nghiên cứu tuyển chọn một số dòng, giống lúa thuần cho các tỉnh phía bắc việt nam

Trong đó vùng ĐBSCL có diện tích trồng lúa lớn nhất cả nước, đóng góp hơn 50% sản lượng lúa của Việt Nam và cung cấp trên 90% lượng gạo xuất khẩu, tỷ trọng lúa hàng hóa chiếm 57,2-60% so

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGHIÊM THỊ PHƯƠNG LAN

NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ DÒNG,

GIỐNG LÚA THUẦN CHO CÁC TỈNH PHÍA BẮC VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

= = = = = =

NGHIÊM THỊ PHƯƠNG LAN

NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ DÒNG,

GIỐNG LÚA THUẦN CHO CÁC TỈNH PHÍA BẮC VIỆT NAM

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG

MÃ SỐ : 60.62.01.10

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS NGUYỄN THỊ TRÂM

HÀ NỘI, 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác, các thông tin trích dẫn trong luận án đều được ghi rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 15 tháng 8 năm 2015

Tác giả

Nghiêm Thị Phương Lan

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Trâm đã

tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập và

nghiên cứu để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Tôi xin cảm ơn tập thể cán bộ phòng Công nghệ lúa lai đã tạo điều kiện,

giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Sau đại học, Khoa

Nông học, bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng – Học viện Nông nghiệp

Việt Nam đã quan tâm giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong suốt quá

trình học tập và thực hiện đề tài

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của nhiều đồng nghiệp, bạn

bè, cùng với sự động viên khuyến khích của gia đình trong suốt thời gian học tập

MỤC LỤC

1.1 Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa gạo trên thế giới 4

1.1.1 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới 4

1.1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo tại Việt Nam 7

1.3 Nghiên cứu về chọn tạo giống lúa chất lượng cao 19

1.3.1 Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm 19

1.3.2 Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường và kỹ thuật canh tác tới

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.4.2 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 28

3.1 Một số đặc điểm sinh trưởng phát triển giai đoạn mạ 38

3.2 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng 40

3.3 Đặc điểm hình thái của các dòng, giống tham gia thí nghiệm 45

4.4 Động thái tăng trưởng số lá của các dòng, giống thí nghiệm 47

3.5 Động thái tăng trưởng số nhánh, và đặc điểm nhánh của các dòng,

3.6 Đặc điểm lá đòng, bông, chiều cao cây của các dòng, giống thí nghiệm. 53

3.7 Một số đặc điểm nông sinh học của các dòng, giống thí nghiệm. 57

3.8 Đánh giá mức độ nhiễm sâu, bệnh hại trong điều kiện tự nhiên 59

3.10 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 62

3.11 Một số chỉ tiêu về chất lượng gạo vụ mùa 2014 69

3.12 Giới thiệu một số dòng giống có triển vọng 73

FAO Tổ chức nông lương thế giới

KD 18 Giống lúa Khang dân 18

NN$PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn

NSC Công ty cổ phần giống cây trồng Trung Ương

NSLT Năng suất lý thuyết

NSLT Năng suất lý thuyết

DANH MỤC BẢNG

1.1 Tình hình sản xuất lúa gạo ở các châu lục trên thế giới năm 2013 4 1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo của một số nước trên thế giới năm 2013 5 1.3 Tình hình sản xuất lúa gạo của Việt Nam qua các năm 9 3.1 Một số đặc điểm mạ của các dòng, giống khi cấy ở vụ Mùa 2014 38 3.2 Một số đặc điểm mạ của các dòng, giống khi cấy ở vụ Xuân 2015 39 3.3 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của các dòng, giống ở vụ

3.11 Đặc điểm một số tính trạng số lượng của các dòng, giống ở vụ

3.12 Một số đặc điểm nông sinh học của các dòng, giống tham gia thí

3.13 Mức độ nhiễm sâu bệnh của các dòng, giống lúa thí nghiệm trong

3.14 Phản ứng của các dòng với một số chủng Xanthomonas oryzea gây

bệnh bạc lá lúa trong lây nhiễm nhân tạo(vụ mùa 2014) 61

3.15 Các yếu tố cấu thành năng suất vụ M14 và X15 63 3.16 Năng suất lý thuyết, năng suất sinh vật học, năng suất tích lũy và hệ

3.17 Năng suất thực thu của các dòng, giống thí nghiệm 68 3.18 Một số chỉ tiêu chất lượng gạo vụ mùa 2014 70 3.19 Kết quả phân tích chất lượng gạo của các dòng, giống được chọn 71 3.20 Chất lượng cơm của các dòng, giống thí nghiệm vụ Mùa 2014 72 3.21 Một số đặc điểm cơ bản của các dòng, giống được chọn so với đ/c 73

MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài

Cây lúa (Oryza sativa L.) là cây lương thực quan trọng trên thế giới Một

nửa dân số trên thế giới lấy lúa gạo làm lương thực chính, đặc biệt là các quốc gia ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới như Châu Phi, Châu Mỹ la tinh và Châu Á Nhu cầu về lương thực không ngừng tăng lên, trong khi diện tích canh tác đang

có xu hướng bị thu hẹp Đây là thách thức lớn đối với vấn đề an ninh lương thực toàn cầu

Việt Nam có nghề trồng lúa từ hàng ngàn năm nay, người Việt Nam coi sản xuất lúa gạo là chiến lược hết sức quan trọng để đảm bảo an ninh lương thực quốc gia Từ một nước thiếu lương thực triền miên trong những năm trước 1989, sau đó đến nay nông nghiệp nước ta không chỉ sản xuất đủ lương thực đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn xuất khẩu sang nhiều thị trường quốc tế với lượng gạo năm sau cao hơn năm trước, luôn xếp hạng nhất nhì thế giới

Năm 2013 xuất khẩu gạo của Việt Nam đạt 6,68 triệu tấn và đứng thứ hai trên thế giới nhưng đa số gạo xuất khẩu của nước ta thuộc loại thấp, một ít đạt loại trung bình nên hiệu quả kinh tế không cao, đời sống người trồng lúa còn nhiều khó khăn Trong khi đó Thái Lan xuất khẩu hàng năm từ 5-7 triệu tấn gạo trong đó gạo thơm chất lượng cao chiếm 25-30% mà chủ lực là giống Khao Dawk Mali 105, RD15, Jasmine, Basmati…

Việt Nam có hai vùng trồng lúa chính là đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) và đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) Trong đó vùng ĐBSCL có diện tích trồng lúa lớn nhất cả nước, đóng góp hơn 50% sản lượng lúa của Việt Nam và cung cấp trên 90% lượng gạo xuất khẩu, tỷ trọng lúa hàng hóa chiếm 57,2-60% so với tổng sản lượng hàng hóa cả nước (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2013)

Đối với các tỉnh phía Bắc, trong vụ đông xuân, các giống lúa năng suất cao, chất lượng trung bình chủ yếu tập trung ở Trung du miền núi phía Bắc và Bắc Trung Bộ Trong khi đó, diện tích các giống lúa ngắn ngày, năng suất khá, chất lượng cao, đáp ứng được thị hiếu người tiêu dùng, nâng cao giá trị hàng hóa của sản phẩm lúa gạo như Bắc thơm số 7, RVT, P6, BC15, Nàng xuân…đang ngày càng tăng lên

Để xây dựng thương hiệu gạo xuất khẩu, Bộ NN&PTNT đã đề ra một số giải pháp cụ thể như tổ chức sản xuất lúa hàng hóa tập trung, xây dựng cánh đồng mẫu lớn, canh tác theo tiêu chuẩn GAP nhằm tạo ra khối lượng lúa gạo lớn và đồng bộ Bên cạnh đó, phát triển công nghệ sau thu hoạch, xây dựng quy chuẩn về các nhà máy xay xát gạo xuất khẩu, hệ thống kho dự trữ gạo… Đồng thời hình thành hệ thống thu mua lương thực, khuyến khích hợp đồng tiêu thụ giữa doanh nghiệp chế biến xuất khẩu và người sản xuất Trên cơ sở đó, công ty kinh doanh lúa gạo chịu trách nhiệm về thương hiệu của công ty (Bộ NN&PTNT, 2013)

