một số đặc tính nông học và chất lượng của 15 dòng f3 tổ hợp lai 1

Tuy nhiên, hiện nay đa số diện tích lúa nằm trên vùng đất khó khăn như bị ít nhiều nhiễm phèn, nhiễm nặm,… do phải nhường diện tích đất phù sa phục vụ các công trình phục lợi dân sinh, p

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD

THỊ HẠO

MỘT SỐ ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA 15 DÒNG F3 TỔ HỢP LAI 1

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH NÔNG HỌC

2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD

Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành Nông Học

MỘT SỐ ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA 15 DÒNG F3 TỔ HỢP LAI 1

PGS TS Võ Công Thành Thị Hạo

MSSV: 3113299 Lớp: TT1119A2

2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SHƯD

BỘ MÔN DI TRUYỀN GIỐNG NÔNG NGHIỆP

Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành Nông Học với đề tài:

MỘT SỐ ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA 15 DÒNG F3 TỔ HỢP LAI 1

Do sinh viên Thị Hạo thực hiện

Xin trình lên Hồi đồng chấm luận văn tốt nghiệp

Cần thơ, ngày tháng năm 2014

Cán bộ hướng dẫn

PGs.Ts Võ Công Thành

ii

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN DI TRUYỀN GIỐNG NÔNG NGHIỆP

- -

Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn tốt nghiệp Kỹ sư chuyên ngành Nông Học với đề tài: MỘT SỐ ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA 15 DÒNG F3 TỔ HỢP LAI 1 Do sinh viên Thị Hạo thực hiện và bảo vệ trước hội đồng Ý kiến của hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp:

Luận văn tốt nghiệp được Hội đồng đánh giá ở mức:

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013 Thành viên Hội đồng ……… ……… ………

DUYỆT KHOA Trưởng khoa Nông Nghiệp & SHƯD ………

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ luận văn nào trước đây

Tác giả luận văn

Thị Hạo

iv

LỜI CẢM TẠ Kính dâng

Cha mẹ đã hết lòng yêu thương, dạy bảo con và nuôi con khôn lớn nên người

Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến

PGs.Ts Võ Công Thành và Ths Quan Thị Ái Liên đã tạo điều kiện, tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian làm đề tài

và hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Chân thành cảm ơn

Ktv Võ Quang Trung, Ktv Nguyễn Thanh Tâm, Ktv Đái Phương Mai, Ktv Đặng Thị Ngọc Nhiên và tập thể cán bộ phòng thí nghiệm Chọn Giống và Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học, bộ môn Di Truyền-Giống Nông Nghiệp, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trường

Đại Học Cần Thơ đã nhiệt tình giúp đỡ và hỗ trợ tôi trong suốt thời gian

làm luận văn tốt nghiệp

Quý thầy cô Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường

Đại Học Cần Thơ đã truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báo cho tôi

trong suốt thời gian tôi học ở trường

Cố vấn học tập cô Quan Thị Ái Liên đã truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báo cho tôi trong suốt thời gian tôi học ở trường, các bạn lớp Nông Học K37 đã giúp đỡ và chia sẽ với tôi những kinh nghiệm trong học tập cũng như quá trình làm luận văn

Các Anh, Chị lớp Công Nghệ Giống Cây Trồng K36 và các bạn sinh viên K37 tại phòng thí nghiệm Chọn Giống và Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học, bộ môn Di Truyền-Giống Nông Nghiệp, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại Học Cần Thơ đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi làm luận văn tốt nghiệp

QUÁ TRÌNH HỌC TẬP

I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC

Họ và tên:Thị Hạo Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh; 19/5/1989 Dân tộc: Khơme Nơi sinh: xã Xà Phiên, huyện Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang

Cha: Danh Thu

Thời gian đào tạo: 2000 -2005

Trường: Tiểu học Xà Phiên

Địa chỉ: xã Xà Phiên, huyện Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang

2 Trung học cơ sở:

Thời gian đào tạo: 2005- 2008

Trường: Trung học sơ sở Xà Phiên

Địa chỉ: xã Xà Phiên, huyện Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang

3 Trung học phổ thông:

Thời gian đào tạo: 2008- 2010

Trường: Phổ thông dân tộc Nội Trú Hậu Giang

Địa chỉ: xã Long Bình, huyện Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang

Ngày …… tháng…… năm…… Người khai

vi

THỊ HẠO, 2014 “Một số đặc tính nông học và chất lượng của 15 dòng F3 tổ hợp lai 1” Luận văn tốt nghiệp đại học, Khoa Nông Nghiệp & SHƯD, Trường Đại Học Cần Thơ

Cán bộ hướng dẫn: PGs Ts Võ Công Thành và Ths Quan Thị Ái Liên -

TÓM LƯỢC

Đất trồng lúa bị nhiễm mặn, cây lúa bị đỗ ngã là một trong những vấn đề cấp thiết cần được giải quyết hiện nay Vì vậy, thí nghiệm được kế thừa từ 15 dòng F3 tổ hợp lai 1; được thực hiện nhằm mục tiêu tạo ra từ 1-2 dòng lúa có khả năng chịu mặn

≥ 10‰, hàm lượng amylose ≤ 20%, hàm lượng protein ≥ 8% và cứng cây có năng

suất và phẩm chất tốt, Thí nghiệm đánh giá khả năng chịu mặn IRRI, (1997); đánh giá

khả năng kháng rầy nâu IRRI, (1998); đánh giá các chi tiêu nông học; phẩm chất và

độ cứng cây; Kết quả đến thế hệ F3 đã chọn được một dòng ưu tú là THL1-1-1: có

khả năng chống chịu mặn 8‰, nhiễm rầy, thời gian sinh trưởng 95 ngày; cao cây 90 cm; 7 bông/bụi , bông dài 28 cm, hàm lượng amylose 10.06%; hàm lượng protein 9,37%; độ cứng lóng 4 (19,35N/cm)

MỤC LỤC

viii

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1.1 Phân loại đất bị ảnh hưởng bởi mặn (Donal A Horneck, 2007) 14

Bảng 2.1 Một số chỉ tiêu nông học và phẩm chất của cây cha mẹ ban đầu 18

Bảng 2.2 Chỉ tiêu nông học, thành phần năng suất của các dòng thế hệ F2 19

Bảng 2.3 Phân nhóm lúa theo hàm lượng amylose (IRRI, 1988) 21

Bảng 2.4 Phân cấp độ bền thể gel theo thang đánh giá của IRRI (1996) 22

Bảng 2.5 Chuẩn bị môi trường dinh dưỡng Yoshida cho thanh lọc mặn, (Yoshida và ctv, 1976) 24

Bảng 2.6 Thang điểm đánh giá khả năng phản ứng với rầy nâu (IRRI, 1998) 25

Bảng 3.1 Một số chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất của cây F3 27

Bảng 3.2 Độ cứng (N/cm2) lóng 1, 2, 3, 4 của thế hệ F3 30

Bảng 3.3 Chiều dài (cm) lóng 1, 2, 3, 4 của 15 dòng thế hệ cây F3 32

Bảng 3.5 Khả năng chống chịu mặn của 15 dòng thế hệ cây F3 ở 8‰ 35

Bảng 3.6 Khả năng kháng rấy của 15 dòng từ tổ hợp lai cây F3 36

Bảng 3.6 Khả năng kháng rầy của 15 dòng ở thế hệ F3 36

Bảng 3.8 Độ bền thể gel của 15 dòng ở thế hệ F3 39

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1.1 Máy đo độ cứng lóng và thuớc đo đường kính 23

Hình 1.2 Đánh giá khả năng chống chịu mặn ở thế hệ F3 36

Hình 1.3 Kết quả thử rầy của 15 dòng ở thế hệ F3 37

Hình 1.4 Độ bền thể gel hạt F3 của dòng 40

MỞ ĐẦU

Ở Việt Nam lúa gạo là cây lương thực chính đóng vai trò quan trọng trong đời

sống và phát triển kinh tế xã hội Sản phẩm lúa gạo Việt Nam đứng hàng thứ hai trên thế giới trong nhiều năm liền, trong đó vùng Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) với diện tích trồng lúa hơn 3,9 triệu ha/năm và sản lượng hơn 21 triệu tấn/năm (Tổng cục thống kê năm 2010), được xem là vựa lúa lớn nhất của cả nước, đóng vai trò chủ yếu trong việc đảm bảo an ninh lương thực nước nhà và cho xuất khẩu

