XÁC ĐỊNH một số BIỆN PHÁP kỹ THUẬT PHÙ hợp NHẰM PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ sản XUẤT hạt LAI f1 tổ hợp VIỆT LAI 50 tại THANH HOÁ

2.2.6 Đảm bảo chất lượng và phẩm cấp hạt giống 322.3 Tình hình nghiên cứu phát triển lúa lai trên thế giới và Việt Nam 352.3.1 Tình hình nghiên cứu lúa lai trên thế giới 352.4 Định hướng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

PHẠM VĂN THÀNH

XÁC ĐỊNH MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT PHÙ HỢP NHẰM PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT HẠT LAI

F1 TỔ HỢP VIỆT LAI 50 TẠI THANH HOÁ

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành : Trồng trọt

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN HOAN

Hà Nội - 2010

LỜI CAM ĐOAN

- Tôi xin cam đoan ràng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn làtrung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

- Tôi xin cam đoan ràng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn

đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõnguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2010

Tác giả luận văn

Phạm Văn Thành

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ sự biết ơn tới các thầy cô giáo Khoa sau đại học, Khoa nông học, đặc biệt là các thầy cô giáo trong bộ môn Di truyền giống Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Thầy giáo PGS-TS Nguyễn Văn Hoan người đã hướng dẫn, giúp đỡ tận tình trong suốt thời gian thực hiện đề tài và trong quá trình hoàn thành luận văn tốt nghiệp.

Cho phép tôi bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới Phòng trồng trọt Sở NN & PTNT Thanh Hoá; Ban Giám đốc và Phòng kỹ thuật Trung Tâm NCƯD - KHKT giống cây trồng nông nghiệp Thanh Hoá, nơi tôi thực hiện đề tài, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất giúp tôi hoàn thành đề tài theo kế hoạch của nhà trường đề ra Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp đã động viên khích lệ giúp tôi hoàn thành đề tài này Tôi xin trân trọng cám ơn những tình cảm cao quí đó!

Tác giả luận văn

Phạm Văn Thành

MỤC LỤC

2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1.1 Khái niệm ưu thế lai và lịch sử nghiên cứu lúa lai 4

2.1.4 Cơ sở khoa học của việc khai thác khai thác và sử dụng ưu thế lai

2.2 Những thành tựu nghiên cứu công nghệ sản xuất hạt giống lai F1

2.2.6 Đảm bảo chất lượng và phẩm cấp hạt giống 322.3 Tình hình nghiên cứu phát triển lúa lai trên thế giới và Việt Nam 352.3.1 Tình hình nghiên cứu lúa lai trên thế giới 35

2.4 Định hướng phát triển lúa lai trong thời gian tới tại Thanh Hóa 42

3 VẬT LIỆU - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNGPHÁP NGHIÊN CỨU 44

4.1 Một số đặc điểm chủ yếu về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội

liên quan đến sản xuất nông nghiệp của tỉnh Thanh Hoá 514.1.1 Vài nét về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của tỉnh Thanh Hoá 51

4.1.3 Tình hình sản xuất nông nghiệp ở Thanh Hoá những năm qua 574.2 Kết quả thí nghiệm triển khai trong đề tài 594.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ gieo đến dòng bố mẹ tổ hợp

4.3.3 Xác định liều lượng phun GA3 hợp lý cho tổ hợp Việt Lai 50 704.3.4 Nghiên cứu kết cấu quần thể hợp lý trong sản xuất hạt lai F1 tổ

4.3.5 Đánh giá chất lượng của hạt lai sản xuất 85

TGMS Temprature sensiticve genic male sterility (bất dục đực

cảm ứng với nhiệt độ)PGMS Phoperiodic - sensiticve genic male sterility (bất dục đực

cảm ứng với quang chu kỳ)

R Restorer: Dòng phục hồi hữu dục

S Dòng bất dục đực chức năng di truyền nhân cảm ứng với

Viện nghiên cứu lúa Quốc tế

KN & KL Khuyến nông và khuyến lâm

NN & PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn

WA Wild Abortion: Bất dục đực hoang dại

TTNC & PTL Trung tâm nghiên cứu và phát triển lúaTTNCƯD-KHKT GCT NNTH Trung tâm nghiên cứu ứng dụng khoa họckỹ

DANH MỤC BẢNG

STT Tên bảng Trang4.1 Diễn biến một số yếu tố khí hậu chính qua các tháng trong năm 2009 534.2 Diễn biến tỷ lệ cơ cấu lúa lai và năng suất ở tỉnh Thanh Hoá 574.3 Đặc điểm nông sinh học của dòng mẹ 135S và dòng bố R50 594.4 Động thái ra lá của dòng mẹ 135S và dòng bố R50 614.5 Động thái nở hoa/bông của dòng mẹ 135S và dòng bố R50 624.6 Động thái trỗ bông/ngày của dòng mẹ 135S và dòng bố R50 644.7 Ảnh hưởng của thời vụ gieo đến thời gian sinh trưởng của dòng

4.8 Ảnh hưởng của thời vụ gieo đến các yếu tố cấu thành năng suất và

4.9 Ảnh hưởng của liều lượng GA3 tới chiều cao cây cuối cùng của

4.17 Ảnh hưởng của tỉ lệ hàng S/R và mật độ cấy dòng 135S đến sự

nh trưởng, phát triển và độ thuần đồng ruộng qua hậu kiểm 85

DANH MỤC SƠ ĐỒ

STT Tên sơ đồ Trang

2.2 Mối quan hệ giữa nhiệt độ và độ dài ngày đối với dòng TGMS 12

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

4.1 Động thái nở hoa/bông của dòng mẹ 135S và dòng bố R50 63

1 MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Lúa (Oryza sativa L) là cây lương thực được trổng phổ biến từ lâu và

gắn liền với lịch sử tiến hoá của loài người, nhất là ở các nước châu Á và cũng

là cây lương thực đứng thứ hai sau lúa mì, cung cấp lương thực cho hơn 54%dân số thế giới Với tốc đô dân số ngày một tăng nhanh, sản lượng lương thựckhó đáp ứng nổi đời sống đói nghèo của hơn 800 triệu người dân hiên nay và cóthể trên 1 tỉ người vào những năm đầu của thế kỷ XXI Do đó tăng tiềm năngnăng suất lúa trên toàn cầu là một việc làm cần thiết Để giải quyết vấn đề nàytoàn thế giới đang tập chung nghiên cứu, khai thác ưu thế lai về lúa và một sốcây trổng khác

Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu lúa lai từ năm 1964 bởi Yuan LongPing,

chỉ sau 12 năm (1976) Trung Quốc là quốc gia đầu tiên và duy nhất đã đưa lúalai vào sản xuất, đã thành công trên diện tích hàng trục triệu ha trong 2 thập kỷqua Năm 2007 diện tích trổng lúa lai tại đất nước này đã đạt tới 17,5 triệu ha,năng suất cao hơn lúa thường từ 15- 20% Hiện nay, ngoài Trung Quốc việcnghiên cứu lúa lai đã mở rộng ra nhiều nước trên thế giới như: Ấn Độ,Philippine,

Brazil, Ai Cập, Mỹ, Bangladesh, Việt Nam [22]

Ở Việt Nam, tuy mới bắt đầu nghiên cứu và phát triển lúa lai vàonhững năm đầu của thập kỷ 90 tại các Viện nghiên cứu và các Trường đại học Nguồn vật liệu dùng cho nghiên cứu chủ yếu có nguồn gốc từ TrungQuốc, Viện lúa quốc tế (IRRI) và Ấn Độ Với phương châm đi tắt đón đầu ápdụng thành tựu khoa học về lúa lai trên thế giới Việt Nam bước đầu đã thuđược nhiều kết quả đáng khích lệ Chúng ta đã làm chủ được công nghệ chọntạo, duy trì nhân dòng bố mẹ lúa lai hệ 3 dòng và 2 dòng cũng như công nghệ

Tuy nhiên khó khăn lớn nhất cho phát triển bền vững trong sản xuất lúalai ở Việt Nam là nguồn giống lúa lai F1 chỉ đủ đáp ứng được 20%, còn lại80% chủ yếu nhập từ Trung Quốc với giá thành cao lại không chủ động.