Theo dự báo của Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA), thương mại lúa gạo toàn cầu tăng 2,4% hàng năm từ 2007 đến 2016 Đến năm 2016 thương mại lúa gạo toàn cầu đạt mức 35 triệu tấn, tăng gần 25% so với mức năm 2002 Trong những năm tới gạo trắng, hạt dài sẽ được nhập khẩu bởi nhiều nước Đông Nam Á, Trung Đông, các nước Châu Mỹ La Tinh…và dự tính chiếm khoảng 75% thị trường lúa gạo toàn cầu Gạo hạt ngắn và hạt trung bình dự kiến tăng 10-12% thương mại toàn cầu với các nước nhập khẩu chủ yếu là Nhật bản, Hàn Quốc, Đài Loan…

Những thành tựu đạt được trong chọn tạo giống thời gian qua có thể coi

là tiến bộ đột phá lớn góp phần nâng cao năng suất, cải thiện chất lượng lúa gạo ở thị trường nội địa cũng như xuất khẩu Ở miền bắc Việt Nam, sản xuất lúa gạo là một

nghề truyền thống đã có từ lâu đời Nhưng việc sử dụng giống lúa đạt tiêu chuẩn để phục vụ cho sản xuất của người dân còn gặp nhiều hạn chế Để đáp ứng yêu cầu nói trên ngoài việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật thâm canh tốt thì việc nghiên cứu, chọn tạo các giống lúa mới sinh trưởng, phát triển, chống chịu sâu bệnh và cho năng suất cao thích ứng với điều kiện của vùng để thay thế những giống lúa cũ đã bị thoái hóa đang là một vấn đề cần sự quan tâm và đầu tư thỏa đáng

Để góp phần giải quyết những vấn đề nêu trên, chúng tôi thực hiện đề tài:

"Nghiên cứu tuyển chọn một số dòng, giống lúa thuần cho các tỉnh phía Bắc Việt Nam”

2 Mục đích của đề tài

Tuyển chọn được dòng, giống lúa thuần có năng suất cao, chất lượng tốt, TGST phù hợp cho vụ Xuân và vụ Mùa ở miền Bắc Việt Nam do viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng chọn tạo

3 Ý nghĩa khoa học của đề tài

Đề tài đánh giá một cách hệ thống đặc điểm nông sinh học, các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất,chất lượng, khả năng chống chịu sâu bệnh và điều kiện thời tiết khác nhau ở hai vụ Xuân, Mùa làm cơ sở cho việc tuyển chọn ra dòng, giống ưu tú nhất để phát triển sản xuất

4 Ý nghĩa của thực tiễn của đề tài

Kết quả của đề tài đã chọn ra được một số dòng, giống lúa thuần có năng suất cao, chất lượng tốt, có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt, có thời gian sinh trưởng phù hợp góp phần làm phong phú bộ giống lúa phục vụ cho công tác quy hoạch vùng sản xuất lúa gạo hàng hóa của các tỉnh phía Bắc nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và tăng thu nhập cho người nông dân

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

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

1.1.1 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới

Cây lúa có nguồn gốc nhiệt đới và có đời sống đa dạng trên khắp thế giới, thích ứng rộng với nhiều vùng khí hậu khác nhau Có trên 110 nước trồng lúa và phân bố ở tất cả các châu lục trên thế giới Diện tích trồng lúa chiếm tới 164,7 triệu ha, trong đó Châu Á có 146,5 triệu ha đất trồng lúa chiếm hơn 89% diện tích trồng lúa toàn thế giới, dẫn đầu là Ấn Độ và Trung Quốc Châu Phi chiếm khoảng 7%, châu Mỹ la tinh 4%, Châu Âu và châu Đại Dương chiếm diện tích rất ít (Hồ Đình Hải, 2010b) Mặc dù Châu Âu có rất ít diện tích trồng lúa nhưng

do áp dụng các thành tựu khoa học công nghệ tiên tiến vào trong sản xuất nông nghiệp nên năng suất của Châu Âu (6,00 tấn/ha) lại cao hơn so với Châu Á (4,61 tấn/ha) là 1,39 tấn/ha

Bảng 1.1 Tình hình sản xuất lúa gạo ở các châu lục trên thế giới năm 2013

Diện tích trồng lúa trên thế giới không ngừng tăng qua các năm qua Năng suất không ngừng được cải thiện Năm 1960, năng suất lúa bình quân trên thế giới là 1,04 tấn/ha (IRRI, CIAT,WARDA,1997) Từ sau cuộc cách mạng xanh của thế giới 1965 – 1970, việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp làm cho năng suất luôn được cải thiện, bảng 1.1 cho thấy đến năm 2013 năng suất lúa bình quân trên toàn thế giới đạt 4,53 tấn/ha

Bảng 1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo của một số nước

trên thế giới năm 2013

Nước Diện tích (tr.ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (tr.tấn)

là nước xếp thứ hai trên thế giới về diện tích (30,40 triệu ha) song sản lượng lại đạt cao nhất nhờ áp dụng thành công khoa học kỹ thuật vào sản xuất lương thực

với 205,94 triệu tấn, cao hơn Ấn Độ 48,14 triệu tấn Điều đó có thể lý giải là vì Trung Quốc là nước đi tiên phong trong lĩnh vực phát triển lúa lai và người dân nước này có tinh thần lao động cần cù, có trình độ thâm canh cao (ICARD, 2003) Nhật Bản là nước có trình độ khoa học kỹ thuật cao, đầu tư lớn (Nguyễn Hữu Hồng, 1990) nên năng suất lúa của họ cao nhất trong bảng 1.2

Theo dự báo của Ban Nghiên cứu Kinh tế, Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA, 2009), trong giai đoạn 2007-2017, các nước sản xuất gạo ở châu Á sẽ tiếp tục là nguồn xuất khẩu gạo chính của thế giới, bao gồm Thái Lan, Việt Nam, Ấn Độ Riêng xuất khẩu gạo của hai nước Thái Lan và Việt Nam sẽ chiếm khoảng nửa tổng lượng gạo xuất khẩu của thế giới Một số nước khác cũng sẽ đóng góp giúp tăng sản lượng gạo thế giới như: Ấn Độ, Bangladesh, Philippines Sản lượng gạo thế giới 2013-2014 giảm xuống khoảng 494 triệu tấn, nhưng vẫn tăng khoảng 1%

so với 2012-2013 do triển vọng vụ mùa xấu đi ở Trung Quốc và Ấn Độ Dự báo tiêu thụ gạo toàn cầu 2013-2014 sẽ đạt 489 triệu tấn, tăng khoảng 2,6% hoặc 12 triệu tấn so với năm trước (Lin, 2011)

Tại Thái Lan, theo Forssel (2009) chính phủ đã có nhiều chính sách tác động đối với thị trường lúa gạo nước này để hỗ trợ cho hàng triệu nông dân Thái, trong đó nổi bật là chương trình trợ giá của chính phủ Thái cho người trồng lúa vào tháng 11/2011 nhằm đảm bảo người trồng lúa bán được giá cao nhất Do giá lúa gạo năm 2012 trên thị trường rất thấp nên lượng thóc mà chính phủ Thái lan phải mua với giá cao để lưu kho rất lớn Điều này ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng xuất khẩu gạo của Thái Lan

Tại Ấn Độ, lúa gạo và lúa mỳ là cây lương thực chính Trong khoảng 3 thập niên trước, diện tích lúa gạo tại Ấn Độ bị suy giảm nhiều do năng suất kém Tuy nhiên, trong vòng 5 năm trở lại đây, chính phủ có nhiều chính sách hỗ trợ cho phát triển sản xuất và tìm kiếm thị trường cho lúa gạo Ấn Độ như chương

trình trợ cấp đầu cho lúa gạo và lúa mỳ năm 2008-2009 với giá trị 766 tỷ Rupi (Acharya, 2008) Điều này đã thúc đẩy sản xuất trong nước, năm 2012 sản lượng lúa gạo nước này đạt 103 triệu tấn Do đó nước này đã đảm bảo được an ninh lương thực, tăng lượng gạo dự trữ kết hợp với chính sách đồng Rupi yếu và tăng cường chính sách xuất khẩu song phương làm cho xuất khẩu gạo của Ấn Độ năm

2012 đạt 9,75 triệu tấn (USDA, 2013)

1.1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo tại Việt Nam

Lúa là cây trồng cổ truyền của Việt Nam và là cây trồng quan trọng nhất hiện nay Gạo là lương thực thiết yếu hàng đầu của người Việt Nam, 100% của dân số Việt Nam không ai không ăn gạo hàng ngày từ người thu nhập thấp đến người thu nhập cao, từ nông thôn đến thành thị

