Đánh giá mức độ thích ứng của các giống lúa thuần ở một số điều kiện sinh thái phía bắc việt nam

3.4.1 Năng suất thực thu của các giống tại các ñiểm thí nghiệm trong 3.4.2 Năng suất thực thu của các giống tại các ñiểm thí nghiệm trong 3.5 Tương tác kiểu gen với môi trường và ñộ ổn

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

-

-

HOÀNG THỊ SEN

ðÁNH GIÁ MỨC ðỘ THÍCH ỨNG CỦA CÁC GIỐNG LÚA

THUẦN Ở MỘT SỐ ðIỀU KIỆN SINH THÁI

PHÍA BẮC VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ

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

-

-

HOÀNG THỊ SEN

ðÁNH GIÁ MỨC ðỘ THÍCH ỨNG CỦA CÁC GIỐNG LÚA

THUẦN Ở MỘT SỐ ðIỀU KIỆN SINH THÁI

PHÍA BẮC VIỆT NAM

MÃ SỐ : 60 62 01 11

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS TRẦN VĂN QUANG

HÀ NỘI, NĂM 2013

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng:

Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào khác

Mọi sự giúp ñỡ cho công việc thực hiện luận văn này ñã ñược cám ơn

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

Hà Nội, ngày 18 tháng 10 năm 2013

Tác giả luận văn

Hoàng Thị Sen

và hoàn chỉnh luận văn này

Tập thể các thầy cô giáo bộ môn Di truyền - Giống, Khoa Nông học, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, luôn giúp ñỡ và có những góp ý sâu sắc trong thời gian tôi học tập và thực hiện ñề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám ñốc Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng Quốc gia, các cán bộ phòng Khảo nghiệm giống cây trồng ñã tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu của mình

Tôi xin cảm ơn anh chị em cán bộ kỹ thuật tại các ñiểm khảo nghiệm trong hệ thống mạng lưới khảo nghiệm Quốc gia ñã giúp ñỡ tôi thực hiện ñề tài

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

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

Hà Nội, ngày 18 tháng 10 năm 2013

Tác giả luận văn

Hoàng Thị Sen

1.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa trên thế giới 3 1.1.1 Tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới 3

1.2 Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa tại Việt Nam 8

1.3 Những tiến bộ kỹ thuật về chọn tạo và sử dụng các giống lúa mới

1.3.1 Vai trò của giống ñối với sản xuất nông nghiệp 14 1.3.2 Những tiến bộ kỹ thuật chọn tạo và sử dụng giống lúa trên thế giới 15 1.3.3 Những tiến bộ kỹ thuật chọn tạo và sử dụng giống lúa tại Việt Nam 19 1.3.4 Những kết quả ñạt ñược trong công tác chọn giống 22 1.4 Chất lượng lúa gạo và vấn ñề chọn giống lúa chất lượng cao 24

1.4.2 Nghiên cứu cải tiến giống lúa và lúa chất lượng cao 26

1.4.3 Nghiên cứu về chất lượng gạo và các yếu tố ảnh hưởng ñến chất

Chương 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41

2.5.1 Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng 43

2.5.3 Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống thí nghiệm 45

2.5.6 Chất lượng cơm và các tiêu chuẩn ñánh giá 48

3.1 ðặc ñiểm nông sinh học của các giống lúa nghiên cứu 50 3.1.1 Thời gian sinh trưởng của các giống thí nghiệm 50 3.1.2 Một số ñặc ñiểm nông sinh học của các giống thí nghiệm 55 3.2 Mức ñộ nhiễm sâu bệnh hại của các giống thí nghiệm trên ñồng ruộng 59 3.3 Yếu tố cấu thành năng suất của các giống thí nghiệm 67 3.3.1 Yếu tố cấu thành năng suất của các giống thí nghiệm tại vùng

3.3.2 Yếu tố cấu thành năng suất của các giống thí nghiệm tại vùng

3.3.3 Yếu tố cấu thành năng suất của các giống thí nghiệm tại vùng

3.4.1 Năng suất thực thu của các giống tại các ñiểm thí nghiệm trong

3.4.2 Năng suất thực thu của các giống tại các ñiểm thí nghiệm trong

3.5 Tương tác kiểu gen với môi trường và ñộ ổn ñịnh về TGST, các yếu

tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thí nghiệm 77 3.5.1 ðộ ổn ñịnh về thời gian sinh trưởng của các giống thí nghiệm tại

3.5.2 ðộ ổn ñịnh về số bông hữu hiệu trên khóm của các giống thí

3.5.3 ðộ ổn ñịnh về tổng số hạt trên bông của các giống thí nghiệm tại

3.5.4 ðộ ổn ñịnh về tỷ lệ lép của các giống thí nghiệm tại các vùng

3.5.5 ðộ ổn ñịnh về khối lượng nghìn hạt của các giống thí nghiệm tại

3.5.6 ðộ ổn ñịnh về năng suất thực thu của các giống thí nghiệm tại

3.6 Một số chỉ tiêu chất lượng của các giống lúa 91 3.6.1 Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các giống thí nghiệm 91

IRRI International Rice Research Institute - Viện nghiên cứu lúa Quốc tế

FAO Food and Agriculture Organization - Tổ chức Nông lương Thế giới

DANH MỤC BẢNG

1.1 Phân bố diện tích, năng suất và sản lượng lúa toàn cầu năm 2011 6 1.2 Các nước có sản lượng lúa lớn trên thế giới trong năm 2011 7 1.3 Sản xuất lúa gạo của thế giới từ năm 2005 ñến năm 2010 8 1.4 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa từ 2000-2011 của Việt Nam 13

1.6 Năng suất lúa ở các vùng trồng lúa của Việt Nam từ năm 2007-2011 14 3.1 Thời gian sinh trưởng của các giống lúa thuần tại các ñiểm khảo

3.2 Một số ñặc ñiểm nông sinh học của các giống lúa thuần trong vụ

3.3 Một số ñặc ñiểm nông sinh học của các giống lúa thuần trong vụ

3.4 Mức ñộ nhiễm bệnh ñạo ôn của các giống lúa thuần tại các ñiểm

3.5 Mức ñộ nhiễm bệnh ñạo của các giống lúa thuần tại các ñiểm

3.6 Mức ñộ nhiễm bệnh của các giống lúa thuần tại các ñiểm khảo

3.7 Mức ñộ nhiễm bệnh của các giống lúa thuần tại các ñiểm khảo

3.8 Mức ñộ hại của sâu trên các giống lúa thuần tại các ñiểm khảo

3.9 Mức ñộ hại của sâu trên các giống lúa thuần tại các ñiểm khảo

3.10 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thuần

trong vụ Xuân và Mùa năm 2012 tại vùng Miền núi phắa Bắc 72 3.11 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thuần

trong vụ Xuân và Mùa năm 2012 tại vùng đồng bằng sông Hồng 73 3.12 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa

thuần trong vụ Xuân và Mùa năm 2012 tại vùng Bắc Trung bộ 74 3.13 Năng suất thực thu của các giống lúa thuần tại các ựiểm khảo

3.14 Năng suất thực thu của các giống lúa thuần tại các ựiểm khảo

3.15 đánh giá ựộ ổn ựịnh thời gian sinh trưởng của các giống tại các

vùng sinh thái khác nhau trong vụ Xuân 2012 79 3.16 đánh giá ựộ ổn ựịnh thời gian sinh trưởng của các giống tại các

vùng sinh thái khác nhau trong vụ Mùa 2012 80 3.17 đánh giá ựộ ổn ựịnh số bông hữu hiệu trên khóm của các giống

tại các vùng sinh thái khác nhau trong vụ Xuân 2012 81 3.18 đánh giá ựộ ổn ựịnh số bông hữu hiệu trên khóm của các giống

tại các vùng sinh thái khác nhau trong vụ Mùa 2012 82 3.19 đánh giá ựộ ổn ựịnh Tổng số hạt trên bông của các giống tại các

3.20 đánh giá ựộ ổn ựịnh Tổng số hạt trên bông của các giống lúa

thuần tại các vùng sinh thái khác nhau trong vụ Mùa 84 3.21 đánh giá ựộ ổn ựịnh tỷ lệ lép của các giống tại các vùng sinh thái

3.22 đánh giá ựộ ổn ựịnh tỷ lệ lép của các giống tại các vùng sinh thái

3.23 đánh giá ựộ ổn ựịnh khối lượng 1000 hạt của các giống tại các

3.24 đánh giá ựộ ổn ựịnh khối lượng 1000 hạt của các giống tại các

3.25 đánh giá ựộ ổn ựịnh năng suất thực thu của các giống tại các

3.26 đánh giá ựộ ổn ựịnh năng suất thực thu của các giống tại các

3.27 Chỉ tiêu chất lượng gạo của các giống lúa thắ nghiệm 94 3.28 đánh giá chất lượng cơm của các giống lúa thắ nghiệm 95

