KHOÁ LUẬN Nghiên cứu tuyển chọn giống lúa lai có khả năng chịu hạn trong điều kiện vụ Xuân 2017 tại khu thí nghiệm thực hành

đánh giá trước đồng ruộng khả năng chịu hạn của một số giống lúa lai trong điều kiện nhà lưới, Đánh giá được tình hình sinh trưởng phát triển trong điều kiện hạn nhân tạo tại nhà lưới của các giống lúa lai Nhị ưu 838, ZZD001, Nhị ưu 69, Nhị ưu 89, nếp N97, Nghi hương 2308 và Nhị ưu 63, từ đó từ đó bước đầu lựa chọn giống lúa lai có khả năng chịu hạn tốt.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC

KHOA NÔNG - LÂM - NGƯ NGHIỆP

-o0o -ĐỖ ĐỨC TÂM

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN GIỐNG LÚA LAI

CÓ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN TRONG ĐIỀU KIỆN VỤ XUÂN 2017 TẠI KHU THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC

Ngành đào tạo: Nông học

Thanh Hoá, tháng 5 năm 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC

KHOA NÔNG - LÂM - NGƯ NGHIỆP

-o0o -BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Ngành đào tạo: Nông học

NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN GIỐNG LÚA LAI

CÓ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN TRONG ĐIỀU KIỆN VỤ XUÂN 2017 TẠI KHU THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC

Sinh viên thực hiện: ĐỖ ĐỨC TÂM

Mã sinh viên: 1363050035

Giảng viên hướng dẫn: ThS TRỊNH LAN HỒNG

Thanh Hoá, tháng 5 năm 2017

3

MỤC LỤC

1

MỞ ĐẦU 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục đích của đề tài 2

1.3 Ý nghĩa thực tiễn và khoa học của đề tài 3

1.3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài 3

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 4

2.1.1 Nguồn gốc của cây lúa 4

1.1.2 Giá trị của cây lúa 4

1.1.3 Một số đặc điểm của lúa chịu hạn và lúa cạn 5

1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo trên thế giới và Việt Nam 7

1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo trên thế giới 7

1.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo ở Việt Nam 11

1.2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo ở Thanh Hoá 12

1.3 Tình hình nghiên cứu sản xuất lúa lai chịu hạn trên thế giới và Việt Nam 14

1.3.1 Tình hình nghiên cứu sản xuất lúa lai chịu hạn trên thế giới 14

1.3.2 Tình hình nghiên cứu sản xuất lúa lai chịu hạn ở Việt Nam 18

1.3.2 Tình hình nghiên cứu sản xuất lúa lai chịu hạn ở Thanh Hoá 22

3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

3.1 Vật liệu nghiên cứu 24

3.1.1 Đất thí nghiệm: 24

3.1.2 Giống lúa 24

3.2 Nội dung nghiên cứu 27

3.3 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 27

3.4 Phương pháp nghiên cứu 27

3.4.1 Công thức thí nghiệm 27

3.4.2 Bố trí thí nghiệm 27

2.4.3 Các biện pháp kỹ thuật áp dụng trong thí nghiệm: 28

3.5 Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp theo dõi chỉ tiêu 29

3.5.1 Các chỉ tiêu về hình thái: 29

3.5.2 Các chỉ tiêu nông học, thời gian sinh trưởng và thời gian phát dục: 30

3.5.3 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 30

3.5.4 Phương pháp xác định hiệu quả kinh tế 31

3.6 Phân tích và xử lý số liệu thí nghiệm 31

4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 33

4.1 Tỷ lệ nảy mầm và thời gian sinh trưởng của các giống lúa 33

4.2 Động thái tăng trưởng chiều cao và tốc độ tăng trưởng chiều cao 34

4.3 Động thái ra lá và tốc độ ra lá 37

4.4 Động thái đẻ nhánh 41

4.5 Tình hình sâu bệnh hại 43

5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45

5.1 Kết luận 45

5.2 Kiến nghị 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

DANH MỤC BẢNGBẢNG 3.1: TỶ LỆ NẢY MẦM VÀ THỜI GIAN SINH TRƯỞNG 33 BẢNG 3.2 ĐỘNG THÁI TĂNG TRƯỞNG CHIỀU CAO CÂY (CM) 35 BẢNG 3.3 ĐỘNG THÁI RA LÁ CỦA CÁC GIỐNG LÚA THAM GIA THÍ NGHIỆM 39 BẢNG 3.4 ĐỘNG THÁI ĐẺ NHÁNH 42 Bảng 3.5 Tính chống chịu sâu bệnh của các giống thi nghiệm 44

DANH MỤC HÌNH, BIỂU ĐỒHÌNH 1.1 SẢN LƯỢNG, TIÊU THỤ VÀ DỰ TRỮ GẠO THẾ GIỚI Error:Reference source not found