Việt Nam là nước có nền văn minh trồng lúa nước lâu đời trên 4.000 năm lịch sử Việt Nam nằm trong vùng địa lý – được xem là khởi nguyên của lúa nước, chạy dài từ chân núi Hi Mã Lạp Sơn cho đến bờ biển Đông, nằm trên kinh tuyến 15 và giữa vĩ độ 8oN – 23oN được chia thành 7 vùng sinh thái nông nghiệp (miền núi phía Bắc, đồng bằng sông Hồng, Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu Long) Lúa gạo là nguồn thức ăn căn bản của dân tộc Việt Nam Cây lúa có thể thích nghi và sống trong nhiều điều kiện khác nhau mà không phải loại cây lương thực nào cũng có thể có những tính trạng vô cùng đa dạng như vậy Lúa gạo cung cấp nguồn lương thực cơ bản, tạo việc làm cho hàng triệu người, đóng vai trò quan trọng trong đời sống kinh tế, xã hội, chính trị trong lịch sử phát triển đất nước Trong quá trình sản xuất lúa đã hình thành nên 2 vùng sản xuất rộng lớn đó là vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng và đồng bằng châu thổ sông Cửu Long (Bùi Huy Đáp,1980; Nguyễn Văn Luật, 2001)

Theo tổng cục thống kê, tổng diện tích đất nông nghiệp thời điểm 2013 tại Việt Nam gần 26,37 triệu ha, trong đó diện tích đất sản xuất nông nghiệp gần 10,21 triệu ha , đất trồng lúa hơn 4,10 triệu ha (Tổng cục thống kê, 2013)

Trước năm 1945, diện tích trồng lúa ở 2 đồng bằng Bắc bộ và Nam bộ là 1,8 triệu và 2,7 triệu ha với năng suất bình quân 13 tạ / ha và sản lượng thóc tương ứng 2,4 - 3,0 triệu tấn (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008) Năm 1945 nước ta đang phải đối mặt với nạn đói của thế kỉ, khiến hơn 2 triệu người chết vì đói, nhưng đến nay, bằng mọi nỗ lực Việt Nam đã vươn lên là nước xuất khẩu lúa gạo đứng thứ hai thế giới sau Thái Lan

Nhiều năm qua, sản xuất lúa ở Việt Nam đã có những thành tựu đặc biệt ấn tượng, mà dấu mốc lịch sử là năm 1989, Việt Nam từ một nước thiếu lương thực lần đầu xuất hiện là nước xuất khẩu gạo với số lượng lên đến 1 triệu tấn kết thúc tình trạng thiếu lương thực trong một thời kỳ dài trước đó Sản xuất lúa toàn quốc được phân bố trên 6 vùng kinh tế cơ bản Trong đó, 3 vùng lúa quan trọng là Đồng bằng Sông Hồng (chiếm17,6% sản lượng); khu vực Bắc Trung bộ & Duyên hải Miền Trung (16,1% sản lượng); và Đồng bằng Sông Cửu Long (52,8% sản lượng) (Nguyễn Văn Sơn, 2013)

Trong vòng hơn 10 năm tình hình sản xuất lúa ở nước ta có nhiều diễn biến thay đổi do chiều hướng biến đổi khí hậu toàn cầu và sự thay đổi của thị trường thế giới Qua bảng 2.4 cho thấy diện tích trồng lúa cả nước năm 2000 là 7666,3 nghìn

ha, sau đó giảm dần qua các năm do việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng và hướng sử dụng đất nông nghiệp Năm 2008 diện tích và sản lượng đã tăng lên và tới năm

2013 diện tích là 7899,4 nghìn ha, sản lượng là 44076,1 nghìn tấn Sản lượng lúa tăng do đã áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật vào sản xuất một cách đúng đắn như sử dụng các giống lúa mới, kỹ thuật bón phân hợp lý, đầu tư thâm canh tốt

Bảng 1.3 Tình hình sản xuất lúa gạo của Việt Nam qua các năm

1.2 Những nghiên cứu về cây lúa

1.2.1 Nghiên cứu trên thế giới

Nhu cầu lương thực của con người không ngừng tăng lên Để đáp ứng nhu cầu đó, trong nhiều năm qua, các quốc gia trồng lúa trên thế giới đã liên tục đưa các giống mới có năng suất cao vào sản xuất Điều này đã ảnh hưởng đến các giống lúa địa phương, gây ra hiện tượng xói mòn gen, thậm chí còn làm mất luôn những nguồn gen quý Chính vì thế mà công tác nghiên cứu giống lúa luôn được các quốc gia sản xuất nông nghiệp và các nhà khoa học nông nghiệp quan tâm

Các quốc gia đều có cơ quan nghiên cứu về giống và hầu hết đều chú trọng theo hai hướng là thu thập, bảo tồn nguồn vật liệu khởi đầu và chọn tạo, khảo nghiệm các giống mới

Dân số thế giới đang ngày một tăng nhanh trong khi nguồn tài nguyên dần càng cạn kiệt, vì vậy việc đảm bảo an ninh lương thực là rất cần thiết Để đảm bảo tăng năng suất và chất lượng lúa gạo thì ngành công nghệ giống là một ngành mũi nhọn Hiện nay trên toàn thế giới để đạt được mục tiêu trên việc nghiên cứu, chọn lọc, lai tạo giống đã được các nhà khoa học, các viện nghiên cứu và các trường đại học nông nghiệp ưu tiên hàng đầu

Trên thế giới người ta quan tâm đến việc bảo tồn nguồn gen nói chung,và nguồn gen cây lúa nói riêng từ những thập kỷ trước đây Ngay từ những năm

1924 Viện nghiên cứu cây trồng Liên Xô (cũ) đã được thành lập, nhiệm vụ chính

là thu nhập và đánh giá bảo tồn nguồn gen cây trồng Tổ chức Lương thực và nông nghiệp Thế giới (FAO) đã tổng hợp các kết quả nghiên cứu và đề ra phương hướng thúc đẩy việc xây dựng ngân hàng gen phục vụ cho việc giữ gìn tài nguyên thiên nhiên nhằm phục vụ lợi ích lâu dài của nhân loại Trong vùng nhiệt đới và Á nhiệt đới đã hình thành nhiều tổ chức quốc tế, đảm nhận việc thu thập tập đoàn giống trên thế giới đồng thời cung cấp nguồn gen để cải tạo giống lúa trồng (Trần Đình Long, 1992; Nguyễn Văn Hoan, Nguyễn Thị Trâm,1995)

Có rất nhiều quan điểm khác nhau về phương hướng chọn tạo giống lúa Dựa trên những kết quả đạt được Khush (1990) đã tổng kết mô hình kiểu cấu trúc cây lúa mới có năng suất cao là có 3-4 nhánh trên khóm, thời gian sinh trưởng từ 100-130 ngày, thân cứng chống đổ, lá phẳng, dày, xanh đậm, có từ 200-250 hạt chắc trên bông, hệ thống rễ khỏe, chống chịu nhiều loại sâu bệnh hại, chiều cao cây từ 90-100cm, tiềm năng năng suất từ 10-13 tấn/ha

Dựa trên quan hệ kiểu cây và năng suất, Jennings (1997) đã nhấn mạnh rằng biện pháp chọn giống có thể tiến đến một kiểu cây cải tiến cho vùng nhiệt đới là những giống chín sớm, chống chịu bệnh đạo ôn, thấp cây, chống đổ

Theo Yoshida (1979), các giống lúa thấp cây, ngắn ngày là hướng chọn tạo mới của các nhà chọn tạo giống trên thế giới do có những ưu điểm như các giống chín sớm có tổng tích ôn thấp, các giống thấp cây có chiều hướng để nhánh nhiều hơn, những giống chín sớm thường phản ứng với đạm cao, lá đứng thẳng, ngắn, dày, hẹp và xanh đậm Những giống chín sớm thường có thân cây thấp và cứng giúp cây chống đổ tốt