Thanh Hoá là tỉnh có diện tích trồng lúa tương đối lớn với 225.602ha.Hàng năm diện tích gieo cấy bằng giống lúa lai không ngừng tăng lên Năm

1992 mới chỉ gieo cấy 415 ha thì sau gần 10 năm, năm 2001 là 81.000ha Đếnnay diện tích gieo cấy bằng giống lúa lai đã lên tới 111.253 ha chiếm 44%diện tích lúa cấy, các giống lúa lai chủ yếu được nhập từ Trung Quốc, Từ năm

2000 đến nay để khắc phục kịp thời sự thiếu giống lúa lai trên địa bàn tỉnh.UBND tỉnh Thanh Hoá cho phép thực hiện chương trình tự sản xuất hạt giốnglúa lai F1 và đề ra nhiều chính sách ưu tiên Năm 1999 sản xuất hạt giống lúalai mới chỉ có 44,1 ha, sản lượng hạt lai đạt 88 tấn Đến năm 2009 diện tíchsản xuất hạt giống lúa lai F1 đã phát triển lên gần 500ha, sản lượng dự kiếnđạt gần 1000 tấn Thanh Hoá cũng đã làm chủ được công nghệ chọn tao, duytrì và công nghệ sản suất hạt lai trên các tổ hợp lúa lai hệ 3 dòng như: giốnglúa lai Nhị ưu 63, Nhị ưu 838, Băc ưu 903, HYT 83 và hệ 2 dòng như: giốnglúa lai TH3-3, TH3-4, VL20, VL24 và trong những năm tiếp theo khôngngừng tuyển chọn và du nhập các tổ hợp lai mới cho năng suất cao, phù hợpvới điều kiện khí hậu, đất đai và trình độ tập quán canh tác ở địa phương

Xuất phát từ thực tế trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Xác định một

số biện pháp kỹ thuật phù hợp nhằm phát triển công nghệ sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Việt Lai 50 tại Thanh Hoá”.

1.2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Xác định được một số biện pháp kỹ thuật trong sản xuất hạt lai F1 tổhợp Việt Lai 50 đạt năng suất cao, chất lượng tốt phù hợp với điều kiện khíhậu và trình độ sản xuất ở tỉnh Thanh Hoá

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.3.1 Ý nghĩa khoa học

- Không ngừng bổ sung nguồn giống lúa lai chất lượng cao vàosản

xuất trên địa bàn tỉnh

- Việc ứng dụng sản xuất thành công các công nghệ sản xuất hạt lai 2dòng tại Thanh Hoá cũng như ở Việt Nam có ý nghĩa to lớn trong việc chọntạo giống, giảm bớt sự phụ thuộc vào công tác nhập nội giống lai F1 từ TrungQuốc

- Hoàn thiện được qui trình sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Việt Lai 50,giúp

nông dân có thể ứng dụng công nghệ sản xuất hạt lai một cách dễ dàng, vớimức đầu tư thấp Bên cạnh đó đáp ứng được nhu cầu mở rộng diện tích sản

xuất hạt lai F1 đạt năng suất cao trên một đơn vị diện tích cho địa phương

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

- Đối tượng nghiên cứu là tổ hợp lúa lai 2 dòng mới Việt Lai 50

2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài

2.1.1 Khái niệm ưu thế lai và lịch sử nghiên cứu lúa lai

Ưu thế lai (heterosis) là một thuật ngữ để chỉ tính hơn hẳn của con lai

F1 so với bố mẹ chúng về các tính trạng hình thái, khả năng sinh trưởng, sứcsống, sức sinh sản, khả năng chống chịu và tính thích nghi, năng suất, chấtlượng hạt và các đặc tính khác [25]

Nghiên cứu về ưu thế lai của cây lúa, năm 1926, J.W.Jones (nhà thựcvật học người Mỹ) lần đầu tiên báo cáo về sự xuất hiện ƯTL trên những tínhtrạng số lượng và năng suất lúa Tiếp theo đó là các công trình nghiên cứukhác của các nhà khoa học Trung Quốc, Ấn Độ nghiên cứu ƯTL về năngsuất, các yếu tố cấu thành năng suất lúa (Anonymous 1977; Li 1977; Lin vàYuan 1980), về sự tích lũy chất khô (Rao 1965; Jening 1967; Kim 1985), về

sự phát triển bộ rễ (Anonymous 1974) [ 22]

Tuy nhiên, lúa là cây tự thụ phấn điển hình, khả năng nhận phấn ngoàirất thấp Bởi vậy, ứng dụng ƯTL ở lúa, đặc biệt là khâu sản xuất hạt lai F1 rấtkhó khăn

Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu lúa lai muộn hơn Yuan Long Pingcùng nhóm nghiên cứu của ông bắt đầu sự nghiệp nghiên cứu lúa lai vào năm

1964 ở đảo Hải Nam Họ tìm ra dạng bất dục đực di truyền TBC và coi đây làcông cụ quan trọng bắt đầu sự nghiệp phát triển nghiên cứu lúa lai [22] Sau 9năm lai lại với các dạng lúa trồng, họ đã thành công trong việc chuyển gen bất

dục TBC vào loài (Oryza Sativa) lúa trồng và tạo ra các dòng bất dục đực

TBC có các đặc điểm nông sinh học quý tương đối ổn định có ưu thế lai cao.Đây là cơ sở để sản xuất hạt giống lúa lai F1 hệ 3 dòng

Năm 1976, với quy trình công nghệ duy trì dòng CMS và sản xuất hạt

lai F1, Trung Quốc cũng đã sản xuất thành công trên hàng chục triệu ha trong

20 thập kỷ qua Do có ƯTL về năng suất nên diện tích lúa lai không ngừngđược mở rộng Từ 14 triệu ha năm 2003 lên 17,5 triệu ha năm 2007

Bên cạnh Trung Quốc, còn có 19 quốc gia khác tiến hành nghiên cứu

và sản xuất hạt lai, trong đó phải kể đến Ấn Độ và Việt Nam [17]

Việt Nam bắt đầu nghiên cứu lúa lai vào năm 1986 tại Viện khoa học

kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam, Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long và cácTrường đại học Nguồn nguyên vật liệu chủ yếu được nhập nội từ Việnnghiên cứu lúa Quốc tế IRRI Song, những nghiên cứu này mới ở giai đoạnban đầu của quá trình chọn tạo ƯTL

Năm 1990, Bộ nông nghiệp đã nhập một số tổ hợp lúa lai gieo trồng thửtrong vụ xuân ở đồng bằng Bắc Bộ Đa số các tổ hợp này cho năng suất caohơn lúa thuần Vì thế, diện tích gieo cấy lúa lai được tăng lên nhanh chóng ởđồng bằng trung du các tỉnh miền núi phía Bắc Năm 1990, mới chỉ gieo cấy 10

ha, nhưng đến năm 1992 đã gieo cấy 5.000 ha, năm 1997 đã lên tới 140 - 150nghìn ha và cho đến nay đã đạt trên dưới 600 nghìn

Công tác nghiên cứu về lúa lai ở Việt Nam cũng đã đạt được nhữngkết quả đáng kể Các nhà khoa học đã đánh giá được khả năng thích ứng củamột số dòng CMS nhập nội (Zhanshan 97A, BoA, Nhị 32A ) và tạo ra một

số dòng bất dục đực tế bào chất khác từ nguồn vật liệu nhập nội [25]

Cùng với công tác nghiên cứu lúa lai hệ 3 dòng, Bộ nông nghiệp vàPTNT đã khuyến khích tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ quan, các nhà khoahọc nghiên cứu phát triển lúa lai hệ 2 dòng Kết quả trong những năm qua, đãchọn tạo ra được trên 3000 tổ hợp với các dòng mẹ là các dòng TGMS như:T1S96, T24S, 103S, T25S (Trường Đại học nông nghiệp Hà nội); VN01S,TGMS-VN1, TGMS-VN5, 11S (Viện di truyền nông nghiệp Việt Nam) vàcác dòng 7S, CN6S (Viện KHKT nông nghiệp Việt Nam)

2.1.2 Cơ sở sinh lý của hiện tượng ưu thế lai

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học (Ponnuthurai et al, 1984; Akita

et al, 1986; Blanco et al, 1986; Agata, 1990) [25], [31], [46] thì, quá trình tăngnăng suất hạt đã dẫn đến tăng hàm lượng chất khô, là kết quả của việc tăngchỉ số diện tích lá (LAI) và tốc độ phát triển về chiều cao cây, tăng chỉ số thuhoạch, tăng số hoa/bông, tỉ lệ hạt chắc và khối lượng 1000 hạt

2.1.3 Sự biểu hiện ưu thế lai ở con lai F1

Ưu thế lai thể hiện ngay từ khi hạt nảy mầm cho đến khi hoàn thànhquá trình sinh trưởng phát triển của cây Các công trình nghiên cứu về lúa ởtrong và ngoài nước đã khẳng định rằng ƯTL ở lúa lai đã vượt trội so với lúathường (cùng ở mức đầu tư như nhau) tăng 20 - 30 %