Hình 1.2 Thương mại và chỉ số giá gạo thế giới Error: Reference source not found

BIỂU ĐỒ 3.1 ĐỘNG THÁI TĂNG TRƯỞNG CHIỀU CAO CÂY TRONG ĐIỀU KIỆN ẨM (80%) 36 BIỂU ĐỒ 3.2 ĐỘNG THÁI TĂNG TRƯỞNG CHIỀU CAO CÂY TRONG ĐIỀU KIỆN KHÔ (40%) 36 BIỂU ĐỒ 3.3 ĐỘNG THÁI RA LÁ CỦA CÁC GIỐNG THÍ NGHIỆM TRONG ĐIỀU KIỆN ẨM (80%) 40 Biểu đồ 3.4 Động thái ra lá của các giống thí nghiệm trong điều kiện khô (40%) 40

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay nhân loại đang đứng trước các vấn đề về quản lý nguồn nước và

sự biến đổi nhanh chóng của khí hậu toàn cầu Sự khan hiếm nước tưới phục vụcho nông nghiệp đã được báo động trong nhiều hội nghị khoa học gần đây trênthế giới Trong số các hiện tượng bất lợi của thời tiết, hạn hán là một vấn đềnghiệm trọng ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động sản xuất nông nghiệp, đặc biệt

là sản xuất lúa

Lúa là cây lượng thực quan trọng hàng đầu trong sản xuất nông nghiệp.Điều kiện ngoại cảnh, môi trường và những biến cố phực tạp của địa hình, thờitiết có ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng lúa, đặc biệt là vấn đề thiếunước tưới tác động tiêu cực đến quá trình sinh trưởng phát triển và năng suất lúa

vì lúa có nhu cầu nước cao hơn nhiều so với một số cây trồng khác

Để nâng cao khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu,đặc biệt là hạn hán vàbảo đảm phát triển bền vững lĩnh vực nông nghiệp, việc nghiên cứu đánh giá lựachọn các giống lúa cho các vùng khô hạn hoặc thiếu nước là hết sức quan trọng.Đây là một trong những giải pháp góp phần làm giảm thiệt hại cho những vùnghạn bất thường và nâng cao năng suất cho các vùng thưởng xuyên bị hạn Hiệnnay có rất nhiều giống lúa lai thích ứng với các điều kiện chịu hạn Tuy nhiênmỗi giống lúa có mỗi đặc tính, ưu điểm và nhược điểm riêng, vì vậy cần lựachọn được giống lúa có khả năng chịu hạn cao, đem lại năng suất tốt, có nhiều

ưu điểm thích ứng phù hợp với điều kiện địa phương

Xuất phát từ những cơ sở lý luận và thực tiễn, chúng tôi tiến hành thực

hiện đề tài “Nghiên cứu tuyển chọn giống lúa lai có khả năng chịu hạn trong điều kiện vụ Xuân 2017 tại khu thí nghiệm thực hành Trường Đại học Hồng Đức”.

1.2 Mục tiêu và yêu cầu của đề tài

1.3 Ý nghĩa thực tiễn và khoa học của đề tài

1.3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài

Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần khẳng định là cơ sở cho việc tiếptục nghiên cứu các giống lúa lai có khả năng chịu hạn tốt hơn, đem lại năng suấtcao hơn và có nhiều ưu điểm hơn

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để khuyến cáo lựa chọn các giốnglúa chịu hạn tốt cho các vùng bị hạn hoặc hạn chế nguồn nước tưới trong nôngnghiệp

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

2.1 Tình hình nghiên cứu sản xuất lúa lai chịu hạn ở Việt Nam và trên thế giới

2.1.1 Tình hình nghiên cứu sản xuất lúa lai chịu hạn trên thế giới

Ở những vùng cao thiếu nước hay vùng có hạn hán xảy ra thường xuyên thìrất khó có thể khắc phục bằng thuỷ lợi và các biện pháp kỹ thuật thông thường.Vấn đề sử dụng giống chống chịu hạn trở thành lựa chọn tối ưu ở các vùng trồnglúa thiếu nước

Năm 1958, viện nghiên cứu quốc gia Ibazan của Nigieria đã chọn tạo đượcgiống Agbele từ tổ họp lai 15/56 FAR03, có khả năng chống chịu hạn khá vàcho năng suất cao, trích dẫn qua

Những năm 50-60, tại Philippines tiến hành công tác thu thập, so sánh vàlai tạo các giống lúa cạn địa phương Tới năm 1970, các giống lúa như C22,UPLRĨ3, UPLRĨ5 được tạo ra với chiều cao cây vừa phải, đẻ nhánh trung bình,nhưng năng suất khá cao và chất lượng gạo tốt Tiếp theo là giống UPLRĨ6 cótiềm năng năng suất khá, thấp cây, khả năng phục hồi tốt