DANH MỤC HÌNH

3.1 Thời gian sinh trưởng của các giống tại các vùng sinh thái khác

3.2 Thời gian sinh trưởng của các giống tại các vùng sinh thái khác

3.3 Năng suất thực thu của các giống trong vụ Xuân và Mùa 2012 77

MỞ đẦU

1 Tắnh cấp thiết của ựề tài

Lúa (Oryza sativa L.) là một trong ba loại cây lương thực chắnh của

thế giới đối với người Việt Nam cây lúa không chỉ là một loại cây lương thực chắnh mà còn là biểu tượng của một nền văn minh "Nền văn minh lúa nước" Gạo là một loại thực phẩm hết sức gần gũi và ựóng một vai trò cực

kỳ quan trọng trong dinh dưỡng hàng ngày của con người

Việt Nam, từ một nước thiếu lương thực trầm trọng trước những năm

90 của thế kỷ XX nhưng hiện nay, nước ta không chỉ sản xuất ra ựủ một lượng lớn lương thực ựáp ứng nhu cầu trong nước mà còn xuất khẩu sang nhiều thị trường lớn trên thế giới Năm 2011, ngành sản xuất lúa gạo Việt Nam ựã ựánh dấu một bước tiến mới trong việc chiếm lĩnh thị trường gạo thế giới với sản lượng gạo xuất khẩu ựạt trên 7 triệu tấn, ựứng thứ 2 trên thế giới chỉ sau Thái Lan (8,5 triệu tấn)

Trong vòng 50 năm nay (1960-2010), những thành tựu khoa học về lúa

ựã giải quyết tốt một phần nạn thiếu lương thực trên toàn thế giới Minh chứng cụ thể ựó là việc lai tạo thành công giống lúa mới IR8 ựã làm tăng năng suất gấp 2 lần so với các giống cổ truyền Việt Nam tiếp thu kịp thời những tiến bộ KHKT của thế giới và trong khu vực về nghiên cứu phát triển giống lúa Năng suất lúa của Việt Nam tăng khá nhanh, năm 1990 ựạt 3,6 tấn/ha ựến năm 2011, năng suất bình quân cả nước ựạt 5,3 tấn/ha, ựược xếp vào loại cao nhất đông Nam Á

Do ựặc trưng khắ hậu tại các tỉnh phắa Bắc Việt Nam nên cần bộ giống lúa có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao, chất lượng tốt, phù hợp với thị hiếu tiêu dùng Hàng năm trong mạng lưới khảo nghiệm quốc gia ựược tiếp nhận nhiều giống lúa thuần của các cơ quan, tác giả chọn tạo giống trong

và ngoài nước gửi tới ựể khảo nghiệm Nhằm chủ ựộng ựề xuất một số giống lúa thuần có triển vọng trong mạng lưới khảo nghiệm cho các tỉnh phắa Bắc

phát triển sản xuất chúng tôi thực hiện ựề tài: Ộđánh giá mức ựộ thắch ứng của các giống lúa thuần ở một số ựiều kiện sinh thái phắa Bắc Việt NamỢ

1.2 Mục ựắch và yêu cầu của ựề tài

1.2.1 Mục ựắch

đánh giá ựược mức ựộ thắch ứng và khuyến cáo tác giả, cơ quan tác giả

mở rộng diện tắch gieo trồng một số giống lúa thuần có triển vọng ở các vùng

sinh thái phắa Bắc Việt Nam

- đánh giá khả năng thắch ứng và ựộ ổn ựịnh của các giống tại một số

vùng sinh thái khác nhau

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa trên thế giới

1.1.1 Tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới

Theo thống kê của Tổ chức Nông Lương Liên Hợp Quốc (FAO) các loại lương thực truyền thống chủ yếu ựược sản xuất và tiêu thụ trên thế giới bao gồm năm loại là lúa mì, lúa gạo, ngô, kê và ựại mạch Trong ựó lúa mì và lúa gạo là hai loại lương thực cơ bản nhất dùng cho con người Ngày nay do sự phát triển như vũ bão của khoa học công nghệ, nhiều ngành nghề mới ra ựời nhưng chưa có ngành nào dù hiện ựại ựến ựâu cũng không thể thay thế ựược sản xuất lúa gạo (Bùi Huy đáp, 1999) Tuy vậy sự phát triển của khoa học công nghệ ựã hỗ trợ rất nhiều cho công tác chọn tạo các giống mới có năng suất cao, chất lượng tốt cũng như những biện pháp kỹ thuật hỗ trợ cho sản xuất nông nghiệp

Vào ựầu thế kỉ XX, cả thế giới vẫn phải ựang ựối mặt với nạn ựói Hàng triệu người ở các quốc gia vẫn sống trong tình cảnh thiếu lương thực Do vậy, vấn ựề ựặt ra là phải nâng cao năng suất của các giống lúa ựể ựảm bảo lương thực cho người dân Những năm ựầu của thập kỉ 60, các giống lúa có năng suất cao, chống ựổ tốt, chịu phân như IR2, IR5 ra ựời, mở ựầu cho cuộc cách mạng xanh

Với sự thành lập của Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) nhiều giống lúa mới ựã ra ựời Năm 1966, IRRI ựã cho ra ựời giống lúa IR8 ựây là giống lúa thấp cây, lá thẳng, ựẻ nhánh khoẻ, không mẫn cảm với quang chu kỳ, chống

ựổ tốt và cho năng suất cao Sau ựó là hàng loạt các giống mới như IR5, IR22, IR36 Các nước cũng ựã lai tạo ra 178 giống có thành phần di truyền từ IR

và thắch hợp với mỗi ựịa phương (Bùi Huy đáp, 1978) Năm 1970, Viện ựã ựưa ra giống lúa chắn sớm và chống sâu ựục thân IR 747, B2- 6, giống chống

bệnh bạc lá IR 497- 84- 3, IR 498- 1- 88

IRRI là nơi chuyên lai tạo, chọn lọc giống lúa mới và bảo tồn quỹ gen Tại Viện có hơn 83.000 mẫu giống lúa ñể ñánh giá và làm vật liệu chọn giống cho các quốc gia trên thế giới Từ IRRI, nhiều chương trình hợp tác quốc tế ñược mở ra Những chương trình này hỗ trợ ñắc lực cho các nhà khoa học nghiên cứu, chọn tạo, sản xuất ra giống mới và sử dụng triệt ñể ưu thế lai nhằm không ngừng nâng cao năng suất ñể luôn luôn ñáp ứng nhu cầu lương thực của toàn cầu

Hiện nay, các giống lúa thấp cây ñược tạo ra theo phương pháp truyền thống vẫn ñược tiếp tục nghiên cứu nhưng năng suất có chiều hướng "kịch trần" Trước tình hình ñó nhiều nước ñã tập trung nghiên cứu những giống lúa siêu cao sản ñể tạo ra bước nhảy vọt mới về năng suất Việc nghiên cứu về lúa lai nhằm sử dụng ưu thế lai ñối với sản xuất lúa là một khám phá lớn theo hướng ñó Trung Quốc là nước ñã nghiên cứu và ñưa vào sản xuất thành công thành tựu khoa học kỹ thuật về lúa lai ñược ñánh giá là một phát minh lớn về khoa học kỹ thuật trong nghề trồng lúa của thế kỉ XX (Nguyễn Văn Luật, 2001) Năm 1964, Trung Quốc bắt ñầu nghiên cứu về lúa lai, Viên Long Bình

và cộng sự ñã tìm ra ñược cây lúa có tính bất dục ñực ñây là công cụ di truyền quan trọng ñể bắt ñầu sự nghiệp nghiên cứu lúa lai Nhưng phải ñến năm

1973, các nhà khoa học Trung Quốc mới tìm ñủ 3 dòng: dòng bất dục ñực di truyền tế bào chất, dòng duy trì bất dục và dòng phục hồi bất dục Từ ñây ñã tạo ra các giống lúa ưu thế lai ñầu tiên như: Nam ưu số 2, Sán ưu số 2, Uỷ ưu

số 6 (ðinh Văn Lữ, 1978) Lúa lai ra ñời ñã giúp cho nền sản xuất lúa Trung Quốc phá ñược hiện tượng ñội trần về năng suất lúa Năng suất lúa tăng ñã xoá ñược nạn thiếu lương thực ở ñất nước rộng lớn và ñông dân này

Năm 2000 ,khoa học cây lúa ñã chứng kiến một thành tựu quan trọng ñó

là việc tạo ra cây lúa có khả năng sản xuất và tồn trữ chất β - carotene trong

hạt gạo ðứng ñầu trong nhóm nghiên cứu này là giáo sư Ingopotrycus thuộc Viện nghiên cứu lúa liên bang Thụy Sĩ và tiến sĩ Peter Beyer thuộc trường ðại học Feiberg ðức Ở cây lúa có chứa chất Gerani diphotphate (GGDP) một tiền chất quan trọng trong tổng hợp β - carotene, nhưng tiến trình không tổng hợp ñược do thiếu các enzim cần thiết, các nhà khoa học trên ñã nạp vào

