hậu thuần lợi cho lai tạo các cây siêu lúa, so với các nước ở vùng nhiệt ñới

Trung Quốc ñã lai tạo các giống cao năng mới hoặc “siêu cao năng”, như Teqing, Shanchua và Shen Nông 265, với năng suất tiềm thế cao ðể hoàn thành mục tiêu năng suất cao, chuyên gia lúa gạo phải phối hợp sử dụng giống lúa cao năng và kỹ thuật canh tác cải tiến, ñặc biệt với phương pháp gọi

là “3 cao 1 băng” Các chuyên gia ñã nhận ra hai khuyết ñiểm chính của các

giống lúa cao năng; ñó là cây lúa ñâm chồi quá nhiều và có một số chồi không

hữu hiệu ở thời kỳ ñâm chồi tối ña Cho nên, phương pháp 3-cao-1-bằng là

nhằm tạo ra bách phân chồi mang gié lúa cao, nhiều hạt ñầy và quang hợp cao

ở giai ñoạn ngậm sữa, với số gié lúa nặng ổn ñịnh (Jiang et al, 1993)

Gần ñây, họ lại có chương trình siêu lúa lai, với mục tiêu làm tăng năng suất ở giai ñoạn ñầu tới 12 tấn/ha Vào năm 2000, Trung Quốc trồng 240 000

ha siêu lúa lai và năng suất bình quân là 9,6 tấn/ha Trong năm 2002, họ trồng 1,4 triệu ha với năng suất 9,1 tấn/ha (Yuan, 2004)

Năm 2012 mặc dù, tại Trung Quốc giống lúa "Quốc ðạo số 6" chưa ñược sản xuất ñại trà, nhưng các công ty giống vẫn nhận thức ñược giá trị nổi bật của giống lúa siêu cao sản này Sự ra ñời của giống lúa siêu cao sản thế hệ

2, mà tiêu biểu là "Quốc ñạo 6" (năng suất 12 tấn/ha), sẽ ñánh dấu một bước

ñột phá trong việc nghiên cứu giống lúa siêu cao sản tại Trung Quốc

* Áp dụng kỹ thuật sản xuất chính xác

- Làm bằng mặt ñất với thiết bị laser ñể giúp canh tác hiệu quả hơn

- Quản lý phân ñạm hữu hiệu hơn với phân tích ñất và lá lúa

- Kiểm soát cỏ hữu hiệu hơn với thuốc diệt cỏ

* Áp dụng kỹ thuật theo dõi năng suất, phần mềm bản ñồ năng suất, hệ ñịnh vị toàn cầu GPS và hệ thông tin ñịa lý GIS giúp ñánh giá, phân tích năng suất lúa ngoài ñồng ruộng Kỹ thuật này có thể xác ñịnh chính xác các vùng

có năng suất thấp Từ ñó, nguyên nhân của năng suất thấp ñược tìm ra và có biện pháp thích ứng ñể giải quyết ngay

- Nghiên cứu siêu lúa ở ÚC

Nước này ñạt ñến năng suất trên 8 tấn/ha từ thập niên 1980 ñến nay Họ

áp dụng cả ba yếu tố thành công nêu trên của California: Cải tiến giống, dùng

kỹ thuật trồng trọt chính xác và ñặc biệt theo dõi tình trạng sản xuất trong vụ này ñể cải tiến trong vụ tới, với hệ thống kỹ thuật kiểm tra lúa hay Rice check Hệ thống kiểm tra lúa gồm có 3 thành phần chủ lực trong công tác quản lý vụ mùa:

- Thiết lập một số kiểm tra chính trong canh tác, với các chỉ tiêu rõ rệt ñược ñặt ra Thí dụ chỉ tiêu về quần thể lúa là 200 chồi/m2;

- Tổ chức nông dân theo dõi, quan sát và ghi chú các sự kiện xảy ra trong canh tác;

- Tổ chức nông dân thảo luận ñể tìm ra ưu và khuyết ñiểm của mùa này, căn cứ vào các chỉ tiêu ñặt ra, và rút kinh nghiệm thực tế ñể cải tiến cho mùa sau