Tại In-đô-nê-xia, công tác lai tạo, tuyển chọn phối hợp với nhập nội cũngđược tiến hành và đưa ra 2 giống là Gata, Gatifu phục vụ sản xuất đạt hiệu quả.Đầu những năm 50, Thái Lan tiến hành chương trình thu thập và làm thuầncác giống địa phương, đã chọn lọc và phổ biến ở miền Nam được hai giống lúa

tẻ là Muang huang và Dowk payon, có tiềm năng năng suất 20 tạ/ha; một giốnglúa nếp là Sew maejan phổ biến ở miền Bắc với năng suất 28 tạ/ha

Năm 1966, Trạm nghiên cứu lúa Yagambi thuộc Viện quốc gia phát triểnCông-gô (nay là INEAL, Zaire) giói thiệu giống R66 và 0S6, cho năng suất cao

và chống chịu hạn khá hơn Agbele (Jacquot, 1977), Giống OS6 được trồng rộngrãi ở Tây Phi, trích dẫn qua

Cũng vào năm 1966, viện IRAT, IITA và WARDA đồng thời đưa ra cácgiống như TOXg 6_i_3_i; TOX356 _ I _ I ; TOX 7ig_i và TOX7g _2 (Dasgusta, 1983).Những giống này có khả năng chống chịu bệnh tốt, trích dẫn qua

Trong suốt mùa khô năm 1974, hơn 2000 giống và các dòng lúa tuyển chọn

từ châu Á; châu Phi và Mỹ Latin được bố trí làm thí nghiệm trên đồng ruộng củaIRRI về khả năng chống chịu hạn Một tỉ lệ lớn nhất các giống lúa chịu hạn đãđược tìm thấy trong số các giống lúa cạn địa phương nhập từ châu Phi, tiếp theo

là từ Nam Mỹ và các giống lúa trồng trên đồi dốc ở Lào Một vài giống lúa chínsớm, chống chịu hạn tốt, có độ mẩy cao đã được đưa và sản xuất là N22; SeratusMalam; Cartuna; Padi Tatakin; Rikuto Norm 21 Ngoài ra, con lai OS4 củaphép lai giữa lúa cạn châu Phi với lúa nước có khả năng chống hạn như bố mẹchúng (như các giống lúa cạn châu Phi).

Năm 1980, Trung tâm Nông nghiệp Ibaraki, Nhật Bản đã chọn tạo đượcgiống lúa nếp cạn Sakitamochi, có khả năng chống đổ, chống chịu sâu bệnh,năng suất cao và chất lượng tốt Năm 1991, chọn được giống Kantomochi 168chất lượng nấu ăn nổi tiếng và chịu hạn tốt Năm 1992, chọn được giốngKantomochi 172 cho năng suất rất cao

Năm 1976, chương trình họp tác thành công của CI AT (Trung tâm nôngnghiệp nhiệt đói quốc tế) với ICA (Viện nông nghiệp Colombia) đã đưa ra giốngCICA-9, không chỉ được trồng như là một giống lúa nước ở Colombia mà còntrồng như một giống lúa cạn ở Costa Rica và Panama Giống này có tiềm năngnăng suất cao và chống bệnh giỏi hơn các giống đã trồng trước đó

Để phát triển diện tích trồng lúa cạn ở Brazin, Viện Nông nghiệp Campinas(IAC) đã tạo ra một loạt các giống lúa cao cây nhưng chịu hạn rất tốt như:IAC1246; IAC 47; IAC 25 Giống sau có thòi gian sinh trưởng sớm hơn 10 ngày

so với hai giống trước và thoát được thòi kì hạn ở địa phương được biết tói vớitên gọi là veranico

IRRI là trung tâm nghiên cứu lúa rất lớn, có sự họp tác với nhiều trung tâmkhác như IRAT; IITA; WARDA và CIAT để nghiên cứu về lúa cạn và lúa chịuhạn Trong thòi gian từ 1972-1980, IRRI đã tiến hành 3839 cặp lai để chọngiống Trong năm 1982, có trên 4000 dòng, giống được IRRI gửi tới thí nghiệmtại các nước cho việc đánh giá chọn lọc phù họp cho mỗi vùng sinh thái hạn.Thông qua chương trình thử nghiệm quốc tế có tên là INGER, các đợt thửnghiệm được tiến hành hàng năm có tên: IRLYN-M; IURYN-E; IURYN- M;IURON; IRDTN diễn ra ở nhiều vị trí thuộc các nước như: Ấn Độ; Mianma;Nepal; Nigieria; Philippines; Thái Lan; Brazil; Bờ Biển Ngà, Việt Nam vàngay tại IRRI Đặc biệt mở rộng với quy mô lớn từ năm 1990

Hội nghị lúa lai tổ chức tại Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế IRRI với 38 tổchức tư nhân và chính phủ năm 2008, đến năm 2010, con số này phát triển lên

47 tổ chức với mục tiêu tăng cường trao đổi thông tin và hợp tác giữa các tổ

chức nghiên cứu tư nhân và nhà nước trong phát triển kỹ thuật lúa lai Kỹ thuậtnày là chìa khóa để gia tăng năng suất sản lượng lúa từ thập niên 1970, đến năm