Theo Gupta and Otoole (1976), thì phương pháp chọn tạo giống lúa thay đổi theo từng vùng sinh thái nhưng phương hướng chung là năng suất cao và ổn định, có nhiều dạng hình phong phú, thích nghi với điều kiện sinh thái của các vùng, thân cứng, chống đổ tốt, đặc điểm về chất lượng hạt phong phú, mạ khỏe,

bộ rễ khỏe, dày đặc, ăn sâu, tỷ lệ hạt lép thấp, hạt mẩy đều, chín tập trung, phản ứng quang chu kỳ ở mức độ khác nhau, chịu hạn tốt, có khả năng cạnh tranh với

cỏ dại, chống chịu với đạo ôn, khô vằn, đốm nâu, sâu đục thân, rầy nâu, chịu được đất nhiều dinh dưỡng, thiếu lân hoặc chua

Nhìn chung, với các tiến bộ kỹ thuật mới được áp dụng trong những năm qua, công tác chọn tạo giống trên thế giới đã đem lại những kết quả to lớn trong chọn tạo giống lúa Viện nghiên cứu lúa quốc tế đã lai tạo chọn lọc ra nhiều giống lúa như: IR5, IR6, IR30, IR34, IR64 là các giống có bước nhảy vọt về năng suất, IR8 là giống lúa chín sớm, IR497-84-3, IR498-1-88 là các dòng chống bệnh bạc lá, IR747B2-6 là dòng chống sâu đục thân… Ngoài viện nghiên cứu lúa IRRI trên thế giới còn thành lập ra nhiều trung tâm như: CIAT, INGER, EAT, ICRISAT cùng hoạt động trong công tác nghiên cứu (IRRI, CIAT, WARDA, 1997)

Hiện nay ưu thế lúa lai đang được ứng dụng rất rộng rãi và đạt được nhiều thành công Trong lịch sử Trung Quốc đã ứng dụng rất thành công thành tựu lúa lai vào sản xuất Các nhà khoa học Trung Quốc là những người đầu tiên phát hiện

ra các phương pháp sản xuất lúa ưu thế lai F1, gọi tắt là lúa lai Trung Quốc cũng

là nước đi tiên phong về nghiên cứu và sản xuất hạt giống lúa lai cũng như sản xuất đại trà bằng giống lúa lai.Chiến lược phát triển lúa lai ở Trung Quốc đồng thời thực hiện theo ba phương pháp sau đây: Hệ thống ba dòng, Hệ thống 2 dòng, Bằng cách sử dụng hóa chất gây bất thụ đực Trung Quốc là nước phát triển lúa lai lớn nhất thế giới Năm 2010 trồng 20 triệu ha, chiếm 70% tổng diện tích trồng lúa ở Trung Quốc Giai đoạn 2007-2015: Tiếp tục chương trình siêu lúa lai với mục tiêu đạt năng suất 13,5 tấn/ha trên diện rộng, trên diện hẹp tạo ra giống lai

dự kiến có năng suất 15-20 tấn/ha/vụ Các giống lúa có năng suất cao, phẩm chất tốt như Thụy Hương 506, Thụy hương 308, Dưu 527, Nhị Ưu 838, …đã nhập vào Việt Nam (Hồ Đình Hải, 2010a; Lin, 2011)

Thái Lan là nước xuất khẩu lúa gạo hàng đầu thế giới, cũng là một trong các nước đứng đầu thế giới về chất lượng lúa gạo Từ năm 1950, Thái Lan đã làm thuần các giống lúa địa phương và đưa vào trong sản xuất các giống lúa cổ truyền Ngày nay, tại nước này vẫn đang tiếp tục nghiên cứu và sử dụng rất nhiều giống lúa chọn tạo từ các giống cổ truyền Năm 1916, trại thí nghiệm lúa đầu tiên được thành lập và chương trình lai tạo giống cũng như các công tác nghiên cứu mọi mặt

đã được thiết lập Các trung tâm nghiên cứu giống lúa được thành lập ở nhiều tỉnh

và khu vực trong nước với nhiệm vụ chính là tiến hành chọn lọc, phục tráng, lai tạo các giống lúa để cung cấp phục vụ cho nông nghiệp nước nhà và xuất khẩu Hiện nay, công tác chọn tạo giống lúa là một trong những nhiệm vụ chính của Phòng Nghiên cứu Phát triển lúa và 27 Trung tâm Nghiên cứu lúa trực thuộc

Phòng Nghiên cứu và Phát triển Lúa cũng chịu trách nhiệm sản xuất 2.500 tấn hạt giống lúa nguyên chủng hàng năm (Sommart jongwanich, 2009) Nghiên cứu và sản xuất lúa chất lượng cao cũng đặc biệt được quan tâm tại Thái Lan Để tăng cường tính cạnh tranh trên thị trường lúa gạo thế giới, Thái Lan đã có những chương trình nghiên cứu lớn, hàng năm đầu tư hàng trăm triệu đô la Mỹ cho việc

phát triển những giống lúa thơm, hạt dài và có chất lượng cao (Vannavichit et al.,

2004) Tiêu chí chọn giống của Thái Lan là các giống lúa trung ngày và dài ngày, hạt gạo dài, trong, có chất lượng cao, giống lúa nổi tiếng nhất là Khao Dawk Mali hay còn gọi là Hương Nhài có phẩm chất thơm, ngon.Thái Lan có nguồn gen dồi dào về giống lúa Ngân hàng gen có hơn 24.000 dòng/giống Gần 100 giống lúa cải tiến đã được công nhận đưa vào sản xuất (Ngô Văn Giáo, 2009)

Nhật Bản là một nước thuộc khu vực Đông Á, nước có trình độ khoa học cao, đầu tư lớn là một trong những nước có năng suất lúa đứng đầu thế giới Để đạt được thành tựu như trên công tác nghiên cứu và chọn tạo giống lúa rất được chú trọng vì người Nhật có nhu cầu rất cao về chất lượng gạo ăn, họ sẵn sàng chịu mức giá cao để được sử dụng loại gạo ngon, đảm bảo chất lượng Để đáp ứng thị hiếu của người dân, nhiều trạm và viện nghiên cứu đã được thành lập trên nhiều tỉnh thành trên toàn nước như: Nagoda, Sendai, Kochi Các giống lúa vừa có năng suất cao vừa có chất lượng tốt được lai tạo thành công là: Koshihikari, Mizayaki 1, Mizayaki

2 rất được người dân trong nước ưa chuộng và có giá trị cao trên thị trường Các nhà khoa học Nhật Bản đã tạo được giống lúa Tomoaky Sakamoto có bộ lá cứng, sử dụng ít phân bón, năng suất tăng 30% so với giống lúa cũ (Minh Sơn, 2006)

Ấn Độ là một nước đứng đầu thế giới về diện tích đất nông nghiệp và đất trồng lúa Đi đầu trong cuộc cách mạng xanh, Ấn Ðộ từ một nước luôn có nạn đói kinh niên, không sao vượt qua ngưỡng 20 triệu tấn lương thực, thành một đất

nước đủ ăn và còn dư để xuất khẩu với tổng sản lượng kỷ lục là 60 triệu tấn/năm Viện nghiên cứu giống lúa trung ương của Ấn Độ được thành lập vào năm 1946 tại Cuttuck bang Orisa là nơi tập trung nghiên cứu, lai tạo các giống lúa mới phục vụ sản xuất Các cơ sở nghiên cứu được đặt tại các bang của Ấn Độ như: Kerala, viện nghiên cứu cây trồng cạn Á nhiệt đới (Hồ Đình Hải, 2010b)

Ở khu vực Đông Á còn có nhiều nước trồng lúa chất lượng cao như Indonesia, Hàn Quốc, Đài Loan Các giống lúa ở đây có cơm dẻo, mùi thơm, và hầu hết là giống bản địa hoặc giống lúa được lai tạo tại các cơ sở nghiên cứu Ấn

Độ, Bangladest, Pakistan là các nước có nguồn gen lúa chất lượng phong phú, đáng chú ý nhất là giống lúa Basmati 370 Hiện nay các nước này đang tích cực thực hiện chương trình cải tiến giống lúa, tạo ra các giống lúa mới có năng suất, chất lượng cao và mang gen chất lượng của giống Basmati (Abbas, 1998)

Không chỉ ở Châu Á, ở Mỹ công tác nghiên cứu các giống lúa cũng được chú trọng, không chỉ quan tâm đến việc chọn lọc, lai tạo để đưa ra các giống lúa

có năng suất cao mà còn nghiên cứu về chất lượng và dinh dưỡng trong hạt gạo của các giống để đáp ứng nhu cầu của thị trường