3 gen ñể tạo ra các enzim bị thiếu này Kết quả là họ ñã thành công trong biến ñổi giống lúa Taipei 309 thuộc nhóm japinik trở thành giống lúa ñầu tiên tạo ñược β - carotene trong hạt gạo, ñược giới báo chí gọi là lúa vàng

Bên cạnh tạo ra giống lúa chứa tiền chất vitamin A trong gạo, nhóm nghiên cứu của giáo sư Ingo Potrycus và nhóm nghiên cứu của tiến sĩ T.Goto

ở Nhật ñang tiến hành nghiên cứu ñể tạo giống lúa có hàm lượng sắt cao trong gạo bằng cách chuyển nạp gen tạo ra chất Feritin- là một loại protein dự trữ giàu sắt trong cây ñậu Gen ñiều khiển tổng hợp Feritin trong cây ñậu ñã ñược phân lập và chuyển vào cây lúa nhờ vi khuẩn, hiệu quả là làm tăng hàm lượng sắt trong hạt gạo ñể khắc phục bệnh thiếu máu

Gần ñây Thái Lan ñã lai tạo ñược giống lúa giàu chất sắt, giống này có hàm lượng sắt trong gạo lớn gấp 30 lần so với các giống thường Ngoài ra còn chứa protein, kẽm và các tác nhân chống oxy hoá (Nguyễn Văn Luật, 2001)

1.1.2 Tình hình sản xuất lúa trên thế giới

Cây lúa là một trong những cây lương thực quan trọng ñối với ñời sống con người Do vậy, nó ñược trồng và phân bố rộng khắp trên thế giới Theo thống kê thì hiện nay trên thế giới có 114 quốc gia trồng và sản xuất lúa gạo, trong ñó tập trung nhiều ở các nước Châu Á, 85% sản lượng lúa trên thế giới phụ thuộc vào 8 nước ở Châu Á: Thái Lan, Việt Nam, Trung Quốc,

Ấn ðộ, Indonexia, Banglades, Myamar và nhật Bản (Nguyễn Thị Hương Giang, 2006).

ðến năm 2010, tổng diện tích trồng lúa trên toàn thế giới là 155,602

triệu ha, năng suất trung bình ñạt 4,33 tấn/ha và tổng sản lượng lúa là 660,278 triệu tấn Nước có năng suất cao nhất là Nhật Bản với 6,511 tấn/ha, sau ñến Trung Quốc với 6,022 tấn/ha Tuy nhiên, xét về sản lượng thì Trung Quốc lại là nước ñứng ñầu ñạt 183,276 triệu tấn, tiếp ñó là Ấn ðộ với sản lượng ñạt 139,955 triệu tấn (FAO, 2010)

Bảng 1.1 Phân bố diện tích, năng suất và sản lượng lúa toàn cầu

năm 2011

(tr.ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (tr.t)

ñã tăng lên trong vài thập kỷ qua Các nước sản xuất lúa gạo chính ở châu Phi

là Ai Cập, Nigeria, Madagascar, Sierra Leone, Liberia và Bờ Biển Ngà Ai Cập có năng suất cao thứ hai trên thế giới (9,1 tấn/ha) sau Úc (9,66 tấn/ha)

Ở châu Mỹ Latinh, các nước sản xuất lúa gạo chính là Brazil,

Colombia, Peru, Ecuador và Uruguay Tại Bắc Mỹ, gạo ñược trồng ở phía nam và tây nam tiểu bang của Hoa Kỳ, với năng suất cao 7,0 tấn/ha Ở châu

Âu, lúa ñược trồng với diện tích rất hạn chế: Ý, Tây Ban Nha, và Pháp, với năng suất trung bình khoảng 5,0 tấn/ha Tại Úc, mặc dù lúa ñược trồng chỉ trên 0,15 triệu ha nhưng với năng suất lúa ñạt 9,66 tấn/ha cao nhất thế giới.’

Bảng 1.2 Các nước có sản lượng lúa lớn trên thế giới trong năm 2011

Bảng 1.3 Sản xuất lúa gạo của thế giới từ năm 2005 đến năm 2010

(tấn/ha) 40,835 41,185 42,332 42,352 42,134 43,338 Sản lượng

(triệu tấn) 632,272 641,636 659,591 659,693 662,231 660,278

Nguồn: FAOSTAT.FAO

Cĩ thể nĩi, tình hình sản xuất lúa trên thế giới đang cĩ xu hướng tăng dần nhưng tăng rất chậm, sản lượng năm 2005 là 623,272 triệu tấn và đến năm 2010 là 660,278 triệu tấn , tuy nhiên với tốc độ tăng dân số như hiện nay cần phải nâng cao hơn nữa năng suất, sản lượng cũng như chất lượng mới đảm bảo được vấn đề an ninh lương thực của tồn xã hội Theo đự đốn của FAO, trong vịng 30 năm tới, tổng sản lượng lúa trên tồn thế giới phải tăng được 56% mới đảm bảo được nhu cầu lương thực cho mọi người dân (http:// FAO ORG)

1.2 Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa tại Việt Nam

1.2.1 Tình hình nghiên cứu lúa tại Việt Nam

Ở Việt Nam sản xuất lúa chiếm tỉ trọng lớn trong sản xuất nơng nghiệp, thu hút hơn 70% dân số và 70% lao động xã hội cả nước Lúa gạo cịn là mặt hàng xuất khẩu vừa cĩ kim ngạch lớn vừa cĩ tính truyền thống lâu đời Do đĩ việc nghiên cứu các giống lúa cho năng suất cao, phẩm chất tốt luơn được nhà

nước ta quan tâm

Cơng tác chọn tạo giống mới ở nước ta được đánh dấu bằng sự nhập nội giống IR8 mà nhân dân ta thường quen gọi là lúa "thần nơng" ðây là giống

thấp cây, dáng khoẻ, chịu phân, kháng bệnh tốt và cho năng suất cao Ở miền Bắc cùng với một số dòng mới ựược tách ra và nhân lên từ IR8 và một số giống lúa thấp cây ựược lai tạo ra ựã làm cho sản lượng thóc tăng lên ựáng kể

từ 10,8 triệu tấn năm 1976 ựã tăng lên 26,3 triệu tấn năm 1996 trong cả nước

Do đảng và Nhà nước ta ựã luôn quan tâm ựến công tác chọn tạo giống nên sau khi ựất nước thống nhất nhiều trung tâm giống cây trồng ựã ựược thành lập trong cả nước Một số trung tâm ựã thu ựược những kết quả nhất ựịnh Trung tâm giống cây trồng Ma Lâm - Bình Thuận ựã chọn tạo ựược hai tập ựoàn lúa với khoảng 800 giống Trong ựó có hai giống lúa ML48 và TH6 ựược rất nhiều nông dân các tỉnh miền Trung và miền đông Nam Bộ ưa chuộng và ựưa vào gieo cấy Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam ựược thành lập vào năm 1952 nhưng ngay từ giai ựoạn 1954-1963 Viện ựã tuyển chọn ựược nhiều giống lúa mới: Nam Ninh, Trà Trung Tử, 828, 813, NN1 Trong thời kỳ ựổi mới nhờ sử dụng công nghệ sinh học trong nghiên cứu phân loại, ựánh giá tắnh ựa dạng di truyền Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam ựã tạo ra các giống cây trồng chất lượng cao ựạt tiêu chuẩn xuất khẩu như các giống BM 9895, Xi 23, AYT 77, giống lúa lai HYT 57 Bằng các phương pháp chọn tạo giống mới như nuôi cấy bao phấn, nuôi cấy

tế bào sôma, lai xa, ựột biến, ưu thế lai, lai tạo kết hợp với ựột biến, lai tạo kết hợp với nuôi cấy bao phấn ựược áp dụng nhiều hơn vào kết quả bước ựầu ựã tạo nhiều dòng, giống mới có giá trị như OM 3007-16-27, OM 3007-42-94,

DT 122, BM 9963 đây là những dòng giống mang nhiều ựặc ựiểm quý như tiềm năng năng suất cao, chất lượng gạo tốt, chống chịu sâu bệnh và các ựiều kiện bất thuận như phèn, mặn, hạn, úng (Bùi Huy đáp, 1985)

Viện lúa ựồng bằng sông Cửu Long cũng ựã tạo ra ựược một số giống lúa mới giống AS1007 và AS996 thông qua cặp lai IR64/oryza rufipogon Nhóm nghiên cứu lúa tổ tài nguyên cây trồng thuộc Viện lúa ựồng bằng sông Cửu