Tuy nhiên, trong những năm gần đây, tình hình biến đổi khí hậu đang ngày càng trở nên nghiêm trọng ảnh hưởng trực tiếp đến nền sản xuất lúa gạo ở Việt Nam nói chung và ở ĐBSCL nói riêng Một trong những vấn đề nổi trội hiện nay mà nông dân

ĐBSCL đang phải đối mặt là tình hình nước biển dâng và xâm nhập mặn vào nội đồng

Theo Viện Khoa Học Thủy Lợi Miền Nam (2011), những tháng đầu năm 2011 nước mặn đã xâm nhập sâu vào đất liền ở ĐBSCL từ 40-45 km với độ mặn hơn 4‰ và đã làm hại đến nhiều diện tích lúa của vùng

Bên cạnh đó vấn đề đổ ngã khi ở giai đoạn chín cũng gây không ít khó khăn cho người dân trồng lúa ở vùng ĐBSCL nó làm giảm năng suất cũng như chất lượng của cây lúa Thông thường các giống có năng suất cao và chất lượng tốt thường dễ đổ ngã (Nguyễn Thị Phượng, 2010) Ngoài ra, nấm bệnh tấn công, hạt nảy mầm trên cây, do

đó sẽ gây thiệt hại rất lớn về năng suất cũng như làm giảm giá trị dinh dưỡng và phẩm

chất của hạt gạo Vì vậy, đề tài: “Một số đặc tính nông học và chất lượng của 15

dòng F3 tổ hợp lai 1” được thực hiện nhằm mục tiêu: Tạo ra 1-2 dòng lúa mới có khả

năng chịu mặn cao ≥ 8‰, kháng rầy, cứng cây, có hàm lượng amylose ≤ 20%, hàm lượng protein ≥ 8%

2

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

Triển vọng của ngành sản xuất lúa

Lúa là một trong các cây lượng thực quan trọng nhất trên thế giới và vùng nhiệt

đới, vì nó cung cấp lương thực cho khoảng ½ dân số trên trái đất ( trên 3 tỉ người)

Giá trị của gạo

Giá trị dinh dưỡng

Hạt gạo có giá trị dinh dưỡng cao, là lương thực chính cho nhiều quốc gia trên thế giới.Trong 100g gạo có 6,0 – 7,4 mg protein, 8 – 12 mg calcium, 0,07 – 0,26 mg B1, cung cấp 361 – 362 calories và nhiều chất dinh dưỡng khác

Giá trị kinh tế

Xét về sản xuất nhỏ lẻ, trồng lúa chưa bao giờ làm giàu nhưng nó giúp ổn định cuộc sống của người nông dân, đặc biệt ở các nước nghèo nhiệt đới và vùng nông thôn sâu

Tình hình và triển vọng của sản xuất lúa gạo

Theo chỉ đạo của Bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn ( Bộ NN & PTNT,

được trích dẫn bởi Nguyễn Thành Hối, 2011) từ năm 2006 – 2010 sẽ cố gắng giữ sản

lượng lúa đạt 36 triệu tấn/ năm, duy trì xuất khẩu khoảng 4 triệu tấn gạo/năm Thực tế sản lượng thóc trong nước đạt được đều tăng hàng năm.Sau Thái lan, trong nhiều năm gần đây Việt Nam và Ấn Độ thay phiên nhau đứng vị trí thứ 2 trên thị trường xuất khẩu gạo của thế giới:

Giá xuất khẩu một số loại gạo ( Bộ NN & PTNT, 7/2009)378 – 510 USD/tấn tùy theo loại gạo và thị trường xuất khẩu Một điều đáng mừng là giá gạo xuất khẩu của

VN có lúc đã gần ngang bằng với giá gạo xuất khẩu của Thái Lan, điều trước đây Việt Nam thường thua kém trung bình từ 20 – 40 USD/tấn gạo Từ năm 2004 gạo xuất khẩu

đã đứng trong danh sách các mặt hang xuất khẩu có số ngoại tệ thu về trên 1 tỉ USD và

ngày càng tăng Theo Hiệp Hội lương thức Việt Nam, đến tháng 8 năm 2009 Việt Nam

đã xuất khẩu được 4,16 triệu tấn và đạt giá trị hơn 1,7 tỉ USD và đến cuối tháng

12/2009 Việt Nam đã xuất khẩu được trên 6 triệu tấn gạo và thu về hơn 2,4 tỉ USD Hy vọng với thi trường gạo ổn định thì từ năm 2010 Việt Nam còn có thể xuất khẩu nhiều gạo hơn nữa

YÊU CẦU VỀ ĐIỀU KIỆN SINH THÁI TRỒNG LÚA

Đất đai

Một số yêu cầu về đất lúa

Có tầng canh tác đủ dày (20 cm)

Giàu dinh dưỡng

Tơi xốp, nhiều hữu cơ

Khả năng giữ nước và phân bón tốt

pH: 5,5 – 7,5 ( ít chua, trung tính)

Mặt bằng của ruộng đồng đều

Dễ chủ động nước tưới tiêu

Cây lúa đang được trồng rộng rãi ở nhiều vùng đất vì là loại cây trồng ít rủi ro

và thiết thực cho đời sống, nhất là đối với người nông dân Tuy nhiên, hiện nay đa số diện tích lúa nằm trên vùng đất khó khăn như bị ít nhiều nhiễm phèn, nhiễm nặm,… do phải nhường diện tích đất phù sa phục vụ các công trình phục lợi dân sinh, phúc lợi dân sinh, trồng các loại cây cao cấp và khó tính hơn như cây ăn trái, rau, màu,… Do

đó, luôn cần có những nghiên cứu cải tiến kỹ thuật để gia tăng năng suất, sản lượng và

phẩm chất hạt lúa thì mới mang lại hiệu quả sản xuất

Hiện nay đất mặn chiếm diện tích: Khoảng 1 triệu ha (Nguyễn Thành Hối, 20011) Diện tích khá lớn nếu khai thác thuận tiện

Nhiễm độc do mặn và độc chất khác

Khó khăn về nước tưới, lệ thuộc trời mưa nên khó tăng vụ lúa

Một số diện tích đất lúa khác như đất Giồng cát ( tỉ lệ hạt cát thường trên 60%), đất phù sa cổ ( Tiền Giang, Long An) giáp TPHCM,…khi sản xuất lúa gặp khó khăn vì phải đầu tư nhiều phân bón do dinh dưỡng đất kém và nước tưới do thế đất gò cao

4

Thân

Gồm nhiều đốt và lóng, thân lóng rỗng và được ôm chặt bởi bẹ lá Các lóng bên dưới ngăn nên rất sát nhau, khoảng từ 5 – 6 lóng trên cùng vươn dài nhanh chóng khi lúa có đòng ( tượng bông, tượng khối sơ khởi), đặc biệt trên các giống lúa nổi địa phương có khả năng vươn lóng rất nhanh để kịp ngoi khỏi mặt nước ( có khi 10 cm/ngày) và cá lóng thì dài 30 – 40 cm nên thân lúa đo được khi nước rút cạn có khi

đến 5cm ( biến động từ 2 – 5 m) Tại mỗi đốt trên thân có một mầm chồi, khi cung cấp đầy đủ các điều kiện cho sinh trưởng và phát triển các mầm chồi này sẽ phát triển

thành chồi hoàn thiện cấp 1 ( chồi sơ cấp), cà có thể từ đây sẽ hình thành ra chồi cấp 2 (chồi thứ cấp) rồi chồi cấp 3 (chồi tam cấp): nếu chăm sóc tốt, các chồi này sẽ mang bông với rất nhiều hạt ( chồi hữu hiệu)