2.1.3.1 Ưu thế lai về chiều cao cây

Kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học chỉ ra rằng, chiều cao câycao hay thấp phụ thuộc vào đặc điểm của bố và mẹ (Pillai, 1961; Singh, 1978)[54] Cũng theo Nguyễn Thị Trâm, 1995 [25] thì, chiều cao cây có liên quanđến khả năng chống đổ nên khi nghiên cứu chọn bố mẹ sao cho con lai F1 caotương đương với giống lúa nửa lùn cải tiến là thích hợp

2.1.3.2 Ưu thế lai về bộ rễ

Bộ rễ lúa là một trong các chỉ tiêu được rất nhiều các tác giả nghiêncứu và đánh giá rất cao Kết quả nghiên cứu của tác giả Nguyễn Văn Hoancho rằng bộ rễ lúa lai phát triển rất sớm và mạnh, sớm có ưu thế hơn so vớicác giống lúa thường về mật độ, số lượng rễ, phạm vi ăn sâu và lan rộng (từ

22 - 23 cm), khả năng vận chuyển các chất dinh dưỡng vào cây tăng gấp 2 - 3lần so với lúa thường

Theo dõi sự phát triển của bộ rễ từ khi gieo đến thu hoạch, Yuan LongPing, (1985) [53] cho biết, hệ rễ lúa lai hoạt động mạnh từ khi lúa bắt đầu đẻnhánh, ở thời kỳ phân hóa đòng thấy cả về số lượng độ lớn, chiều dài, khối

lượng bộ rễ đều hơn lúa thường, đặc biệt về số lượng rễ và chiều dài vượt lúathường 30 - 40 % Vì vậy, khả năng thích ứng của lúa lai rất rộng, có thểtrồng được ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, trên nhiều loại đất khác nhau lànhờ bộ rễ hoạt động mạnh mẽ.

2.1.3.3 Ưu thế lai về khả năng đẻ nhánh

Sự đẻ nhánh là một đặc tính sinh học của cây lúa liên quan chặt chẽđến quá trình hình thành bông và năng suất về sau của cây Qua nghiên cứucủa nhiều tác giả cho rằng nếu chọn ra được một trong 2 bố mẹ có khả năng

đẻ nhánh khỏe thì con lai sẽ đẻ nhánh khỏe và ở các thế hệ phân ly sẽ xuấthiện những cá thể khỏe với tần số cao [7]

Theo tác giả Chang và cộng sự, (1971) [32] chỉ ra rằng, con lai F1không chỉ đẻ nhánh sớm, đẻ khỏe mà còn có tỉ lệ hình thành số nhánh hữuhiệu cao, số hạt/bông cũng nhiều hơn lúa thường Kết quả nghiên cứu củaTrường đại học nông nghiệp Hồ Nam cho thấy 23 ngày sau cấy giống lúa laiNam ưu đẻ được 15,75 nhánh, trong khi đó giống Quảng xuân (giống lúathường tốt nhất trong vùng) chỉ đẻ được 10,12 nhánh, tăng 55,63 % về số nhánh đẻ so với lúa thường Yuan Long Ping, (1985) [58]

2.1.3.4 Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng

Các nhà chọn tạo giống hiện nay đều hướng cho ra đời các con lai cóthời gian sinh trưởng ngắn hơn lúa thường trong cùng một điều kiện canh tác.Khi lai các giống có thời gian sinh trưởng khác nhau như: Dòng mẹ có TGSTngắn lai với dòng bố có TGST trung bình sẽ cho con lai có TGST trung giangiữa bố và mẹ [7], [10], [25] Xu và Wang, (1980) nhận xét rằng TGST củacon lai phụ thuộc vào TGST của dòng bố phục hồi (dòng R) Ponnuthurai(1945) cũng khẳng định rằng TGST của con lai gần giống TGST của dòng bốhoặc mẹ chín muộn [8], [19], [25]

2.1.3.5 Ưu thế lai trên cơ quan sinh sản

Từ năm 1972-1975, Các nhà khoa học nông nghiệp Trung Quốc đã laitạo ra được rất nhiều tổ hợp lai có triển vọng, con lai cho năng suất cao hơn

bố mẹ từ 20-30% Lin và Yuan, (1980) [40] từ đó nhiều tổ hợp lúa lai đượcphóng thích như là: Nam you 2, San you 2, San you 6, Wei you 6

Cũng theo Chang và cộng sự, (1971) [32] và Vimani, (1982) [55] nhậnxét, các yếu tố cấu thành năng suất biểu hiện ưu thế lai cao rõ rệt so với lúathường

Kết quả nghiên cứu của các tác giả Việt Nam cũng khẳng định: Năngsuất lúa lai cao là do số bông/khóm, số hạt chắc/bông nhiều, tỉ lệ lép thấp [9],

số gié cấp 1 cao từ 13-14 gié cao hơn lúa thường từ 6-9 gié [25], bông to hơn

và khối lượng hạt cũng năng hơn [22]

2.1.3.6 Ưu thế lai về khả năng chống chịu

Lúa lai suất phát từ Trung Quốc Các vùng sản suất lúa lai ở TrungQuốc gần giống với vùng khí hậu miền Bắc Việt Nam nên khả năng chịu rétcủa lúa lai khá hơn lúa thường Tính thích ứng của lúa lai rất rộng thích ứngđược rất nhiều vùng sinh thái khác nhau Lin và Yuan L.P, (1980) [39] Cũngtheo Deng, (1993) [34]; Kaw và Khush [35]; Tian và cộng sự, (1980) [50];Huang và cộng sự, (1984) [35] nhận xét: Lúa lai có ưu thế lai dương cho khảnăng chịu lạnh ở giai đoạn mạ, nhưng ưu thế lai âm ở gai đoạn chín cây laimẫn cảm hơn với nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp ở giai đoạn nở hoa, đặc biệt

ở nhiệt độ thấp lúa lai có thiên hướng chống chịu hạn tốt hơn chống chịu mặnchịu ngập và khẳ năng tái sinh tốt hơn lúa thuần

2.1.4 Cơ sở khoa học của việc khai thác khai thác và sử dụng ưu thế lai ở lúa

Thành công về chọn giống lúa lai là một thành tựu quan trọng của loàingười, nhờ ứng dụng ưu thế lai đã gíup Trung Quốc tăng sản lượng lúa gần

Sơ đồ 2.1 Hệ thống lúa lai ba dòng

* Một số ưu điểm của lúa lai ba dòng:

- Lúa lai "ba dòng" do hệ di truyền tế bào chất quyết định nên tính bấtdục đực của dòng mẹ ít chịu chi phối của môi trường, đặc biệt là nhiệt độ và

ánh sáng Ưu điểm này giúp cho độ thuần của hạt lai "ba dòng" rất cao, khaithác triệt để hiệu ứng ưu thế lai của tổ hợp.

- Lúa lai "ba dòng"có tính thích ứng rộng chống chịu sâu bệnh vàcác

điều kiện ngoại cảnh tốt, cho năng suất cao

- Ngày nay các nhà khoa học cũng đã nghiên cứu tạo ra được rấtnhiều

tổ hợp lúa lai "ba dòng" khắc phục được nhiều nhược điểm như phẩm chất tốt

và đặc biệt là thời gian sinh trưởng ngắn

* Một số hạn chế của lúa lai ba dòng:

- Số lượng các dòng CMS được chọn tạo cũng khá nhiều song sốdòng

sử dụng được rất ít, có tới > 95% số dòng CMS đang dùng thuộc kiểu "WA"nên có nguy cơ cao dẫn đến đồng tế bào chất

- Các tổ hợp lúa lai ba dòng trong thời gian gần đây cũng đã khắc phụcđược chất lượng gạo, nhưng năng suất tăng không đáng kể so với các tổ hợp

đã được tạo ra trước đây

- Quy trình duy trì dòng CMS rất khắt khe, cồng kềnh và chi phícao

2.1.4.1 Phương pháp chọn tạo giống lúa lai hệ ”hai dòng”

Để khắc phục các hạn chế của lúa lai ba dòng, các nhà khoa học TrungQuốc đã đưa ra một hướng đi mới trong nghiên cứu để thay thế dòng CMS vànâng cao năng suất hạt lai bằng cách chọn tạo giống lúa lai hệ hai dòng Đây

là bước tiến của loài người trong công cuộc ứng dụng ưu thế lai ở cây lúa Họ

đã sử dụng dòng bất dục đực chức năng di truyền nhân cảm ứng với điều kiệnmôi trường (Enivroment sensitive genic sterile, viết tắt: EGMS), được chiathành 2 nhóm Nhóm cảm ứng với nhiệt độ (Themosensitive genic male