Có rất nhiều nhà khoa học trên khắp thế giới đã và đang nghiên cứu các giống lúa nhằm mục đích đưa ra những giống lúa có năng suất cao, phẩm chất tốt, có khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh, thâm canh phù hợp với từng khu vực

1.2.2 Nghiên cứu tại Việt Nam

Công tác giống là biện pháp tối ưu nhất để tăng năng suất cây trồng, sử dụng giống tốt có thể cho năng suất cao hơn so với giống bình thường từ 10 - 30% hoặc cao hơn nữa Trong khi đó, việc áp dụng các biện pháp khác như kỹ

thuật canh tác hay đầu tư phân bón chỉ có thể làm cho năng suất của giống tăng không quá 7% Nhận thấy tầm quan trọng của giống trong hoạt động sản xuất nông nghiệp nên nước ta đã có chính sách đầu tư thích đáng cho công tác nghiên cứu, thu thập, chọn lọc, lai tạo và khảo nghiệm, kiểm nghiệm giống Các Viện, Trung tâm nghiên cứu, Trường Đại học, đã được đầu tư về nhân lực, tài chính, khoa học kỹ thuật và đã tuyển chọn ra nhiều giống mới có năng suất cao, phẩm chất tốt, chống chịu được sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất lợi để đưa vào sản xuất đại trà Chính vì vậy mà trong khoảng 20 năm trở lại đây, nước ta đã có những bước tiến nhảy vọt trong sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là trong xuất khẩu lúa gạo

Viện cây lương thực và cây thực phẩm là Viện nghiên cứu các giống lúa hàng đầu ở Việt Nam được thành lập từ rất sớm Viện này đã được các nhà khoa học danh tiếng như: Giáo sư Nông học Lương Định Của, Giáo sư, Tiến sĩ Viện sĩ

Vũ Tuyên Hoàng… lãnh đạo và chỉ đạo công tác nghiên cứu và chọn tạo các giống lúa Hàng trăm giống lúa xuân, lúa mùa, lúa chịu hạn, chịu úng, lúa nếp, lúa có hàm lượng Prôtêin cao, lúa chịu mặn đã được chọn tạo và bồi dục ở Viện này, trong đó có các giống lúa chất lượng cao Hai giống P4 và P6 là những giống lúa được lai tạo theo hướng chất lượng Protein cao Giống P4 có thời gian sinh trưởng trung bình, trồng được 2 vụ/năm, năng suất khá đạt 45 đến 55 tạ/ha cao nhất có thể đạt 72 tạ/ha Giống P4 có hàm lượng protein cao tới 11 %, hàm lượng amiloza 16-20 %, hạt gạo dài, tỉ lệ gạo xát đạt 70 %, tỷ lệ gạo nguyên đạt

65 % Giống lúa P6 ngắn ngày hơn giống lúa P4 thuộc loại hình thâm canh, hàm lượng protein đạt 10,5 %, năng suất đạt 45-55 tạ/ha, cao nhất đạt 60 tạ/ha Đây là giống lúa có chất lượng gạo tốt, đạt tiêu chuẩn xuất khẩu Giống lúa nếp K12 do Viện cây lương thực và thực phẩm lai tạo ra có khả năng chống chịu với bệnh

đạo ôn, có thể đạt năng suất từ 33,5- 58 tạ/ha chất lượng gạo khá (Nguyễn Văn Sơn, 2013)

Hội Giống cây trồng Trung Ương triển khai việc chọn tạo, khảo nghiệm gần 100 giống lúa Japonica khác nhau ở các tỉnh phía Bắc Trong đó, giống lúa Japonica ĐS1 do Hoàng Tuyết Minh và cộng sự chọn tạo, được khảo nghiệm và nhân giống từ năm 2001, có năng suất cao, chất lượng tốt, được Bộ NN và PTNT công nhận là giống tạm thời Hiện tại giống ĐS1 đang được mở rộng sản xuất tại các tỉnh đồng bằng sông Hồng và miền núi như: Hưng Yên, Thái Bình, Hoà Bình, Thái Nguyên, Yên Bái và một số địa phương khác (Trần Văn Đạt, 2014)

Nghiên cứu ứng dụng về cây lúa trong thời gian qua đóng góp vào sự phát triển nông nghiệp Việt Nam là kết quả với sự hợp tác giữa nhà quản lý, các

tổ chức nghiên cứu ứng dụng trong nước và hợp tác quốc tế và đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể: thu thập đánh giá nguồn vật liệu giống lúa địa phương phục

vụ chọn tạo giống lúa cho vùng núi Tây Bắc Việt Nam của Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội (nay là Học viện Nông nghiệp Việt Nam) với phương pháp điều tra, thu thập, phân loại giống địa phương và chọn lọc cá thể theo chu kỳ để làm vật liệu di truyền lai tạo giống lúa cho vùng núi phía Bắc Việt Nam như : G4, G6, G10, G13, G14, G19, G22, G24; nghiên cứu các giống lúa phẩm chất cao phục

vụ đồng bằng sông Cửu Long của Viện nghiên cứu lúa đồng bằng sông Cửu Long với phương pháp ứng dụng công nghệ sinh học (marker phân tử, nuôi cấy túi phấn) kết hợp với khảo nghiệm đồng ruộng để chọn tạo giống lúa ngắn ngày, năng suất cao, chất lượng gạo tốt như OM1490, OM2517, OM3536, OM2717, OM2718, OM3405, OM4495, OM4498, OM2514 trồng rộng rãi ở vùng sản xuất ngập lũ đồng bằng Sông Cửu Long (Vũ Ngọc Dương, 2008)

Các giống Nếp 87, Nếp 87-2, Nếp 97 là những giống Nếp được chọn tạo

có nhiều ưu điểm như năng suất cao, chất lượng tốt, có hương thơm như Nếp Cái Hoa Vàng, các giống lúa này hiện được trồng nhiều ở các tỉnh từ bắc Trung bộ trở ra Để tạo cơ sở cho việc ứng dụng các qui trình canh tác các giống lúa đặc sản và giống lúa chất lượng cao tập thể tác giả của viện Khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam đã giới thiệu về các giống chất lượng và kỹ thuật canh tác nhằm không ngừng nâng cao năng suất, chất lượng của lúa Phân tích mức độ đa dạng

di truyền của 37 mẫu giống gạo tẻ thơm ở miền Bắc, cho thấy có 30 mẫu giống thuộc Indica, 5 mẫu giống thuộc Japonica và 2 mẫu giống chưa rõ Nhóm lúa Tám thuộc Japonica, có mùi thơm là một ghi nhận mới trong nghiên cứu lúa ở Việt Nam Còn ở miền Nam hầu hết các giống lúa thơm có dạng hạt dài, thon dài thuộc loại hình Indica Nổi tiếng nhất là Nàng thơm Chợ Đào (Long An) (Hà Văn Chín, 2005)

Hiện nay, ở các tỉnh phía Bắc đã thành lập rất nhiều tổ chức, công ty, doanh nghiệp hoạt động và nghiên cứu trong lĩnh vực nông nghiệp như: Công

ty cổ phần giống cây trồng Trung Ương, Công ty cổ phần giống cây trồng Thái Bình, Công ty Syngenta…Họ đã có những cống hiến cho sự nghiệp nghiên cứu giống, đã đưa vào sản xuất những giống lúa không chỉ năng suất cao mà chất lượng gạo còn thơm, ngon Mặc dù còn nhiều hạn chế trong công tác nghiên cứu nhưng đây sẽ là một trong những bước dột phá cho nền nông nghiệp nước nhà chúng ta

Theo bà Nguyễn Thị Hồng, Vụ trưởng Vụ kế hoạch (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn) từ năm 2008-2014, cả nước có 126 giống lúa được công nhận, nhưng những giống trồng phổ biến hiện nay ở các tỉnh phía Bắc chỉ gồm 3 giống do Công ty Cổ phần Giống cây trồng Trung ương nghiên cứu chọn tạo (RVT, Thiên ưu 8, Khang dân đột biến), 2 giống được nhập nội từ Trung Quốc

(giống Bắc thơm số 7 và Hương thơm số 1) và giống BC15 do Tổng công ty Giống cây trồng Thái Bình chọn tạo là giống chủ lực của tỉnh Thái Bình, Thanh Hóa Các giống cây lâm nghiệp đã được công nhận là 189 loại nhưng số giống được áp dụng phổ biến trong sản xuất chỉ đạt khoảng 30% (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2012)