- Nghiên cứu siêu lúa ở Ai Cập

ðạt ñến năng suất bình quân trên 9,7 tấn/ha trên 600 000 ha vào năm

2004 Sự thành công lớn này, ngoài yếu tố thuận lợi về ñất ñai và khí hậu ðịa Trung Hải, chủ yếu nhờ vào:

* Chương trình cải thiện giống lúa: Ai Cập ñã phóng thích nhiều giống lúa cao năng sản xuất ở ñịa phương, như: Giza 177, Giza 182, Sakha 101, Sakha 102, Sakha 103, Sakha 104 và lúa jasmine Ai Cập;

* Chuyển giao kỹ thuật thích ứng ñịa phương ñể quản lý tốt vụ mùa

* Theo dõi các vấn ñề trở ngại cho năng suất và khó khăn của nông dân trong vụ mùa và có biện pháp ngay ñể giải quyết tại chỗ bởi các cơ quan liên

hệ, qua Chiến dịch Lúa Quốc Gia

Có thể nói rằng siêu lúa ñã ñược thành công trong các vùng có khí hậu

ôn ñới và cận nhiệt ñới, nơi có ñiều kiện khí hậu thuận lợi hơn, như ngày dài, nhiều ánh sáng, ít mây che và ñêm mát vào mùa hè Chủ yếu, các giống lúa ở

miền ôn ựới có thời gian từ lúc trổ bông ựến lúc chắn khá dài, từ 40 ựến 50 ngày, ựủ thời gian cho hầu hết hạt lúa trên gié ựều ngậm ựẫy sữa và chắn

- Nghiên cứu siêu lúa ở Nhật Bản

Ở Nhật Bản, chương trình cải thiện giống lúa tập trung vào làm tăng gia chỉ số thu hoạch, bằng cách sử dụng các gen nửa lùn kể từ 1930 Những gen nửa lùn như gen Tanginbozu (d35), gen Jukkoku, gen Reimei (d49), gen Dee-geo-woo-gen (d47) và Calrose 76 (sd-1) ựược dùng nhiều nhất trên thế giới đặc tắnh quan trọng nhất của gen nửa lùn là gen bất ựộng trong giai ựoạn sinh trưởng của cây lúa, và trở lên hoạt ựộng tắch cực khi bắt ựầu giai ựoạn sinh sản (giai ựoạn ựứng ựòng) Sau ựó, các lóng thấp của thân lúa và 3-4 lá lúa ở trên suy giảm tăng trưởng, tạo ra thân lùn, nhỏ, dày và lá ựâm thẳng Do ựó, cây lúa nửa lùn tránh ựược ựổ ngã và ựồng thời làm tăng chỉ số thu hoạch Cũng trong chiều hướng này, một số nhà khoa học Nhật Bản tin rằng cây lúa tự thu tinh có tiềm năng gia tăng sản xuất và năng suất, bằng cách vận dụng tắnh chất di truyền chỉ ở mức gen mà thôi Họ cố gắng ựề ra một sách lược mới cho cải thiện giống lúa, kể từ khi khám phá và khai thác gen nửa lùn đó là một ựề nghị kiểu hình lúa mới, gọi là cây lúa có lá hình chữ V, mà phân nửa lá lúa có góc ựộ từ 35 ựến 520 ựối với mặt ngang Mức ựộ quang hợp của một lá lúa hình V không bị cuốn lại tương ựương với lá của cây lúa cải tiến, nhưng bề dày của lá lúa và hàm lượng ựạm cao hơn và diện tắch lá ắt hơn ựộ 18-38% (Sasahara et al,1992) Năng suất (13-15 tấn/ha) của giống lúa

có lá hình V là do 5 ựặc tắnh sau ựây:

- Bóng rợp của lá lúa bớt ựi do ựộ nghiêng của phiến lá lúa;

- Những lá ở dưới thấp nhận ựược nhiều ánh sáng hơn;

- Mức quang hợp không thay ựổi mặc dù lá nghiêng;