Long cũng ựã tăng cường chọn lọc giống lúa năng suất cao chống chịu bệnh cháy lá phù hợp với nhiều vùng sinh thái ở ựồng bằng sông Cửu Long như: MTL364 có nguồn gốc từ tổ hợp lai IR64/ MTL14 MTL384 ựược lai tạo từ

tổ hợp lai MTL142 và lúa thơm cực ngắn

Vừa qua, Viện lúa ựồng bằng sông Cửu Long công bố ựã nghiên cứu ứng dụng thành công công nghệ chuyển nạp gen tạo ra giống lúa mới giàu vi chất dinh dưỡng từ ba giống lúa IR64, MTL250 và Taipei 309, ựặc tắnh ưu ựiểm vượt trội của giống lúa mới này là có hàm lượng cao các vi chất như: vitamin A,

E, sắt, kẽm những vi chất rất cần thiết ựối với con người Ngoài ra dòng lúa biến ựổi gen còn gia tăng ựáng kể chất oryzanol chất quan trọng hơn cả vitamin

E có tác dụng chống oxi hoá, giúp làm giảm hàm lượng cholesterol trong máu Dòng lúa biến ựổi này còn có cả các ưu ựiểm kháng sâu bệnh, ựảm bảo tắnh an toàn sinh học, dễ trồng có thể ựưa vào sản xuất lúa hàng hoá vì chúng khắc phục ựược những khiếm khuyết về tắnh không ổn ựịnh thường gặp ở cây biến ựổi gen (Nguyễn Hữu Nghĩa, 1996) Với sự phát triển ngày càng cao của xã hội yêu cầu ựặt ra ựối với các nhà chọn tạo giống là không những chỉ chọn tạo giống có tiềm năng năng suất cao mà còn phải cần có chất lượng tốt Mục ựắch không chỉ phục

vụ cho tiêu dùng trong nước mà còn ựể ựáp ứng cho nhu cầu xuất khẩu góp phần nâng cao khả năng cạnh tranh của lúa gạo Việt Nam trên thị trường quốc tế đáp ứng nhu cầu ựó Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam ựã tiến hành chọn tạo và ựã thành công với ba giống BM9603, HT1 và N97 (Lê Vĩnh Thảo, Nguyễn Ngọc Tiến, 2003)

Như vậy cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật mới, công tác chọn lọc lai tạo các giống lúa mới ựã ra ựời ựáp ứng những ựòi hỏi ngày càng cao của con người Xu hướng trong nghiên cứu của các nhà khoa học nông nghiệp hiện nay là tập trung nghiên cứu cải tiến hệ thống cây trồng trên các vùng ựất bằng cách ựưa thêm một số loại cây trồng mới vào hệ canh tác nhằm tăng sản

lượng nông sản/1 ñơn vị diện tích canh tác/1 năm với mục ñích xây dựng nền nông nghiệp sinh thái phát triển bền vững (Phạm Văn Tiêm, 2005)

1.2.2 Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam

Việt Nam là nước có nền nông nghiệp với lịch sử phát triển hàng nghìn năm trong ñó cây lúa có vị trí rất quan trọng Trong mười năm gần ñây sự phát triển của sản xuất lúa gạo Việt Nam ñã ñạt ñược những thành tích nổi bật ñóng góp ñáng kể vào sự nghiệp ñổi mới của cả nước Việt Nam ñã trở thành nước xuất khẩu gạo thứ hai trên thế giới sau Thái Lan Tuy nhiên sản xuất lúa gạo ở Việt Nam còn nhiều thách thức trong chiến lược an toàn lương thực, trong sự ña dạng sinh học của một nền nông nghiệp bền vững ñặc biệt là khả năng nâng cao sức cạnh tranh trên thị trường quốc tế (Nguyễn Hữu Nghĩa, 1996)

Việc phát triển sản xuất lúa gạo trong thời kỳ Pháp thuộc chủ yếu phục vụ quyền lợi của người Pháp và cộng sự của họ ða số nông dân Việt Nam lâm vào cảnh vô cùng khốn khó, nạn ñói với 2 triệu người chết trong năm 1945 là một minh chứng Những tiến bộ kỹ thuật nông nghiệp và lúa gạo ñã ñược người Pháp du nhập vào Việt Nam ñể nâng cao năng suất lúa nước từ 1,2 tấn/ha ở ñầu thế kỷ XX lên 2,0 tấn/ha vào ñầu thập niên 1960

Từ năm 1868 ñến 1873, diện tích trồng lúa của Việt Nam ước khoảng 600-700 nghìn ha; sau ñó tăng lên 2,3 triệu ha trong năm 1912 và 4,4 triệu ha trong năm 1927; diện tích phát triển cao nhất 5 triệu ha, với sản lượng 6 triệu tấn (thời kỳ Pháp thuộc) vào năm 1942; trong ñó Nam Kỳ chiếm gần 50% tổng số diện tích cả nước, Bắc kỳ 27%, Trung kỳ 23%

Năng suất lúa bình quân cả nước tăng chậm, khoảng 1,2 tấn/ha trong 50 năm ñầu của thế kỷ XX Miền Bắc luôn dẫn ñầu về năng suất (1,4 tấn/ha) ðầu thập niên 1960, năng suất lúa Việt Nam ñạt 1,9 tấn/ha do nông dân bắt ñầu sử dụng phân bón hóa học, công tác tuyển chọn giống lúa ñược các nhà khoa học vào cuộc ñã nâng sản lượng lúa ñạt 9 triệu tấn/năm

Cách mạng xanh ñược thực hiện trên thế giới từ giữa những năm

1960-1970 Việt Nam là một trong những nước tiên phong của phong trào này Năm 2000, diện tắch lúa ựược tưới chiếm 65%, và ựạt 85% hiện nay; ựó là tiền ựề quan trọng cho sự gia tăng năng suất lúa Giống lúa IR8 ựược du nhập rất sớm vào miền Nam với tên gọi Thần Nông 8, sau ựó phát triển ở miền Bắc với tên gọi Nông Nghiệp 8 Dạng hình cây lúa có lá thẳng ựứng, không cảm quang, năng suất cao (5-6 tấn/ha và có thể ựạt 8-9 tấn/ha) ựã ựược phát triển thay thế dần giống lúa cổ truyền ựịa phương

Từ năm 1986 tới nay Việt Nam bắt ựầu ựổi mới phương thức sản xuất nông nghiệp theo hướng phát triển kinh tế hộ gia ựình Cơ chế này thúc ựẩy ngành nông nghiệp phát triển, ựạt ựược nhiều thành tựu to lớn và ựược xem như một ựiểm son trong phát triển nông nghiệp của thời kỳ ựổi mới Bước phát triển

ựó ựã ựưa nước ta từ nước phải nhập khẩu lương thực trở thành nước xuất khẩu lương thực ựứng thứ hai trên thế giới vào cuối những năm 90 của thế kỷ XX Năng suất lúa bình quân toàn quốc hiện nay dẫn ựầu các nước đông Nam Á

Hiện nay nước ta ựã xuất khẩu gạo sang hơn 85 nước trên thế giới, trong ựó Châu Á và Châu Mỹ là thị trường tiêu thụ lớn nhất Việt Nam là nước ựứng thứ hai sau Thái Lan về xuất khẩu gạo và trong tương lai xuất khẩu gạo vẫn là thế mạnh của nước ta độ bạc bụng, chiều dài hạt gạo, hương vị kémẦ làm cho giá trị xuất khẩu gạo của Việt Nam chưa cao Nguyên nhân sâu xa của tình trạng này là chưa có ựược bộ giống chất lượng cao, chống chịu sâu bệnh tốt Trong khi ựó, xu hướng yêu cầu gạo chất lượng cao trên thị trường châu Á và châu Mỹ ngày càng tăng Bên cạnh mục tiêu ựề ra năm 2005 cả nước xuất khẩu

từ 3,5-3,8 triệu tấn gạo/năm và năm 2010 xuất khẩu ựược 4-4,5 triệu tấn gạo/năm thì ựề án quy hoạch 1,5 triệu ha lúa chất lượng cao ựạt 5 triệu tấn gạo ngon/năm (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2010)

Ngành sản xuất lúa gạo Việt Nam ựã có những thành công lớn trong những năm gần ựây Cơm gạo là thức ăn chắnh và sản xuất lúa gạo ựã là căn bản của nền kinh tế Việt Nam qua mấy nghìn năm lịch sử, sản xuất lúa gạo

ñóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế nông thôn Việt Nam, với 80% dân

số Việt Nam làm nông nghiệp Hầu hết nông dân vẫn coi công việc trồng lúa ñem lại nguồn thu nhập chính của họ Hiện nay sản lượng lúa cả nước tăng cao nhưng năng suất giữa các vùng có sự chênh lệch nhau Ở vùng ñồng bằng một số nơi ñã ñạt ñược năng suất cao 10-12 tấn/ha nhưng ở vùng trung du miền núi năng suất bình quân chỉ ñạt 2 tấn/ha