Một số doanh nghiệp cho biết, hiện nay Việt Nam đã dư sức sản xuất những giống lúa thơm chất lượng cao để làm ra gạo trị giá 600 - 800 USD/tấn Công ty cổ phần giống cây trồng Trung Ương đang có giống lúa thơm RVT, Thiên ưu 8 có thể làm ra gạo bán được với giá 800 USD/tấn Trong đó RVT là giống lúa thuần chất lượng cao do nguyên Phó thủ tướng Nguyễn Công Tạn nhập nội và tuyển chọn Giống lúa thơm RVT có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt, phiến lá đứng, đẻ nhánh khoẻ, khả năng thích ứng rộng, chịu thâm canh Đặc điểm nổi trội như số bông trên khóm cao, bông dài, mức độ nhiễm sâu bệnh thấp, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt Thiên Ưu 8 có khả năng sinh trưởng tốt, đẻ nhánh nhiều, trổ thoát và tập trung, có tiềm năng năng suất bằng các giống lúa lai Trung Quốc (vụ xuân từ 7,5 - 8 tấn/ha, vụ hè thu đạt trên dưới 6,5 tấn/ha), chất lượng gạo ngon, (vinaseed.com.vn/vi/san-pham/giong-cay-trong/giong-lua)

Theo báo cáo của cục trộng trọt năm 2013, vụ đông xuân 2012 - 2013, Tổng Công ty Giống cây trồng Thái Bình cung ứng ra sản xuất hơn 3.000 tấn giống BC15 cho các tỉnh vùng đồng bằng sông Hồng, trung du miền núi phía Bắc, Bắc Trung bộ, Nam Trung bộ và Nam bộ BC15 là giống lúa cho năng suất cao, chất lượng gạo ngon, được nhiều địa phương tiếp thu, mở rộng nhanh vào sản xuất

Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng (Học viện Nông nghiệp Việt Nam) đã chọn tạo ra giống lúa thuần Hương cốm 4 Theo đánh giá của Phòng

Nông nghiệp và Phát triển nông thôn huyện Tứ Kỳ (Hải Dương) chống chịu với điều kiện ngoại cảnh tốt, chống rét tốt chống đổ khá, nhiễm đạo ôn, khô vằn ở mức rất nhẹ cho đến nhẹ có chất lượng gạo tốt, năng suất thực thu trung bình đạt 67,3 tạ/ha (Phạm Ninh Hải, 2014)

Từ năm 2015, nền nông nghiệp Việt Nam sẽ hội nhập hết sức sâu rộng, điều đó cũng đồng nghĩa ngành nông nghiệp sẽ phải đối mặt với cạnh tranh ngày càng khốc liệt hơn của thị trường quốc tế Trước tình hình đó, nền nông nghiệp phải có những chuyển biến mạnh để đáp ứng với yêu cầu đổi mới Thực tiễn sản xuất nông nghiệp trên thế giới cũng như trong nước khẳng định giống cây trồng

là nhân tố quyết định năng suất, chất lượng và hiệu quả của sản xuất nông nghiệp Nhờ có bộ giống cây trồng phong phú đa dạng chúng ta đã và đang thực hiện chuyển đổi cơ cấu cây trồng mùa vụ nhằm khai thác hiệu quả hơn tiềm năng

và khắc phục những hạn chế về đất đai, thời tiết khí hậu của nước ta, làm đa dạng hoá các sản phẩm nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hoá, thực hiện công nghiệp hoá hiện đại hoá nông nghiệp nông thôn

1.3 Nghiên cứu về chọn tạo giống lúa chất lượng cao

1.3.1 Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm

Phương pháp chọn lọc dòng thuần là một trong những phương pháp chọn giống cải tiến và đem lại nhiều thành công trong việc tạo ra những giống lúa chất lượng cao và độ thuần di truyền ổn định Bằng phương pháp này, Late Sardar Mohammad Khan (Ấn Độ) đã chọn được giống Basmati 370, giống này thơm, chất lượng gạo tốt, được gieo cấy rộng rãi ở Pakistan và Ấn Độ (Đỗ Khắc Thịnh, 2004) Tuy nhiên, Basmati 370 có năng suất thấp 1,7 tấn/ha năm 2006 ở vùng phía Tây Punjab, 2,1 tấn/ha ở Pakistan và 3,8 tấn/ha ở phía Đông Punjab của Ấn

Độ (Giraud, 2010) Giống Khao Dawk Mali 105 của Thái Lan được nông dân

chọn lọc trong quần thể lúa địa phương từ năm 1945, đến nay giống lúa này là giống xuất khẩu chủ lực của Thái Lan Bằng kỹ thuật chọn lọc dòng thuần, giống lúa Nàng Hương 2, Nàng Thơm Chợ Đào 5 được chọn lọc từ giống lúa thơm nổi tiếng Nàng Hương và Nàng Thơm Chợ Đào của các tỉnh phía Nam (Bộ NN&PTNT, 2013)

Chương trình lai tạo giống lúa thơm trên nền các giống lúa có dạng hình thấp đã được tiến hành ở Trung Quốc từ những năm 1985 Nhiều giống lúa thơm phổ biến như Khao Dawk Mali 105, Basmati 370 và IR841 đã được sử dụng để lai với giống Shuang-Zhu-Zhan với mục đích tạo ra những giống lúa có chất lượng cao, hạt gạo dài thon và đạt năng suất cao Khush and Virk (2010) công bố nhiều dòng lúa thơm có chất lượng và năng suất cao từ các tổ hợp lai giữa giống lúa Basmati 370 và các dòng lúa cải tiến, trong đó một dòng lúa là IR65610-24-2-4-2-6-3 được mở rộng sản xuất ở Việt Nam và được đặt tên là MTL233, các dòng khác được mở rộng sản xuất ở Pakistan và Ấn Độ

Mặc dù nhiều kết quả nghiên cứu đã kết luận mùi thơm do một gen lặn kiểm soát nhưng trong thực tế chọn giống khi lai giữa hai giống lúa thơm với nhau thì thế hệ F3 vẫn còn phân ly Sự phân ly này được Sha (2009) thí nghiệm ở thế hệ F3 cho thấy tỷ lệ dòng không thơm của 39 tổ hợp lai đơn Thơm x Không thơm chiếm đến 59% tổng số dòng đánh giá, 10 tổ hợp lai đơn Thơm x Thơm chiếm đến 18% dòng đánh giá Tổ hợp lai ba (Thơm x Không thơm) x Thơm có tỷ lệ dòng thơm chiếm 66% tổng số dòng đánh giá, thấp hơn tổ hợp lai đơn Thơm x Thơm Vì vậy, tác giả đề nghị lai cận huyết giữa các dòng lúa thơm để có nhiều

cơ hội chọn ra dòng lúa thơm

Bằng phương pháp lai hữu tính và chọn lọc cá thể, Nguyễn Thị Trâm và cộng

sự (2006) đã chọn tạo được giống lúa thơm Hương Cốm từ các giống Hương 125s,

MR365, TX93, Maogo và R9311 có hàm lượng amylose 17,5%, hàm lượng protein 8,7%, nhiệt độ hóa hồ thấp, độ bền thể gel mềm, chống đổ ngã rất tốt

Đột biến là một kỹ thuật được sử dụng khá thành công trong việc tạo ra những thay đổi mong muốn về tính trạng được kiểm soát bởi một hoặc đa gen

Lê Xuân Thám (2004) cho răng từ thập niên 90, nhiều tác giả đã cố gắng nghiên cứu cải tiến các giống lúa Tám đặc sản của Việt Nam bằng phương pháp chiếu xạ tia gamma trên các giống như Tám Rồng, Tám Cổ Ngỗng, Tám Thơm Nam Định, Tám Ấp Bẹ Xuân Đài Bằng phương pháp chiếu xạ, giống lúa thơm đột biến Khooshboo 95 được chọn tạo có năng suất cao và chiều cao cây thấp hơn 22% so với giống Jajai 77 Ở Thái Lan, giống RD 15 được tạo bằng kỹ thuật đột biến từ giống Khao Dawk Mali 105 có thời gian sinh trưởng ngắn hơn Khao Dawk Mali 105 từ 7 đến 10 ngày mà vẫn giữ được phẩm chất tốt của Khao Dawk