- Bề dày của lá và hàm lượng ựạm cao hơn, nên hấp thụ ánh sáng nhiều hơn

- Các hoạt ựộng của hệ thống rễ cao, nên dùng ựạm hữu hiệu hơn

Theo Ông Sasahara và cộng sự viên, ựặc tắnh của cây lúa có lá hình V

bị chi phối bởi một gen lặn và dường như không liên kết với những ựặc tắnh nông học khác; do ựó dễ sử dụng Với kiểu hình cây lúa có lá hình V, Nhật Bản ựã thực hiện dự án 15 năm (1981-1995) ựể tăng năng suất các giống lúa mới có năng suất cao hơn các giống cao năng bấy giờ ựộ 50% Họ ựã tạo ra giống lúa Oochikara với hạt to cho năng suất 15 tấn/ha Vì hàm lượng Amylose cao và chất ựạm của hạt cao do áp dụng nhiều phân, nên chất lượng gạo của giống lúa này kém, chỉ dùng ựể chăn nuôi

2.2.2 Tình hình nghiên cứu giống lúa thuần siêu cao sản ở Việt Nam

2.2.2.1 Nghiên cứu di truyền các tắnh trạng liên quan ựến năng suất của cây lúa

- đặc ựiểm hình thái của cây lúa

Khả năng ựẻ nhánh là một ựặc ựiểm phát triển của cây lúa, di truyền số lượng Sau khi cấy, cây lúa bén rễ hồi xanh rồi bước vào thời kì ựẻ nhánh đây là thời kì có ý nghĩa trong toàn bộ ựời sống của cây lúa và quá trình tạo năng suất sau này Trong quá trình sinh trưởng, nhánh lúa ựược hình thành từ các mắt ựốt trên thân cây lúa Tuy nhiên, các giống lúa khác nhau thì thời gian

ựẻ nhánh, số lượng nhánh cũng khác nhau

Khi nghiên cứu về vấn ựề này, Vũ Tuyên Hoàng, Luyện Hữu Chỉ, Trần Thị Nhàn cho biết những giống lúa ựẻ nhánh sớm, tập trung sẽ cho năng suất cao hơn

Bùi Huy đáp (1970) khi nghiên cứu về ựặc tắnh ựẻ nhánh ựã nhận thấy: nhánh không bao giờ phát triển khi lá tương ựương với nó chưa phát triển xong và nhánh không bao giờ phát triển nữa khi lá bị khô

Qua nghiên cứu các tổ hợp lai, Nguyễn Văn Hiển nhận xét: Kiểu ựẻ nhánh chụm là lặn, kiểu ựẻ nhánh xoè là trội

Bộ lá lúa là một ựặc trưng hình thái, giúp phân biệt các giống lúa khác nhau, ựồng thời lá lúa còn là cơ quan quang hợp tạo chất hữu cơ Vì vậy, màu

sắc lá, kắch thước lá, ựộ dày lá, góc ựộ lá có ảnh hưởng rất lớn ựến quá trình tạo năng suất sau này Tốc ựộ ra lá thay ựổi theo thời gian sinh trưởng và ựiều kiện ngoại cảnh Tổng số lá trên cây nhiều hay ắt có liên quan ựến thời gian sinh trưởng và diện tắch lá của quần thể

Ở nước ta, nhóm giống lúa ngắn ngày có khoảng 12-15 lá, nhóm trung ngày có khoảng 16-18 lá và nhóm dài ngày có 20- 21 lá Số lá còn thay ựổi tuỳ theo từng vụ cấy, phân bón và nước tưới Khi số lá thay ựổi thì thời gian sinh trưởng của cây lúa cũng thay ựổi theo

Chiều rộng lá di truyền ổn ựịnh hơn và tương quan không chặt với năng suất độ dày lá có tương quan chặt với năng suất theo tỷ lệ thuận (Nguyễn đình Giao, 2001)

Nguyễn Văn Hiển (2000) nhận thấy: lá ựứng ựược kiểm tra bởi một gen lặn có hệ số di truyền cao, cặp gen này có tác dụng ựa hiệu vừa gây nên thân ngắn vừa làm cho bộ lá ựứng cứng