2008 diện tích trồng lúa lai trên thế giới lên đến 20 triệu ha, trong đó có 3 triệu

ha ở những nước ngoài Trung Quốc

Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế IRRI đã hợp tác với các cơ quan nghiên cứutrong việc tìm nguồn hỗ trợ tài chính, vật liệu lai tạo, phổ biến các giống mới.Nghiên cứu lúa lai bắt đầu ở các cơ quan nghiên cứu để tìm các nguyên lý cơbản khoa học, giải quyết các trở ngại trong kỹ thuật, kinh tế và chính sách hỗtrợ Với sự tiến bộ kỹ thuật, các công ty tư nhân ngày càng tham gia tích cựctrong việc nghiên cứu và phát triển lúa lai, đầu tư ngày càng nhiều trong việckinh doanh hạt giống lúa lai Việc chuyển dịch từ nghiên cứu kinh điển sangthương mại cần thiết có sự hợp tác chặt chẽ giữa bộ phận nhà nước và tư nhân

để không ngừng cải tiến và thương mại hóa lúa lai cho nông dân Các công tygiống của bộ phận tư nhân đã có tiến bộ đáng kể trong việc tổ chức sản xuất, chếbiến và tiếp thị hạt giống trên diện rộng, là những lĩnh vực là IRRI và các cơquan nghiên cứu không thể vươn tới Những cơ quan này tập trung vào lĩnh vựcnghiên cứu khoa học, tổ chức đánh giá các cặp lai, phát triển quỹ gien, phát triển

kỹ thuật và xây dựng cơ sở vật chất Kết hợp 2 thế mạnh của bộ phận nhà nước

và tư nhân sẽ giúp cho lúa lai phát triển ngày càng bền vững

Hiện nay Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế IRRI tập trung vào lĩnh vực:

Đẩy mạnh nghiên cứu các dòng lai chuyên biệt như tăng năng suất và tính

ổn định năng suất của ruộng giống Tăng tính chống chịu điều kiện khắc nghiệt

và chất lượng hạt gạo

Tăng cường nguồn vật liệu lai, gửi đánh giá cũng như nhận thông tin phảnhồi từ nguồn đa dạng di truyền của các nước trong mạng lưới đánh giá quốc tếXây dựng hệ thống thông tin tốt hơn, bao gồm các kỹ thuật canh tác đểphát huy hết tiềm năng năng suất, đánh giá các cặp/giống lai, áp dụng công nghệsinh học và các rb- kỹ thuật di truyền về lúa

Trong các năm qua, những thành viên của Hiệp hội phát triển lúa lai quốc

tế hợp lệ thường niên tại IRRL Họ thảo luận và thống nhất giải quyết những trởngại trong phát triển lúa lai, những trở ngại trong bộ phận nhà nước và tư nhân

để tạo cơ chế hợp tác bền vững

Trung Quốc là nước phát triển lúa lai nhất thế giới Đến năm 2010, diện

tích lúa lai Trung Quốc lên 20 triệu ha, chiếm 70% diện tích canh tác lúa, đếnnăm 2005 đã đưa ra 210 giống lúa lai, đã góp phần đưa năng suất lúa của TrungQuốc từ 4 tấn/ha của thập niên 1970 lên 6,31 tấn/ha năm 2009, trong khi năngsuất lúa trung bình của thế giới chỉ có 3,74 tấn/ha Để đạt thành tựu trên, họ xâydựng lúa lai dựa trên 3 giai đoạn

Giai đoạn 1970-1995: giai đoạn phát triển lúa lai 3, sử dụng giống bất dụcdực từ dòng lúa hoang Ory zacc rufipogon Giống này phát triển trên diện tích2,4 triệu ha và đạt năng suất 6.9 tấn/ha

2.1.2 Tình hình nghiên cứu sản xuất lúa lai chịu hạn ở Việt Nam

Từ năm 1978, Viện cây lương thực và cây thực phẩm đã tiến hành chươngtrình chọn tạo giống lúa chịu hạn, thời gian sinh trưởng ngắn, chống chịu sâubệnh, đạt năng suất cao hơn các giống lúa chịu hạn, lúa cạn địa phương đangtrồng Trong giai đoạn từ 1986-1990, có 3 giống thuộc dòng HR đã được côngnhận giống nhà nước là CH2, CH3, CH133 và hàng loạt các dòng, giống lúachịu hạn có triển vọng

Từ năm 1986, Viện cây lương thực và cây thực phẩm đã phối hợp vớitrường Trung cấp nông nghiệp Việt Yên, Hà Bắc tiến hành một loạt thí nghiệm

so sánh giống và nghiên cứu các đặc tính nông sinh học của các giống CH, đặcbiệt là các đặc tính liên quan đến khả năng chịu hạn Tiếp theo, xây dựng thànhcông quy trình kỹ thuật thâm canh các giống lúa cạn, áp dụng cho những vùngtrồng lúa cạn và trồng các giống chịu hạn trên chân đất không chủ động nước.Kết quả các thí nghiệm về so sánh năng suất chỉ ra rằng, năng suất của các giống

CH đều cao hơn các giống lúa cạn C22, CK136, lúa thơm địa phương Hà Bắc từ5-9 tạ/ha, trung bình tăng 20% Ngoài ra, chúng có khả năng chịu hạn và phụchồi sau hạn tốt Trong điều kiện vùng hạn cho năng suất 35-45 tạ/ha, có thể đạt50-60 tạ/ha trong điều kiện được tưới 60-70% lượng nước của lúa nước Nhưvậy, chúng thuộc loại hình tiết kiệm nước

Nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Ngân (1993) về đặc điểm và kỹ thuật canhtác một số giống CH trên vùng đất cạn Việt Yên, Hà Bắc và Hải Dương chothấy: các giống CH có thời gian sinh trưởng 120-130 ngày; thân cứng, lá thẳngđứng và dày; khả năng đẻ nhánh trung bình; và có bộ rễ phát triển cả về chiềurộng và chiều sâu

Theo Vũ Tuyên Hoàng, Nguyễn Văn Duệ, Huỳnh Yên Nghĩa (1992), hàm

lượng nước ở các giống CH cao hơn đối chứng, cường độ thoát hơi nước của cácgiống CH từ 548-697 mg nước/dm2/h Đặc điểm này giúp cho các giống CH cókhả năng chịu hạn tốt hơn Hơn thế, các giống CH có đường kính rễ từ 62-65

cm, tương đương với đối chứng nhưng ăn sâu hơn (đạt độ sâu 57,9-61,0 cm).Trong giai đoạn 1995- 1997, Vũ Tuyên Hoàng, Trương Văn Kính và cáccộng sự đã đưa ra thêm 3 giống lúa mang những đặc điểm tốt: cho năng suấtcao, chống chịu hạn khá, dễ thích ứng cho vùng đất nghèo dinh dưỡng bị hạn vàthiếu nước Đó là các giống CH5, CH7 và CH132 Năm 2002, giống CH5 đượccông nhận là giống nhà nước Các giống lúa CH với những ưu điểm về khả năngchống chịu hạn, sâu bệnh và cho năng suất cao đã được gieo trồng rộng rãi ởnhiều vùng khó khăn về nước

Các nghiên cứu của Nguyễn Duy Bảo, Nguyễn Hữu Nghĩa và Tạ MinhSơn, khi đánh giá khả năng chịu nóng; nghiên cứu hệ thống rễ và xác lập mốitương quan giữa khả năng chống hạn với sinh trưởng thân lá và bộ rễ của 20giống lúa thuộc 3 nhóm chịu hạn giỏi, khá và kém đã nhận xét:

+ Có thể sử dụng phương pháp định ôn ở nhiệt độ 38°C trong thời gian 3giờ cho phép đánh giá khả năng chịu nóng của các giống lúa cạn

+ Có 3 giống có khả năng chịu nóng tốt và chịu hạn khá được xác định làXu; MW-10; OS6

+ Giữa lúa cạn cổ truyền và lúa cạn cải tiến ở giai đoạn 20 ngày không cósai khác về chiều cao cây và chiều dài rễ; ở giai đoạn 60 ngày thì sự khác biệt có

ý nghĩa

+ Giữa lúa cạn và lúa nước ở giai đoạn 20 ngày không có sai khác về chiềucao cây nhưng có sai khác ý nghĩa về chiều dài rễ nên có thể coi đây là chỉ tiêuchọn giống

+ Chiều cao cây có tương quan nghịch với khả năng mẫn cảm hạn Chiềucao cây càng thấp thì nhiễm hạn tăng và ngược lại

Các tác giả trên cũng nghiên cứu ảnh hưởng của 2 điều kiện môi trường (đủnước và hạn) đến sinh trưởng của lúa nước và lúa cạn trong một thí nghiệm với

35 giống lúa cạn và 35 giống lúa nước Kết quả là, khi thay đổi điều kiện từruộng nước sang ruộng cạn và ngược lại, các giống lúa cạn không biến độngnhiều về chiều cao cây và thòi gian sinh trưởng nhưng các giống lúa nước biếnđộng rất lớn Thời gian sinh trưởng khi gieo khô của lúa cạn ngắn hơn gieo nước

2-6 ngày; của lúa nước dài hơn gieo nước 4-20 ngày Chiều cao cây (gieo khô)của lúa nước thấp hơn gieo nước 30 cm nhưng lúa cạn ít biến động.

Năm 1994, Nguyễn Thị Lấm tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của đạm đếnsinh trưởng phát triển và năng suất cuả một số giống lúa cạn Theo tác giả, hệthống rễ lúa cạn phát triển mạnh nhất từ đẻ nhánh đến giai đoạn làm đòng và trồbông Đạm có ảnh hưởng đến sự phát triển bộ rễ lúa gieo trồng cạn Khi lượngđạm tăng, độ dày vỏ và số bó mạch của rễ tăng, tạo điều kiện tốt cho quá trìnhvận chuyển và tích luỹ Khi bón 60kgN/ha đối với lúa cạn địa phương, năng suấtcao và hiệu suất sử dụng lớn (13-14kg thóc/kg N) Nhưng nếu vượt quá ngưỡngđạm thích hợp, các chỉ tiêu trên không tăng Mặt khác, tác giả cho rằng nên hạnchế bón đạm khi gặp hạn

Vào năm 1991, Nguyễn Hữu Nghĩa và cộng sự đã tuyển chọn được giốngHO3 từ tập đoàn quan sát lúa cạn của Viện lúa Quốc tế, là dòng BR 4290-3-35được chọn từ tổ họp lai C22/IR9752-136-2 Đây là một giống chịu hạn ngắnngày (63-70 ngày), gieo được ở nhiều vụ, thích hợp trên đất nghèo dinh dưỡng,hoàn toàn nhờ nước trời, năng suất khoảng 34 tạ/ha, trích dẫn qua

Theo giáo sư Nguyễn Hữu Nghĩa, đến năm 1994, Việt Nam đã nhận được

270 bộ giống thử nghiệm của INGER có nguồn gốc từ 41 nước và 5 trung tâmnghiên cứu lúa quốc tế Từ 1975 đến 1994, Việt Nam đã xác định và đưa vào sảnxuất 42 giống lúa và nhiều dòng triển vọng, đặc biệt là có một nguồn gen phongphú cho chương trình lai tạo Giống lúa cạn C22 có nguồn gốc từ Philippine đãđược chọn ra từ nguồn INGER và phổ biến Uong sản xuất ở Việt Nam năm 1985.Năm 1993, cũng từ bộ giống của INGER, Viện Khoa học Nông nghiệp miềnNam đã chọn được các giống đặt tên là LC, có khả năng cho năng suất gấp 2 lầngiống lúa địa phương và chịu hạn tốt như: LC88-66; LC88-67-1; LC90-14; LC90-12; LC90-4; LC90-5 Đây là những giống lúa đang được phát triển mạnh ở caonguyên, miền Đông Nam bộ và một số tỉnh miền núi và trung du Bắc bộ

Theo giáo sư Anraudeau và Võ Xuân Tòng (1995), tại Tây Nguyên, cácgiống LC88-66; LC89-27; LC90-5; IRAT1444 đã được trồng và đạt năng suất 28-

30 tạ/ha

Năm 1996 đến năm 2000, Nguyễn Đức Thạch, Hoàng Tuyết Minh, NôngHồng Thái tiến hành nghiên cứu đánh giá vật liệu khởi đầu để tuyển chọn giốnglúa cạn cho vùng Cao Bằng, Bắc Thái, bước đầu chọn được một số dòng tốt cho

vùng này.

Trần Nguyên Tháp (2001) đã tiến hành nghiên cứu những đặc trưng cơ bảncủa các giống lúa chịu hạn nhằm xây dựng chỉ tiêu chọn giống Qua kết quả thuđược, tác giả đã đề xuất một mô hình chọn giống lúa chịu hạn Và với thínghiệm đánh giá khả năng chống chịu hạn nhân tạo của cây lúa ở trong phòng,tác giả đề nghị nên chọn nồng độ muối KC103 3% hoặc nồng độ đường saccarin0,8-1% để xử lý hạt

Trần Nguyên Tháp, Nguyễn Quốc Khang, Vũ Tuyên Hoàng, Nguyễn TấnHinh, Trương Văn Kính (2002) công bố vai trò của gen chống hạn trong sự điềuchỉnh hàm lượng proline trong lá lúa trong điều kiện môi trường thay đổi Trongđiều kiện khủng hoảng thiếu nước, hàm lượng proline có sự khác nhau ở cácgiống lúa cạn và lúa nước Các giống lúa chịu hạn tốt được biểu thị bởi hàmlượng proline cao, đặc điểm chịu hạn và mức suy giảm năng suất thấp Sự khácnhau về hàm lượng proline của các giống lúa cạn và lúa nước làm sáng tỏ vai tròcủa gen đối với cơ chế chống lại sự mất nước ở điều kiện gieo trồng cạn

Nghiên cứu của chị Lê Thị Khánh - Cựu sinh viên trường Đại học HồngĐức đang làm việc tại Trung tâm nghiên cứu ứng dụng Khoa học kỹ thuật Giốngcây trồng Nông nghiệp Thanh Hóa đã nghiên cứu đề tài “Ứng dụng phươngpháp lai hữu tính trong chọn giống lúa thuần năng suất, chất lượng cao” Chị đãchọn tạo thành công 02 giống lúa thuần năng suất, chất lượng là Thuần Việt 1,Thuần Việt 2 Đặc biệt giống lúa Thuần Việt 2 (Bắc Thịnh) đã được Bộ Nôngnghiệp và PTNT triển khai sản xuất thử và công nhận chính thức trong năm

2015 Hiện nay giống lúa đã được người nông dân trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa,các tỉnh miền Bắc, miền Trung ưa chuộng và đưa vào sản xuất bởi năng suấtcao, ổn định, chất lượng gạo dẻo, thơm ngon, khả năng chống chịu cao với sâubệnh và điều kiện bất thuận của thời tiết

2.2 Một số đặc điểm của lúa chịu hạn và lúa cạn

Các giống lúa chịu hạn có những đặc trưng khác nhau Trong môi trườngthích hợp chúng có dạng bán lùn Ở Peru, noi mà lượng mưa hàng tháng vượtquá 150 mm trong hơn 4 tháng/năm, các giống lúa nước được phát triển bởiIRRI sinh trưởng tốt trên đất dốc Tại IRRI, De Datta và cs (1974), trích dẫnqua đã chứng minh rằng các giống lúa được chọn tạo thích hợp cho canh tác đấtthấp có năng suất vượt so với các giống lúa chịu hạn

Các giống lúa chịu hạn Nhật Bản có các đặc điểm hình thái và sinh lý khácbiệt so với các giống lúa nước, có thể là do sự thích nghi của chúng với điềukiện đất đai và sự thiếu hụt nước Ono (1971) đã mô tả các giống lúa chịu hạnNhật Bản cao cây và số dảnh ít với lá dài và rộng, bông dài, dễ đổ, chịu hạn vàchịu phân kém.

Trong một thí nghiệm hỗn hợp hạt, các giống lúa cạn Nhật Bản có khảnăng cạnh tranh cao hơn các giống lúa nước dựa trên số hạt/khóm Mức độ cạnhtranh cao hơn của các giống lúa cạn liên quan đến kiểu cây, khả năng sinhtrưởng và bộ rễ ăn sâu

Khi nghiên cứu 25 dạng lúa cạn và lúa nước, Chang và cs (1972) cho thấy

sự sinh trưởng và phát triển trong cùng một thời điểm có những đặc điểm khágiống nhau và cũng có những đặc điểm khác nhau Nhiều giống lúa cạn có sốdảnh và diện tích lá thấp Dưới một vài điều kiện thiếu hụt nước, hầu hết cácgiống lúa cạn ít bị thiệt hại và có số hoa bất thụ thấp hơn các dạng lúa nước.Kết quả của Chang và cs (1972) cũng cho thấy khả năng chống hạn có liênquan đến bộ rễ dài và dày Nhiều giống lúa cạn có phản ứng với khô hạn thôngqua việc bộ rễ phát triển dài và dày trong điều kiện hạn Một số đặc điểm của bộ

lá như khả năng cuốn trong điều kiện hạn cũng liên quan đến khả năng chịu hạn.Chang và Vergara (1982), trích dẫn qua, đã tổng kết một số đặc điểm nônghọc chính của lúa cạn khi phân tích hơn 4000 giống lúa chịu hạn trong tập đoàncủa IRRI và kết quả cho thấy các giống lúa cạn vùng Đông Nam Á có một sốđặc điểm hình thái và nông học như sau:

- Lá có tầng cutin dày để chống thoát hơi nước

- Khả năng phục hồi kém sau khi xảy ra sự thiếu hụt về nước

- Cọng rơm dày và dễ gãy ở thời điểm lúa chín

- Thời gian sinh trưởng từ 95 - 140 ngày và mẫn cảm với điều kiện chiếusáng

- Hạt có kích thước lớn, dày và nặng

- Hàm lượng amylose trung bình từ 18 - 25%

- Tỷ lệ hạt lép cao, đặc biệt dưới điều kiện hạn

- Chống chịu cao với bệnh đạo ôn và mẫn cảm với rầy nâu, châu chấu vàmột số bệnh virus được tìm thấy ở lúa nước

- Chống chịu với sự thiếu hụt lân, độc tố nhôm và mangan

- Chịu phân đạm kém

- Năng suất thấp nhưng ổn định (0,5 - 1,5 ha)

- Chỉ số thu hoạch thấp (dưới 0,4)

Các kết quả nghiên cứu của Viện nghiên cứu Nông nghiệp nhiệt đới quốc

tế cho thấy, một số ít dạng bán hạn có tiềm năng cho canh tác ở vùng đất cao ởchâu Phi vì trong điều kiện đất dốc đó các dạng bán hạn sinh trưởng tốt

Ở châu Mỹ Latin, các giống lúa bán hạn hiện đại sinh trưởng tốt trong điềukiện đất dốc đủ ẩm ở Colombia, Venezuela và vùng trung Mỹ Các giống cảitiến chiều cao và các giống hiện đại ở những vùng này được trồng ở những vùngđất dốc gặp khó khăn về nước tưới