Lá

Do là cây một lá mầm ( đơn tử diệp) nên lá lúa có dạng hình thon dài với nhiều gân lá chạy dọc trên phiến lá Các lá mọc liên tiếp đối diện nhau trên thân lúa, lá cuối cùng của đời sống cây lúa thường có chiều dài rút ngắn khác thường nên gọi là lá cờ ( lá đòng), lá cờ quá ngắn thì khi chín lúa khoe bông và ngược lại thì dấu bông, lá cờ dài và đứng ngoài việc có khả năng quang hợp để nuôi bông tốt còn giúp hạn chế chim gây hại khi lúa vào giai đoạn chín Trong chu kỳ sống cây lúa ngắn ngày không quang cảm có từ 10 – 18 lá, nhưng các giống dài ngày và bị ảnh hưởng quang cảm có khi có

số lá nhiều hơn 20 lá ( 13 – 32 lá) ( Yoshida 1988)

Cấu tạo một lá lúa bao gồm phiến lá, bẹ lá và cổ lá Phiến lá là phần phơi ra ngoài ánh sáng, có 1 gân chính ở giữa và nhiều gân phụ chạy song song từ cổ đến chót

lá, phiến lá càng đứng và chứa nhiều diệp lục ( xanh đậm) sẽ quang hợp càng mạnh để tạo chất khô chuyển vị nuôi cây và bông lúa về sau Bẹ lá là phần tiếp theo phiến và

ôm sát thân cây lúa giúp cây càng đúng vững và ít bị đỗ ngã, là nơi trung gian tích trữ

và vẫn không khí và dinh dưỡng cho các bộ khác của cây lúa Cổ lá là nơi tiếp giáp giữa phiến lá và bẹ lá, có 2 bộ phân đặc biệt cần chú ý ở đây là tai lá và thìa lá, đủ 2 bộ phận này là đặc điểm để phân biết giữa cây lúa và các cây cỏ cùng họ khác tương tự cây lúa: tai lá là phần kéo dài của 2 bên mép phiến lá,thìa lá là phần kéo dài bẹ lá và chẻ đôi ở cuối ngọn

Phân loại và nguồn gốc cây lúa

Cây lúa là cây hằng niên có tổng số nhiễm sắc thể là 2n = 24 Cây lúa thuộc họ

Gramineae (họ hòa thảo), tộc Oryzeae, chi Oryza Oryza có khoảng 20 loài phân bố

chủ yếu ở vùng nhiệt đới ẩm của Châu Phi, Nam và Đông Nam Châu Á, Nam Trung Quốc, Nam và Trung Mỹ và một phần của Châu Úc Trong đó, chỉ có 2 loài lúa trồng

là Oryza sativa L và Oryza glaberrima Steud (trong 2 loài lúa trồng thì Oryza sativa L

chiếm đại bộ phận diện tích đất trồng lúa trên thế giới) còn lại là các loài lúa hoang

hằng niên và đa niên (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008)

Quá trình thụ phấn, thụ tinh và hình thành hạt

Lúa là loại cây tự thụ phấn Sau khi bông lúa trổ một ngày thì bắt đầu quá trình thụ phấn Vỏ trấu vừa hé mở từ 0-4 phút thì bao phấn vỡ ra, hạt phấn rơi vào đầu nhụy và hợp nhất với noãn ở bên trong bầu nhụy để bầu nhụy phát triển thành hạt Thời gian thụ phấn kể từ khi vỏ trấu mở ra đến khi khép lại kéo dài khoảng 50-60 phút Thời gian thụ tinh kéo dài 8 giờ sau thụ phấn Trong ngày, thời gian hoa lúa nở

rộ thường vào 8-9 giờ sáng khi có điều kiện nhiệt độ thích hợp, đủ ánh sáng, quang mây, gió nhẹ Những ngày mùa hè, trời nắng to có thể nở hoa sớm vào 7 - 8 gờ sáng Ngược lại nếu trời âm u, thiếu ánh sáng hoặc gặp rét hoa nở muộn hơn, vào 12 – 14 giờ Sau thụ tinh phôi nhũ phát triển nhanh để thành hạt Khối lượng hạt gạo tăng nhanh trong vòng 15- 20 ngày sau trổ, đồng thời với quá trình vận chuyển và tích luỹ vật chất, hạt lúa vào chắc và chín dần (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008)

Các giai đoạn phát triển của cây lúa

Đời sống của cây lúa tính từ lúc hạt nảy mầm đến khi chín Có thể chia làm 3

giai đoạn chính: giai đoạn tăng trưởng (sinh trưởng dinh dưỡng), giai đoạn sinh sản (giai đoạn sinh dục) và giai đoạn chín (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008)

Giai đoạn tăng trưởng

Tính từ khi hạt nảy mầm đến bắt đầu phân hóa đòng Giai đoạn này cây phát triển về thân lá, tăng chiều cao dần và ra nhiều chồi (nở bụi) Trong điều kiện dinh dưỡng, ánh sáng đầy đủ cây nở bụi từ khi lúa có lá thứ 5-6 Thời gian sinh trưởng của các giống lúa dài ngắn phụ thuộc vào giai đoạn tăng trưởng này dài hay ngắn

Thông thường, số chồi hình thành bông (chồi hữu hiệu) thấp hơn số chồi tối đa

và ổn khoảng 10 ngày trước khi đạt số chồi tối đa Các chồi ra sau thường bị rụi không cho bông được (chồi vô hiệu) (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008)

Giai đoạn sinh sản

Giai đoạn này tính từ lúc lúa phân hóa đòng đến khi lúa trổ bông Giai đoạn này kéo dày từ 27-35 ngày, trung bình là 30 ngày, giai đoạn này phụ thuộc vào giống Lúc này chồi vô hiệu giảm nhanh, chiều cao cây tăng rõ rệt do sự vươn dài của

5 lóng trên cùng Đòng lúa hình thành và phát triển qua nhiều giai đoạn, cuối cùng thoát ra khỏi bẹ của lá cờ: lúa trổ bông (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008)

Giai đoạn lúa chín

Giai đoạn này tính từ lúc lúa trổ bông đến khi lúa thu hoạch Giai đoạn này là

30 ngày đối với hầu hết các giống lúa ở vùng nhiệt đới Tuy nhiên, nếu đất ruộng thừa nước, bón thiếu lân, thừa đạm, trời mưa ẩm, ít nắng trong giai đoạn này thì giai đoạn chín dài hơn và ngược lại Giai đoạn này chia làm 4 thời kỳ:

6

Thời kỳ chín sữa (ngậm sữa): các chất dự trữ trong thân lá và sản phẩm quang hợp được chuyển vào trong hạt Hơn 80% chất khô trong hạt là sản phẩm quang hợp trong giai đoạn sau khi trổ Kích thước và trọng lượng hạt gạo tăng dần làm đầy vỏ trấu Bông lúa nặng cong xuống nên gọi là lúa “cong trái me”, hạt gạo chứa một dịch lỏng màu trắng đục như sữa, nên gọi là thời kỳ lúa ngậm sữa

Thời kỳ chín sáp: hạt mất nước, từ từ cô đặc lại Lúc bấy giờ vỏ trấu vẫn còn xanh

Thời kỳ chín vàng: hạt tiếp tục mất nước, gạo cứng dần, trấu chuyển sang màu vàng đặc thù của giống lúa, bắt đầu từ những hạt cuối cùng ở chót bông lan dần xuống các hạt ở phần cổ bông nên gọi là “lúa đỏ đuôi”, lá già rụi dần

Thời kỳ chín hoàn toàn: hạt gạo khô cứng lại, ẩm độ hạt khoảng 20% hoặc thấp hơn, tùy ẩm độ môi trường, lá xanh chuyển vàng và rụi dần Thời điểm thu hoạch tốt nhất là khi 80 % hạt lúa ngã sang màu trấu đặc trưng của giống (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008)