được điều khiển bởi 1 hoặc 2 cặp gen lặn trong nhân, không có liên quan đến

tế bào chất

Ưu thế của lúa lai 2 dòng so với lúa lai 3 dòng là không cần dòng duytrì Khi sản xuất hạt lai F1, để cho hạt phấn bất dục hoàn toàn đối với dòngPGMS cần điều kiện ngày dài trên ngưỡng gây chuyển hóa bất dục của dòng,còn đối với dòng TGMS cần nhiệt độ cao trên ngưỡng gây chuyển hóa bất dụccủa dòng Nếu điều kiện ngày ngắn hoặc nhiệt độ trung bình ngày thấp dướingưỡng gây chuyển hóa bất dục của dòng thì chúng hữu dục tự thụ, đó là điềukiện để duy trì nhân dòng mẹ cho ra số lượng lớn dùng để sản xuất hạt lai F1

* Dòng bất dục đực cảm ứng với quang chu kỳ (PGMS)

Năm 1973, Shi-ming-song phát hiện thấy một số cá thể bất dục đựctrong quần thể của giống Nongken 58S thuộc loài phụ Japonica chín muộn tạiTrung tâm nghiên cứu giống lúa lai Hồ Bắc - Trung Quốc Các cá thể này bấtdục hoàn toàn trong điều kiện ngày dài 14h và hữu dục kết hạt khi ngày ngắnhơn 13h45”, cường độ ánh sáng tới hạn gây bất dục là 50 lux Tính cảm ứngquang chu kỳ do một cặp gen lặn điều khiển (ký hiệu là gen pms)

Một số kết quả nghiên cứu ở Trung Quốc cho rằng gen cảm ứng quangchu kỳ có bản chất di truyền giống như gen cảm ứng nhiệt độ (tms), có thểđồng alen với gen (tms) Gen (pms) gây ra tính bất dục - hữu dục của dòng ởthời kỳ cảm ứng của cây lúa (12 - 18 ngày trước khi lúa trỗ bông) Tuy nhiên,tính cảm ứng quang chu kỳ của các dòng PGMS còn phụ thuộc khá nhiều vàonhiệt độ Giới hạn nhiệt độ cao sẽ ảnh hưởng tới độ an toàn của quá trìnhnhân dòng bất dục trong điều kiện ngày ngắn, còn giới hạn nhiệt độ thấp lạiảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sản xuất hạt lai trong điều kiện ngày dài Đểmột dòng PGMS dễ dàng sử dụng thì giới hạn nhiệt độ thấp gây bất dục đựctrong điều kiện ngày dài cần phải thấp và khoảng nhiệt độ cảm ứng quang chu

kỳ cần phải rộng

Bất dục ở bất kỳ độ dài

ngày nào

Khoảng nhiệt độ gây cảm

ứng quang chu kỳ (trong

khoãng nhiệt độ này ngày

dài hơn gây bất dục đực,

ngày ngắn hơn gây hữu

nhiệt độ gây bất dục đực

giới hạn nhiệt độ sinh họcdưới (khoảng 200 C)

Sơ đồ 2.2 Mối quan hệ giữa nhiệt độ và độ dài ngày đối với dòng PGMS

Trong điều kiện ở nước ta, không có vùng vĩ độ nào có thời gian chiếusáng dài như một số vùng ở Trung Quốc nên không thể dùng các dòng PGMScủa Trung Quốc để sản xuất hạt lai Tìm dòng PGMS mới có tính cảm quangphù hợp với điều kiện Việt Nam là vấn đề đặt ra cho các nhà chọn tạo giống.Qua nghiên cứu, Trường đại học nông nghiệp Hà Nội đã tạo ra được dòngPGMS có tên là P5S Dòng này có ngưỡng gây chuyển hóa bất dục ở 12h16”.Tác giả Nguyễn Thị Trâm và cộng sự đã sử dụng dòng P5S tạo ra tổ hợp laiTH5-1 có triển vọng, đang được đưa vào khảo nghiệm quốc gia để công nhậngiống mới Điểm thuận lợi của dòng P5S là chúng ta có thể sản xuất hạt lai F1trong vụ xuân ở các tỉnh phía bắc, dòng ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ so vớidòng TGMS

* Dòng bất dục đực cảm ứng với nhiệt độ (TGMS)

Dòng TGMS đầu tiên được tìm thấy năm 1988 là dòng Anongs do mộtnhà khoa học Nhật Bản Muruyama.K phát hiện ra, dòng bất dục này thuộcdạng hình Inđica, có ngưỡng chuyển hóa bất dục ở nhiệt độ 23 - 26 C.0

Dòng TGMS cảm ứng với nhiệt độ không khí ở giai đoạn lúa phân hoáđòng cuối bước 3 - bước 6 (khoảng 12 - 20 ngày trước khi lúa trỗ bông) Genkiểm tra tính bất dục đực của dòng TGMS là một cặp gen lặn (tms) ở giaiđoạn cảm ứng, nếu nhiệt độ môi trường tăng cao thì gen tms hoạt động gâybất dục hạt phấn, còn nếu nhiệt độ môi trường xuống thấp thì gen tms hoạtđộng theo hướng ngược lại, gây hữu dục hạt phấn Do đó, dòng mẹ TGMS sẽbất dục khi gặp nhiệt độ trung bình ngày cao trên ngưỡng nhiệt độ chuyển hoácủa dòng đó và hữu dục kết hạt khi gặp nhiệt độ trung bình ngày thấp dướingưỡng nhiệt độ chuyển hoá của dòng đó vào thời kỳ lúa phân hoá đòng từcuối bước 3 - bước 6 Ngoài ra, khi nhiệt độ không khí xuống quá thấp dướingưỡng nhiệt độ giới hạn sinh học dưới và cao hơn ngưỡng nhiệt độ giới hạnsinh học trên của dòng đó thì cây lúa sẽ bị bất dục sinh lý

Các dòng mẹ TGMS như: 103S, T1S96, Peiai64S đều có ngưỡngchuyển hoá nhiệt độ từ 24 - 24,50 C Trong giai đoạn lúa phân hoá đòng bước

4 - 6, nếu nhiệt độ không khí trung bình ngày > 24,50 C, các dòng mẹ trên sẽbất dục, còn nếu nhiệt độ không khí trung bình ngày thấp < 240 C thì chúng sẽhữu dục kết hạt

Ở nước ta, dòng TGMS sẽ được nhân trong điều kiện vụ xuân khi nhiệt

độ xuống thấp, còn để sản xuất hạt lai F1 thì phải ở trong vụ mùa khi nhiệt độcao Ngoài ra, ở một số vùng đặc biệt như: Sapa, Đà Lạt có khí hậu mát lạnhquanh năm nên có thể đưa giống lên đó nhân dòng trong điều kiện vụ mùa

Hiện nay, lúa lai 2 dòng ở Việt Nam khá phát triển với sự xuất hiệncủa rất nhiều các tổ hợp lai mới đã và đang được khảo nghiệm quốc gia Đểcông nhận giống, các dòng mẹ TGMS được sử dụng để tạo tổ hợp mới như:

Kiểu bất dục LDHT SDHT LDLT SDLT

Nhiệt độ cao gây bất dục Bất dục Bất dục Hữu dục Hữu dục

Nhiệt độ thấp gây bất dục Hữu dục Hữu dục Bất dục Bất dục

Ánh sáng ngày dài gây bất dục Bất dục Hữu dục Bất dục Hữu dục

Ánh sáng ngày ngắn gây bất

dục

Hữu dục Bất dục Hữu dục Bất dục

Ghi chú: LDHT (Long day high ): Ngày dài, nhiệt độ cao

SDHT (Short day high): Ngày ngắn, nhiệt độ caoLDLT (Long day low): Ngày dài, nhiệt độ thấpSDLT (Short day low): Ngày ngắn, nhiệt độ thấpCác dòng này có thể chứa được một hoặc hai gen kiểm soát hoạt độngchức năng gây bất dục hoặc hữu dục Tùy từng vùng có điều kiện thời tiết khíhậu khác nhau, nhà chọn giống có thể chọn các dòng phù hợp, để tổ chức sảnxuất tại địa phương thích hợp, sẽ cho hiệu quả cao