Tuy nhiên, ở Brazil hầu hết các giống được trồng ở đất thấp cũng được sửdụng để phát triển trên những vùng đất cao Hầu hết các giống lúa truyền thốngcủa Brazil đều có kiểu hình cao cây, đặc biệt trong điều kiện đất thấp Chiều caocủa các giống đó từ 1,2 đến 1,8m Các giống này có tiềm năng đẻ nhánh thấp vàđược trồng ở mật độ cao để hạn chế sự thất thoát năng suất dưới điều kiện hạnhán Hầu hết các giống đó có bộ lá rộng và diện tích lá lớn Bộ lá thường pháttriển ngang mặt đất và nhẵn Trong điều kiện đủ ẩm, diện tích lá cao là nguyênnhân gây nên các loại bệnh gây hại Chúng có bông dài, hạt nhẵn, không có râu vàhạt trong suốt Một số giống có khả năng kháng với bệnh đạo ôn, trích dẫn qua

2.3 Cơ chế chịu hạn của lúa lai

2.3.1 Cơ sở sinh lý, hóa sinh của tính chịu hạn

Khi môi trường khô hạn, thực vật chống lại sự mất nước và nhanh chóng

bù lại phần nước đã mất nhờ hoạt động của bộ rễ và sự điều chỉnh áp suất thẩmthấu của tế bào Sự thích nghi đặc biệt về cấu trúc hình thái của rễ và chồi nhằmgiảm thiểu tối đa sự mất nước hoặc tự điều chỉnh áp suất thẩm thấu nội bàothông qua tích lũy của các chất hòa tan, các protein và axit amin nhằm duy trìlượng nước tối thiểu trong tế bào Khả năng thu nhận nước chủ yếu phụ thuộcvào chức năng của bộ rễ Bộ rễ có hình thái khỏe, dài, mập, có sức xuyên sâu sẽ

hút được nước ở những vùng sâu Ngoài ra, cây có hệ mạch dẫn phát triển dẫnnước lên các cơ quan thoát hơi nước, hệ mô bì phát triển sẽ hạn chế sự thoát hơinước của cây (Lê Trần Bình, Lê Thị Muội, 1998; Đinh Thị phòng, 2001)

Khả năng điều chỉnh áp suất thẩm thấu có mối liên quan trực tiếp đếnkhảnăng cạnh tranh nước của tế bào rễ cây đối với đất Trong điều kiện khô hạn,

áp suất thẩm thấu tăng lên giúp cho tế bào rễ thu nhận được những phân tử nước

ít ỏi còn trong đất Bằng cơ chế như vậy thực vật có thể vượt qua được tình trạnghạn cục bộ (Lê Trần Bình, Lê Thị Muội, 1998) Khi phân tích thành phần hóasinh của các cây chịu hạn, các nghiên cứu đều cho rằng khi cây gặp hạn có hiệntượng tăng lên về hàm lượng ABA, hàm lượng proline, nồng độ ion K+, các loạiđường, axit hữu cơ, giảm CO2, protein và các axit nucleic trên cây lúa Cácchất trên có chức năng điều chỉnh áp suất thẩm thấu nhờ khả năng giữ và lấynước vào tế bào hoặc ngăn chặn sự xâm nhập của ion Na+, ngoài ra còn có thểthay thế vị trí của nước nơi xảy ra các phản ứng sinh hóa, tương tác với protein

và lipit màng, ngăn chặn sự phá hủy màng (Adkind và cs., 1995)

Nghiên cứu sự đa dạng và hoạt động của enzyme trong điều kiện gây hạn

đã được nhiều tác giả quan tâm Trần Thị Phương Liên (1999) nghiên cứu đặctính hóa sinh của một số giống đậu tương có khả năng chịu nóng, hạn đã nhậnxét rằng áp suất thẩm thấu cao ảnh hưởng rõ rệt tới thành phần và hoạt độprotease, kìm hãm sự phân giải protein dự trữ Một số nghiên cứu trên các đốitượng như lạc, lúa, đậu xanh, đậu tương cho thấy, có mối tương quan thuậngiữa hàm lượng đường tan và hoạt độ α-amylase (Vũ Tuyên Hoàng,1992; TrầnThị Phương Liên, 1999) Đường tan là một trong những chất tham gia điềuchỉnh áp suất thẩm thấu trong tế bào Sự tăng hoạt độ α-amylase sẽ làm tăngtăng hàm lượng đường tan do đó làm tăng áp suất thẩm thấu và tăng khả năngchịu hạn của cây trồng Một trong các chất liên quan đến thẩm thấu được chú ý

là proline Proline là một amino acid có vai trò quan trọng trong sự điều hòa ápsuất thẩm thấu trong tế bào Theo thông báo của Chen và Muranta (2002), sứcchống chịu của thực vật tăng lên khi được chuyển các gen mã hóa enzym thamgia vào con đường sinh tổng hợp proline trong tế bào Nhiều công trình nghiêncứu cho thấy sự tích lũy proline có thể tăng 10 đến 100 lần ở thực vật dưới tácđộng của áp suất thẩm thấu (Đinh Thị Phòng, 2001, Nguyễn Hữu Cường và cs.,

2003, Nguyễn Thu Hoài và cs., 2005)