Bảng 1.4 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa từ 2000-2011 của Việt

Bảng 1.5 Diện tích lúa phân theo vùng trồng

ðồng bằng sông Hồng 1153,2 1155,4 1155,5 1150,1 1144,5 Trung du và Miền núi phía Bắc 658,8 669,8 670,4 666,4 670,7 Bắc Trung Bộ và DHNTB 1191,8 1219,3 1221,0 1214,1 1229,2

1.3.1 Vai trò của giống ñối với sản xuất nông nghiệp

Trong sản xuất nông nghiệp, giống ñóng vai trò quan trọng trong việc

tăng năng suất và sản lượng của cây trồng Mỗi loại giống cây trồng ựều có những ựặc tắnh khác nhau về ựặc tắnh nông sinh học, sinh trưởng phát triển và chất lượng Ngày nay với kỹ thuật sinh học phát triển mạnh, con người ngày càng can thiệp sâu hơn, thúc ựẩy nhanh quá trình chọn tạo giống mới có lợi cho mình bằng các phương pháp tạo giống như: lai hữu tắnh, xử lý ựột biến, ựặc biệt

là kỹ thuật di truyền ựã và ựang ựóng góp có hiệu quả vào việc cải tiến giống lúa Việc sử dụng các giống lúa ngắn ngày ựã cho phép gieo trồng nhiều vụ trong năm, bố trắ thời vụ gieo cấy Ở miền Bắc Việt Nam ựã sử dụng bộ giống lúa ngắn ngày trong vụ Mùa ựể mở rộng diện tắch cây vụ đông, cũng với giống lúa ngắn ngày gieo cấy vụ Xuân muộn nhằm kéo dài thời gian sản xuất cây vụ đông đây là hướng tận dụng tốt nhất nguồn tài nguyên thiên nhiên (bức xạ mặt trời, ựất ựai, nguồn nướcẦ) Nghiên cứu vai trò của giống trong sản xuất nông nghiệp cho thấy: Giống luôn là yếu tố quan trọng làm tăng năng suất, tăng sản

lượng và hạ giá thành sản phẩm Chắnh vì vậy, người dân ựúc kết "nhất giống"

ựã nói nên ựược vai trò của giống trong sản xuất nông nghiệp

1.3.2 Những tiến bộ kỹ thuật chọn tạo và sử dụng giống lúa trên thế giới

Giống cây trồng là khâu quan trọng nhất trong sản xuất nông nghiệp đặc ựiểm của giống (kiểu gen), yếu tố môi trường và kỹ thuật canh tác quyết ựịnh năng suất của giống Những sự thay ựối về khắ hậu, ựất, nước ảnh hưởng rất lớn ựến năng suất Một kiểu gen tốt chỉ ựược biểu hiện trong một phạm vi nhất ựịnh của môi trường khi ựó kiểu gen mới thể hiện ựược ựúng bản chất của nó Vì vậy việc khảo sát tắnh ổn ựịnh và thắch nghi của giống với môi trường thường ựược sử dụng ựể ựánh giá giống Về công tác chọn, tạo giống cần ựưa ra những giống có ựặc trưng chắnh như: thời gian sinh trưởng, tắnh chống sâu bệnh hại, khả năng chống chịu với ựiều kiện ngoại cảnh bất thuận, năng suất, chất lượng gạoẦ

Giống lúa mới ựược coi là giống tốt thì phải có ựộ thuần cao, thể hiện

ñầy ñủ các yếu tố di truyền của giống ñó, khả năng chống chịu tốt các ñiều kiện ngoại cảnh bất lợi của từng vùng khí hậu, ñồng thời chịu thâm canh, kháng sâu bệnh hại, năng suất cao, phẩm chất tốt và ổn ñịnh Nghiên cứu vai trò của giống trong sản xuất nông nghiệp cho thấy: Giống luôn là yếu tố quan trọng làm tăng năng suất, tăng sản lượng và hạ giá thành sản phẩm

Chương trình dài hạn về chọn giống của Viện nghiên cứu lúa Quốc tế nhằm ñưa vào những dòng lúa thuộc kiểu cây cải tiến những ñặc trưng chính như: thời gian sinh trưởng, kể cả tính mẫn cảm quang chu kỳ thích hợp nhất với những vùng trồng lúa khác nhau, tính chống bệnh và sâu hại, những ñặc ñiểm cải tiến của hạt, kể cả hàm lượng protein cao, chịu nước sâu, khả năng trồng khô và tính chịu lạnh Trong năm 1970, Viện ñã ñưa ra những dòng lúa mới, chín sớm như: IR 747, B2-6; các dòng chống bệnh bạc lá như IR497-83-

3 và IR498-1-88; dòng chống sâu ñục thân IR747, B2-6

Tại Thái Lan, qua thí nghiệm tại các trại nhân giống, 2 dòng lúa tẻ Goo- Muangluang và Dawk-Payom ñược phổ biến ở Miền Nam Thái Lan, có tiềm năng năng suất cao < 2 tấn/ha Giống lúa nếp Sewmaeian ñược trồng ở Miền Bắc Thái Lan có tiềm năng năng suất cao nhất là 2,8 tấn/ha (Nguyễn Ngọc Ngân, 1993)

Những năm gần ñây các nhà khoa học ñã tập trung nghiên cứu và ñưa

ra mô hình kiểu cây mới Theo Lu B.R, Lorestto G.C, 1980 [41], kiểu cây lúa mới có ñặc ñiểm hình thái như sau: Khả năng ñẻ nhánh thấp (3-4 nhánh với lúa gieo vãi, 5-8 nhánh với lúa cấy); Không có nhánh vô hiệu; - Có từ 200 –

250 hạt/bông; Cao từ 90-110 cm; Thân cứng, lá ñứng và dày, xanh ñậm, rễ khoẻ; Có thời gian sinh trưởng từ 100-130 ngày; Chống chịu sâu bệnh tốt; Chất lượng hạt chấp nhận ñược

Kiểu cây mới ít ñẻ nhánh hơn các giống hiện nay, có số hạt trên bông bằng 2-3 lần giống IR72, một số giống mới cho năng suất cao hơn IR72

Khả năng quang hợp cao hơn IR72 từ 10-15%, có bộ lá ựứng hơn, dày hơn, xanh hơn, có nhiều lá công năng hơn, lá ựòng dài hơn IR72, ựiều này rất quan trọng cho quá trình tắch luỹ vật chất khô vào hạt

Theo Chang T (1984) thì mục tiêu chung của các nhà chọn tạo giống lúa ở vùng đông Nam Á và IRRI:

- Nâng cao năng suất bằng cách phát triển kiểu hình có chiều cao cây trung bình, ựẻ nhánh khá ựể thay thế các giống lúa cổ truyền cao cây thân yếu

ựẻ nhánh kém

- Khả năng chống chịu các ựối tượng sâu bệnh có liên quan ựến ổn ựịnh năng suất, tắnh chống chịu ựược với bệnh ựạo ôn, bệnh khô vằn, khả năng chịu hạn, khả năng phục hồi ựẻ nhánh sau mỗi ựợt hạn

- Tạo ra ựược những giống có thời gian sinh trưởng khác nhau ựể thắch hợp với các vùng sinh thái khác nhau

- đặc tắnh nhạy cảm với quang chu kỳ có thể là một yêu cầu cho một số vùng như ở đông Bắc Thái Lan

- Giữ ựược ựặc tắnh nông học tốt: Bông dài, dinh dưỡng bông cao, hạt không hở vỏ, hàm lượng amylose thấp ựến trung bình

- Giữ ựược hoặc nâng cao tắnh chống chịu với các yếu tố bất lợi của ựất như: thiếu lân, ựộc tố nhôm, mangan trong ựất chua, mặn và thiếu kẽm, sắt trong ựất kiềm

Kiểu cây mới ựược ựặc trưng nhờ sự kết hợp giữa các tắnh trạng của lá, thân và bông lúa Các giống lúa có nhiều kiểu cây khác nhau, các nhà chọn giống trên thế giới cho rằng có thể chia các giống lúa thành Ộkiểu cây nhiều bôngỢ và Ộkiểu cây bông toỢ

Dựa vào quan hệ giữa kiểu cây và năng suất, Jennings (1979) ựã nhấn mạnh rằng biện pháp chọn giống có thể tiến ựến một kiểu cây cải tiến (nửa lùn) cho vùng nhiệt ựới ựó là những giống chắn sớm, chống ựược bệnh bạc lá

và ñạo ôn, thấp cây, chống ñổ, ngoài những giống nhiệt ñới tương tự hiện có Mặt khác ông cũng cho rằng nhờ biện pháp chọn giống có thể tạo ñược những giống nhiệt ñới có năng suất cao, có phản ứng với ñạm và có cả những ñặc trưng ñặc biệt mà không thường thấy ở những giống thương mại trồng ở vùng nhiệt ñới:

- Thời gian sinh trưởng ngắn, khoảng 100-125 ngày (từ khi gieo mạ ñến chín) và không mẫm cảm với quang chu kỳ chiếu sáng

- Những ñặc trưng dinh dưỡng kể cả mọc khoẻ vừa phải và có số nhánh vừa phải, kết hợp với lá tương ñối nhỏ, màu lục sẫm, mọc thẳng ñứng

- Chiều cao cây thấp và cứng, có khả năng chống ñổ tốt

- Chống ñược những nòi nấm bệnh ñạo ôn ñã ñược phát hiện Kết quả nghiên cứu của Viện lúa Quốc tế cho thấy hiện tượng lốp ñổ có ảnh hưởng rất lớn ñên năng suất, có thể làm giảm ñến 75% nếu lúa ñổ trước chín 30 ngày hoặc sớm hơn Phần lớn năng suất bị giảm khi ñổ sớm là do tỷ lệ hạt lép tăng Nên cần chọn tạo giống thích hợp, thấp cây, thân cứng, chống ñổ là mục tiêu hàng ñầu trong chiến lược cải tạo giống của Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (Nguyễn Xuân Hiển và cộng sự, 1976) Mục ñích của những nhà chọn tạo giống là tạo ra các giống lúa vừa có năng suất cao, vừa chống chịu ñược với sâu bệnh ñể ñảm bảo hiệu quả kinh tế lớn

Trước năm 1960, ở Ấn ðộ người ta ñã có nhiều công trình nghiên cứu chọn tạo giống lúa Kết quả của những công trình ñó ñã ñi tới những hướng chọn giống sau: (Nguyễn Xuân Hiển và cộng sự, 1976)

- Chọn giống có năng suất cao

- Chọn giống theo khả năng phản ứng mạnh với việc bón nhiều phân

- Chọn giống theo tính chín sớm

- Chọn giống chịu nước và chịu úng

- Chọn giống theo tính chống mặn và chống kiềm của ñất

- Chọn giống theo tắnh chống hạn

- Chọn giống theo tắnh chống ựổ

- Chọn giống lúa không rụng hạt

- Chọn giống lúa ựể chống lúa dại

- Chọn giống lúa theo tắnh chống bệnh

1.3.3 Những tiến bộ kỹ thuật chọn tạo và sử dụng giống lúa tại Việt Nam

Theo Vũ Tuyên Hoàng và Luyện Hữu Chỉ (1998): giống lúa bông to, hạt to ựều cho năng suất cao Vật liệu chọn giống có năng suất cá thể cao thường cho năng suất cao

Khi nghiên cứu mối tương quan giữa sức chứa và nguồn ở cây lúa: tác giả đào Thế Tuấn ựã ựưa ra kết luận rằng: Những giống lúa có năng suất cao phải có ựủ những ựiều kiện sau:

- Phải có chỉ số diện tắch lá cao từ khi trỗ ựể có sức chứa lớn, vì vậy phải có lá thẳng ựứng và hẹp

- Phải có hệ số quang hợp sau trỗ cao có thể tạo ra ựược bông to, hạt mẩy nghĩa là có sức chứa cao

Những giống lúa có ựặc tắnh ựẻ sớm, ựẻ tập trung thường cho bông to, ựều bông, và năng suất cao Vì vậy khi chọn tạo giống nên chọn những cây có

cổ bông bằng nhau, ựều bông Những giống lúa ựẻ lai rai thì sẽ chắn không ựều, bông to bé không ựều sẽ ảnh hưởng xấu ựến năng suất

Nguyễn Thị Trâm và Nguyễn Văn Hoan (1995) cho rằng: Một trong những nguyên nhân làm hạn chế năng suất lúa là do các giống lúa cải tiến ựã ựạt ựến năng suất tới hạn, chọn tạo giống lúa mới có năng suất siêu cao từ 80- 100kg/ha/ngày hay cao hơn nữa là mục tiêu cần vươn tới của các nhà chọn tạo giống lúa trong nước cũng như trên thế giới Muốn thực hiện thành công chương trình chọn tạo giống lúa, nhiệm vụ ựầu tiên của các nhà chọn tạo giống là phải xác ựịnh ựược mục tiêu cho từng chương trình cụ thể

Theo Nguyễn Văn Hiển thì công tác chọn tạo giống thường nhằm vào các mục tiêu sau:

- Giống mới phải có năng suất cao hơn giống cũ trong cùng ñiều kiện mùa vụ, ñất ñai và chế ñộ canh tác

- Giống mới phải có chất lượng cao hơn giống cũ, ñược mọi người ưa chuộng, có giá trị dinh dưỡng cao, chất lượng nấu nướng cao hơn

- Giống mới phải có khả năng chống chịu tốt hơn với các loại sâu bệnh hại chính trong từng mùa vụ, từng vùng mà giống ñó gieo trồng

- Giống mới phải thích ứng tốt hơn với ñiều kiện khí hậu, ñất ñai, tập quán canh tác, hệ thống luân canh của những vùng nhất ñịnh

Trong những năm gần ñây công tác nghiên cứu, chọn tạo, thử nghiệm

và ñưa ra sản xuất các giống lúa mới ñã ñược ñẩy mạnh ở các viện nghiên cứu, các trường ðại học, các trung tâm, các công ty trong cả nước Theo Ngô Thế Dân giai ñoạn 1996-2000, các chương trình nghiên cứu chọn tạo giống cây lương thực ñã sử dụng nhiều phương pháp mới như: RADP marker, PCR marker, STS marker, ñánh giá sự ña dạng di truyền, cơ chế sinh lý sinh hoá, tính chống chịu sâu bệnh hại, chất lượng của 29.435 mẫu giống và sử dụng phương pháp nuôi cấy hạt phấn, nuôi cấy tế bào xoma, lai xa, ñột biến, ưu thế lai ñã có 35 giống lúa ñược công nhận ở cấp quốc gia, 44 giống ñược công nhận là giống tiến bộ kỹ thuật

Bằng kỹ thuật tạo biến dị bằng nuôi cấy mô và túi phấn, Viện lúa ðBSCL ñã thành công trong chọn tạo giống lúa Các giống lúa mới tạo ra bằng kỹ thuật này ñược ñưa ra sản xuất như: Khao 39, NCM16-27, NCM42-

94 Kết quả nghiên cứu cho thấy kỹ thuật tạo biến dị nuôi cấy mô áp dụng rất

có hiệu quả trong cải tiến dạng hình, thời gian sinh trưởng của các giống ñịa phương, trong khi vẫn giữ ñược các ñặc tính tốt như phẩm chất gạo Kỹ thuật nuôi cấy bao phấn ñặc biệt có lợi trong việc rút ngắn thời gian tạo giống

có ựộ thuần di truyền cao

Bằng kỹ thuật tạo ựột biến hoá chất và nuôi cấy mô trên giống lúa thơm Jasmine 85 với mục ựắch tạo giống lúa thơm có phẩm chất như Jasmine 85 nhưng khắc phục ựược một số nhược ựiểm của giống này Viện lúa ựồng bằng sông Cửu Long ựã ựưa ra ựược 4 dòng triển vọng ựó là: OM3566-14, OM3566-15, OM3566-16, OM3566-70 Ưu ựiểm của các dòng này là chắn sớm hơn Jasmine khoảng 1 tuần, kháng rầy nâu và giữ ựược mùi thơm

Việc gieo trồng các giống lúa mới có tiềm năng năng suất và thay ựổi theo cơ cấu cây trồng, mùa vụ là vấn ựề cơ bản dẫn ựến mức tăng nhanh về sản lượng lúa ở Việt Nam trong những năm gần ựây Trước hết phải kể ựến chương trình chọn tạo giống lúa trong hơn 2 thập kỷ qua ựã thu ựược những thành tựu to lớn Nhờ vận dụng tốt những kết quả nghiên cứu của mạng lưới quốc tế về ựánh giá nguồn tài nguyên di truyền cây lúa (INGER, chương trình IRTP) do viện lúa quốc tế ựiều phối thông qua việc nhập nội, sử dụng nguồn gen phong phú ựồng thời phát triển các dòng cải tiến

Từ năm 1996 - 2000 ựề tài KN 08 - 01 chọn tạo một số giống lúa thuần

và lúa lai có tiềm năng năng suất cao cho các vùng sinh thái khác nhau trong

cả nước: đã chọn tạo và ựược công nhận 35 giống quốc gia , 44 giống khu vực hoá, một số giống triển vọng ựược sản xuất chấp nhận rộng rãi Trong thời gian tới ựặc biệt chú ý ựến các giống lúa chất lượng ựáp ứng nhu cầu nội ựịa và xuất khẩu

Viện lúa đồng bằng Sông Cửu Long ựã chọn tạo và ựưa vào sản xuất

90 giống lúa, trong ựó có 40 giống lúa ựược công nhận chắnh thức Hầu hết các giống lúa chọn tạo ựều có thời gian sinh trưởng ngắn 90-100 ngày, có khả năng chống chịu sâu bệnh, ựáp ứng nhu cầu sản xuất