* Ưu điểm của lúa lai hai dòng

- Không bị hạn chế bởi quan hệ duy trì và phục hồi, do vậy phổ bốmẹ

rất rộng >95% giống lúa có thể phục hồi tính hữu thụ cho các dòng P(T)GMS

- Chọn lọc P(T)GMS không khó khăn vì tính hữu dục của các

- Giá thành hạt giống giảm vì qui trình công nghệ sản xuất hạt laiđơn

giản không cần dòng B dòng P(T)GMS tự thụ trong điều kiện thích hợp

- Ảnh hưởng xấu của tế bào chất bất dục sẽ không còn, nguy cơ bịbùng nổ sâu bệnh cũng không còn

- Tính bất dục của các dòng TGMS và PGMS không liên quan đếntế

bào chất vì thế các ảnh hưởng của kiểu bất dục dạng dại "WA" đã được khắcphục, khả năng kết hợp giữa năng suất cao và chất lượng tốt được mở rộng vàhiện thực hơn [17], [10]

* Hạn chế của lúa lai hai dòng

Theo Nguyễn Thị Trâm, (2000) [25] sản xuất hạt lai F1 hệ hai dòngvẫn phải tiến hành hàng vụ và đảm bảo qui trình nghiêm ngặt giống như sảnxuất lúa lai hệ ba dòng, quá trình sản xuất tốn nhiều lao động thủ công và chịunhiều rủi ro bởi điều kiện thời tiết khí hậu thay đổi

Các dòng EGMS rất mẫn cảm với điều kiện ngoại cảnh, mà điều kiệnnhiệt độ luôn biến đổi thất thường, dẫn đến độ thuần kém, ưu thế lai suy giảmDòng EGMS Dòng cho phấn

2.2 Những thành tựu nghiên cứu công nghệ sản xuất hạt giống lai F1

hệ hai dòng cảm ứng với nhiệt độ (TGMS)

2.2.1 Xác định thời vụ gieo dòng bố mẹ

Khác với lúa lai ba dòng, trong sản xuất hạt lai F1 hệ hai dòng, không chỉ

bố trí gieo cấy dòng bố mẹ trỗ bông được trùng khớp, mà còn phải bố trí thời vụsao cho dòng mẹ TGMS ở thời kỳ phân hóa đòng từ cuối bước 3 đến bước 6phải gặp được nhiệt độ cao > 27 C để dòng mẹ bất dục hoàn toàn Theo Nguyễn0

Thị Trâm, (2000) [25] cho rằng: trong điều kiện miền Bắc Việt Nam nên sửdụng các dòng TGMS để sản xuất hạt lai F1 vào vụ mùa (vụ có nhiệt độ cao),nhưng ở mùa hè thường hay gặp mưa bão Muốn dòng TGMS bất dục hoàntoàn

thì phải điều khiển cho lúa trỗ muộn sau ngày 15/5 ở vụ xuân và từ 20/8 - 15/9ở

vụ mùa Nếu để lúa trỗ sớm trước ngày 15/5 hoặc trỗ muộn sau ngày 15/9 thì cóthể gặp một số ngày lạnh sẽ làm cho dòng mẹ tự thụ, ảnh hưởng đến chất lượnghạt lai F1

Theo Yuan L.P, (1995) [61] và Kumar R.V, (1996) [38] cho rằng: điềukiện nhiệt độ thuận lợi cho dòng bố mẹ trổ bông là từ 24 - 300 C, chênh lệchnhiệt độ ngày đêm từ 8 - 10 C, độ ẩm không khí từ 70 - 80%, có đầy đủ ánh0

sáng mặt trời, gió nhẹ và không có mưa liên tục trong 3 ngày Ở Việt Nam,các dòng 103S, T1S96 135S được các tác giả chọn tạo thường có nhiệt độchuyển hóa bất dục từ 24 - 24,80 C [28], Nguyễn Thị Trâm và Nguyễn VănHoan, (1996) [27], Trần Duy Quý, (1997) [10] Còn các dòng TGMS khácđược sử dụng làm dòng mẹ sản xuất hạt lai F1 ở miền Bắc có nhiệt độ chuyểnhóa bất dục trong khoảng từ 25 - 270 C Vì vậy, sản xuất hạt lai bố trí từ tháng

5 - tháng 9 là phù hợp và thuận lợi nhất

2.2.2 Đảm bảo sự trỗ bông và nở hoa trùng khớp giữa dòng bố và dòng mẹ

2.2.2.1 Đảm bảo sự trỗ bông trùng khớp vào thời kỳ an toàn

nở hoa trùng khớp vào thời kỳ an toàn là rất quan trọng, nhằm nâng cao năngsuất hạt lai F1 Theo Hoàng Bồi Kính, (1993) [15] và Hoàng Tuyết Minh,(2005) [17]: để đạt được năng suất hạt lai F1 cao nhất cần bố trí thời vụ gieodòng bố mẹ sao cho, dòng mẹ trỗ trước dòng bố khoảng 2 ngày được coi làtrùng khớp Do đó để có căn cứ khoa học gieo dòng bố mẹ, trong sản xuất hạtlai F1, người ta điều tiết sự nở hoa trùng khớp bằng cách: xác định thời kỳgieo cấy dòng bố mẹ hoặc điều chỉnh thời gian trỗ của dòng bố mẹ để chúng nởhoa cùng thời điểm.

2.2.2.2 Xác định độ lệch thời gian gieo cấy dòng bố mẹ

Hầu hết các tổ hợp lúa lai đang sản xuất hiện nay đều có sự khác nhau

về thời gian sinh trưởng giữa bố và mẹ Để cho bố mẹ nở hoa trùng khớp cầnphải dựa vào một số phương pháp sau:

- Dựa vào thời gian sinh trưởng của bố và mẹ :

Để tính toán gieo dòng bố trước hoặc dòng mẹ trước thì phải dựa vàoTGST

của cả 2 dòng, đó là lấy kết quả theo dõi nhiều năm về TGST của dòng bố vàdòng mẹ từ đó chọn ra được thời vụ gieo hạt thích hợp Nếu TGST của dòngmẹ

dài hơn dòng bố thì gieo dòng mẹ trước dòng bố và ngược lại nếu dòng bố cóTGST dài hơn dòng mẹ thì lại gieo dòng bố trước, thời gian gieo cách nhaugiữa

2 dòng tùy thuộc vào từng tổ hợp sản xuất hạt lai và phải tính toán sao cho haidòng bố mẹ trỗ bông được trùng khớp Phương pháp này dễ tính toán, đơn giản

và chủ động Song, TGST lại dễ biến động bởi điều kiện ngoại cảnh

Theo PGS.TS Nguyễn Văn Hoan, trong sản xuất hạt lai F1 hệ ba dòng

ở vụ xuân do biến động thời tiết rét nên phương pháp này áp dụng cho hiệuquả không cao, nhưng ở vụ mùa thì áp dụng phương pháp này cho sản xuấthạt lai F1 hệ hai dòng tương đối chính xác

- Dựa vào số lá của dòng bố và dòng mẹ

điểm nông sinh học của dòng bố và dòng mẹ sẽ biết được động thái ra lá và số

lá trên thân chính của mỗi dòng Dựa vào số lá hiện tại khi theo dõi ta có thểtính được số lá còn lại và dự đoán được thời gian trỗ bông của từng dòng Đây

là chỉ tiêu để tính thời điểm gieo dòng bố mẹ được chính xác (Yuan L.P và

Xi Q.S, (1995) [59] Tuy nhiên, tổng số lá trên thân chính còn phụ thuộc vàochế độ thâm canh, điều kiện ngoại cảnh Do đó, cần phải nắm vững tổng số lácủa các dòng bố mẹ ở từng vụ, từng vùng cụ thể và theo dõi tốc độ ra lá củadòng bố và dòng mẹ một cách chính xác (Nguyễn Công Tạn, 1992 [21] Đểtheo dõi số lá trên thân chính của các dòng thường dùng phương pháp chấm 3phần (0,2lá : 05lá : 0,8lá) cụ thể là: Khi lá vừa mới xuất hiện, bản lá chưa xòeđược tính là 0,2 lá, Khi lá mở ra được một nửa được tính là 0,5 lá và lá mởgần như hoàn toàn được tính là 0,8 lá Từ đây căn cứ vào độ lệch số lá củamỗi dòng để quyết định thời gian gieo dòng bố mẹ

- Dựa vào tổng tích ôn hữu hiệu

Phần lớn các tổ hợp lúa lai được sử dụng làm bố mẹ đều thuộc loại cảm

ôn, tổng tích ôn hữu hiệu từ gieo hạt đến trỗ bông của mỗi dòng là tương đối

ổn định Theo Yuan L.P và Xi Q.F,(1995) [59] và Nguyễn Thị Trâm, (2000)[25] thì, tổng tích ôn hữu hiệu của mỗi giai đoạn sinh trưởng và phát triểnđược tính theo công thức