Theo Tạp chắ Di truyền học và Ứng dụng, số 4 năm 2004, Nguyễn Minh Công, Lê Xuân Trình, Vũ Thị Phương Vinh ựã thực nghiệm trên 5 tổ hợp lai giữa dòng Dự ựột biến số 2 và 5 giống lúa tẻ cao sản không thơm

và rút ra các kết luận sau: tắnh trạng lá ựòng và lá công năng dài có xu thế trội so với lá ựòng và lá công năng ngắn nhưng mức ựộ trội (hp) biểu hiện khác nhau tuỳ thuộc vào hướng lai; khi dòng Dự đB2 làm mẹ thì gần như trội hoàn toàn (hp ≥ 0) hoặc siêu trội (hp > 1) ở F1, còn ở F2 có tỷ lệ phân

tổ hợp lai mà dạng bố mẹ có chiều rộng lá tương tự nhau có hiện tượng phân

ly tăng tiến dương, còn ở các tổ hợp lai mà 2 dạng bố, mẹ khác nhau về chiều rộng lá ñòng thì ở F2 có tỷ lệ phân ly kiểu hình 1: 2 : 1

Chiều dài và chiều rộng lá ñòng cũng như chiều dài và chiều rộng lá công năng xác ñịnh bởi nhiều gen và di truyền ñộc lập với nhau, các tính trạng này cũng tuân theo quy luật của Menden trong lai ñơn hoặc biến dị liên tục theo kiểu phân ly tăng tiến dương

- Thời gian sinh trưởng

Nguyễn Hữu Tề và cộng sự (1997) cho rằng: thời gian sinh trưởng của cây lúa ñược tính từ lúc nảy mầm cho ñến chín thay ñổi từ 90 ñến 180 ngày, tuỳ theo giống lúa và ñiều kiện ngoại cảnh Các giống ngắn ngày ở nước ta có thời gian sinh trưởng từ 90 -120 ngày, trung ngày từ 140-160 ngày, dài ngày

là các giống có thời gian sinh trưởng lớn hơn 160 ngày Ngoài ra, thời gian sinh trưởng của cây lúa còn phụ thuộc vào thời vụ Trong ñiều kiện miền Bắc nước ta, do ảnh hưởng của nhiệt ñộ thấp nên các giống lúa trồng trong vụ xuân có thời gian sinh trưởng dài hơn vụ mùa

Theo Nguyễn Văn Hiển (2000) thời gian sinh trưởng của các giống lúa do nhiều gen ñiều khiển Di truyền số lượng biểu hiện rất rõ khi nghiên cứu phổ phân li ở F2 của con lai giữa giống có thời gian sinh trưởng ngắn với giống có thời gian sinh trưởng dài ngày Trong quần thể F2 có nhiều cá thể sinh trưởng ngắn hơn và dài hơn hẳn bố mẹ

Tuy nhiên các giống cực sớm của Mỹ như: Belle Patna, Blue Belle tính chín sớm ñược kiểm tra bởi một cặp gen trội Tính cảm quang chu kì mạnh ñược kiểm tra bởi một cặp gen trội hoặc bởi 2 cặp gen (Lê Vĩnh Thảo, 1994) hoặc do hoạt ñộng của nhóm gen II (Vũ Tuyên Hoàng, 1977) Tính phản ứng quang chu kì yếu do nhiều gen kiểm tra, vì vậy ở các giống có số gen khác nhau thì mức phản ứng quang chu kì cũng khác nhau Cũng theo tác giả này

thì sự nhạy cảm của các giống lúa với ñộ dài ngày bị ảnh hưởng rất nhiều của các gen khống chế hoạt ñộng của ARN- polymerase

- Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất

Năng suất lúa ñược hình thành bởi 4 yếu tố:

Số hạt/bông bằng hiệu số của số hoa phân hoá trừ ñi số hoa thoái hoá Yếu

tố này phụ thuộc nhiều vào ñặc tính giống và ñiều kiện ngoại cảnh Các giống lúa mới hiện nay ñều có số hạt/bông cao >150 hạt