Đối với cây lúa có thời gian sinh trưởng 120 ngày thì 60 ngày đầu là giai đoạn

sinh trưởng (20 ngày sau khi mọc mầm: bắt đầu nảy chồi được 5-6 lá, 30 ngày kế tiếp

là giai đoạn sinh sản bao gồm sự vươn lóng, gia tăng chiều cao và sự tàn lụi của chồi

vô hiệu, 30 ngày cuối là giai đoạn chín với sự giai tăng trọng lượng hạt

Đặc tính nông học cây lúa

Thời gian sinh trưởng

Thời tiết và tập quán canh tác sẽ quyết định phần lớn đến số ngày từ khi gieo

đến thu hoạch lúa Tập đoàn giống có số giống khác nhau rất nhiều về thời gian sinh

trưởng Theo Nguyễn Đình Giao và ctv (1997), các giống có thời gian sinh trưởng quá ngắn có thể cho năng suất không cao vì sự sinh trưởng dinh dưỡng bị hạn chế, còn những giống có thời gian sinh trưởng quá dài cũng không cho năng suất cao vì sự dinh dưỡng dư có thể gây đổ ngã

Đối với các giống lúa ngắn ngày do có thời gian sinh trưởng ngắn, cần sử dụng

nhiều hơn về mặt dinh dưỡng, năng lượng ánh sáng mặt trời để tạo năng suất nên phải chú ý tạo giống lúa thấp cây, lá đòng thẳng đứng (Bùi Chí Bửu, 1998) Võ Tòng Xuân (1979) cho rằng các giống lúa có thời gian sinh trưởng từ 110-135 ngày luôn cho năng suất cao hơn các giống lúa chín sớm hơn và các giống muộn hơn ở phần lớn các

điều kiện canh tác Tuy nhiên, Yosida (1972) các giống lúa có thời gian sinh trưởng

khoảng 90 ngày, nếu cấy khoảng 100 ngày là thời gian ngắn nhất, hợp lý nhất để đạt năng suất cao

Chiều cao cây

Bùi Chí Bửu và ctv (1992) kết luận có ít nhất năm nhóm gene điều khiển tính trạng chiều cao của cây lúa Chiều cao cây được kiểm soát bởi đa gen và chịu ảnh hưởng của hoạt động cộng tính (Kailaimani và ctv., 1987)

Theo Jennings và ctv (1979), chiều cao thân rạ và độ cứng là hai nhân tố quyết

định tính đỗ ngã Thân rạ cao, ốm yếu, dễ đổ ngã sớm làm rối bộ lá, tăng hiện tượng

rợp bóng, cản trở sự chuyển vị các dưỡng liệu và các chất quang hợp làm cho hạt bị lép và giảm năng suất Thân rạ ngắn và dày cũng sẽ chống lại sự đổ ngã Tuy nhiên, không phải tất cả thân ngắn đều cứng rạ Nó còn phụ thuộc vào các đặc tính như

đường kính thân, độ dày thân rạ, mức độ bẹ lá ôm lấy các lóng

Thân cây lúa dày hơn thì có nhiều bó mạch hơn, nó sẽ cung cấp và tạo khả năng vận chuyển chất khô tốt hơn Cải thiện hình dạng cây nhằm tạo điều kiện cho chúng tiêu thụ một khối lượng dinh dưỡng khá lớn trong đất để đạt năng suất cao Theo Akita (1989), cây cao từ 90-100 cm được coi là lý tưởng về năng suất Nếu thân lá không khỏe, thân không dày, mặc dù tổng hợp chất xanh tăng cũng sẽ dẫn đến đổ ngã, tán che khuất vào nhau dẫn đến giảm năng suất

Số hạt chắc/bông

Đặc tính số hạt trên bông chịu tác động rất lớn của điều kiện môi trường Số

hạt trên bông nhiều hay ít tùy thuộc vào số gié hoa phân hóa và số gié hoa không phân hóa

Nguyễn Ngọc Đệ (1998) cho rằng, lúa sạ có trung bình từ 80-100 hạt trên bông

và 100-120 hạt trên bông đối với lúa cấy là tốt trong điều kiện ở Đồng bằng Sông Cửu Long Trên cùng một cây lúa những bông chính thường có nhiều hạt, những bông phụ phát triển sau nên ít hạt hơn

Nguyễn Thạch Cân (1997) và Lê Thị Dự (2000) cho rằng hoạt động của gene không cộng tính chiếm ưu thế trong sự điều khiển tính trạng số hạt chắc trên bông Ngoài ra, tỷ lệ hạt chắc tùy thuộc vào số hoa trên bông, đặc tính sinh lý của cây lúa và chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện ngoại cảnh Thường số hoa trên bông quá nhiều dẫn

đến tỷ lệ hạt chắc thấp Muốn có năng suất cao, tỷ lệ hạt chắc phải đạt trên 80%

(Nguyễn Ngọc Đệ, 1998)

Trọng lượng 1000 hạt

Nguyễn Ngọc Đệ (1998) đã khẳng định, trọng lượng hạt được quyết định ngay từ thời kỳ phân hóa hoa cho đến khi lúa chín Trọng lượng hạt tùy thuộc vào cỡ hạt và độ dày mẩy (no đẩy) của hạt lúa Nguyễn Ngọc Giao và ctv (1997), đối với lúa, người ta thường biểu thị trọng lượng bằng trọng lượng của 1000 hạt với đơn

vị là gram Đặc tính trọng lượng 1000 hạt chịu tác động của điều kiện môi trường

8

của một giống có thể thay đổi trong một giới hạn nhất định nhưng giá trị trung bình thì luôn ổn định Phần lớn các giống lúa, trọng lượng 1000 hạt thường biến thiên tập trung trong khoảng 20-30g (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008)

Các chỉ tiêu về phẩm chất hạt gạo

Hàm lượng Amylose

Amylose là chuỗi polysaccharide có cấu tạo mạch thẳng không phân nhánh gồm các gốc α-D glucose kết hợp lại với nhau bằng liên kết α(1,4) O-glycoside (Phan Thị Bích Trâm, 2007)

Hàm lượng amylose ảnh hưởng chủ yếu lên đặc tính của cơm, nó tương quan nghịch với độ dẻo, độ mềm, màu và độ cứng của cơm Cơ chế di truyền về hàm lượng amylose do gene quy định Gene trội A quy định hàm lượng amylose cao và gene đồng hợp lặn aa quy định hàm lượng amylose thấp Hạt dị hợp tử có hàm lượng amylose trung bình nhưng không ổn định Nếu cần hạt có hàm lượng amylose trung bình thì cha

mẹ hoặc mẹ hoặc cả hai phải có hàm lượng amylose trung bình (Jenning, Coffman and Kauffman, 1979)

Lượng amylose bị môi trường biến đổi một phần theo những phương cách chưa

được biết rõ như: nhiệt độ cao lúc lúa chín làm giảm hàm lượng amylose hay hàm

lượng amylose của một giống lúa có thể khác nhau đến 6% từ mùa này sang mùa khác (Jenning, Coffman and Kauffman, 1979)

Chất lượng nấu nướng được xác định bởi hàm lượng amylose và nhiệt trở hồ mà

ít phụ thuộc vào hàm lượng protein Nếu hàm lượng amylose trung bình từ 22-24% thì nhiệt trở hồ cũng trung bình và cơm sẽ mềm; nếu hàm lượng amylose từ 25-26% thì cơm khô nhưng lại cứng; hàm lượng amylose nhỏ hơn 22%, cơm dẻo nhưng hơi ướt và nhạt (Nguyễn Thị Trâm, 2001)

Hàm lượng protein

So với amylose thì protein là một yếu tố thứ yếu trong phẩm chất hạt, nhưng nó

đóng góp rất cơ bản vào chất dinh dưỡng của gạo Gạọ có hàm lượng protein càng cao

càng có giá trị dinh dưỡng cao (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008)

Theo Jennings et al (1979) hàm lượng protein trong hạt tùy thuộc vào sự

chuyển vị đạm trong hạt đang phát triển Chúng chịu ảnh hưởng của điều kiện môi trường, mức độ bón phân và thời gian sinh trưởng Lượng protein di truyền một cách phức tạp, ở lúa người ta chưa tìm ra được gene đơn nào làm tăng một một loại acid amin nào đó Chang and Somrith, (1979) thì cho rằng tính trạng protein do đa gene

điều khiển và có hệ số di truyền khá thấp

Ngoài ra hàm lượng protein cũng chịu ảnh hưởng bởi bức xạ mặt trời Giống lúa ở vùng nhiệt đới trong giai đoạn chín, đặc biệt giai đoạn 14-21 ngày sau khi trổ có

ảnh hưởng đến tính chất tinh bột và hàm lượng protein (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008)

Tương tự Gomez and De Datta (1975) cũng cho rằng hàm lượng protein có khuynh hướng giảm khi bức xạ mặt trời cao trong thời gian hạt đang phát triển hàm lượng protein cũng giảm theo thời gian tồn trữ, do đó khâu bảo quản sau thu hoạch thì rất quan trọng (Nguyễn Phước Tuyên, 1997)

Các thành phần protein trong hạt lúa chia làm 4 loại : Albumin, globulin, prolamin, glutelin

Albumin: tan trong nước, bị kết tủa ở nồng độ muối (NH4)2SO4 khá cao (70-80%)

Theo Yamagata et al (1982) trong lúa thành phần albumin có hàm lượng lysine cao

nhất, kế đến là glutelin và prolamin Hai thành phần albumin và globulin tập trung ở

lớp aleuron, không giữ được ở gạo xay chà trắng (Fecson et al., 1971)

Globulin: không tan hoặc tan rất ít trong nước, trong dung dịch muối trung hòa NaCl, KCl Na2SO4, K2SO4 Thành phần globulin tập trung ở lớp aleuron của hạt

Độ bền thể gel là giá trị đo lường đặc tính chảy của hồ (10mg) trong 20ml KOH

0,2N và được thể hiện bằng chiều dài hồ nguội đặc theo chiều ngang, tính bằng mm

trong ống nghiệm dài 100mm (Cagampang et al., 1980)

Theo kết quả nghiên cứu của Jennings và ctv (1979) thì lúa có hàm lượng amylose thấp dưới 24% thường có thể gel mềm Các giống có hàm lượng amylose cao như nhau có thể khác nhau về độ bền thể gel.Độ bền thể gel đo lường xu hướng cứng cơm khi để nguội, trong nhóm có cùng hàm lượng amylose, các giống có độ bền thể

gel mềm thì được ưa thích hơn vì mềm cơm (Jennings et al., 1979)

Hiện nay vẫn chưa có ý kiến thống nhất về quy luật di truyền độ bền thể gel Chang and Li, (1981) thì cho rằng nó do gene điều khiển, trong đó gene cứng trội hơn

gene mềm Tang et al (1991) lại cho rằng độ bền thể gel do gene đơn điều khiển và có

nhiều gene phu bổ sung

Tuy nhiên môi trường cũng góp phần ảnh hưởng không nhỏ đến tính trạng này

Nó biến động rất lớn giữa hai vụ đông xuân và hè thu và giữa các vùng canh tác khác nhau (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000)

Vị trí lóng gãy của cây lúa bị đổ ngã

Theo Nguyễn Minh Chơn (2003), trích dẫn của Hoshikawa và Wang (1990) cho rằng lóng thân phía dưới thường bị nứt gãy, điều này cũng tùy thuộc vào tình trạng canh tác Sự nứt gãy lóng thân xảy ra chủ yếu ở lóng thứ tư của giống Sasanishiki (80,4%) Đối với giống Koshihikari thì sự nứt gãy lóng thân xảy ra ở lóng thân thứ tư (46,4%) và lóng thân thứ 5 (53,6%) Không thấy trường hợp nứt gãy lóng thân dẫn đến

đổ ngã ở lóng thứ nhất và thứ hai

Theo quy định, cách đếm thứ tự lóng tính từ cổ bông xuống Ở cây lúa mang bông thường có 4 đến 5 lóng Ở vị trí thứ tư nứt gãy của lóng thân xảy ra thường chiếm

tỷ lệ khoảng 10-30% tính từ đốt bên dưới của lóng nứt gãy

Các nguyên nhân gây đổ ngã trên lúa

Ảnh hưởng hình thái thân và chiều dài lóng đến sự đổ ngã

Theo Chang (1964) sự đổ ngã được khảo sát theo moment cong và độ cứng của thân và bẹ lá, đó là kết quả của trọng lượng thân và chiều cao của trục chính Sau khi trổ gié, trọng lượng bông tăng do hạt sinh trưởng vì thế moment cong tăng Theo

Jennings, Coffman và Kauffman (1979) thì giống kháng đổ ngã tốt thường có kiểu

hình: thân rạ ngắn, dạng thân gọn mọc hơi thẳng đứng Nếu những điều kiện khác tương tự, giống cao cây có moment cong lớn hơn giống thấp cây vì nó có chiều cao thân cao hơn (Yoshida, 1981) Chiều dài của lóng bên dưới và chiều dài cả thân lúa là những đặc tính quan trọng liên quan tới tính đổ ngã Lúa dễ đổ ngã thường có chiều dài lóng bên dưới và chiều dài cả thân dài hơn so với những cây không đổ ngã Theo Nguyễn Minh Chơn (2003) lóng phía dưới càng dài có thể là nguyên nhân quan trọng dẫn tới đổ ngã Theo Nguyễn Ngọc Đệ (1998) thân lúa gồm những lóng và mắt nối tiếp nhau Lóng là phần thân rỗng ở giữa hai mắt và thường được các bẹ lá ôm chặt Thông thường các lóng bên dưới ngắn và các mắt rất khít nhau và lóng dài nhất được

lá đồng ôm chặt Lóng dài hay lóng ngắn tùy thuộc vào đặc tính của từng loại giống và

điều kiện môi trường của giống lúa đang sinh trưởng, cây lúa nào có lóng ngắn,

thành lóng dày, bẹ lá ôm sát thân thì cây sẽ cứng chắc, khó đổ ngã và ngược lại

Thân cây lúa là một trong những yếu tố quyết định đến sự đổ ngã Độ cứng chắc của thân cũng là chỉ số lựa chọn quan trọng nhất cho giống kháng đổ ngã (Xiao và ctv 2002) Độ cứng của thân bị ảnh hưởng bởi: chiều dài của lóng dưới, độ cứng và độ chắc của lóng dài, độ cứng và độ chặt của bẹ lá Sự đổ ngã thường do sự cong hay oằn xuống của hai lóng dưới thấp nhất (lóng 4 và 5) và dài hơn 4 cm Những lóng dài thường bị ảnh hưởng bởi độ cứng cơ học, thành phần hóa học và độ cứng của mô (Cơ

sở khoa học cây lúa, 1981)

Ảnh hưởng dạng hình lóng thân đến đổ ngã

Quan sát phẫu diện cắt ngang của lóng thân lúa cho thấy lóng thân cây lúa có dạng hình elip chứ không thật sự là hình tròn (Hoshikawa và Wang, 1990) Tính dẹt của những lóng phía dưới thì cao hơn những lóng phía trên Số liệu quan sát của Hoshikawa và Wang (1990) từ hai giống lúa dễ đổ ngã của Nhật là Sasanishiki và Koshihikari cho thấy rằng lóng thứ nhất của hai giống lúa này có dạng hơi tròn và càng

về các lóng phía dưới thì thân lúa càng dẹt với sự chênh lệnh đường kính trục lớn và trục nhỏ của lóng thân gia tăng Khi so sánh tính dẹt của lóng thân thứ ba và thứ tư của hai giống lúa nói trên cũng thấy rằng những cây lúa dễ đổ ngã có thân dẹt hơn những cây lúa không đổ ngã

Ảnh hưởng của phiến lá, cổ lá và bẹ lá đến đổ ngã

Phiến lá là phần phơi ngoài ánh sáng, bộ phận quang hợp chủ yếu của cây lúa nhờ vào các tế bào nhu mô có chứa nhiều hạt diệp lục Lá lúa có thể quang hợp được

cả hai mặt lá; tán lá đứng có chỉ số diện tích lá tối hảo hơn hạn chế đổ ngã

Cổ lá là phần tiếp nối giữa cuống lá và bẹ lá Cổ lá to hay nhỏ ảnh hưởng tới góc độ của phiến lá Cổ lá càng nhỏ góc độ của phiến lá dài và hẹp, lá lúa càng thẳng