A = T(T- H- L)Trong đó: A - Là tích ôn hữu hiệu của giai đoạn sinh trưởng

T - Nhiệt độ trung bình ngày trong giai đoạn sinh trưởng đó

H - Nhiệt độ cao hơn giới hạn trên 270 C

L - Nhiệt độ giới hạn dưới 120 C Nếu nhiệt độ trung bình ngày < L thì tích ôn hữu hiệu của ngày đóbằng không Vì vậy, căn cứ vào sự chênh lệch về tổng tích ôn từ khi gieo đếnkhi trỗ của dòng bố mẹ để tính số ngày chênh lệch khi xác đinh thời vụ gieo

2.2.2.3 Các phương pháp dự báo thời gian trỗ bông

Quá trình sản xuất hạt lai F1 mặc dù mỗi địa phương, mỗi vùng đều

có một qui trình sản xuất cụ thể Tuy nhiên do sự biến động của các yếu tố khíhậu thời tiết và chế độ canh tác làm thay đổi thời gian sinh trưởng của từngdòng dẫn đến sự chênh lệch về thời gian trỗ bông chưa trùng khớp giữa dòng

bố và dòng mẹ Do đó cần phải thường xuyên theo dõi dự báo tốc độ sinhtrưởng của dòng bố, mẹ cho được kịp thời, chính xác Nhất là dự báo sớm về

sự phân hóa đòng của cả bố và mẹ để có biện pháp điều chỉnh kịp thời, dựatrên cơ sở quan sát hình thái, kích thước đòng hoặc hình thái và số lá trên thânchính để điều chỉnh cho lúa bố mẹ trỗ trùng khớp Có 3 phương pháp dự báothời gian trỗ như sau:

* Phương pháp bóc đòng

Đây là biện pháp để dự báo thời gian trỗ bông được chính xác nhất.Thông qua việc theo dõi tiến độ phân hóa đòng của từng dòng bố mẹ có thểtính được thời gian trỗ bông của từng dòng

Tại Ấn Độ (Viraktamath B.C và Ramesha.M.S, 1996) [45] và IRRI(Virmani.S.S và Sharma.H.L, 1993) [56], chia quá trình phân hóa đòng củacây lúa thành 10 bước

Theo các nhà khoa học Trung Quốc và Việt Nam chia quá trình phânhóa đòng của cây lúa thành 8 bước Thời gian bắt đầu phân hóa đòng đến trỗcủa các dòng bố mẹ thường kéo dài 28-32 ngày tùy thuộc vào thời gian sinhtrưởng và đặc điểm của giống Thông thường các dòng có thời gian sinhtrưởng ngắn 12,5-14 lá (phần lớn là dòng mẹ) thì có thời gian PHĐ là 27-30ngày, các dòng có thời gian sinh trưởng dài 15-17 lá thường có thời gian PHĐkéo dài 30-34 ngày Do đó việc bóc đòng cần được thực hiện thường xuyên,

từ khoảng 30 ngày trước trỗ (theo dự tính) Cứ 3 ngày bóc đòng một lần, mỗilần ít nhất lấy mẫu 5 dảnh chính của 5 khóm/1dòng/1điểm, cần kiểm tra ở cácđiểm khác nhau trên khu ruộng sản xuất, bóc và quan sát bằng kính lúp hoặcmắt thường (Nguyễn Công Tạn, (1992) [21] )

Số ngày trướctrỗDòng

A (S)

DòngR

Dòng

A (S)

DòngR

I Bắt đầu phân hóa

6 - 7 7 - 9 8 - 9 9 - 11

VIII Hạt phấn chín

Bông và hoa đạt chiềudài tối đa và chuyểnmàu xanh, chuẩn bị trỗbông

Bước phân hóa đòng Số lá còn lại (lá)

2.2.2.4 Các phương pháp điều chỉnh sự trỗ bông trùng khớp

Dòng bố và dòng mẹ được coi là trỗ bông trùng khớp nếu hai dòng trỗcùng ngày hoặc dòng mẹ trỗ trước dòng bố 1-2 ngày

Qua các kết quả theo dõi dự tính nếu phát hiện thấy có sự chênh lệch

trỗ bông không trùng khớp thì phải dùng các biện pháp điều chỉnh sau:

* Sử lý trước PHD

Ngay từ khi còn ở giai đoạn mạ, cần theo dõi để phát hiện sự sinhtrưởng không đều giữa dòng bố và dòng mẹ để sử lý điều chỉnh bằng các biệnpháp canh tác như: nước tưới, phân bón, kỹ thuật cấy Trong sản xuất hạt laiF1, việc điều chỉnh ở giai đoạn này là rất có hiệu quả và ít ảnh hưởng đến cácđặc tính mong muốn của các dòng bố mẹ

* Sử lý trong giai đoạn PHD

- Sử lý trong 3 bước đầu của quá trình PHD

Bón đạm dễ tiêu cho dòng phát triển nhanh với lượng 140-150kg/ha(nếu dòng mẹ phát triển nhanh) hoặc 40kg/ha (nếu dòng bố phát triển nhanh)

Bón kali cho dòng phát triển chậm với lượng 100kg/ha (nếu dòng mẹchậm) hoặc 30kg/ha (nếu dòng bố chậm) Nguyễn Trí Hoàn, (2002) [22],hoặc phun MET với nồng độ 150-200ppm cũng kìm hãm sự phát triển nhanh

từ 3- 4 ngày

Theo Yuan.L.P và Xi.Q.F, (1995) [59], bón đạm quá liều cho dòngphát triển nhanh và phun KH2PO4 1% cho dòng phát triển chậm có thể điềuchỉnh được khoãng 3- 4 ngày

Nếu dòng bố chậm hơn dòng mẹ từ 5- 6 ngày thì phun cho dòng mẹdung dịch urê 2% và kích dòng bố bằng KH2PO4 1% (Viraktamath vàRamesha, (1996) [51]

- Sử lý trong các bước sau tiếp theo của quá trình PHD

Từ bước IV trở đi nếu thấy vẫn còn có sự chênh lệch giữa dòng bố vàdòng mẹ thì tiến hành các biện pháp sau:

Trước khi cây lúa trỗ bông 4-5 ngày phun lên lá cho dòng trỗ chậm hỗnhợp gồm 0,5gam GA3 và 100gam KH2PO4 1% pha 60lít nước, lượng dungdịch này phun cho 2000m2 dòng bố hoặc 600m2 cho dòng mẹ biện pháp này

cũng có thể giúp trỗ sớm được từ 2-3 ngày Nguyễn Công Tạn, (1992) [21]

Ở giai đoạn muộn có thể thúc đẩy đòng phát triển chậm bằng cáchphun

7-8g GA3 + 1,5kg KH2PO4 + 450lít nước/ha (cho dòng mẹ)

2,5g GA3 + 0,5kg KH2PO4 + 100lít nước/ha (cho dòng bố)

Theo Yuan L.P và Xi Q.F, (1995) [59], nếu phát hiện thấy bố mẹ trỗlệch nhau 7-10 ngày có thể dùng biện pháp cắt rễ, đạp gốc dòng phát triểnnhanh hoặc cắt bỏ dảnh chính rồi bón thêm đạm urê để thúc đẩy các dảnh vôhiệu phát triển thành dảnh hữu hiệu

Ngoài ra người ta còn sử dụng nước để điều tiết, bởi vì dòng bố vàdòng mẹ phản ứng với nước hoàn toàn khác nhau Trong đó, dòng bố mẫncảm nhiều với nước Vì vậy nếu thấy dòng bố phát triển sớm thì rút nước phơiruộng và ngược lại dòng mẹ phát triển nhanh thì có thể tháo nước để thúc đẩy

sự phát triển của dòng bố

Trong sản xuất hạt lai F1 cũng nên gieo cấy lúa bố dự phòng xungquanh ruộng sản xuất F1, nên bố trí khoãng 5% diện tích để cấy dòng bố dựphòng làm hai đợt, đợt1 trước bố gieo lần 1 khoãng 5-6 ngày, đợt 2 chậm hơn

bố đợt cuối 5-6 ngày Nếu thấy có sự chênh lệch quá lớn thì tiến hành bứng

bố dự phòng trỗ trùng với mẹ trồng vào các hàng mẹ khi hàng mẹ trỗ được

2-3 % sau đó gạt phấn

Trong quá trình sản xuất, tùy theo mức độ chênh lệch mà lựa chọn biệnpháp điều chỉnh cho phù hợp hoặc kết hợp đồng thời nhiều biện pháp tác động