Tại hội nghị toàn quốc về khoa học và khuyến nông tại Hà Nội ngày

15-16 tháng 7 năm 2005 ựã kết luận: giai ựoạn 1986-2004, các nhà khoa học nông nghiệp Việt Nam ựã chọn tạo ựược 345 giống cây trồng nông nghiệp mới trong

ñó có 149 giống lúa mới (trung bình 8,2 giống lúa mới ñược chọn tạo/năm)

1.3.4 Những kết quả ñạt ñược trong công tác chọn giống

Bằng các phương pháp chọn tạo giống lúa khác nhau, các nhà chọn giống lúa trên thế giới và trong nước ñã tạo ra ñược hàng loạt giống lúa mới Những giống lúa mới này góp phần làm phong phú bộ giống lúa, làm tăng năng suất và sản lượng lúa trên thế giới

Chương trình dài hạn về chọn giống của Viện nghiên cứu lúa Quốc tế nhằm ñưa vào những dòng lúa thuộc kiểu cây cải tiến những ñặc trưng chính như: thời gian sinh trưởng, kể cả tính mẫn cảm quang chu kỳ thích hợp nhất với những vùng trồng lúa khác nhau, tính chống bệnh và sâu hại, những ñặc ñiểm cải tiến của hạt, kể cả hàm lượng protein cao, chịu nước sâu, khả năng trồng khô và tính chịu lạnh Trong năm 1970, Viện ñã ñưa ra những dòng lúa mới, chín sớm như: IR 747, B2-6; các dòng chống bệnh bạc lá như IR497-83-3

và IR498-1-88; dòng chống sâu ñục thân IR747, B2-6

Tại Thái Lan, qua thí nghiệm tại các trại nhân giống, 2 dòng lúa tẻ Goo- Muangluang và Dawk-Payom ñược phổ biến ở miền Nam Thái Lan, có tiềm năng năng suất cao < 2 tấn/ha Giống lúa nếp Sewmaeian ñược trồng ở Miền Bắc Thái Lan có tiềm năng năng suất cao nhất là 2,8 tấn/ha Cả 3 giống ñều là giống cổ truyền (Nguyễn Ngọc Ngân, 1993)

Tác giả Nguyễn Văn Hoan ñã tạo ra giống ðH60 bằng phương pháp lai hữu tính, qua thời gian trồng thử nghiệm ông cho biết:

- Giống ðH60 tỏ ra là giống chịu hạn, chịu chua bằng giống Bao Thai (giống chủ lực của vùng trung du, miền núi)

- Chịu rét hơn hẳn CR203, CN2, VX83

- Giống ðH60 chống chịu tốt với sâu bệnh nhất là khô vằn, ñạo ôn, hoàn toàn không nhiễm ñốm nâu, bạc lá, chống chịu với các loại sâu hại khác ñều khá hơn các giống hiện hành

Trung tâm khảo nghiệm giống cây trồng TW ñã tiến hành khảo nghiệm 100 giống lúa mới tại các tỉnh phía Bắc vào năm 1998-1999 cho kết quả như sau:

- Giống có tiềm năng năng suất cao: 10 giống (Xi23, P4, Xuân số 12, DT12, DT17, IV1, NX30, BM9608, BM9820)

- Giống có tiềm năng năng suất tương ñối cao và tương ñối ổn ñịnh: P6, DV108, AYT77, ðH104, D116, N29

+ ITA212: Chống chịu sâu bệnh, khả năng thích ứng rộng

Vũ Thu Hiền (1999) khi khảo sát và chọn tạo một số dòng giống lúa chất lượng không phản ứng ánh sáng ngày ngắn ở vùng Gia Lâm-Hà Nội ñã ñưa ra kết luận:

- Các dòng CT5-A1, IR57301, IR63872, IR65610-105, IR67413-44, IR67418-228 có chiều dài bông lớn, ổn ñịnh, tiềm năng cho năng suất cao

- Các dòng CT5-A1, CT1-A1, IR59692 và IR65610-105 có tính chống chịu sâu bệnh và ñiều kiện bất thuận

- Những dòng giống có kích thước hạt ñều, ñộ trắng, ñộ trong, cơm ngon, phù hợp với tiêu chuẩn xuất khẩu là: CT1-A1, CT5-A1, IR53674, IR63889, IR67413- 44

Bằng kỹ thuật tạo biến dị bằng nuôi cấy mô và túi phấn, Viện lúa ðBSCL ñã thành công trong chọn tạo giống lúa Các giống lúa mới tạo ra bằng kỹ thuật này ñược ñưa ra sản xuất như: Khao 39, NCM16-27, NCM42-

94 Kết quả nghiên cứu cho thấy kỹ thuật tạo biến dị nuôi cấy mô áp dụng rất

có hiệu quả trong cải tiến dạng hình, thời gian sinh trưởng của các giống ñịa phương, trong khi vẫn giữ ñược các ñặc tính tốt như phẩm chất gạo Kỹ thuật nuôi cấy bao phấn ñặc biệt có lợi trong việc rút ngắn thời gian tạo giống có

ñộ thuần di truyền cao

Bằng kỹ thuật tạo ñột biến hoá chất và nuôi cấy mô trên giống lúa thơm Jasmine 85 với mục ñích tạo giống lúa thơm có phẩm chất như Jasmine

85 nhưng khắc phục ñược một số nhược diểm của giống này Viện ñã ñưa ra ñược 4 dòng triển vọng ñó là: OM3566-14, OM3566-15, OM3566-16, OM3566-70 Ưu ñiểm của các dòng này là chín sớm hơn Jasmine khoảng 1 tuần, kháng rầy nâu và giữ ñược mùi thơm

1.4 Chất lượng lúa gạo và vấn ñề chọn giống lúa chất lượng cao

1.4.1 Chất lượng lúa gạo trên thế giới

Theo thống kê của FAO thì lúa gạo ñược sử dụng 85% làm thức ăn cho người; phương pháp sử dụng các sản phẩm lương thực của mỗi vùng lãnh thổ, mỗi nhóm dân cư có những khác biệt ñáng kể Có nhiều tiêu chí khác nhau ñể ñánh giá chất lượng gạo Vấn ñề chất lượng gạo ñược ñặt ra là phải phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng Công tác chọn tạo giống lúa của Việt Nam dựa trên tiêu chuẩn của Thái Lan và IRRI Theo ñó thì giống có phẩm chất gạo cao là những giống lúa có chiều dài hạt từ 6,61 - 7,5 mm (rất dài >7,5mm), tỷ

lệ dài trên rộng hạt gạo ≥ 3, tỷ lệ gạo nguyên > 50%, gạo trong ít bạc bụng nhiệt ñộ hóa hồ trung bình, ñộ bền thể gel mềm, hàm lượng amilose trung bình (Trần Văn ðạt, 2005)

Chọn tạo giống lúa có phẩm chất gạo ngon bằng những con ñường như: chọn từ các giống nhập nội, lai tạo chọn lọc bằng phương pháp truyền thống, gây ñột biến, ứng dụng công nghệ sinh học…

Theo He (1999), phẩm chất hạt là ñặc tính kinh tế quan trọng của các giống lúa Bất kỳ một nghiên cứu nào về di truyền ñối với chất lượng hạt

cũng sẽ có lợi ựối với các nhà lai tạo lúa Những ảnh hưởng của gen ựến chất lượng hạt trong các nghiên cứu sẽ ựịnh hướng cho quá trình lai tạo giống lúa

mới có năng suất cao và chất lượng gạo tốt

Nếu một trong số các giống bố hoặc mẹ trong một tổ hợp lai ựơn có ựặc tắnh xấu, hay tổ hợp thiếu một vài ựặc tắnh quan trọng thì sử dụng cách lai ba, lai lại hay lai kép Lai hữu tắnh có thể kết hợp ựược những tắnh trạng tốt của

bố mẹ có bản chất di truyền khác nhau ựể tạo ra những biến dị mới có các tắnh trạng mong muốn theo mục ựắch của người lai tạo thông qua tái tổ hợp trong

quá trình phân ly ựời con cháu (Trần đình Long, 1997)

Theo Juliano (1985) phẩm chất gạo ựược chia thành 5 nhóm

- Phẩm chất gạo xay xát: Tỷ lệ gạo lức, tỷ lệ gạo trắng, tỷ lệ gạo nguyên

- đặc tắnh vật lý: Dạng hạt gạo, sự thể hiện màu sắc, ựộ trong, ựộ bóng

- Phẩm chất cơm: độ hoá hồ, ựộ bền gen, hàm lượng Amylose

- Phẩm chất dinh dưỡng: Hàm lượng Protein, Vitamin A, hàm lượng sắt

- Mùi thơm của gạo và cơm

Theo Khush và cs (1979), tỷ lệ vỏ trấu trung bình 20 - 22% có thể thay ựổi 18 - 26%, cám và phôi hạt chiếm 8 - 10% Do ựó, tỷ lệ gạo trắng thường ở khoảng giá trị 70%