đứng thuận lợi cho việc sử dụng ánh sáng cho quang hợp Nếu cổ lá to thì góc độ của

phiến lá lớn, lá lúa rũ xuống là điều kiện tốt cho mầm bệnh tấn công và nếu gặp điều kiện thời tiết không thuận lợi thì khả năng đổ ngã càng cao (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008)

Bẹ lá là phần ôm lấy thân lúa có chức năng quan trọng như là nơi tích trữ sản phẩm quang hợp và chuyển sản phẩm quang hợp vào bông vào giai đoạn lúa chín Giống lúa nào có bẹ lá ôm sát thì cây lúa đứng vững khó đổ ngã hơn Bẹ lá, chiều dài lóng và tiết diện cắt ngang lóng thân là những yếu tố chủ yếu xác định độ cứng của thân (Chang và Vergara, 1972) Ở giai đoạn đầu khi cây lúa còn nhỏ, thân vẫn còn yếu,

bẹ lá làm nhiệm vụ chống đỡ cho toàn cây, cho tới khi lóng bắt đầu vươn dài Ngay sau khi phát triển của lóng đã hoàn thành thì bị bẹ lá góp phần vào độ cứng của thân khoảng 30-60% (Chang, 1964) Như vậy, giống lúa nào có bẹ càng ôm sát thân thì cây lúa càng đứng vững và khó đổ ngã hơn

12

Ảnh hưởng của rễ lúa đến đổ ngã

Rễ xuất hiện đầu tiên khi cây lúa nẩy mầm là rễ mầm Rễ lúa có nhiệm vụ hút nước cung cấp cho phôi phát triển, nếu rễ mầm bị thiệt hại rễ thứ cấp có thể mọc ra, rễ mầm sẽ chết sau 10-15 ngày, lúc đó đến sự xuất hiện của rễ phụ Nó được mọc ra từ các mắt (đốt) trên thân lúa Mỗi mắt có từ 5-25 rễ phụ, rễ phụ mọc dài, có nhiều nhánh

và lông hút Tại mỗi mắt có 2 vòng rễ: vòng rễ trên to khỏe, vòng rễ dưới nhỏ và kém quan trọng hơn Trong giai đoạn tăng trưởng các mắt này thường khít nhau và nằm ở dưới mặt đất nên rễ lúa tạo thành một chùm Ở đất khô rễ mọc thành chùm to, số rễ nhiều mọc rộng và ăn sâu xuống đất để tăng khả năng hút nước Vì khả năng ăn sâu xuống đất của rễ lúa giúp cây bám chặt vào đất có tác dụng cơ học trong việc hạn chế

đổ ngã (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008)

Ảnh hưởng của mật độ sạ đến đổ ngã

Lúa dễ đổ ngã hay không đổ ngã còn phụ thuộc vào mật độ sạ (Yoshinaga, 2005) Nếu sạ quá thưa, cây lúa nở bụi nhưng không giáp tán nổi hay sạ quá dày đều làm cho cây lúa vươn cao để cạnh tranh ánh sáng thì dễ bị gãy ngã (Võ Tòng Xuân và

Hà Triều Hiệp, 1998) Theo Nguyễn Văn Hậu (2003) khi sạ ở mật độ thưa lúa nở bụi tốt hơn, lúa ít bị nhiễm sâu bệnh và đặc biệt là lúa ít bị đổ ngã

Kỹ thuật canh tác ảnh hưởng đến đổ ngã trên lúa

Theo Yoshinaga (2005) trong canh tác lúa dễ ngã hay không còn phụ thuộc rất nhiều vào mật độ sạ Nếu sạ quá thưa, cây lúa nở bụi không giáp tán nổi Nếu sạ quá dày làm cho cây lúa vươn cao để cạnh tranh ánh sáng vì thế rất dễ bị đổ ngã (Võ Tòng Xuân và Hà Triều Hiệp, 1998)

Bên cạnh đó, lượng nước trong đất cũng có ảnh hưởng ít hay nhiều tới sinh trưởng của bộ rễ vì sự phân hóa chất khô trong đất thay đổi theo tỷ lệ nước trong đất Trong thời kỳ đầu, rễ lúa thường phân bố ở tầng trên vì trên tầng đất mặt nhiều nước, nhiều chất dinh dưỡng và oxy Sau đó cùng với quá trình sinh trưởng, rễ ăn sâu hơn vì nước tưới đưa chất dinh dưỡng và khí oxy xuống sâu hơn giúp bộ rễ phát triển và ăn sâu xuống tầng đất dưới, giúp cây đứng vững trong đất, giảm đổ ngã

Các yếu tố môi trường liên quan tới sự đổ ngã

Sự đổ ngã trên lúa còn phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện thời tiết chẳng hạn như: mưa bão kéo dài, cây lúa thiếu ánh sáng làm cây phát triển kém, vươn lóng cao và yếu Hơn nữa, khi mưa bão thường xuyên làm cho cây lúa vốn đã yếu, nay còn yếu hơn và dễ dàng dẫn đến đổ ngã (Setter, 1994; Nguyễn Ngọc Đệ, 1993)

Đỗ ngã ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng lúa

Theo Jennings và ctv (1979) thân rạ cao ốm yếu dẫn đến dễ đổ ngã Đổ ngã sớm gây ra hiện tượng bộ lá nằm chồng chéo lên nhau, làm tăng hiện tượng bóng rợp làm cản trở sự chuyển vị các dưỡng liệu và các chất quang hợp làm hạt lép và giảm năng suất Hơn thế nữa, lúa bị đổ ngã thì sự hút dinh dưỡng và quá trình quang hợp không bình thường, sự vận chuyển các sản phẩm của quá trình quang hợp của cây bị trở ngại, vì vậy hô hấp mạnh làm tiêu hao chất dự trữ đưa đến hạt lép nhiều, giảm năng suất (Yoshida, 1981; Hoshikawa, 1990) Ngoài ra, thiệt hại do đổ ngã còn phụ thuộc vào mức độ đổ ngã và thời điểm đổ ngã (Setter, 1994)

Theo Shouichi Yoshida (1981) sự đổ ngã làm giảm mạnh năng suất, đặc biệt là sau khi trổ gié và bông chạm mặt nước, trong và sau khi trổ gié, sự đổ ngã càng sớm, năng suất lúa càng giảm nhiều Nếu quá trình phân hóa đồng bị trở ngại thì bông sẽ

ít hạt, hạt nhỏ, nhiều hoa bị thoái hóa

Bên cạnh đó, lúc lúa trổ bông, phơi màu, thụ phấn xảy ra trong điều kiện không thuận lợi thì cũng có nhiều hạt lép Trong thời kỳ ngậm sữa, nếu thời tiết xấu làm lúa

bị đổ ngã thì sự hấp thu dinh dưỡng và quang hợp diễn ra không bình thường, sự vận chuyển của các chất bị trở ngại dẫn đến hạt bị lép nhiều, năng suất giảm Sự đổ ngã của lúa càng sớm thì cây lúa sẽ sinh ra nhiều hạt lửng, năng suất lúa giảm nhiều Rạ khô mềm yếu dễ bị ngã rạp, các nhánh gié bị gãy thành từng đoạn, hạt rơi rớt nhiều làm giảm năng suất và phẩm chất hạt, làm tăng tỷ lệ hạt bị gãy nhiều khi xay xát

Khả năng thích ứng với điều kiện mặn của cây lúa

Đất mặn và ảnh hưởng của mặn đến cây lúa

1.5.2 Đất mặn

Maas và Hoffman (1977), xác định đất mặn khi đất có đủ muối trong vùng rễ để cho một dẫn điện trích bão hòa (ECe) là 4 mS cm-1 ở 250C Đó là giá trị ngưỡng mà sản lượng lúa giảm đáng kể khi nồng độ muối tăng Đất mặn ven biển chủ yếu do sự tràn ngập của nước biển và nước thường có pH thấp Tính mặn ở đây do nước dẫn thủy hoặc nước ngầm Sự bốc hơi cao dẫn đến muối tập trung ở vùng rễ và đất thường có

pH cao (Yoshida, 1981) Độ mặn ở đất ven biển thay đổi theo thủy triều và lượng nước mưa (Jennings và ctv., 1979)

Hội khoa học đất của Mỹ (SSSA 1979) đã xác định đất mặn là đất có độ dẫn điện (EC) > 2 dSm-1, không kể đến hai giá trị khác: tỉ lệ hấp thu sodium (SAR) và pH Tuy nhiên, hầu hết các định nghĩa khác nhau đều chấp nhận đất mặn là đất có độ dẫn điện

EC > 4 dSm-1 ở điều kiện nhiệt độ 250C, phần trăm sodium trao đổi ESP kém hơn 15

và pH < 8,5 (USDA, 1954)

14

Donal A Horneck (2007) lại có ý kiến đặc tính đất bị ảnh hưởng bởi mặn thành 3 nhóm đất: đất mặn (saline soil), đất kiềm (sodic soil), đất kiềm- mặn (saline-sodic soil) dựa vào các chỉ tiêu ESP, SAR và độ mặn đất (ECe) theo bảng phân loại dưới đây

Bảng 1.1 Phân loại đất bị ảnh hưởng bởi mặn (Donal A Horneck, 2007)

(ESP)

Tỷ lệ natri hấp thu (SAR)

natri cao có khả năng thủy phân kiềm (Szbolcs, 1974)

Ảnh hưởng của mặn đến cây lúa

Ảnh hưởng ở giai đoạn nảy mầm và giai đoạn mạ của cây lúa

Độ mặn trì hoãn sự nảy mầm nhưng không làm giảm đáng kể phần trăm hạt nảy

mầm cuối cùng (Akbar và Yabuno, 1974) Cây lúa đạt được sự chống chịu trong thời gian sinh trưởng dinh dưỡng (Iwaki, 1956, Kaddah và Fakhry, 1961, Pearson và Bernstein, 1959) Sự chống chịu này thường tương quan với tuổi mạ Makihira và ctv., (1999), Valle và Babe (1947), nghiên cứu ảnh hưởng của mặn bắt đầu lúc 30, 60, 90 ngày sau khi cấy nhận thấy rằng mặn gây hại nhiều nhất ở thời kỳ non nhất Khi cây lúa già hơn sự chống chịu của chúng gia tăng Ở 90 ngày tuổi, cây lúa hầu như không

bị ảnh hưởng bởi mặn.Pearson (1961), cây lúa rất kháng mặn trong giai đoạn nảy mầm nhưng lại nhiễm trong thời kỳ 2 lá đầu tiên và tính kháng của nó lại tăng lên trong giai

đoạn đẻ nhánh và vươn lóng, giảm xuống giai đoạn nở hoa, trong giai đoạn chín nó ít

bị ảnh hưởng

Sự nảy mầm khoảng 80- 100% xảy ra ở EC= 25- 30 mS cm-1 ở 250C của dung dịch mặn sau 14 ngày (Pearson và ctv., 1966) Cây lúa mẫn cảm nhiều trong giai đoạn cây mạ non (2- 3 lá) hơn trong thời gian nảy mầm, thời gian nảy mầm kéo dài với việc gia tăng nồng độ muối vì nó liên quan trực tiếp đến lượng nước được hấp thu Cây lúa mẫn cảm với mặn trong thời gian cây mạ 14 ngày tuổi, cho thấy triệu chứng stress như

lá xoắn lại, hơi vàng chóp lá xuất hiện nhiều hơn ở các giống nhiễm (Akbar và

Yabuno, 1974, Pearson và ctv., 1966)

Ở giai đoạn mạ non, mặn gây ra sự khô và cuộn tròn lá, màu nâu của chóp lá và

cuối cùng làm cho cây mạ chết (Tagawa và Ishizaka, 1965) Nói chung,triệu chứng gây hại của mặn xuất hiện trước hết trên lá già, sau đó đến lá thứ hai và cuối cùng đến lá

trưởng thành Mặn ngăn cản sự kéo dài lá và sự hình thành lá mới (Akbar, 1975)

Ngưỡng chống chịu mặn

Ngưỡng chống chịu mặn là một khái niệm được phát triển bởi Maas and Hoffam (1977) Khái niệm đã luận ra sự phản ứng lại với muối, nhờ đó một vài sự biến thiên của nồng độ muối không làm suy giảm sinh trưởng và năng suất của cây trồng, vượt quá ngưỡng thì năng suất cây trồng có tương quan nghịch với nồng độ muối Nơi năng suất không bị ảnh hưởng bởi mặn, tốc độ phân tán muối tới chồi có thể được cân bằng bởi việc tạo không bào Nó làm chậm lại sự đi vào của muối theo cách loại trừ muối ở bề mặt rễ hay qua sự sinh trưởng cung cấp nơi cho muối đi vào bằng cách tạo

ra nhiều không bào hơn (Volkmar et al., 1997)

Môi trường thay đổi có thể thay đổi trạng thái cân bằng theo hướng thiếu cân bằng muối được thể hiện như một thay đổi trong đặc điểm mức ngưỡng của cây trồng Nếu mức ngưỡng chống chịu là một chức năng của môi trường thì sự chống chịu sẽ

thay đổi hợp lý (Volkmar et al., 1997) Lúa được xếp vào nhóm cây trồng tương đối

chịu mặn Ngưỡng chống chịu NaCl của cây lúa là EC = 4 dS m-1 (2,56‰) (Sathish et al., 1997) Còn theo Grattan et al., 2002 thì ngưỡng chống chịu mặn đang được công

bố cho cây lúa có giá trị EC = 3 dS m-1 (1,92‰)

Cơ chế chống chịu mặn của cây lúa

Đối với cây lúa, tính trạng chống chịu mặn là một tiến trình sinh lý rất phức tạp,

thay đổi theo các giai đoạn sinh trưởng khác nhau của cây (Akbar and Yabuno 1972, 1975) Tính trạng bất thụ trên bông lúa khi bị stress do mặn được điều khiển bởi một

số gene trội, nhưng các gene này không tiếp tục thể hiện ở các thế hệ sau cùng Phân tích diallel về tính trạng chống chịu mặn, người ta ghi nhận cả hai hoạt động gene cộng tính và không cộng tính với hệ số di truyền thấp 19,18%, và ảnh hưởng của môi trường rất lớn (Gregorio and Senadhira 1993)

Yeo and Flower (1984), đã tổng kết cơ chế chống chịu mặn như sau:

Hiện tượng ngăn chặn muối: Cây không hấp thu một lượng muối dư thừa nhờ hiện tượng hấp thu có chọn lọc

Hiện tượng tái hấp thu: Cây hấp thu một lượng muối thừa nhưng được tái hấp thu trong

mô libe Na+ không chuyển vị đến chồi thân

Chuyển vị từ rễ đến chồi: Tính trạng chống chịu mặn được phối hợp với một mức độ cao về điện phân ở rễ lúa, và mức độ thấp về điện phân ở chồi, làm cho sự chuyển vị Na+ trở nên ít hơn từ rễ đến chồi

16

Hiện tượng ngăn cách từ lá đến lá: Lượng muối dư thừa được chuyển từ lá non sang lá già, muối được định vị tại lá già không có chức năng, không thể chuyển ngược lại.Chống chịu ở mô: Cây hấp thu muối và được ngăn cách trong các không bào của lá, làm giảm ảnh hưởng độc hại của muối đối với hoạt động sinh trưởng của cây Ảnh hưởng pha loãng: Cây hấp thu muối nhưng sẽ làm loãng nồng độ muối nhờ tăng cường tốc độ phát triển nhanh và gia tăng hàm lượng nước trong chồi

Tất cả những cơ chế này đều nhằm hạ thấp nồng độ Na+ trong các mô chức năng, do đó làm giảm tỉ lệ Na+/ K+ trong chồi (< 1) (Gregorio and Senadhira, 1993) Yeo and Flowers (1984), kết luận rằng mỗi giống lúa đều có một hoặc hai cơ chế nêu trên, không phải có tất cả, phản ứng tốt nhất làm gia tăng tính chống chịu mặn phải gắn liền với việc tối ưu hóa nhiều đặc điểm sinh lý, có tính chất độc lập tương đối với nhau

Bên cạnh các cơ chế trên thì việc dự trữ và loại trừ muối cũng là một cơ chế quan trọng của cây chịu mặn nói chung và cây lúa nói riêng Phần lớn cây chịu mặn sử dụng muối như là một chất thẩm thấu để cân bằng nồng độ môi trường bên ngoài; Hơn thế nữa, ở đó thường xuất hiện mối quan hệ không dễ dàng thấy rõ giữa sự loại trừ muối và tính chịu mặn giữa nhiều cây mẫn cảm mặn Sự loại trừ Na+ là đặc tính chung của một số dòng lúa chịu mặn, dòng nhiễm mặn có mức Na+ ở chồi thấp hơn nhiều so

với dòng chịu mặn (Saneoka et al., 1992) Lê Văn Căn (1978), cho biết mức độ gây hại

của muối tùy thuộc vào độ mặn của cây, ở thực vật không chịu mặn chúng phản ứng lại bằng cách thải ion Cây chịu mặn thải ion qua chồi non, cây không chịu mặn không

có khả năng này Cây chịu mặn có thể chịu nồng độ muối cao là nhờ khả năng tích lũy muối trong cây giúp tăng áp suất thẩm thấu trong tế bào, nhờ vậy mà cây hút nước từ

đất mặn một cách dễ dàng (Đặng Thế Dân, 2005)

Năng suất lúa bị giảm là do ảnh hưởng của mặn Một giống lúa có ưu thế hoạt

động gene cộng tính đối với năng suất sẽ là điều kiện thuận lợi cho chọn lọc giống

trong môi trường mặn Trong phân tích di truyền số lượng thông qua lai diallel 9x9, tính trạng chống chịu mặn được xem xét qua tỉ lệ thấp của Na+ / K+ ở trong chồi, tính trạng này được kiểm soát bởi hoạt động của cả hai nhóm gene cộng tính và không cộng tính Tính trạng Na+ / K+ thấp còn thể hiện ảnh hưởng siêu trội và được điều khiển bởi

ít nhất hai nhóm gene trội Ảnh hưởng của môi trường rất có ý nghĩa và hệ số di truyền thấp (19,18%) (Gregorio và Senadhira 1993) Từ đó, các tác giả đề nghị quần thể con lai phải thật lớn, và việc tuyển chọn nên được thực hiện ở các thế hệ sau cùng, dưới

điều kiện mặn được kiểm soát chặt chẽ, giảm thiểu thấp nhất ảnh hưởng biến động của

môi trường

Nguyễn Thị Lang và ctv (2001), đã nghiên cứu chuyên đề cải tiến giống lúa chống chịu mặn ở ĐBSCL với vật liệu là các giống lúa địa phương cổ truyền, các giống cải tiến trong chương trình lai, các giống đối chứng Pokkali và A69-1 (chuẩn

kháng), IR28 (chuẩn nhiễm) Kết quả thanh lọc mặn ở giai đoạn mạ sau 3 tuần xử lý mặn cho thấy hai giống Đốc Đỏ và Đốc Phụng có điểm chống chịu mặn tương đương với giống chuẩn kháng Pokkali (với điểm chống chịu là 3 và 5 ở độ mặn 6 dS m-1(3,84‰) và 12 dS m-1 (7,68‰) (trích dẫn từ Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2003) Hai giống Đốc Đỏ và Đốc Phụng cũng đã được đánh giá như nguồn cho gene kháng ở

ĐBSCL (Bùi Chí Bửu và ctv., 1995)

Ảnh hưởng bất lợi của mặn đối với cây lúa

Cây lúa trồng ở đất mặn phải đối mặt với stress thẩm thấu cao, nồng độ cao của các ion độc tố như Na+ và Cl- mà cuối cùng gây ra sự giảm sinh trưởng (Martinez and Lauchli, 1993) Theo Zelensky (1999), có hai loại đất mặn được Hình thành do Cl- và

SO4-, nhưng NaCl thì độc nhất Sự gia tăng nồng độ muối gây ra việc giảm đối với trọng lượng khô của cây, hấp thu dưỡng chất, và năng suất hạt lúa Cả hai loại mặn đều

ức chế sự sinh trưởng và năng suất lúa

Mặn gây ra những triệu chứng chính cho cây lúa như: đầu lá trắng theo sau bởi

sự cháy chóp lá, màu nâu của lá và chết lá, sinh trưởng của cây bị ức chế, số chồi thấp, sinh trưởng của rễ kém, lá cuộn lại, tăng số hạt bất thụ, số hạt trên bông thấp, giảm trọng lượng 1000 hạt, thay đổi khoảng thời gian trổ, chỉ số thu hoạch thấp, năng suất hạt thấp (Nguyễn Văn Bo, 2010)

Thiệt hại do mặn thể hiện trước hết là giảm diện tích lá Trong điều kiện thiệt hại nhẹ, trọng lượng khô có xu hướng tăng lên trong một thời gian, sau đó giảm nghiêm trọng do suy giảm diện tích lá Trong điều kiện thiệt hại nặng hơn, trọng lượng khô của chồi và của rễ suy giảm tương ứng với mức độ thiệt hại Ở giai đoạn mạ, lá già hơn sẽ mất khả năng sống sót sớm hơn lá non (Akita, 1986)

Rầy nâu

Rầy nâu có tên khoa học là Nilaparvata lugens Stal, họ Delphasidae, thuộc bộ

Homoptera Rầy nâu thích hợp với điều kiện khí hậu nóng ẩm , ẩm độ cao,,mưa

nắng xen kẻ và thường gây hại nặng trên diện rộng Rầy nâu xâm nhập vào ruộng lúa ngay từ khi mới cấy và hại cả trên mạ Cao điểm rầy phát sinh mật độ cao và gây hại nặng vào giai đoạn lúa trổ xong, ngậm sữa và bắt đầu chín

Nhiều nơi ở ĐBSCL đã xuất hiện lúa liên tục nhiều vụ trong năm và canh tác nhiều năm liền, chính điều này cũng là một cơ hội cho sự bộc phát dịch hại, đặc biệt trong năm 2006 dịch rầy nâu xuất hiện ở những vùng sản xuất lúa trọng điểm của cả nước Rầy nâu là đối tượng mang các mầm bệnh: lùn xoắn lá, lúa cỏ, vàng lùn, chúng

có khả năng truyền bệnh lúa cỏ mà không có giống lúa nào có khả năng kháng lại

được, làm giảm năng suất lúa Những năm gần đây, diện tích canh tác giống lúa thơm

Jasmin85, lúa đặc sản,… ngày càng tăng, đây là những giống nhiễm rầy nặng ở hầu hết các tỉnh ĐBSCL

Giống lúa có khả năng chịu đựng rầy nâu là giống bị rầy nâu sống trên đó và phát triển thành quần thể nhưng giống đó vẫn sinh trưởng và năng suất bình thường ( Phạm Văn Lầm, 2006) Việc phòng trừ rầy nâu bằng thuốc hóa học hiện nay ít có hiệu

18

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP

Thời gian và địa điểm

Thời gian: Đề tài được thực hiện từ (20122014) từ tháng 2 2013 đến tháng 9

-2014 năm sau

Địa điểm: Thí nghiệm được tiến hành tại Nhà lưới và Phòng thí nghiệm Di

truyền - Chọn giống và Ứng Dụng Công Nghệ Sinh học, Bộ môn Di Truyền - Giống

Nông Nghiệp, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại học Cần Thơ

Phương tiện

Vật liệu nghiên cứu

Giống làm mẹ: Lúa Sỏi (Indica)

Giống làm cha: Lúa Nhật (Japonica)

Hai giống: IR28 (chuẩn nhiễm) và Đốc Phụng (chuẩn kháng)

Đặc tính nông học và chỉ tiêu phẩm chất các giống/dòng cây cha, mẹ được trình

Cao cây (cm)

Đặc tính giống Amylose

(%)

Protein (%)

nở buội, trổ bông theo mùa, cao cây,

dễ đổ ngã

Nguồn: Bộ môn di truyền giống nông nghiệp,ĐHCT