2.2.3 Xây dựng kết cấu quần thể dòng bố mẹ năng suất cao

Thành công của sản xuất hạt giống lúa lai phụ thuộc vào nhiều khâu kỹthuật, tập trung vào 3 nhóm, đó là: Tạo quần thể dòng bố mẹ năng suất cao;nâng cao tỷ lệ đậu hạt F1 và đảm bảo chất lượng hạt giống

2.2.3.1 Tạo quần thể dòng bố, mẹ năng suất cao

Các yếu tố tạo thành năng suất của một giống lúa gồm có: Số bông/m2 ;

số hạt chắc/bông và khối lượng 1000 hạt Đối với ruộng sản xuất hạt giốnglúa lai do phải trồng xen giữa dòng bố và dòng mẹ để đảm bảo cho quá trìnhgiao phấn, nên ngoài những yếu tố tạo thành năng suất như trên còn phải xácđịnh tỉ lệ bông và tỉ lệ hoa hợp lý giữa dòng bố và dòng mẹ, nhằm đảm bảocho dòng mẹ có đủ số bông và số hoa trên đơn vị diện tích, đồng thời dòng bốcũng có đủ lượng phấn cần thiết cung cấp cho dòng mẹ

Ở Trung Quốc, công ty giống Hồ Nam đã điều tra kết cấu bông củaruộng sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Uy ưu 6 cho kết quả như sau: tỉ lệ bông R:A

là 1:2,2 đạt năng suất cao nhất (18,8 - 22,2 tạ/ha) so với các tỉ lệ: 1:1,7 và 1:1.3 (Nguyễn Công Tạn, 2002) [21]

Một nghiên cứu khác cũng cho biết với tổ hợp 6A/IR24, cho 120 bông

R thỏa mãn phấn cho 300 bông dòng A (tỉ lệ 1:2,5) (Nguyễn Công Tạn, 2002)

Cũng theo Yuan L P và Fu (1995) [59] Để đạt năng suất hạt giống F1siêu cao từ 5 - 7 tấn/ha, dòng mẹ phải có 380 - 440 triệu hoa/ha và tỉ lệ hoaR:A phải là 1:3-3,5 trong đó tỉ lệ thụ phấn chéo phải đạt 55 - 85% và khốilượng 1000 hạt phải đạt 26 - 28gam

2.2.3.2 Các biện pháp tạo quần thể dòng bố mẹ năng suất cao

Để tăng số bông và số hoa trên một đơn vị diện tích, về giải pháp kỹthuật phải tuân theo nguyên tắc: số bông của dòng mẹ chủ yếu dựa vào sốdảnh cơ bản lúc cấy còn số bông của dòng bố vừa dựa vào số dảnh cơ bản lúccấy, vừa dựa vào số dảnh đẻ thêm sau khi cấy (Hoàng Bồi Kính, 1993) [14]

Kết cấu quần thể bố mẹ hợp lý phụ thuộc 3 yếu tố: tỉ lệ hàng bố mẹ, mật độ cấy và số dảnh cấy cơ bản/khóm lúc cấy Kết quả thí nghiệm ở TrungQuốc cho thấy hiệu ứng trội của các yếu tố trên như sau: số dảnh/khóm > mật

độ > tỉ lệ hàng bố, mẹ Nguyễn Công Tạn, (2002 ) [21]

phấn để xác định hàng bố mẹ cho phù hợp Yuan và Fu, (1995) [59].

Cũng theo Yuan và Fu cho biết: thông thường tỉ lệ hàng R:A là 1:8;1:10; 2:12; 2:14 đối với tổ hợp Inđica Còn các tổ hợp Japonica, tỉ lệ đó là 1:6;2:8 hoặc 2:10 Theo Hoàng Bồi Kính (1993) [14] và Nguyễn Văn Hoan(2001) cho rằng để đạt năng suất từ 62,6- 73,9 tạ/ha thì tỉ lệ hàng bố mẹ là2:14 đến 2:16 Dòng mẹ lấy nhánh cấy cơ bản là chính, còn dòng bố chỉ cấymột lần và kết hợp giữa nhánh cấy cơ bản và nhánh đẻ thêm Và để đạt năngsuất hạt lai F1 siêu cao, cần phải bố trí tỉ lệ cấy hàng bố mẹ như sau: Đối vớinhững tổ hợp chín sớm và chín trung bình bố trí cấy 2 hàng bố, 16-18 hàng

cm) cấy 2- 3 cây mạ/khóm; còn dòng A nếu cấy 2 cây mạ thì mật độ là (12cm

Tại Thanh Hóa, các tổ hợp lúa lai 2 dòng đang sản xuất thường cấ yvới mật độ dòng R là (15cm x 20cm), cấy 3 - 4 cây mạ/khóm; còn dòng mẹcấy mật độ (13cm x 15cm), cấy 2 cây/khóm cho năng suất cao nhất Tuynhiên tùy vào từng tổ hợp lai và đặc điểm sinh trưởng phát triển của dòng

bố mẹ để quyết định số dảnh cấy và phương pháp cấy cho phù hợp để tiệnchăm sóc và khử lẫn

2.2.4 Quản lý đồng ruộng

* Chọn ruộng sản xuất

Chọn ruộng phù hợp cho sản xuất hạt giống lúa lai có một vai trò rấtquan trọng Theo Virmani và Edwards (1993) [52]; Yuan và Fu (1995) [59],khu ruộng để sản xuất hạt giống lúa lai cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Đất có thành phần cơ giới phù hợp với lúa nước, có độ phì khá

- Ruộng bằng phẳng, chủ động tưới và tiêu nước

- Đầy đủ ánh sáng mặt trời

- Không nằm trong vùng thường có dịch sâu bệnh

* Kỹ thuật làm mạ

- Yêu cầu chất lượng mạ

Mạ tốt ra rễ khoẻ, sinh trưởng mạnh, chống chịu tốt Các nhánh đẻ từgiai đoạn mạ là những dảnh đẻ ở vị trí thấp, có tỷ lệ thành bông cao, bông to,

nhiều hạt Tiêu chuẩn của mạ tốt và khoẻ là: thân dẹt, có đẻ nhánh, lá xanh,thẳng và dày, nhiều rễ, rễ to và trắng, tuổi mạ vừa phải và không bị sâu bệnhNguyễn Công Tạn, (2002) [21].

-

Các biện pháp làm mạ đạt chất lượng cao

Để mạ đạt các tiêu chuẩn trên, điều quan trọng nhất là phải gieo mạthưa và đều Lượng giống bố, mẹ gieo trên 1 ha đất mạ phải khoảng 150 kgYuan & FU, (1995) [59] Ở Ấn Độ, lượng giống gieo khuyến cáo là 25-30g/m2 đất mạ Ramesha & Viraktamath, (1996) [44]

Ngoài ra, những khâu kỹ thuật khác như xử lý, ngâm ủ hạt giống, chuẩn

bị dược mạ, tưới tiêu và phòng trừ sâu bệnh cũng phải làm tốt

Ở miền Bắc và Bắc Trung Bộ nước ta cần phải che phủ nilon để chủđộng chống rét cho mạ trong vụ xuân Che nilon cho mạ còn có lợi là giữ độ

ẩm đất lâu hơn, hạn chế được sự phát triển của cỏ dại và sự phá hoại của

chim, chuột, sâu bệnh, tiết kiệm được lượng giống và đảm bảo cho mạ đạt chất lượng cao (Ban biên tập Tạp chí Khuyến nông Hà Tây, 1996) [4]

* Phân bón cho ruộng cấy

Số lượng, chủng loại, thời điểm bón phân là những khâu kỹ thuật rấtquan trọng trong sản xuất hạt lai F1 Theo Cục Khuyến nông và Khuyến lâm(1997) [6] khuyến cáo lượng phân bón cho 1 ha sản xuất hạt lai F1 là 11 - 14

* Tưới tiêu nước và phòng trừ sâu bệnh

Theo Subbaiah (1996) [47], Cục Khuyến nông Khuyến lâm (1997) [6],trên ruộng sản xuất F1, việc tưới tiêu nước phải tiến hành tùy theo giai đoạnsinh trưởng phát triển của cây lúa Sau khi cấy, giữ lớp nước nông 2 - 3 cm đểcho lúa đẻ nhánh Khi dòng mẹ đạt 350 - 400 dảnh/m2 thì phơi ruộng 4 - 5ngày để cây lúa ra rễ trắng, sau đó tưới nông 2 - 3 cm cho đến khi lúa phânhóa đòng bước 3, từ đó đến bước 5 thì giữ lớp nước 5cm, sau đó giữ lớp nước