Mali 105 (Boonsirichai et al., 2007) Nhật Bản đã đưa ra sản xuất giống lúa

Remei, đây là giống đột biến từ giống chịu lạnh Fujiminori có đặc điểm thấp cây, chống đổ Giống lúa đột biến từ giống lúa Pandawangi là một giống lúa địa phương nổi tiếng về hương thơm, vị ngon và có thêm đặc tính kháng bệnh rầy nâu BHP type 1 (Yamaguchi, 2001) Hai giống lúa của Trung Quốc là ZhongHua11 thuộc lúa Japonica và Shuang Ke Zao thuộc lúa Indica được xử lý đột biến bằng tia gamma đã tạo ra được hơm 700 dòng đột biến về hình thái và sinh lý Các dòng đột biến này được sử dụng làm nguồn vật liệu cho chọn giống (Zhu, 2006) Tại Ấn Độ, ba giống lúa chất lượng là Basmati 370, Pusa Basmati 1

và Pakistan Basmati được xử lý chiếu xạ bằng tia gamma với liều chiếu 100, 150

và 200 Gray Qua thế hệ M7 đã chọn được 15 dòng đột biến từ giống Basmati

370, 7 dòng đột biến từ giống Pusa Basmati 1 và 10 dòng đột biến từ giống lúa Pakistan Basmati Trong đó dòng CR2007 có chất lượng tương tự như giống

Basmati 370 gốc nhưng có năng suất vượt trội so với giống gốc và còn có đặc tính kháng đạo ôn cổ bông, bệnh đốm nâu (Patnaik, 2006) Tại Myanma và Pakistan, hai giống lúa đột biến Lone Thwe Hmwe (LTH M4-14) được chọn lọc từ đột biến hóa chất và giống Manawthuka (MNTK M4-10) chọn lọc từ đột biến phóng

xạ đã cho năng suất cao hơn và có tính kháng rầy nâu so với giống gốc (Khin, 2006) Ở Việt Nam, chọn giống lúa thơm bằng phương pháp đột biến gen đã được ứng dụng trên giống lúa Tám thơm và khai thác biến dị tế bào soma trên giống Khao Dawk Mali 105 (Tạ Minh Sơn và cs., 2006) Theo Nguyễn Đức Thành và cs (1999) thì chọn giống đột biến và biến dòng soma được áp dụng để phá vỡ tính cảm quang chu kỳ nhằm tăng năng suất tuy nhiên các giống lúa này mất hương thơm và thay đổi hàm lượng amylose Viện lúa ĐBSCL cũng đã tiến hành nghiên cứu đột biến gen bằng phương pháp đồng vị phóng xạ trên giống lúa Tám xoan của Nam Định tạo ra hai dòng là tám xoan 1 và Tám xoan 2 không cảm quang, TGST là 110-

130 ngày, amylose trung bình, năng suất 6 tấn/ha nhưng không thơm

Để cải tiến những giống lúa thơm, kỹ thuật sinh học phân tử được coi là một

giả pháp hiệu quả Yi et al (2009) đã lai tạo giống lúa thơm Basmati 370 với

giống Manawthukha (giống địa phương của Myamma) để chuyển alen badh 2.1 vào giống mới, sau đó sử dụng PCR với mồi aromarker để xác định tính thơm

Chen et al (2008) đã cho biết hoạt động của alen badh 2.1 tạo tiền đề hình thành tổng hợp 2-AP Asante et al (2009) dùng các mồi ESP và IFAP kết hợp với đánh

giá mùi thơm theo cảm quan của tổ hợp lai IDSA 85/Nerica 1 đã xác định được

tính thơm của giống Nerica 1 là do alen badh 2.1 Boonsirichai et al (2007) xác

định ba dòng lúa của Khao Dawk Mali 105 đột biến đều mang alen badh 2.1 Dương XuânTú (2010) cũng đã chọn được hai dòng lúa thơm HDT2 và HDT8 từ

tổ hợp lai AC5/Q5/C70 và Peai/BT

1.3.2 Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường và kỹ thuật canh tác tới chất lượng gạo

Các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm không khí, cường độ và thời gian chiếu sáng cũng như các yếu tố úng, hạn, mặn, dinh dưỡng và kỹ thuật canh tác có ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng gạo Chất lượng gạo đạt cao nhất khi nhiệt độ trong thời kỳ trỗ, chín từ 25-31oC, chênh lệch nhiệt độ ngày đêm lớn và cường độ ánh sáng cũng như thời gian chiếu sáng cao Sự hình thành và duy trì mùi thơm được gia tăng nếu trong giai đoạn hạt vào chắc nhiệt độ xuống thấp và phụ thuộc vào biên độ nhiệt (Meng and Zhou, 1997) Ngược lại các yếu tố như hạn, mặn đặc biệt trong quá trình vào chắc làm giảm chất lượng gạo vì chúng ảnh hưởng tới quá trình quang hợp cũng như quá trình vận chuyển các chất đồng hóa vào hạt (Denis

Fabre et al., 2004; Ge et al., 2008) Quản lý tốt nước tại ruộng lúa là biện pháp

quan trọng để nâng cao chất lượng gạo, việc rút nước chậm trong thời kỳ lúa chín trong thời kỳ lúa chín không những gây khó khăn cho việc thu hoạch mà còn làm giảm chất lượng ăn của gạo nhất là đối với những giống lúa thơm, chất lượng cao Hàm lượng 2-AP còn bị ảnh hưởng bởi khô hạn Khô hạn trong giai đoạn chín sữa làm tăng hàm lượng 2-AP nhưng khô hạn ở giai đoạn chín vàng thì không tăng và hàm lượng 2-AP tăng cao nhất trong khoảng 4-5 tuần sau trỗ, sau đó giảm dần

(Yoshihashi et al., 2002) Cho nên, tháo cạn nước ở giai đoạn vào chắc sẽ thuận lợi cho việc hình thành mùi thơm (Rohilla et al., 2000)

Phân và bón phân cho lúa là cần thiết để tăng năng suất và sản lượng, bón phân đạm cho lúa thơm sẽ ảnh hưởng đến chất lượng và hương vị của cơm nấu

Warwick et al (2004) cho rằng bón nhiều phân đạm làm giảm tỷ lệ gạo nguyên

cũng như chất lượng ăn của gạo Việc bón phân lai rai làm cho nhánh đẻ không tập trung dẫn tới lúa chín không đều, ảnh hưởng tới chất lượng gạo nhất là tỷ lệ gạo

nguyên và chất lượng ăn nếm Suwanarit et al (1996, 1997) cho biết mùi thơm, độ

mềm cơm, màu sáng trắng, độ dính của gạo Khao Dawk Mali 105 bị ảnh hưởng tỷ

lệ cân đối phân đạm với phân khác Nếu bón nhiều kali hơn lượng dùng phổ biến để đạt năng suất tối đa thì sẽ làm tăng mùi thơm và góp phần làm cho hạt gạo sáng hơn

nhưng độ mềm cơm giảm Bón tăng lượng kali cũng được Bahmaniar et al (2007)

nghiên cứu và cho biết đã làm độ bền thể gel cứng lên Bón cân đối giữa đạm và lưu

huỳnh sẽ làm tăng mùi thơm của lúa (Srivastava et al., 2007)

Mùi thơm phụ thuộc theo mùa vụ gieo trồng, loại đất, địa điểm và độ phì của đất (Somrith, 1996) Lúa thơm trồng các vùng sinh thái khác nhau sẽ có độ

thơm khác nhau (Ahmad et al., 2010) Goufo et al (2010) cho biết cần thu hoạch

sớm để có mùi thơm đậm nhưng có thể năng suất giảm do hạt chưa chín đều và tác giả cũng cho biết cấy mật độ dầy hơn bình thưởng sẽ làm giảm mùi thơm

Phun chất kích thích sinh trưởng cũng ảnh hưởng đến mùi thơm, Goufo et al

(2010) cho biết phun chất kích thích sinh trưởng như GA3, 3-indole acetic acid, paclobutrazol ở giai đoan lúa trổ 25% làm giảm hàm lượng 2-AP tuần tự là 19%, 9% và 22%