Giống có tỷ lệ hạt chắc cao sẽ cho năng suất cao Tỷ lệ chắc ñược quyết ñịnh ở thời kì trước và sau trỗ bông Nguyên nhân dẫn ñến tỷ lệ lép ở lúa cao là do trong thời kì trên nhiệt ñộ, ñộ ẩm không khí thấp hoặc quá cao làm cho hạt phấn mất sức nảy mầm hoặc trước ñó vòi nhuỵ phát triển không bình thường, tế bào mẹ hạt phấn bị ảnh hưởng Do vậy, ñể có tỷ lệ hạt chắc cao phải bố trí thời vụ sao cho khi lúa làm ñòng và trổ gặp ñiều kiện thuận lợi nhất

Khối lượng 1000 hạt là yếu tố quan trọng cấu thành năng suất lúa Yếu tố này chủ yếu phụ thuộc vào giống mà ít chịu sự tác ñộng của ñiều kiện ngoại cảnh Giai ñoạn từ khi lúa trỗ cho ñến chín sữa có ảnh hưởng lớn ñến khối lượng 1000 hạt Nếu trong giai ñoạn này, nhiệt ñộ thuận lợi cho quá trình vận

chuyển chất khô vào hạt và bộ lá lúa, nhất là lá ñòng còn xanh thì khối lượng

1000 hạt sẽ cao

Khi nghiên cứu về năng suất cá thể, Vũ Tuyên Hoàng và Luyện Hữu Chỉ cho rằng: giống lúa bông to, hạt to cho năng suất cao Vật liệu chọn giống có năng suất cá thể cao thường cho năng suất cao

Nguyễn Văn Hoan, 2004 cho biết: sự tương quan giữa năng suất và số bông/ khóm ở mỗi giống lúa là khác nhau Ở giống bán lùn có tương quan chặt (r = 0,85), nhóm lùn (r = 0,62) và nhóm cao cây (r = 0,54) Sự tương quan giữa năng suất và số hạt/ bông thì ngược lại nhóm cao cây (r = 0,96), nhóm lùn (r = 0,66) và nhóm bán lùn (r = 0,62) Còn sự tương quan giữa năng suất và chiều cao thì nhóm lùn là chặt nhất (r = 0,62), nhóm bán lùn (r = 0,49)

và nhóm cao (r = 0,37)

2.2.2.2 Những thành tựu trong công tác chọn tạo giống lúa của Việt Nam

Việt Nam là nưới có truyền thống sản xuất lúa lâu ñời, là cái nôi văn minh lúa nước Năng suất, sản lượng lúa ở Việt Nam tăng theo các thời kỳ:

+ Từ năm 1878 ñến 1945, trong thời kỳ Pháp thuộc, năng suất lúa chỉ ñạt trên dưới 1 tấn/ ha và sản lượng lúa vẻn vẹn 5 triệu tấn lúa Trước ñó còn thấp hơn nữa Sản xuất lúa quảng canh, khai thác ñộ mầu mỡ sẵn có của ñất bằng giống lúa cổ truyền

+ Từ năm 1945 ñến 1955, năng suất lúa bình quân ñạt 1,2 – 1, 4t/ha, với diện tích gieo trồng 4,2 ñến 4,6 triệu ha, và tổng sản lượng ñạt 5,5 triệu ñến 6,7 triệu tấn thóc ðiều kiện chính ảnh hưởng ñến thâm canh lúa ở thời kỳ này là: xây dựng ñồng ruộng trồng lúa, lao ñộng dồi dào, và ñất ñai mầu mỡ Trong thời kỳ này, miền Bắc có phong trào làm bèo hoa dâu khá mạnh, bắt nguồn từ làng La Vân Thái Bình, bổ xung nguồn ñạm và chất hữu cơ cho ruộng lúa

+ Từ 1960 ñến 1985 (trước ñổi mới): Năng suất bình quân: 2,0 ñến 2,8t/ha; diện tích gieo trồng tăng ñáng kể: 4,8 lên ñến 5,7t triệu ha; tổng sản