- Tỷ lệ gạo nguyên biến ựộng rất lớn, ựây là tắnh trạng di truyền và chịu ảnh hưởng rất mạnh mẽ do môi trường, ựặc biệt là nhiệt ựộ và ẩm ựộ trong thời kỳ hạt chắn kéo dài ựến sau lúc thu hoạch

- Tỷ lệ gạo lức và tỷ lệ gạo xát trắng ắt biến ựộng và nó phụ thuộc vào môi trường

- Dạng hạt cũng ảnh hưởng ựến chất lượng xay xát, hạt càng mảnh dài

và ựộ bạc bụng càng cao thì tỷ lệ gạo nguyên càng thấp

- Nhiệt ựộ hoá hồ là tắnh trạng biểu thị nhiệt ựộ cần thiết ựể tinh bột hoá

hồ và không hoàn nguyên trở lại Nhiệt ựộ hoá hồ biến thiên từ 55 - 790C,

nhiệt ñộ hoá hồ thấp 55 - 690C, trung bình 70 - 740C và cao 75 - 790C

- ðộ bền thể gel trong cùng một nhóm có hàm lượng amilose giống nhau, giống lúa nào có ñộ bền thể gel mềm hơn thì giống ñó ñược ưa chuộng hơn (Khush, G.S Paule, C M N M De La Caz, 1979)

- Hàm lượng protein: là một thông số quan trọng quyết ñịnh giá trị dinh dưỡng hạt gạo Protein trong gạo có giá trị cao hơn so với hạt ngũ cốc khác bởi vì hàm lượng lyzin của nó khá cao 3,4 - 4%, do ñó hàm lượng protein của lúa gạo tuy thấp khoảng 7% nhưng nó vẫn ñược xem như là một protein có phẩm chất cao nhất Các nhà chọn giống ñã cố gắng nâng cao hàm lượng protein trong các giống lúa mới nhưng ít thành công, bởi vì di truyền tính trạng protein trong hạt rất phức tạp và bị ảnh hưởng của ñiều kiện môi trường khá mạnh mẽ

1.4.2 Nghiên cứu cải tiến giống lúa và lúa chất lượng cao

Như chúng ta ñã biết, trên thế giới lúa gạo ñược xếp hàng thứ hai sau lúa mì về diện tích gieo trồng, nhưng ñứng trên quan ñiểm dinh dưỡng mà xét thì lúa gạo ñã cung cấp số calo tính trên ñơn vị ha nhiều hơn so với bất kỳ một loại ngũ cốc nào, kể cả lúa mì Trong các khẩu phần dinh dưỡng của các nước Châu Á, kể cả Việt Nam, gạo ñã cung cấp 40% - 80% lượng calo và ñã cung cấp ít nhất là 40% lượng protein (Lê Doãn Diên, 2003)

Hạt gạo có chứa: 80% tinh bột; 7,5% protein; 12% là nước; còn lại là vitamin và khoáng chất cần thiết cho cơ thể như vitamin nhóm B (B1, B2, B6); vitamin PP; vitamin E (Trần Văn ðạt, 2005) Vì vậy, việc nghiên cứu chất lượng lúa gạo là một vấn ñề rất ñược quan tâm

Viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI ñã nghiên cứu hàng loạt các giống lúa với phẩm chất tốt, tiềm năng năng suất cao ra ñời như IR64, IR50, IR42…(Khush G.S and et, 1994)

Là nước ñứng ñầu thế giới về xuất khẩu gạo, chính phủ Thái Lan

cũng rất coi trọng công tác chọn tạo giống lúa chất lượng cao Các nhà chọn giống cây trồng của Thái Lan ựang nỗ lực nghiên cứu nhằm tạo ra nhiều giống lúa mới có chất lượng cao nhằm ựể ựáp ứng ựược nhu cầu xuất khẩu của ựất nước Hiện nay giống lúa chất lượng cao cải tiến ựang ựược trồng phổ biến tại Thái Lan là Khao Dawk mali 105 và RD Ờ 15 (Narala.A and Chaudhary R.C, 2001)

Các nhà khoa học Mỹ cũng rất quan tâm ựến việc chọn tạo giống lúa chất lượng cao ựặc biệt là các giống lúa cải tạo từ các giống lúa thơm nổi tiếng trên thế giới như: Basmati, Jasmine Giống lúa ựầu tiên ựược tạo ra bằng con ựường này là Della Một số giống lúa thơm ựã ựược công nhận là giống quốc gia và ựang ựược trồng phổ biến ở Mỹ hiện nay gồm có: Dellmont, Dellrose

và A-201, giống Jamin 85 nhập nội từ IRRI cũng là một trong những loaih hình Indica ựược trồng phổ biến tại ựây (Juliano.B.O, 1985)

Ấn độ, Bangladesh, Pakistan là các nước có nguồn gen lúa chất lượng phong phú, ựáng chú ý nhất là giống lúa Basmati 370 Hiện nay các nước này ựang tắch cực thực hiện chương trình cải tiến giống lúa, tạo ra những giống mới có năng suất cao, chất lượng tốt và mang gen chất lượng của giống Basmati (Abbas S.L Naqui S M.S, Azra, 1998)

Một số giống lúa chất lượng cao ựang ựược gieo trồng phổ biến ở Trung Quốc hiện nay như: Zhongyouzao 3, Zhong xiang 1, Shengtai, Ầcác giống này hầu hết ựều có dạng hạt thon, dài, gạo trắng trong, hàm lượng amylose từ thấp tới trung bình, chất lượng xay xát tốt (Zhao and Yang, 1993)

Theo Inger (1996) mùi thơm của lúa gạo là do hợp chất pyroline kết hợp với nhiều loại dầu, chất phenolics và các hợp chất vô cơ khác tạo thành Chắnh vì thế hầu hết các giống lúa thơm là ựặc trưng, chỉ thắch hợp với một vùng sinh thái nào ựó mà thôi đó là lý do chắnh mà cùng một giống lúa thơm có thể bị xếp vào các loại khác nhau: không thơm, thơm nhẹ hay

Zacetul-1-thơm…tùy vào ñiều kiện sinh thái nơi ñó ñược gieo trồng (Trần Văn ðạt, 2005)

Cho ñến ngày nay có rất nhiều nghiên cứu về lúa chất lượng ở Việt Nam ñã ñược tiến hành Công tác nghiên cứu giống lúa chất lượng cao tại Việt Nam tập trung theo các hướng sau ñây:

 Hướng thứ nhất: Nhập nội giống lúa chất lượng cao

Tính ñến thời ñiểm hiện nay ñã có hàng trăm giống lúa chất lượng cao ñược nhập nội vào nước ta qua nhiều con ñường Thông qua hệ thống ñánh giá kiểm nghiệm trên toàn quốc, một số giống không phù hợp nhưng một số giống khác lại tỏ ra rất thích ứng với diều kiện sinh thái của Việt Nam và ñược ñưa vào sản xuất ñại trà như Bắc Thơm 7, Hương thơm số 1.v.v.ở Miền Bắc

và DDS20, Jasmine, Nàng Thơm bảy Núi.v.v.ở Miền Nam.Những giống này

là nguồn vật liệu khởi ñầu phong phú và vô cùng quý giá cho công tác chọn tạo giống lúa chất lượng cao

Hiện nay nhiều giống lúa ñã ñược thu thập tại Viện Lúa ðBSCL và ñang ñược sử dụng trong chương trình chọn tạo giống lúa phẩm chất cao, ñặc sản của Viện ðiển hình là giống Khao Mali, Jasmine) Giống lúa Khao Daw Mali 105 (KDML105) là giống lúa ñịa phương có nguồn gốc từ Thái Lan, ñược Viện Lúa du nhập vào năm 1985 trồng nhiều ở các tỉnh ðBSCL, ñặc biệt

ở Sóc Trăng, Long An, Trà Vinh và một số vùng khác Giống lúa Jasmine 85

là giống lúa thơm có nguồn gốc từ giống IR của Viện Lúa Quốc Tế ñã ñược

du nhập vào Việt Nam trong những năm ñầu của thập niên 1990, trồng nhiều các tỉnh ðồng Tháp, An Giang, Long An và một số vùng khác…

 Hướng thứ hai: Phục tráng và cải tiến các giống lúa chất lượng cao

cổ truyền

Các giống lúa tẻ thơm cổ truyền có chất lượng cao ñược nông dân nhiều vùng trồng như: Tám thơm, các giống gạo Dự ở các tỉnh miền Bắc, Nàng Hương, Nàng Thơm, Nho Nhen, Nanh Chồn ở Miền Nam cơm dẻo, mềm,