2 - 3 cm cho đến khi hạt lúa chín sữa Trước thu hoach 10 ngày thì rút nướcphơi ruộng

Cần thường xuyên thăm đồng, quản lý đồng ruộng chặt chẽ để phòngtrừ sâu bệnh kịp thời và dứt điểm, chú ý các đối tưọng chính như: bệnh khôvằn, đạo ôn, sâu cuốn lá, bọ trĩ, ruồi đục noãn và sâu đục thân

2.2.5 Nâng cao tỷ lệ đậu hạt F1

Khi đã có quần thể hợp lý, năng suất hạt giống lúa lai chủ yếu phụ thuộc vào tỉ lệ kết hạt dị giao của dòng mẹ hay nói cách khác phụ thuộc vào tỉ

lệ thụ phấn chéo

Để nâng cao tỉ lệ đậu hạt cần tiến hành tốt những biện pháp sau đây:

2.2.5.1 Xác định thời kỳ trỗ bông và nở hoa thích hợp

Việc xác định thời kỳ trỗ bông và nở hoa thích hợp mang tính chấtquyết định đến năng suất và chất lượng của hạt lai Theo Hoàng Tuyết Minh(2005) thì, căn cứ vào điều kiện khí hậu địa phương để sắp xếp thời kỳ trỗbông và nở hoa cùng lúc giữa dòng bố và dòng mẹ cho thích hợp Ở Việt Namđối với vùng Bắc Trung Bộ, thời kỳ trỗ an toàn được xác định là từ 25/4-05/5

vụ xuân và 20/8-10/9 vụ mùa (Cục KN & KL 1996, 1997) [2] Trong Sảnsuất hạt lai F1 của lúa lai hai dòng, vì dùng dòng TGMS làm dòng mẹ nênthời gian trỗ bông cần có nhiệt độ 27-300 C, độ ẩm tương đối 70-80% chênhlệch nhiệt độ ngày đêm 8-10 C, không có mưa liên tục trong 3 ngày, không có0

gió mạnh trên cấp 3 nắng nhẹ, trời quang mây là tốt nhất

2.2.5.2 Nâng cao khả năng cho và nhận phấn

(1) Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng cho và nhận phấn

- Độ trỗ thoát bông của dòng mẹ

Hầu hết các dòng mẹ đang được dùng trong sản xuất hạt giống lúa laiF1 hiện nay là trỗ không thoát bông nên tỉ lệ kết hạt không cao Theo NguyễnVăn Hoan nghiên cứu, tỉ lệ chiều dài đoạn bông trỗ thoát khỏi bẹ lá đòng sovới chiều dài bông của dòng TGMS hiện nay đều sử dụng dòng mẹ là từ 47-65% Nếu giải quyết được vấn đề này thì năng suất hạt lai F1 sẽ được tăng lênmột cách đáng kể

- Tư thế thụ phấn

Lá đòng to và dài, cùng với góc lá đòng nhỏ làm cản trở quá trình cho

và nhận phấn của dòng bố và dòng mẹ Để nâng cao tỷ lệ thụ phấn chéo, láđòng cần phải ngắn, hẹp và nằm ngang Theo Hoàng Bồi Kính (1993) [14],chiều dài lá dòng của dòng mẹ khoảng 17 ± 2cm, góc lá đòng > 900 C là tưthế thụ phấn tốt nhất

- Cấu trúc hoa và tập tính nở hoa

Để nâng cao khả năng thụ phấn chéo, dòng R cần có bao phấn to,lượng hạt phấn/bao phấn nhiều, chỉ nhị dài, tỷ lệ bao phấn thò ra ngoài cao,tung phấn khi bao phấn đã vươn ra ngoài hoàn toàn và hạt phấn có sức sốngtrong một thời gian dài (Namai & Kato, (1988) [43]

- Sự nở hoa trùng khớp (Synchoronization of anthesis)

Ngay cả khi dòng bố đã trỗ bông trùng khớp với các dòng mẹ, nhưngnếu chúng không nở hoa (phơi màu) trùng khớp thì tỷ lệ thụ phấn chéo cũng

sẽ không cao Nghĩa là hàng ngày trong giai đoạn trỗ bông, thời gian nở hoacủa dòng mẹ phải trùng với thời gian tung phấn của dòng bố

Ngoài ra hướng của hàng, tốc độ gió và thụ phấn bổ sung cũng có tácđộng đến khả năng cho và nhận phấn

(2) Những biện pháp kỹ thuật nâng cao khả năng cho và nhận phấn

a Sử dụng GA3 và một số hoá chất khác

GA3 (Gibberellic acid) là một hoóc môn sinh trưởng thực vật có tácdụng kích thích sự vươn dài của tế bào Sử dụng

GA 3 là một khâu then chốt

để đạt năng suất hạt giống F1 cao

Theo Yuan & Fu (1995) [59], Kumar (1996) [37], GA3 có những tácdụng sau đây:

- Làm cho bông dòng mẹ bị áp bẹ ít hoặc trỗ thoát hoàn toàn

- Làm tăng tỷ lệ vòi nhụy thò ra ngoài và tăng khả năng tiếp nhậnphấn, của nuốm nhụy dòng mẹ

- Làm tăng thời gian mở hoa, tăng góc mở của hoa

- Mở rộng góc lá đòng

- Điều chỉnh chiều cao cây của dòng bố, mẹ

- Làm cho các dảnh phụ phát triển nhanh và trở thành bông hữu hiệu.Tất cả những tác dụng nêu trên của GA3 dẫn đến kết quả là tỷ lệ thụphấn chéo và năng suất hạt F1 đều tăng

b Các biện pháp canh tác

Dùng các biện pháp canh tác cũng có thể cải thiện được các chỉ tiêu cólợi cho quá trình giao phấn Ramesha & Virakatmath (1996) [44] cho biết:bón nhiều phân hữu cơ với chất lượng cao sẽ làm cho lá đòng ngắn và hẹp,giúp cho sự truyền phấn dễ dàng

c Các biện pháp thủ công

Các biện pháp thủ công hiện nay ít được dùng vì ngoài vấn đề tốnnhiều công lao động nó còn làm cho lá bị tổn thương, từ đó dễ bị nhiễm cácbệnh như: bạc lá vi khuẩn, đốm sọc, khô vằn Kumar, (1996) [37] Mặt kháccắt lá đòng còn làm tăng tỷ lệ hạt lửng và giảm khối lượng 1000 hạt NguyễnCông Tạn, (2002) [21]

d Tăng khả năng cho và nhận phấn bằng phương thức cấy

Các dòng mẹ được sử dụng để sản xuất hạt giống lúa lai F1 hiện naythường có thời kỳ trỗ bông và nở hoa kéo dài Vì thế muốn cho quá trình tungphấn của dòng bố bao phủ hết thời kỳ nở hoa của dòng mẹ cần bố trí cấy dòng

bố (R) theo phương thức sau:

- Cấy 3 đợt dòng R, phương thức này ít phổ biến

- Cấy 2 đợt dòng R (2 hàng) là phương thức cấy phổ biến hiện nayở

Việt Nam Phương thức này vừa mang tính hiệu qủa, đảm bảo cho dòng bốtung phấn suốt thời kỳ trỗ bông của dòng mẹ, vừa an toàn về khả năng trỗ

bông trùng khớp của bố, mẹ

- Cấy 1 đợt dòng R (1 hàng) là phương thức đem lại hiệu quả caonhưng đòi hỏi phải làm mạ 2 lần (gieo mạ sân, sau đó cấy giâm trước khi cấy

ra ruộng sản xuất F1)

e Điều tiết thời gian nở hoa (anthesis) trong nước

Để dòng bố tung phấn trùng khớp với thời gian nở hoa trong ngày củadòng mẹ cần tiến hành các biện pháp điều tiết sau đây:

- Bố trí hàng cấy theo phương thức Đông - Tây để tận dụng ánhnắng,

cải thiện tiểu khí hậu vùng bông lúa, làm cho lúa nở hoa sớm hơn

- Chế độ nước trong thời kỳ trỗ bông, phơi màu ruộng sản xuất F1 cầnphải được tưới tiêu hợp lý

+ Nếu trời nắng, ruộng cạn thì phải cho nước vào ruộng

+ Nếu trời âm u, có mưa, ruộng nhiều nước quá thì phải tháo bớt

+ Nếu độ ẩm tương đối của không khí quá thấp thì phải phun nước

- Gạt sương trên dòng mẹ

f Thụ phấn bổ sung