Kỹ thuật bảo quản sau thu hoạch cũng có những ảnh hưởng lớn tới chất lượng gạo Ẩm độ và nhiệt độ cao trong thời gian bảo quản làm tăng quá trình hô hấp và phát sinh những loại nấm bệnh trên hạt từ đó làm giảm tỷ lệ gạo xát, gạo

nguyên cũng như chất lượng ăn nếm Theo Navarro et al (2001), độ ẩm thóc tốt

nhất để bảo quản là dưới 12,5%, độ ẩm trong kho chứa thóc nên giữ ở khoảng dưới 65% và cần được lưu thông để đảm bảo được chất lượng gạo trong thời gian dài Ngoài ra thóc được làm sạch trước khi bảo quản cũng giúp cho chất lượng gạo duy trì được tốt hơn trong thời gian bảo quản

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu nghiên cứu

- 12 dòng, giống mới chọn tạo của Phòng Công nghệ lúa lai

- 1 giống mới tuyển chọn của Công ty CP giống cây trồng Trung ương

- Đối chứng 1: Khang dân 18

- Đối chứng 2: BC15

Danh sách các giống tham gia thí nghiệm

chú

1 Khang dân 18 (đ/c 1) Đối chứng ngắn ngày, năng suất cao

2 N106 Dòng triển vọng chọn trong tập đoàn nhập nội

3 N107 Dòng triển vọng chọn trong tập đoàn nhập nội

4 N108 Dòng triển vọng chọn trong tập đoàn nhập nội

5 N110 Dòng triển vọng chọn trong tập đoàn nhập nội

6 Thiên trường 800 Khảo nghiệm vụ 1

7 Thiên ưu 8 Giống công nhận sản xuất thử (NSC)

13 R84 ML48: Kháng đạo ôn trong điều kiện tự nhiên

14 R7 HC3: Giống công nhận sản xuất thử

15 BC15 (đ/c 2) Đối chứng trung ngày, năng suất, chất lượng cao

2.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

Địa điểm: Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng-Học Viện Nông nghiệp Việt Nam

Thời gian: Vụ Mùa 2014 và vụ Xuân 2015

2.3 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá đặc điểm sinh trưởng, đặc điểm nông sinh học, đặc điểm hình

thái của các giống lúa thí nghiệm

- Đánh giá mức độ sâu bệnh hại trong điều kiện tự nhiên

- Đánh giá nhân tạo mức kháng bệnh bạc lá

- Xác định các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống thí nghiệm

- Đánh giá chất lượng gạo và cơm của các giống thí nghiệm

2.4 Phương pháp nghiên cứu

+ Bón thúc lần 1 sau cấy 6-7 ngày: 50% urê+50% kali

+ Bón thúc lần 2: 10% urê sau cấy 12 ngày

+ Khi phân hóa bước 5 bón hết lượng phân còn lại

Sơ đồ thí nghiệm vụ 1 (mùa 2014)

3 13 4 5 14 7 11 6 12 10 15 8 3 9 1 2

2.4.2 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi

- Cấy xong cắm que xác định 10 cây tại 2 điểm ở mỗi ô để theo dõi

Áp dụng theo đúng Quy chuẩn Quốc gia về khảo nghiệm cơ bản đối với giống lúa (QCVN 01-55 : 2011/BNNPTNT) và Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây

lúa của IRRI năm 2002

2.4.2.1 Giai đoạn mạ:

Trước khi cấy đánh giá một số chỉ tiêu sinh trưởng của mạ:

- Ngày gieo, ngày mọc, sức sống của mạ, ngày ra lá thứ 3, thứ 5 (theo dõi mỗi dòng 10 cây, 7 ngày 1 lần bằng cách đánh dấu sơn theo nguyên tắc: Lá thứ 3: 1 chấm; Lá thứ 5: 2 chấm; Lá thứ 7: 3 chấm; Lá thứ 9: 1 chấm )

- Phản ứng với nhiệt độ thấp ở vụ Xuân

2.4.2.2 Giai đoạn lúa (cấy đến thu hoạch)

a/ Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng (ngày)

- Ngày bén rễ hồi xanh

- Ngày bắt đầu đẻ nhánh (10% số cây có nhánh)

- Ngày đẻ nhánh rộ (trên 50% số cây đẻ)

- Ngày kết thúc đẻ nhánh (trên 80% số cây đẻ)

- Ngày bắt đầu trổ (10% số cây trổ)

- Ngày trổ hoàn toàn (80% số cây trổ)

- Ngày chín hoàn toàn (85% số hạt trên bông chín) vỏ hạt chuyển từ màu vàng sang nhạt dần, mày trấu khô đi

- Thời gian sinh trưởng (ngày): Tính số ngày từ khi gieo đến khi có 85%

số hạt trên bông chín

b/ Các chỉ tiêu về sinh trưởng, phát triển

* Chiều cao cây:

- Động thái tăng trưởng chiều cao trên đồng ruộng: Bắt đầu theo dõi sau khi cấy 7 ngày, chiều cao cây được tính từ mặt đất lên đến mút lá cao nhất

- Chiều cao cây khi thu hoạch đo từ mặt đất đển đỉnh bông không kể râu

- Chiều dái thân: Chiều cao cây – chiều dài bông

- Số nhánh hữu hiệu: Đếm số nhánh có ít nhất 10 hạt chắc trên bông

- Tỷ lệ nhánh hữu hiệu (%): (Số nhánh hữu hiệu/Số nhánh tối đa) x 100

* Động thái ra lá: Đánh dấu 10 cây theo dõi/ô Định kỳ 7 ngày theo dõi 1 lần và đánh giá qua từng thời kỳ cho đến khi xuất hiện lá đòng

- Tốc độ ra lá = (Số lá lần sau – số lá lần trước)/ thời gian giữa 2 lần đếm

c/ Các chỉ tiêu hình thái

- Mô tả kiểu cây (mập, mảnh, cứng, mềm)

- Kiểu đẻ nhánh (gọn, xòe, xòe trung bình)

- Mô tả máu sắc lá, kiểu lá đòng

- Mô tả kiểu bông, độ xếp hạt, kiểu hạt, mỏ hạt, râu, máu sắc vỏ trấu, mỏ hạt

- Màu sắc lá: Quan sát màu sắc lá sau gieo 20 ngày Theo dõi qua các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của cây Đánh giá cho điểm 1- 6 theo thang điểm của IRRI

- Mô tả hình thái, màu sắc hạt gạo xay, gạo xát

d/ Đánh giá độ thuần đồng ruộng (điểm):

- Đếm và tính tỷ lệ cây khác dạng trên mỗi ô

Điểm 1: Cao: Cây khác dạng < 0,3%

Điểm 3: Trung bình: Cây khác dạng ≥ 0,3 – 0,5%

Điểm 5: Thấp: Cây khác dạng > 0,5%

- Độ thoát cổ bông (điểm): Quan sát toàn bộ các cây trên ô

Điểm 1: Thoát hoàn toàn

Điểm 5: Thoát vừa đúng cổ bông

Điểm 9: Thoát một phần

- Độ cứng cây (điểm): Quan sát tư thế của cây trước khi thu hoạch

Điểm 1: Cứng: Cây không bị đổ

Điểm 5: Trung bình: Hầu hết cây bị nghiêng

Điểm 9: Yếu: Hầu hết cây bị đổ rạp

- Độ tàn lá (điểm): Quan sát sự chuyển màu của lá (Theo dõi ở giai đoạn chín) Điểm 1: Muộn: Lá giữ màu xanh tự nhiên

Điểm 5: Trung bình: Các lá trên cây chuyển sang vàng

Điểm 9: Sớm: Tất cả các lá trên cây chuyển vàng hoặc chết

- Độ rụng hạt: Quan sát vào lúc lúa chín hoàn toàn Số bông mẫu:10

Một tay giữ chặt cổ bông và tay kia vuốt dọc bông, tính tỷ lệ (%) hạt rụng, đánh giá theo thang điểm 1-9

e/ Đánh giá khả năng chống chịu

* Sâu hại: Quan sát, đánh giá khi thấy xuất hiện rồi cho điểm theo thang của IRRI, 2002 các loại sâu hại sau:

+ Sâu dục thân: số dảnh chết hoặc bông bạc

+ Sâu cuốn lá: Quan sát lá, cây bị hại Tính tỷ lệ cây bị sâu ăn phần xanh của

lá hoặc lá bị cuốn thành ống

+ Rầy nâu, rầy lưng trắng và các loại khác : Quan sát lá, cây bị hại gây héo

và chết

* Bệnh hại: Quan sát mô tả thời gian xuất hiện, mức gây hại trong điều kiện tự

nhiên và cho điểm theo thang điểm của IRRI, 2002, các loại bệnh sau: