[Luận văn]tuyển chọn giống lúa mới ngắn ngày, năng suất cao, chất lượng tốt, kháng bệnh bạc lá cho huyện chương mỹ hà tây

Luận văn, thạc sỹ, tiến sĩ, cao học, kinh tế, nông nghiệp

Bộ giáo dục và đào tạo

Trường đại học nông nghiệp I

-* * * -

Hoàng Đức Huế

Tuyển chọn giống lúa mới ngắn ngày, năng suất cao, chất lượng tốt, kháng bệnh bạc lá cho huyện chương mỹ - hà tây

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và ch−a hề đ−ợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào

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

đ0 đ−ợc cám ơn và các thông tin trích dẫn đ0 đ−ợc chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Hoàng Đức Huế

Luận văn được thực hiện tại Trường Cao đẳng Cộng đồng Hà Tây - x0 Thủy Xuân Tiên - Chương Mỹ Hà Tây Tại đây tôi đ0 nhận được sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi của Đảng ủy, Ban giám hiệu, các phòng, khoa, bạn bè

đồng nghiệp và các em sinh viên của trường cũng như sự giúp đỡ của Hợp tác x0 Thủy Xuân tiên cùng bà con nông dân trong x0 trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn những sự giúp đỡ quý báu

đó

Tôi xin gửi lời cảm ơn L0nh đạo Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, Ban chủ nhiệm khoa Nông học, khoa Sau Đại học, các Thầy Cô giáo trong bộ môn Công nghệ sinh học đ0 tạo mọi điều kiện và giúp đỡ tôi về kiến thức và chuyên môn trong suốt 2 năm học tập và làm luận văn

Tôi cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn đến phòng Thống kê, phòng Nông nghiệp, phòng Thủy lợi huyện Chương Mỹ, Trạm khí tượng thủy văn Ba la -

Hà Đông đ0 tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Cha, Mẹ, các anh, chị, vợ và con đ0 tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Một lần nữa, tôi xin trân trọng cảm ơn!

Tác giả luận văn

Hoàng Đức Huế

Mục lục

2.1 Cơ sở khoa học của việc khảo sát và chọn lọc các giống lúa ở

2.3 Nghiên cứu về đặc điểm di truyền cây lúa 10 2.4 Nghiên cứu di truyền mùi thơm, độ dẻo, hàm lượng amylose 25 2.5 Nghiên cứu về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 282.6 Nghiên cứu các thời kỳ sinh trưởng và phát triển của cây lúa 302.7 Những nghiên cứu trong lĩnh vực chọn tạo giống 31 2.8 Khái quát Điều kiện tự nhiên, tình hình kinh tế xã hội của

4.1 Cơ cấu giống lúa của huyện Chương Mỹ từ năm 2004 - 2006 59

4.2 Kết quả so sánh một số dòng, giống lúa vụ xuân 2007 tại

4.2.1 Một số đặc điểm sinh trưởng phát triển giai đoạn mạ 694.2.2 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng 724.2.3 Nghiên cứu một số đặc điểm của lá đòng 76

4.2.9 Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất 954.2.10 Năng suất sinh vật học và hệ số kinh tế 99

4.2.12 Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng gạo 1024.3 Mô hình trình diễn một số dòng triển vọng ở địa điểm khảo

4.4 Hội nghị đầu bờ đánh giá, cho điểm được tổ chức tại ruộng thí

Danh môc ch÷ viÕt t¾t

+ BTST + BNN + BT sè 7 + D +D/R + §BSCL + §C + §HNNI + KD18 + KHKT + NXB + NSLT + NSTT + NSSVH + PTNT + R + TL

: Båi t¹p s¬n thanh : Bé n«ng nghiÖp : B¾c th¬m sè 7 : Dµi

: Dµi/réng : §ång b»ng S«ng Cöu Long : §èi chøng

: §¹i häc n«ng nghiÖp I : Khang d©n 18

: Khoa häc kü thuËt : Nhµ xuÊt b¶n : N¨ng suÊt lý thuyÕt : N¨ng suÊt thùc thu : N¨ng suÊt sinh vËt häc : Ph¸t triÓn n«ng th«n : Réng

: Tû lÖ

4.9 Tình hình nhiễm sâu bệnh trên các dòng, giống 86 4.10 Đánh giá khả năng chống bệnh bạc lá của các dòng được lây

nhiễm tại Trường ĐHNNI- Hà Nội vụ xuân năm 2007 90

4.12 Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của các dòng tham gia

thí nghiệm vụ xuân 2007 tại Chương Mỹ - Hà Tây 96 4.13 Năng suất sinh vật học và hệ số kinh tế 99

4.15 Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng gạo vụ xuân 2007 106 4.16 Trình diễn các dòng triển vọng vụ xuân 2007 108 4.17 Kết quả đánh giá các dòng, giống lúa tham gia thí nghiệm vụ

4.18 Một số giống lúa triển vọng vụ xuân 2007 111

1 Mở đầu

1.1 Đặt vấn đề

Chương Mỹ là huyện bán sơn địa, nằm ở phía tây nam tỉnh Hà Tây, bao gồm 31 x0 và 2 thị trấn, diện tích đất tự nhiên là 23.226,51 km2, dân số hiện nay trên 281.842 người Chương Mỹ có địa hình khá đa dạng và phức tạp (vừa

có đặc trưng của vùng đồng bằng vừa có đặc trưng của vùng bán sơn địa với núi, sông, b0i, hồ, hang, động), có khí hậu nhiệt đới gió mùa của vùng Đồng Bằng Bắc Bộ Nơi đây nằm trong khu quy hoạch chuỗi đô thị Miếu Môn - Xuân Mai - Hòa Lạc - Sơn Tây, cách Hà Nội về phía Tây nam 20km qua thành phố Hà Đông Trên địa bàn huyện có quốc lộ 6A, 21A, đường 80 chạy qua nối liền huyện với tỉnh Hòa Bình, Hà nội và các huyện khác trong tỉnh Là cửa ngõ của các tỉnh thuộc vùng Tây Bắc nối với Hà Nội, đồng thời huyện nằm giữa tam giác du lịch Hà Nội - Ba Vì - Chùa Hương Vì vậy, Chương Mỹ

là nơi có vị trí chiến lược về chính trị, an ninh Quốc phòng đồng thời là vùng

có tiềm năng lớn để phát triển kinh tế nói chung và nông nghiệp nói riêng

Từ cuối năm 2001 huyện chú trọng thực hiện chuyển đổi cơ cấu cây trồng, phát triển sản xuất nông nghiệp theo hướng hiệu quả, bền vững từ đó nông nghiệp Chương Mỹ đ0 có những bước tiến nhảy vọt, đời sống người dân ngày càng được cải thiện Để phát triển kinh tế x0 hội cho vùng bán sơn địa với 71,61% dân số làm nông nghiệp như huyện Chương Mỹ thì sản xuất nông nghiệp

có vai trò trụ cột, trong đó chủ yếu là nghề trồng lúa chiếm vị trí quan trọng

Tuy nhiên, cơ cấu giống lúa trên địa bàn khá phức tạp, việc đưa giống mới vào sản xuất còn hạn chế, diện tích cấy chủ yếu là các giống KD18, Q5

và một số giống lúa khác Những giống này trải qua nhiều năm gieo trồng đ0 biểu hiện cho năng suất thấp, chất lượng không cao, hay bị đổ, bị nhiễm bệnh bạc lá nặng Đồng thời các giống này có thời gian sinh trưởng còn dài chưa

phù hợp cơ cấu mùa vụ, đặc biệt làm chậm tiến độ làm vụ đông, một trong những vụ đem lại thu nhập lớn cho bà con nông dân

Một số x0 đưa lúa lai Bồi tạp sơn thanh, Khẩu Sửu, Nhị ưu 838, Bắc ưu

64, Bắc ưu 903, Những giống lúa này có ưu điểm cho năng suất cao nhưng rất bấp bênh và chống chịu sâu bệnh kém đặc biệt là bệnh Bạc lá, đồng thời giá giống cao, không chủ động được giống, nhiều năm phải cấy giống dự phòng cho năng suất thấp Chính vì vậy, việc tuyển chọn được bộ giống lúa thuần có năng suất, chất lượng cao hơn giống KD18 đồng thời có khả năng kháng bệnh Bạc lá và có thời gian sinh trưởng tương đương hoặc ngắn hơn đưa vào cơ cấu cây trồng 3 vụ là rất cần thiết

Thời gian qua Bộ môn Công nghệ Sinh học - Khoa Nông học - Trường

Đại học Nông nghiệp I Hà Nội đ0 chọn tạo được một số giống triển vọng có thời gian sinh trưởng ngắn, chống được bệnh bạc lá đ0 được khảo sát qua trung tâm cây trồng Trung ương thấy biểu hiện tốt ở nhiều nơi Tuy nhiên các giống này liệu có thích ứng và phát triển thay thế được các giống hiện đang gieo trồng ở Chương Mỹ hay không thì cần phải được nghiên cứu Chính vì vậy chúng tôi tiến hành đề tài:

"Tuyển chọn giống lúa mới ngắn ngày, năng suất cao, chất lượng tốt,

kháng bệnh Bạc lá cho huyện Chương Mỹ - Hà Tây"

1.2 Mục đích - yêu cầu

1.2.1 Mục đích

Tuyển chọn được 1 - 2 giống lúa mới có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao, chất lượng tốt, kháng bệnh bạc lá và phù hợp với điều kiện sinh thái của huyện Chương Mỹ để đưa vào sản xuất nhằm thay thế một số giống hiện đang thoái hóa

1.2.2 Yêu cầu

- Điều tra điều kiện tự nhiên, kinh tế, x0 hội, cơ cấu sản xuất lúa ở Chương Mỹ - Hà Tây trong 3 năm gần đây

- Khảo sát, đánh giá một số đặc trưng, đặc tính cơ bản, năng suất, sản lượng của các dòng giống tham gia thí nghiệm trong điều kiện sinh thái vùng Chương Mỹ làm cơ sở khoa học để xác định giống tốt

- Xây dựng mô hình trình diễn một số dòng, giống có triển vọng

1.3 ý nghĩa khoa học và thực tiễn

1.3.1 ý nghĩa khoa học

Đề tài góp phần cung cấp những thông tin về điều kiện tự nhiên, kinh tế x0 hội, cơ cấu sản xuất lúa của huyện Chương Mỹ trong những năm gần đây, những hạn chế của các giống lúa trong cơ cấu sản xuất đó và đặc biệt cung cấp những thông tin về các đặc tính, đặc trưng của các giống tham gia thí nghiệm trong điều kiện tự nhiên của huyện Chương Mỹ, làm cơ sở xây dựng cơ cấu sản xuất lúa mới cho hiệu quả kinh tế cao hơn

1.3.2 ý nghĩa thực tiễn

Chọn ra được 1- 2 giống lúa có triển vọng, phù hợp với điều kiện sinh thái của vùng để đưa vào cơ cấu sản xuất của huyện Chương Mỹ mang lại hiệu quả kinh tế cao

2 Tổng quan tài liệu 2.1 Cơ sở khoa học của việc khảo sát và chọn lọc các giống lúa ở Chương

Mỹ - Hà Tây

2.1.1 Giống cây trồng

Theo luật Quốc tế thuật ngữ ban hành cho cây trồng năm 1984 tại điểm

10 thì: “ Giống cây trồng là một tập hợp cây trồng có những tính trạng được xác định rõ ràng (hình thái, sinh lý tế bào, sinh hoá…) và khi đem nhân giống (hữu tính hoặc vô tính) thì các tính trạng đặc thù đó được thể hiện lại (Johansen, 1909) (trích theo Nguyễn Văn Hiển, 2000) [12]

Theo pháp lệnh giống cây trồng năm 2004 thì: “ Giống cây trồng là một quần thể cây trồng đồng nhất về hình thái và có giá trị kinh tế nhất định, nhận biết được bằng sự biểu hiện của các đặc tính do kiểu gen quy định và phân biệt được với bất kỳ quần thể cây trồng nào khác thông qua sự biểu hiện của ít nhất một đặc tính và di truyền được cho đời sau”

Giống do một nhóm thực vật hợp thành nên có nguồn gốc chung từ một cá thể hay một nhóm cá thể có đặc tính, tính trạng giống nhau

Giống mang tính đồng nhất (ổn định, ít phân ly…) và không ngừng thoả m0n nhu cầu của con người

Giống mang tính khu vực hoá, tất cả mọi tính trạng và đặc tính của giống được biểu hiện ra trong những điều kiện ngoại cảnh nhất định (đất đai, khí hậu, thời tiết và các biện pháp kỹ thuật)

2.1.2 Đặc trưng của giống và điều kiện môi trường

Các nhà khoa học cho rằng đặc trưng của cây lúa như năng suất thóc là một đặc trưng tổng hợp, trong đó những thành phần chính là khối lượng và số lượng bông Chúng ta đều biết rõ rằng có một số kết hợp nào đó giữa một vài

đặc trưng ở cây lúa, trong đó những đặc trưng này thay đổi liên quan với nhau khi cây mọc trong những điều kiện môi trường khác nhau ảnh hưởng của các

yếu tố môi trường lớn đến mức là phần lớn các đặc trưng trồng trọt đều bị ảnh hưởng [13]

Nakata (1968) đ0 thí nghiệm trồng hai giống lúa Peta và Tai chung trong điều kiện môi trường khác nhau và đi đến kết luận: Tương quan di truyền giữa các đặc trưng của cây thay đổi tuỳ theo giống và điều kiện môi trường (trích theo Nguyễn Xuân Hiển và Cộng sự, 1976) [13]

2.1.3 Các tính trạng của cây trồng là kết quả tương tác giữa kiểu gen và môi trường

ở thực vật bậc cao kiểu hình là kết quả tác động qua lại giữa kiểu gen

và môi trường Các giống mang thử nghiệm trên tổng thể là một quần thể với một kiểu gen xác định Đối với các dòng thuần thì các cá thể trong quần thể

có cùng một kiểu gen, điều này đ0 được Jonhasen chứng minh trong công trình nghiên cứu nổi tiếng của ông về dòng thuần

Kiểu hình của một dòng thuần khi đem thử nghiệm ở những điều kiện môi trường khác nhau có biểu hiện khác nhau là do yếu tố môi trường quyết

định (Mather and Jinks, 1971) [63]

Tác động qua lại của kiểu gen - môi trường là tương tác hết sức phức tạp, kết quả là kiểu gen có kiểu hình phù hợp sẽ tồn tại và phát triển được ở môi trường đó Sau một thời gian rất dài các kiểu gen này lập nên một kiểu hình đặc thù gọi là kiểu hình sinh thái hoặc gắn liền với một kiểu hình ở một

địa phương gọi là kiểu hình sinh thái địa lý

Một giống thuần bất kỳ đem thử nghiệm ở những môi trường khác nhau

sẽ thu được các kết quả khác nhau do kết quả của phản ứng kiểu gen - môi trường ở các tính trạng số lượng thì việc đánh giá các tính trạng có ý nghĩa quan trọng đối với chọn giống Chính vì vậy, các nhà khoa học đ0 đi sâu nghiên cứu, tìm hiểu, đánh giá xây dựng mô hình nhằm xác định mối quan hệ kiểu gen - môi trường Thực chất của vấn đề này là tìm cơ sở cho thử nghiệm giống Các kết quả của việc khảo nghiệm giống sẽ phục vụ trực tiếp cho sản

xuất nông nghiệp ở môi trường thử nghiệm

Kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy quan hệ giữa các yếu tố

di truyền bên trong của mỗi giống và kiểu hình còn chịu tác động của môi trường Môi trường có thể tác động có lợi hoặc có hại đến sự biểu hiện kiểu hình Yếu tố môi trường bao gồm: đất đai, ánh sáng, nhiệt độ, ẩm độ …

Trên cơ sở đó sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường đến kiểu hình

được biểu thị như sau (Nguyễn Văn Hiển, 2000) [12]:

P = G + E + (GE) Trong đó:

P: Là kiểu hình

E: Là môi trường

G: Là kiểu gen

GE: Là tương tác giữa kiểu gen và môi trường

Đối với các giống lúa thuần cũng như lúa lai mỗi một giống, một tổ hợp

đều có sự thích ứng và tương tác với điều kiện môi trường nhất định

Từ những lý luận đó, thực tế đ0 cho thấy có những giống lúa trồng ở vùng này cho năng suất cao nhưng trồng ở vùng khác lại cho năng suất thấp và ngược lại Vì vậy, mỗi nơi, mỗi vùng đều có một bộ giống thích hợp khác nhau Xuất phát từ đó để tuyển chọn được những giống lúa tốt, phù hợp với

điều kiện ở Chương Mỹ - Hà Tây thì việc bố trí nghiên cứu thử nghiệm tại đây

là hết sức cần thiết

2.2 Các nghiên cứu về cây lúa

2.2.1 Nghiên cứu nguồn gốc cây lúa

Lúa là cây trồng cổ xưa nhất của loài người do đó thời gian và địa điểm phát sinh của nó có lẽ không bao giờ hiểu biết một cách đầy đủ Có nhiều ý kiến khác nhau về sự xuất hiện của lúa trồng Theo Lu BR và cộng sự (1996), trích theo Nguyễn Văn Hiển (2000) [12] cho rằng: Lúa trồng ở Châu á xuất hiện cách đây 8.000 năm Tổ tiên trực tiếp của cây lúa của lúa trồng Châu á (Oryza sativa L.) vẫn còn chưa có kết luận chắc chắn Một số tác giả như

Sampath và Rao (1951), Sampath và Govidaswami (1958), Oka (1974) cho rằng Oryza sativa có nguồn gốc từ lúa dại lâu năm O.rufi pongon Còn các tác giả khác như: Chatterjee (1951), Chang T.T (1976) lại cho rằng Oryza sativa

được tiến hóa từ lúa dại hàng năm O.nivara (Nguyễn Văn Hiển, 2000) [12]

Các nhà khoa học Nhật Bản: Sato và cộng sự (1980), Oka (1988), Morishima và cộng sự (1992) lại cho rằng kiểu trung gian giữa O.rufipongon và O.nivara giống với tổ tiên lúa trồng O.sativa hơn chính các loài lúa dại lâu năm (O.rufipongon) và loại hàng năm (O.nivara) (Nguyễn Văn Hiển, 2000) [12]

Cũng như nguồn gốc thực vật, nguồn gốc xuất xứ của lúa trồng Châu á O.sativa cũng là một vấn đề gây nhiều tranh c0i

Theo nghiên cứu của Ting (1933), Sampath và Rao (1951) về xuất xứ của lúa trồng châu á cho rằng: O.sativa có nguồn gốc xuất xứ ở Trung Quốc

và ấn Độ Theo công bố của Chang (1976) thì O.sativa xuất hiện đầu tiên trên một vùng rộng lớn từ lưu vực sông Ganges dưới chân núi Hymalaya qua Myanma, bắc Thái Lan, Lào đến bắc Việt Nam và nam Trung Quốc (Nguyễn Văn Hiển, 2000) [12]

Kết quả nghiên cứu của Wattg (1980), Vavilop (1926) cho rằng cây lúa bắt nguồn đầu tiên từ Nam Trung Quốc Còn theo Kamarov (1938), Erughin (1950) lại cho rằng cây lúa có nguồn gốc ở vùng Đồng Bằng Đông Nam á [12] Tuy các quan điểm có khác nhau về nguồn gốc xuất xứ cây lúa song các vùng trên đều có đặc điểm khí hậu nhiệt đới nóng ẩm phù hợp với điều kiện trồng lúa Từ các trung tâm này lúa Indica phát tán lên đến lưu vực sông Hoàng Hà và Dương Tử rồi sang Nhật Bản, Triều Tiên và từ đó biến dị hình thành chủng Japonica Lúa Javanica được hình thành ở Indonesia là một sản phẩm của quá trình chọn lọc từ Indica (Nguyễn Văn Hiển, 2000) [12]

Qua khảo sát về nguồn gen cây lúa Nguyễn Thị Trâm (1998) [38] thấy rằng tại Việt Nam có 5 loại lúa dại mọc ở các vùng Tây Bắc, Nam Trung bộ,

Tây Nguyên và Đồng Bằng Sông Cửu Long, đó là các loài: O.granulata, O.nivara, O.officilalis, O.rufipogon, O ridleyi

2.2.2 Nghiên cứu phân loại lúa

Về phân loại lúa trồng O Sativa có nhiều quan điểm khác nhau, nhưng trên cơ sở kết quả nghiên cứu trước đây các nhà khoa học viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) thống nhất xếp lúa trồng Châu á (Oryza sativa) thuộc họ hòa thảo Poaceae (Gramineae), họ phụ Boideae, tộc Oryzae, loài Oryzae sativa, có

bộ nhiễm sắc thể 2n = 24 (Nguyễn Văn Hiển, 2000) [12]

Các nhà chọn giống sử dụng hệ thống phân loại cây lúa nhằm dễ dàng

sử dụng các kiểu gen của cây lúa trồng để phục vụ cho mục tiêu tạo ra giống mới có năng suất cao, chất lượng tốt, có khả năng chống chịu với điều kiện bất thuận của môi trường và sâu bệnh

* Phân loại theo địa hình sinh thái địa lý:

Dựa trên cơ sở kiểu gen và môi trường là một khối thống nhất, các vùng sinh thái địa lý khác nhau với sự tác động của con người tới cây lúa khác nhau thì có các nhóm sinh thái địa lý chứa kiểu gen khác nhau Theo Liakhovki AG (1992) (trích theo Nguyễn Văn Hoan, 1994) [15] lúa trồng có 8 nhóm sinh thái địa lý sau đây:

1 Nhóm Đông á: Bao gồm Triều Tiên, Nhật Bản, Bắc Trung Quốc

Đặc trưng của nhóm sinh thái địa lý này là chịu lạnh rất tốt và hạt khó rụng

2 Nhóm Nam á: Từ Pakistan sang vùng bờ biển phía nam Trung Quốc

đến bắc Việt Nam Đặc điểm nổi bật của nhóm sinh thái địa lý này là kém chịu lạnh, phần lớn có hạt dài và nhỏ

3 Nhóm Philippin: Nhóm lúa điển hình nhiệt đới không chịu lạnh Toàn bộ vùng Đông Nam Châu á, miền Nam Việt Nam nằm trong nhóm này

4 Nhóm Trung á: Bao gồm toàn bộ các nước Trung á Đây là nhóm lúa hạt to, khối lượng 1000 hạt đạt trên 32 gam, chịu lạnh và chịu nóng

5 Nhóm Iran: Bao gồm toàn bộ các nước Trung Đông, xung quanh Iran, đây là nhóm sinh thái địa lý với các loại hình chịu lạnh điển hình, hạt gạo to, đục và cơm dẻo

6 Nhóm Châu Âu: bao gồm các nước trồng lúa ở Châu Âu như Nga, Italia, Tây Ban Nha, Nam Tư, Bungari, Rumani Đây là nhóm sinh thái với các loại hình Japonica chịu lạnh, hạt to, cơm dẻo nhưng chịu nóng kém

7 Nhóm Châu Phi: Nhóm lúa trồng thuộc loại Oryza glaberrima

8 Nhóm Châu Mỹ La tinh: Gồm các nước trung Mỹ và Nam Mỹ, là nhóm lúa cao cây, thân to, hạt lớn, gạo trong và dài chịu ngập và chống đổ tốt

* Phân loại theo các tính trạng đặc trưng (IRRI - INGER - 1995):

1 Tập đoàn năng suất cao

2 Tập đoàn chất lượng cao

3 Tập đoàn giống chống bệnh

4 Tập đoàn giống chống và chịu sâu bệnh

5 Tập đoàn giống chống chịu rét

6 Tập đoàn giống chống chịu hạn

7 Tập đoàn giống chống chịu chua, mặn, phèn

8 Tập đoàn chống chịu úng ngập

9 Tập đoàn giống với thời gian sinh trưởng đặc thù

* Phân loại theo quan điểm canh tác học:

Cây lúa trồng trải qua quá trình thuần hóa đ0 thích nghi dần với từng vùng sinh thái cụ thể mà nó được gieo trồng, đồng thời cũng xuất hiện các biến dị do điều kiện canh tác gây nên Từ đó hình thành nên các nhóm lúa đặc

trưng cho từng vùng sinh thái nhất định Theo quan điểm này cây lúa được chia thành 4 nhóm chính sau:

1 Lúa cạn: được trồng trên đất cao, không giữ được nước, cây lúa nhờ hoàn toàn vào nước trời trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển của cây

2 Lúa có tưới: được trồng trên những cánh đồng có công trình thủy lợi, chủ động về nước trong suốt đời sống của cây

3 Lúa nước sâu: lúa được canh tác trên những cánh đồng thấp không có khả năng rút nước khi gặp mưa lớn hoặc lũ Tuy nhiên, thời gian ngập không quá 10 ngày và mức nước không quá 50 cm

4 Lúa nổi: lúa được gieo trồng trước mùa mưa, khi mưa lớn lúa đ0 đẻ nhánh, khi nước dâng cao lúa vươn lên khoảng 10 cm/ngày để ngoi theo, vươn lên trên mặt nước (Nguyễn Thị Trâm, 1998) [38]

ở Việt Nam có tồn tại cả 4 nhóm lúa với các đặc trưng nêu trên Nhóm lúa cạn tồn tại nhiều ở vùng Núi và Trung Du Bắc Bộ, Trung Bộ, Tây Nguyên Lúa có tưới được canh tác chủ yếu tại đồng bằng sông Hồng, Đồng Bằng ven biển miền Trung và Đồng Bằng Sông Cửu Long Lúa nước sâu phổ biến tại các vùng úng trũng tại Đồng Bằng Bắc Bộ, các Thung Lũng khó thoát nước tại Trung Du và miền Núi phía Bắc Lúa nổi chỉ còn tồn tại rất ít tại khu vực

Đồng Tháp Mười thuộc Đồng Bằng Sông Cửu Long

2.3 Nghiên cứu về đặc điểm di truyền cây lúa

2.3.1 Chiều cao cây

Chiều cao cây ảnh hưởng đến khả năng thích ứng của cây lúa ở những vùng sinh thái khác nhau, đặc biệt là khả năng chịu úng, chịu thâm canh và

đặc biệt là khả năng chống đổ (Bùi Huy Đáp, 1999) [8] Theo Rutger và cộng

sự (1985) [69] thì xử lý đột biến giống lúa Calrose đ0 tạo nên ba kiểu đột biến lùn do ba gen độc lập ở lúa gây ra là: Sd1, Sd2 và Sd4 Trong đó gen Sd1 làm giảm chiều cao cây khoảng 25% nhưng vẫn giữ nguyên chiều dài bông Gen Sd1 có ở giống lúa Calrose 76, gen Sd2 có ở giống lúa CI11033 và gen Sd4 có

ở giống CI11034 Cả hai gen Sd2 và Sd4 đều không có ý nghĩa kinh tế vì Sd2

làm giảm chiều cao cây 15% nhưng lại rất mẫn cảm với tính g0y đổ, còn Sd4 làm giảm chiều cao cây 15% nhưng kèm theo giảm kích thước hạt tới 20% Trong tất cả các gen nửa lùn trên thì tính trạng cao cây là trội

Theo Guliaep và Gujop (1978) [51] đ0 xác định có 4 gen kiểm tra chiều cao cây lúa khi nghiên cứu các dạng lùn tự nhiên và đột biến, ông nhận thấy

có trường hợp do hai cặp gen và đa số do 8 cặp gen lặn kiểm tra là: d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8

Các nhà khoa học tại viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI, 1970) [52] khẳng định rằng: '' Các giống lúa lùn có nguồn gốc từ Trung Quốc (Dee - geo - Woo - gen, I - geo - tze, Taiching native - 1) mang gen lùn, lặn tạo cho thân ngắn nhưng không ảnh hưởng gì đến chiều dài bông, có ý nghĩa lớn trong chọn giống''; Còn những gen lùn tạo ra bằng đột biến hoặc gen lùn ở các giống có nguồn gốc Châu Mỹ (Century Patna - 17) ít được sử dụng để tạo giống vì chúng làm cho bông ngắn hoặc phân ly kéo dài qua nhiều thế hệ khó chọn lọc

có tương quan đến các đặc trưng khác của cây Theo Nakata, Jackson B.R (1973) [66] cho rằng: Chiều cao cây thường tỷ lệ nghịch với khả năng đẻ nhánh, các giống cao cây thường đẻ nhánh ít hơn những giống thấp cây

Khi nghiên cứu về đặc tính đẻ nhánh Bùi Huy Đáp (1978) [8] cho biết:

"Nhánh không bao giờ phát triển trước khi lá tương đương với nó chưa phát triển xong và nhánh không phát triển nữa khi lá bị khô"

Cũng nghiên cứu về vấn đề này Vũ Tuyên Hoàng, Luyện Hữu Chỉ và Trần Thị Nhàn (2000) [17] khẳng định: “Những giống lúa đẻ sớm, tập trung sẽ trỗ dễ và cho năng suất cao hơn” Còn Đinh Văn Lữ (1978) [22] cho rằng:

Những giống lúa đẻ rải rác thì trỗ bông không tập trung, bông không đều, lúa chín không đều, không có lợi cho quá trình thu hoạch, dẫn đến năng suất giảm Ngoài ra, Yoshida (1979) [30] cũng cho rằng đẻ nhánh sớm tập trung sẽ tạo tiền đề cho diện tích lá phát triển nhanh sớm, tăng tỷ lệ nhánh hữu hiệu

Đẻ nhánh gọn cho phép tăng mật độ cấy mà không ảnh hưởng đến khả năng quang hợp của bộ lá dẫn đến năng suất cao

Qua nghiên cứu các tổ hợp lai Nguyễn Văn Hiển (2000) [12] nhận xét rằng kiểu đẻ nhánh chụm và đứng thẳng là lặn, kiểu đẻ nhánh xoè là trội

Các nhà khoa học tại Viện nghiên cứu Lúa quốc tế (IRRI) [52], [53], [57] đều nhất trí cho rằng tính đẻ nhánh khoẻ là di truyền số lượng, có hệ số di truyền thấp đến trung bình và chịu ảnh hưởng rõ rệt của điều kiện ngoại cảnh, phụ thuộc nhiều vào phương pháp bón phân, đặc biệt là phân đạm Một số nghiên cứu còn cho thấy nó còn phụ thuộc vào chế độ nước tưới

2.3.3 Bộ lá lúa và khả năng quang hợp

Lá là cơ quan quan trọng tồn tại trong suốt quá trình sống của cây lúa Khi đánh giá bộ lá lúa của một giống nào đó thì cần quan tâm đến một số hình thái cơ bản của bộ lá lúa bao gồm: góc lá, góc lá đòng, chiều dài, chiều rộng,

độ che phủ của lá, màu sắc phiến lá

Nghiên cứu về bộ lá lúa và mối tương quan của chúng tới năng suất,

Đào Thế Tuấn (1981) [42] đ0 kết luận rằng: một giống lúa có năng suất cao phải có đủ hai điều kiện:

- Phải có diện tích lá cao trước trỗ để tạo ra nguồn dinh dưỡng dự trữ lớn, muốn vậy lá phải đứng thẳng và nhỏ

- Có hiệu suất quang hợp sau trỗ cao để có thể tạo ra được bông lúa to tức là sức chứa lớn

Một thành phần đặc biệt của lá lúa đó là diệp lục Hạt diệp lục được phân bố ở mặt trên lá gấp 6 - 7 lần ở mặt dưới lá Dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời, các hạt này đ0 biến CO2 và nước thành chất hữu cơ để hình thành nên các cơ quan kinh tế như bông và hạt Trong quần thể ruộng lúa, bộ lá lúa thích hợp cho năng suất cao là phải dày, đứng, màu xanh đậm Chúng có thể sử

dụng năng lượng mặt trời có hiệu quả cao Kiểu lá đứng thẳng và tương đối ngắn làm giảm sự che khuất lẫn nhau như cho phép ánh sáng xuyên sâu hơn, kết quả làm tăng quang hợp của cây

Khi nghiên cứu qúa trình sinh trưởng và phát dục của cây lúa, Bùi Huy

Đáp (1970) [8] cho rằng: Từ lúc gieo mạ cho đến khi lúa chín và thu hoạch, chỉ số diện tích lá là một chỉ tiêu phản ánh quá trình phát triển lá của cả quần thể ruộng lúa và có quan hệ đến năng suất từng ruộng Ông còn cho rằng những ruộng lúa có năng suất cao thường là những ruộng lúa lúc chín lá còn xanh hay xanh vàng Những ruộng lúa có tỷ lệ hạt lép, lửng cao là những ruộng có diện tích lá giảm quá nhanh sau trỗ, lá tàn quá sớm

Về mặt di truyền, một số nhà khoa học sau khi nghiên cứu về bộ lá lúa cho rằng: Lá thẳng đứng được quy định bởi một cặp gen lặn có hệ số di truyền cao, cặp gen này có tác dụng đa hiệu vừa gây nên thân ngắn, vừa làm cho bộ lá đứng thẳng, cứng và ngắn Độ dài lá có quan hệ đa hiệu đến gen xác định chiều cao cây, nhưng bị chi phối bởi điều kiện môi trường Độ dày lá quan hệ chặt chẽ với tiềm năng năng suất của lúa Tính trạng lá đòng dài, đứng di truyền độc lập với gen lùn kiểm tra độ dài thân và độ dài lá phía dưới (IRRI, 1984) [55]

Tóm lại, về bộ lá lúa và quang hợp có nhiều ý kiến khác nhau nhưng đa

số các ý kiến đều cho rằng: Bộ lá lúa màu xanh đậm, dày, góc lá nhỏ và thẳng

đứng, chiều dài lá nhỏ và không che khuất lẫn nhau được coi là bộ lá lúa lý tưởng của cây lúa

2.3.4 Thời gian sinh trưởng và phản ứng quang chu kỳ

Thời gian sinh trưởng là khoảng thời gian để cây lúa thực hiện được một chu kỳ sống (từ khi nảy mầm đến khi chín) dao động từ 90 - 180 ngày, tùy thuộc vào từng giống và điều kiện ngoại cảnh cũng như kỹ thuật canh tác Thời gian sinh trưởng của cây lúa còn phụ thuộc vào thời vụ gieo cấy có điều kiện ngoại cảnh khác nhau ở miền Bắc do thời tiết biến động trong năm, nhất

là nhiệt độ nên thời gian sinh trưởng cũng thay đổi theo thời vụ gieo cấy Nắm

được quy luật thay đổi thời gian sinh trưởng của cây lúa là cơ sở để xác định thời vụ gieo cấy, cơ cấu giống, luân canh tăng vụ ở các vùng trồng lúa khác nhau

Ngay sau khi IR8 ra đời thì quan điểm về các giống ngắn ngày thì năng suất thấp đ0 bị phá vỡ IR8 chẳng những cho năng suất cao hơn hẳn các giống truyền thống mà có thời gian sinh trưởng ngắn ngày hơn và chỉ bằng 1/2 - 2/3 tổng thời gian sinh trưởng của các giống địa phương truyền thống Tuy nhiên những giống có thời gian sinh trưởng quá ngắn thì không thể cho năng suất cao được vì sinh trưởng sinh dưỡng bị hạn chế Còn giống có thời gian sinh trưởng quá dài cũng không thể cho năng suất cao được vì sinh trưởng thân lá quá thừa gây nên lốp đổ

Thời gian sinh trưởng của lúa do nhiều gen điều khiển nên di truyền số lượng được biểu hiện rất rõ khi nghiên cứu phổ phân ly F2 của con lai giữa giống có thời gian sinh trưởng ngắn với các giống có thời gian sinh trưởng dài Trong quần thể F2 có nhiều cá thể sinh trưởng ngắn hơn và dài hơn hẳn bố

mẹ (Nguyễn Hồng Minh, 1999) [24]

Riêng thời gian sinh trưởng ở nhóm giống lúa phản ứng với ánh sáng ngày ngắn tình hình lại hết sức đặc biệt, các giống lúa dù cấy sớm hay cấy muộn, song nếu đạt được thời gian và số lá tối thiểu để hình thành cơ quan sinh sản, thì đều trỗ gần như nhau trong cùng một địa điểm gieo trồng

Nghiên cứu phản ứng với ánh sáng của cây lúa có ý nghĩa rất lớn trong công tác chọn giống cây trồng Lợi dụng hiện tượng quang chu kỳ có thể điều tiết được thời kỳ ra hoa kết hạt của lúa Biện pháp này được ứng dụng trong công tác chọn tạo giống để rút ngắn thời gian sinh trưởng, tăng nhanh vòng gieo trồng của các thế hệ cây lai trong điều kiện khí hậu nhân tạo để sớm thu

được dòng thuần và để điều chỉnh sự ra hoa sao cho trùng nhau của các cặp bố

mẹ trong công tác chọn tạo giống lúa lai

2.3.5 Di truyền độ xếp sít hạ trên bông và bông hữu hiệu trên khóm

Đố xếp sít hạt trên bông ảnh hưởng lớn đến số hạt trên bông (là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến năng suất)

Theo Chang T.T, Jenning P.R (1970) [9] thì Locus "DN" chi phối cách sắp xếp hạt trên bông Nghiên cứu của Trần Duy Quý (1997) [27] đ0 kết luận bông ngắn hạt xếp sít do các gen lặn chi phối là Dt, Dn, Lp và Lx

ở điều kiện tối ưu trong các yếu tố cấu thành năng suất thì số bông/m2

đóng góp khoảng 74% năng suất, cũng theo Chang T.T, Jenning P.R (1970) [9] thì số lượng bông hữu hiệu trên khóm do 3-5 locus kiểm tra tính trạng này 2.3.6 Di truyền về tính trạng chín sớm

Tính trạng chín sớm cũng do nhiều gen qui định, trong đó có gen trội Ef

có trong giống CI11037 gen này được phân ly độc lập với gen sd1 và gen không râu (gl) Gen chín sớm rất dễ phát hiện, chỉ cần điều tra trước khi hoa nở vài ngày là phát hiện ra [12]

2.3.7 Di truyền tính chống chịu sâu bệnh

Lúa là đối tượng phá hại của nhiều loại sâu bệnh chúng có khả năng gây thiệt hại nặng đến năng suất, sản lượng và chất lượng nông sản Nhiều năm ở nhiều nơi dịch hại có thể làm mất mùa hoàn toàn ở một số nước trên thế giới, thiệt hại do sâu bệnh trung bình làm giảm từ 20-30% tiềm năng năng suất, có trường hợp tỷ lệ này còn cao hơn Đối với Việt Nam là một nước có khí hậu nhiệt

đới nóng ẩm, mưa nhiều đây là điều kiện rất thuận lợi cho cây lúa sinh trưởng phát triển nhưng cũng là điều kiện rất thích hợp cho sâu bệnh phát triển và gây hại Chính vì vậy, có những vùng đ0 không được thu hoạch vì dịch bệnh phá hại Theo Hồ Khắc Tín (1982) [35], hàng năm sâu bệnh làm giảm năng suất cây trồng tới 26,70% Còn theo Hà Quang Hùng (1998) [18], ở nước ta hàng năm có khoảng 30 vạn ha lúa (chiếm 30% diện tích gieo trồng) bị sâu bệnh phá hại, riêng

ở Miền Bắc sâu bệnh làm tổn thất khoảng 1,2 triệu tấn thóc mỗi năm

Nguyễn Công Thuật (1996) [34] cho rằng: Năm 1996 nước ta đ0 phát hiện có khoảng 40 loài sâu bệnh hại lúa Căn cứ vào mức độ gây hại trên cây trồng có 6 loài gây hại chính: rầy nâu, sâu cuốn lá nhỏ, sâu đục thân hai chấm

và rất nhiều bệnh như: Bệnh đạo ôn, khô vằn, bạc lá lúa (Lê Lương Tề, Vũ

Triệu Mân, 1999) [33] Để hạn chế thiệt hại do dịch hại gây ra đồng thời đảm bảo an toàn cho con người và vật nuôi khi sử dụng lương thực thì việc tạo ra những giống chống chịu sâu bệnh là vấn đề vô cùng quan trọng

Trong những năm gần đây bệnh bạc lá ngày càng nghiêm trọng có nguy cơ phát triển về diện tích và mức độ gây hại Vì vậy, việc nghiên cứu chọn tạo ra các giống có khả năng chống bệnh bạc lá luôn là nhiệm vụ cấp bách đặt ra cho các nhà chọn giống Bệnh bạc lá ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng và phát triển của cây lúa làm tăng cường hô hấp, giảm cường độ quang hợp, cây mềm yếu, kéo dài thời gian trỗ, tỷ lệ gạo lép, gạo nát cao (Tạ Minh Sơn, 1987) [29]

Vi khuẩn (Xanthomonas oryzae pv Oryzae) có hình thức sinh sản vô tính theo phương pháp nhân đôi tế bào, nếu có một đột biến tự nhiên xảy ra dù với tần số thấp cũng tạo nên nòi mới làm đa dạng thêm các chủng Một nòi vi khuẩn mới đ0 được phân lập có độc tính cao hơn, nòi này đ0 phát triển thành dịch vào năm 1957 ở tỉnh Kyushu (Mew và cộng sự, 1982) [66]

Trích theo Hà Minh Trung (1990) [41] đến năm 1989 thế giới đ0 đ0 phát hiện được 14 gen chống bệnh bạc lá Trong đó có 5 gen được Ogawa và Yamamoto phát hiện thấy năm 1986 ở Nhật Bản là: Xa-1, Xa-2, Xa-3, Xa-11

và Xa-12 Chín gen khác được phát hiện ở IRRI là: Xa-4, Xa-5, Xa-6, Xa-7,

Xa-8, Xa-9, Xa-10, Xa-13, Xa-14, Xa-18, Xa-21 Theo Ogawa và Cộng sự (1987) ( trích theo Hà Minh Trung, 1990) [41] thì Xa-6 và Xa-9 cùng alen với Xa-3

Tương tự với những gen chống bệnh trên, người ta đ0 phát hiện ra 6 nòi sinh lý khác nhau ở Philippines là P

Theo Khuy và Cộng sự (1989) thì giống nào chứa Xa-13 và Xa-21 nguồn gốc từ lúa dại Oryza longis manata có khả năng chống được 9 chủng tìm thấy ở ấn Độ và 6 chủng tìm thấy ở Philippines [41]

Những năm gần đây, IRRI và một số nước phát triển đ0 lập bản đồ gen

và dùng phương pháp PCR để phát hiện chọn lọc những gen chống bệnh bạc lá của giống lúa trên cơ sở đó có thể điều tra phát hiện nhiều gen chống bệnh khác nhau trên cùng một giống một cách chính xác [36]

Theo Phan Hữu Tôn (2000) [36] dùng phương pháp PCR (Polymerase Chain Reaction) đ0 phát hiện và chọn lọc những gen chống bệnh ở lúa trong

đó có bệnh bạc lá Qua kiểm tra 145 giống lúa địa phương, nghiên cứu thấy có

12 giống chứa gen Xa-5 và không có giống nào chứa Xa-13 và Xa-21

Theo Tạ Minh Sơn (1978) [28] những nghiên cứu bước đầu về thành phần nòi vi khuẩn gây bạc lá ở nước ta cho thấy vi khuẩn gây bệnh bạc lá có 4 nhóm và phổ biến nhất Nhóm I tập trung ở đồng bằng Bắc Bộ, nhóm II tập trung ở các tỉnh đồng bằng Nam Bộ, nhóm III và IV nằm rải rác trong cả nước Hiện nay bộ môn Công nghệ sinh học - Trường Đại học Nông nghiệp I

Hà Nội đ0 phân lập được 10 chủng đang tồn tại ở miền Bắc Việt nam (Phan Hữu Tôn, 2002- 2004) [37]

2.3.7.2 Di truyền tính kháng bệnh đạo ôn

Bệnh đạo ôn do nấm (Pyriculria oryzae) gây nên, nó được coi là bệnh nguy hiểm nhất gây hại cho nhiều vùng sản xuất lúa trên thế giới, đặc biệt là ở Châu á Nấm đạo ôn có khả năng biến dị cao tạo ra nhiều chủng, nòi sinh học mới ở cây lúa khi có sự xuất hiện của 3 cặp gen trội là Pi1, Pi2 và Pi3 thì có thể chống được bệnh này Người ta cũng phát hiện được gen chống bệnh đạo

ôn ở lúa, có thể là gen chính hoặc là những locus tính trạng số lượng và hiện nay có rất nhiều gen đ0 được đặc tính hoá ở Nhật Bản [12]

Theo Kyosawa (1981), MacKil và cộng sự (1995), Yu và cộng sự (1987), MacKill và Bonman (1992) thì tính chống bệnh đạo ôn hoàn toàn có thể do gen trội, trội không hoàn toàn hoặc do gen lặn quy định Theo Kinoshita (1991), MacKill và Bonman (1992) thì có ít nhất 30 locus gen kháng bệnh đạo ôn đ0 được phát hiện Trong số này có 20 gen chính và 10 gen quy định tính giả định số lượng, 12 trong số 20 gen này đ0 được khẳng định là chúng không alen với nhau và đ0 được đặt tên chính thức trong Hiệp hội nghiên cứu di truyền lúa (Kinoshita, 1990, 1991) Khi nghiên cứu nhóm liên kết của gen chống đạo ôn cho thấy các gen này tập trung vào một số vùng nhất định trong genom Có 8 locus tập trung ở nhiễm sắc thể số 11 bao gồm Pi-k, và một locus số lượng khác Bốn gen chống bệnh đạo ôn tập trung ở nhiễm sắc thể số 6, trong đó gen Pi thì độc lập với Pi-2(t)

Do sự đa dạng về kiểu gen cũng như nòi sinh lý nên nhiều phương hướng chống bệnh khác nhau được áp dụng Hướng chung nhất của các nhà khoa học là tập trung nhiều gen chống các nòi khác nhau vào một giống để cho nó có khả năng thích ứng rộng và tồn tại lâu dài trong sản xuất Hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ nghệ di truyền học phân tử, kỹ nghệ RFLP,

kỹ nghệ PCR người ta đ0 tìm ra nhiều gen liên kết chặt chẽ với gen kháng bệnh và ADN này người ta dùng phương pháp lai gen và phương pháp PCR để

đánh giá nhanh, sớm và chọn lọc chính xác ngay khi hạt mới nảy mầm (Phan Hữu Tôn, 2000) [36]

2.3.7.3 Di truyền chống chịu sâu đục thân

Trên thế giới sâu đục thân có ở Trung Quốc, Nhật Bản, Triều Tiên, ấn

Độ, Philippines, Malaysia, Miến Điện, Sri Lanca, Indonesia, trong nước có ở khắp các vùng trồng lúa Sâu đục thân là loài sâu nguy hiểm, gây hại chủ yếu vào thời kỳ làm đòng và trỗbông ở hầu hết các trà lúa, làm giảm đáng kể đến năng suất lúa và rất khó phòng trừ Biện pháp chủ động nhất là chọn tạo ra những giống có khả năng chống sâu đục thân

Qua nghiên cứu Gootavandos (1925) và Shoki (1978) đ0 chứng minh rằng những giống có râu mẫn cảm với sâu đục thân hơn là giống không râu Còn Turat (1947) thì cho rằng thân lúa cao, đẻ khoẻ, lá dài và rộng mẫn cảm hơn với sâu đục thân [35]

Vào năm 1967 Satana Kinijob và Pathak đ0 đưa ra mối tương quan thuận giữa chiều cao cây, chiều dài lá đòng, chiều rộng lá đòng và độ lớn

đường kính thân với tính mẫn cảm sâu đục thân, còn mức độ ráp của bẹ lá, mức độ cuốn chặt lấy thân của bẹ có mối tương quan nghịch với tính mẫn cảm của sâu đục thân [35]

Theo Yoshida (1979) [30] thì hàm lượng Silic trong cây càng cao thì tính mẫn cảm với sâu đục thân càng giảm và có khả năng chống chịu sâu đục thân 2.3.7.4 Di truyền tính chống chịu sâu cuốn lá

Sâu cuốn lá phá hoại ở các vùng trồng lúa trên thế giới như: Triều Tiên, Trung Quốc, Nhật Bản, Thái Lan, Miến Điện, ấn Độ, Sri Lanca, Malaysia, Indonesia, Hawaii, Châu Đại Dương và Việt Nam Sâu cuốn lá gây hại phổ biến trên đồng ruộng Năm 1968, miền Bắc đ0 bị sâu cuốn lá phá hoại nặng, Bắc Thái 6.822 ha bị hại, Nghệ An 80% diện tích bị hại, Quảng Ninh năm

1963 tỷ lệ bị hại là 80 - 90%, Hà Tây tỷ lệ lá bị hại là 80% Diện tích bị hại lá trắng cây lúa như bị cháy ảnh hưởng đến năng suất cây trồng (Hồ Khắc Tín, 1982) [35]

Bướm trưởng thành đẻ trứng trên mặt lá gần gân chính, sâu non mới nở rất linh hoạt, nhanh nhẹn ăn lớp mô của lá Sâu bò khắp trên lá, thân, sâu chui

vào lá nõn, mặt trong bẹ lá hoặc trên mặt lá bao ăn thịt lá Sau một thời gian, sâu nhả tơ kéo hai mép khoảng giữa lá lúa dệt thành bao, ống ở trong đó gây hại có thể phá hoại suốt ngày đêm Việc phòng trừ sâu cuốn lá là rất khó khăn vì chúng có số lượng lớn, vòng đời ngắn Vì thế các nhà khoa học nông nghiệp

đ0 quan tâm chọn tạo giống chống chịu sâu cuốn lá là cần thiết Chọn tạo các giống có khả năng ít mẫn cảm với sâu cuốn lá là tốt nhất, ngăn cản sự phát triển, xâm nhập hay tồn tại của chúng Chọn tạo những giống có bộ lá đứng, cứng, dày và nhỏ là những giống ít mẫn cảm với sâu cuốn lá Trồng những giống thích hợp về nông học có tính chống sâu một cách tự nhiên bây giờ trở thành nhân tố cơ bản của các chương trình phòng trừ tổng hợp dịch hại lúa (Hà Quang Hùng, 1998) [18]

2.3.7.5 Di truyền tính kháng rầy nâu

ở Việt Nam Rầy nâu có ở khắp các vùng trồng lúa, trên thế giới có ở Trung Quốc, Triều Tiên, Nhật Bản.v.v Ngoài cây lúa, rầy nâu có thể phá hoại trên nhiều loại cây khác nhau như ngô, lúa mì, mạch, kê, cỏ gấu, cỏ lồng vực.v.v nên việc sử dụng tính kháng đơn gen để chống lại chúng là rất khó khăn Vì vậy, việc chọn tạo ra giống chống rầy nâu là cần thiết

ở Nhật Bản thì việc chọn tạo giống chống rầy nâu bắt đầu từ năm 1968 Nghiên cứu di truyền tính chống rầy bởi Athawol và cộng sự (1971) họ đ0 phát hiện ra 2 gen chống rầy nâu đó là: Bph1 và Bph2 trong đó gen Bph1 liên kết rất chặt hoặc alen với gen Bph

2 Lakshminarayana và Khush (1977) đ0 phát hiện thêm gen Bph

- Nhóm chứa cả gen Bph3 và Bph4 thì chống cả hai kiểu 2 và 3

ở Việt Nam năm 1958 rầy nâu phát sinh thành dịch phá hoại vụ chiêm

ở miền Bắc, vụ mùa năm 1962 và vụ mùa năm 1979 gây thiệt hại lớn ở Nghệ

An ở phía Nam từ 1970, rầy nâu đ0 gây thiệt hại nặng trên những giống NN8, NN5, NN20 thuộc Đồng Bằng Sông Cửu Long, Đồng Bằng ven biển Khu 5 và Thừa Thiên Huế Năm 1974 diện tích lúa bị rầy nâu hại ở các tỉnh phía Nam lên tới 97.860 ha Từ năm 1975, đặc biệt từ tháng 11/1977, trong suốt 3 tháng từ tháng 11/1977 đến 1/1978 rầy nâu gây thành dịch trên diện tích 200.000 ha ở các tỉnh Bến Tre, Tiền Giang và Long An là nơi bị rầy hại nghiêm trọng nhất (Hồ Khắc Tín, 1982) [35]

Trong một vài năm gần đây rầy nâu phá hại nặng ở nhiều tỉnh trong cả nước làm năng suất lúa giảm mạnh thậm chí mất trắng, không được thu hoạch Khu vực

bị rầy nâu gây hại nặng là Đồng bằng Sông Cửu Long và các tỉnh lân cận

2.3.8 Các chỉ tiêu về chất lượng hạt và đặc điểm di truyền

Gạo là lương thực quan trọng trong bữa ăn hàng ngày của nhiều dân tộc trên thế giới, tại Châu á gạo là nguồn cung cấp Calori chủ yếu, đóng góp 56,2% năng lượng, 42,9% protein hàng ngày (IRRI, 1984) [55] Nó đặc biệt quan trọng đối với những người nghèo, khi mà cung cấp tới 70% năng lượng

và protein thông qua bữa ăn hàng ngày (IRRI, 1991) [56] Để tạo ra giống lúa

có chất lượng cao trước tiên phải nghiên cứu các chỉ tiêu chất lượng gạo:

- Kích thước và hình dạng hạt gạo: Kích thước và hình dạng hạt gạo có liên quan mật thiết đến chất lượng gạo Vì vậy, từ lâu rất nhiều nhà khoa học

đ0 nghiên cứu sự di truyền về kích thước hạt, hình dạng hạt gạo, đặc biệt là về chiều dài hạt gạo

Ramaiah (1935) [69] cho rằng chiều dài hạt gạo do một kiểu gen kiểm tra Bollich (1957) [54] thì cho rằng chiều dài hạt gạo do 2 kiểu gen kiểm tra Một số ý kiến khác lại cho rằng tính trạng này do nhiều gen kiểm tra và kích thước, khối lượng hạt di truyền đa gen

Hình dạng hạt gạo là kết quả của mối quan hệ giữa chiều dài, chiều rộng và độ dày của nó Những đặc điểm này là thuộc tính của giống và được

di truyền trung gian giữa 2 bố, mẹ (Virmani S.S, 1994) [72] Khi nghiên cứu hình dạng hạt Ramaiah (1935) [69] đ0 chứng minh kiểu hạt ngắn, tròn trội hơn kiểu hạt dài và ô van Ông đem lai giống hạt dài (>10mm) với hạt ngắn (<5,81mm) cho ra tỷ lệ phân ly ở F2 là 3 ngắn: 1 dài Hình dạng hạt gạo là đặc trưng của giống và tương đối ổn định, ít bị thay đổi do điều kiện ngoại cảnh Tuy nhiên, nếu sau khi nở hoa nhiệt độ hạ thấp có thể làm giảm chiều dài của hạt nhưng không nhiều Nếu những cá thể có hình dạng đẹp ở F2 thì F3 ít biến

đổi và ở các thế hệ sau cũng vậy Vì thế, trong quần thể từ sau F3 hay các dòng thuần không có hy vọng chọn được dạng hạt đẹp hơn F2 hoặc nguyên bản (Nguyễn Thị Trâm, 1998) [38]

- Tính bạc bụng ở lúa gạo: Hiện tượng bạc bụng ở lúa gạo được quyết

định bởi giống và điều kiện ngoại cảnh Về cơ bản là sự chín không hoàn toàn của nội nhũ, hiện tượng đục ở gạo nếp là do mất tính đồng nhất của cấu trúc tinh bột Ngoài ra, sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm lớn làm cho hạt tích lũy tinh bột không được đầy đủ, cũng là nguyên nhân gây ra hiện tượng bạc bụng Có nhiều kết quả nghiên cứu khác nhau về tính bạc bụng ở hạt gạo

Theo Radoeova và Staikhova (1962) [68] cho rằng tính trạng bạc bụng

do di truyền quyết định, nhưng mức độ di truyền ổn định qua các thế hệ có chịu sự chi phối của điều kiện ngoại cảnh Có một số giống không bị bạc bụng trong mọi điều kiện như IR22, một số giống khác lại bạc bụng trong mọi điều kiện như IR8, còn một số giống khác biểu hiện trung gian

Lê Do0n Diên (1990) [6] lại cho rằng độ bạc bụng của hạt do nhiều gen

điều khiển vì thế ngoài tác động cộng tính còn có tác động tương hỗ giữa các gen Khush và cộng sự (1988) [62] đ0 kiểm tra độ bạc bụng của 75 tổ hợp lai

từ 18 cặp bố mẹ khác nhau cho thấy: có 44 tổ hợp bạc bụng ít, 15 tổ hợp bạc bụng nhiều hơn và 16 tổ hợp bạc bụng trung bình Do vậy muốn cải tiến tính bạc bụng ở tổ hợp lai thương phẩm phải chọn bố, mẹ không bạc bụng khắt khe

hơn khi lai để chọn dòng thuần

Huysman (1965) [61] khẳng định rằng: Sự rạn nứt hạt thường do nắng gây ra, sự thay đổi nhanh của độ ẩm không khí và những thay đổi bất thuận trong qua trình chín của hạt, thu hoạch trễ trong vụ nắng sẽ làm hạt có độ ẩm thấp dẫn đến độ bạc bụng cao

Bangwaek (1974) [48] khi nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bạc bụng thấy rằng: nhiệt độ cao và biên độ chênh lệch ngày và đêm nhiều (35/20oC) trong qúa trình cây lúa sinh trưởng và phát triển làm tăng tỷ lệ bạc bụng Trong khi đó nhiệt độ thấp làm giảm hay tiêu độ đục

- Tại các cuộc Hội thảo của các nhà Di truyền - Chọn giống cũng như của các nhà Hóa sinh và hóa học của các nước trồng lúa trên hành tinh chúng

ta được tổ chức vào tháng 10/1987 ở Viện lúa quốc tế IRRI đ0 phân chia chất lượng gạo thành 4 nhóm:

+ Chất lượng xay sát (Milling quality)

+ Chất lượng thương phẩm (Market quality)

+ Chất lượng nấu nướng và ăn uống (Cooking and eating quality)

+ Chất lượng dinh dưỡng (Nutrient quality)

+ Tỷ lệ gạo nguyên (Wale Kernel) hạt gạo còn nguyên vẹn, hình dạng

tự nhiên theo khối lượng gạo xát Lê Do0n Diên và cộng sự (1984) [7]

+ Tỷ lệ hạt trắng trong theo tỷ lệ gạo nguyên (trừ gạo nếp): sau khi loại

bỏ các hạt vàng (Yellow Kernel), hạt đỏ (Red Kernel), sọc đỏ (red streaked kernel), hạt hư hỏng (Head damaged Kernel)

Chất lượng của các mẫu gạo thương phẩm thường được đánh giá căn cứ vào hàm lượng ẩm, độ sạch, không có trấu, rơm rạ và các loại hạt khác cũng như căn cứ vào màu sắc và độ đồng đều Khi nhà sản xuất lúa gạo đem thóc đi bán, tất cả các chỉ tiêu này đều phải được xem xét đánh giá qua các mẫu thóc sau đó phải chịu các thử nghiệm xay sát và nấu nướng Do đó kích thước hạt, hình dạng hạt, màu sắc hạt, độ láng bóng, độ trong và độ đồng đều của hạt rất quan trọng cần xem xét trước khi đánh giá độ tăng trọng của hạt gạo

Người ta đánh giá độ tăng trọng của hạt gạo bằng mắt hoặc kính hiển

vi Theo Lê Do0n Diên (1990) [6] thì tùy theo đặc tính của giống mà hạt gạo

có kích thước và khối lượng khác nhau

Bollich (1957) [49] cho rằng: chiều dài hạt gạo do hai gen kiểm tra Một số ý kiến khác lại cho rằng tính trạng này do nhiều gen kiểm tra và kích thước, khối lượng hạt di truyền đa gen

Hình dạng hạt là kết quả của mối quan hệ giữa chiều dài, chiều rộng và

độ dày hạt gạo Những đặc điểm này là thuộc tính của giống và được di truyền trung gian giữa bố và mẹ (Virmani S.S, 1994) [72]

Sở thích của người tiêu dùng khác nhau khá rõ giữa các vùng, các nước cho nên tiêu chuẩn đánh giá chiều dài và hình dạng hạt thay đổi giữa các Quốc gia và dân tộc Nhóm dân cư ở vùng trồng lúa Japonica thích hạt gạo dài trung bình, các nước Châu á lại rất thích hạt gạo dài hay rất dài như Thái Lan, Hồng Kông và một số nước Châu Mỹ Còn ở những vùng trồng lúa cạn như vùng miền núi phía Bắc, Tây Nguyên Việt Nam, người tiêu dùng lại thích hạt gạo to bầu

2.3.8.2 Chất lượng xay sát

- Chất lượng xay sát được xem ở hai chỉ tiêu chủ yếu:

+ Tỷ lệ gạo lật và tỷ lệ gạo xát tính theo (%) trọng lượng của thóc + Tỷ lệ gạo nguyên tính theo (%) trọng lượng gạo xát

Theo Lê Do0n Diên (1990) [6] cho rằng xay sát thóc là quá trình loại bỏ

trấu, phôi và vỏ cám, khi loại bỏ các bộ phận này hàm lượng xellulose và lipit

sẽ bị giảm xuống rõ rệt Khi loại bỏ vỏ trấu giàu xellulose ở ngoài sẽ làm tăng

tỷ lệ tiêu hóa, còn khi giảm hàm lượng lipit sẽ làm tăng khả năng bảo quản gạo Loại bỏ phôi và vỏ cám cũng sẽ dẫn đến việc làm giảm hàm lượng protein, cách làm giảm được sự mất mát nhiều chất dinh dưỡng do xay sát bằng kỹ thuật xử lý thủy nhiệt, ngâm vớt thóc, hấp phơi khô rồi mới sát

Khi thu hoạch lúa, phải xác định đúng thời điểm chín sinh lý thì mới đạt

được tỷ lệ gạo nguyên cao Theo Bangwaek (1974) [48] những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp tích lũy chất khô ở hạt trong giai đoạn hạt vào chắc cũng ảnh hưởng đến độ chặt, độ nén của hạt tinh bột và sẽ gây ra bạc bụng Theo ông, thời điểm thu hoạch để đạt tỷ lệ gạo xát nguyên cao nhất là thu hoạch vào ngày thứ 33 - 36 kể từ ngày hạt phơi màu

Thóc có chất lượng xay sát tốt là thóc sau khi sát cho tỷ lệ tổng số gạo

và gạo nguyên cao

Cám thường được dùng ép dầu hoặc làm thức ăn cho gia súc Tấm cũng

được dùng làm thức ăn cho gia súc, chỉ có gạo con người sử dụng ăn Vì vậy

mà chất lượng xay sát là một yếu tố quan trọng nhằm đánh giá chất lượng giống

Màu sắc của gạo do lớp cám quyết định, thường có màu vàng đến đỏ sẫm, màu sắc của nội nhũ cũng phản ánh tính chất của gạo Gạo trong thường thơm ngon hơn gạo đục Độ trong của gạo có ảnh hưởng đến tính chất công nghệ của gạo Khi xay sát độ trong của gạo tăng thì tỷ lệ gạo nguyên sẽ tăng

Sự phân bố vết đục trong hạt gạo cũng có ảnh hưởng đến công nghệ xay sát,

có lợi nhất là khi có vết đục nằm về một bên Những giống có vết đục ở tâm nội nhũ thì khi xay sát hay bị vỡ nát

2.4 Nghiên cứu di truyền mùi thơm, độ dẻo, hàm lượng amylose

2.4.1 Di truyền mùi thơm

Một số người châu á rất ưa chuộng tính thơm của cơm Đây là một tính

trạng chất lượng, nó dễ bị mất sau một thời gian bảo quản trong kho Tính thơm do các hợp chất hoá học tạo nên như este, xeton, aldehyt (Lê Do0n Diên, 1990) [6], [7]

Đi sâu nghiên cứu di truyền tính thơm của lúa gạo, có rất nhiều ý kiến khác nhau Có tác giả cho rằng tính thơm được kiểm tra bởi một cặp gen lặn hoạt động ở cả lá và hạt Có tác giả lại cho rằng: “Tính thơm được kiểm tra do

2 hoặc 3 gen bổ sung” Trong khi đó có tác khác lại cho biết tính thơm do một gen lặn kiểm soát Khi nghiên cứu tính thơm của lúa gạo trên một số giống lúa

đặc sản địa phương và dòng khao Dawk Mali 105 (Thái Lan), Đỗ Khắc Trình (1994) [40] đ0 xác nhận tính trạng thơm do 2 hoặc 3 gen kiểm tra

2.4.2 Di truyền độ dẻo của lúa gạo

Ngoài tính trạng thon dài, trong suốt, tỷ lệ gạo nguyên cao thì chất lượng nấu nướng và ăn uống cũng rất cần thiết trên thương trường Chất lượng nấu nướng và ăn uống được đánh giá qua các chỉ tiêu sau: độ mềm dẻo, độ chín, độ bóng, độ rời, mức độ khô lại khi để nguội, mùi thơm, vị đậm, chất lượng nấu nướng và ăn uống phản ánh thị hiếu người tiêu dùng ở các khu vực (Viện Công nghệ sau thu hoạch, 1998) [44]

Sản phẩm chính của lúa gạo là cơm, tính ngon miệng của cơm quyết

định do yếu tố vật lý là độ dẻo, độ mềm của cơm và yếu tố hoá học là mùi thơm (Nguyễn Văn Hiển, 1992) [11]

Khi nghiên cứu chất lượng gạo của một số giống lúa địa phương và nhập nội ở miền Bắc Việt Nam, Nguyễn Văn Hiển (1992) [11] cho rằng nhóm giống lúa nhập nội có hàm lượng tinh bột cao nhất và thống nhất là nhóm lúa

Dự Các giống lúa nhập nội, phần lớn có hàm lượng amylose từ trung bình đến cao, nhiệt độ hóa hồ cao, thuộc nhóm cơm 1 và 2, các nhóm lúa đặc sản thường ở nhóm cơm 3 và 4 Gieo cấy ở vụ Mùa cho chất lượng gạo cao hơn gieo cấy ở vụ Chiêm Xuân Độ nở và khả năng hút nước tăng theo chiều của hàm lượng amylose

Việc xác định hàm lượng amylose và nhiệt độ hóa hồ cũng như mối liên quan đến hai yếu tố này là biện pháp gián tiếp chủ yếu trong chương trình chọn giống có chất lượng nấu nướng tốt Mặc dù các đặc tính của tinh bột gạo

và những biến đổi của nó trong thời gian nấu cơm đều là những yếu tố quan trọng chủ yếu trong việc xác định các đặc tính của cơm

2.4.3 Chất lượng dinh dưỡng

Chất lượng dinh dưỡng của lúa gạo được đánh giá theo các chỉ tiêu sau:

- Hàm lượng protein, amyloaxit tự do và kết hợp trong phân tử protein của lúa gạo Đặc biệt là 8 amyloaxit không thay thế cũng như các loại vitamin

và chất khoáng Lúa gạo cũng như các loại thực phẩm khác đều chứa các chất dinh dưỡng vốn rất cần thiết cho sức khỏe của con người như: protein, gluxit, lipit, khoáng và vitamin khác cung cấp từ 40 - 80% calori và 40 - 50% lượng protein trong khẩu phần dinh dưỡng hàng ngày của con người

- Nhiệt độ hóa hồ: nhiệt độ nấu cơm được xác định bởi nhiệt độ hóa hồ, một tính chất vật lý của tinh bột là khoảng nhiệt độ trong đó hạt tinh bột bắt

đầu nở trương phồng thuận nghịch ở trong nước nóng Nhiệt độ hóa hồ của gạo từ 55-790C các điều kiện môi trường như nhiệt độ trong quá trình chín của bông lúa cũng có ảnh hưởng đối với nhiệt độ hóa hồ

Dựa vào nhiệt độ hóa hồ người ta đ0 phân chia giống thành ba loại: giống có nhiệt độ hóa hồ thấp 55-690C, trung bình từ 70-740C, cao từ 75-790C 2.4.4 Hàm lượng Amylose

Hàm lượng amylose có tương quan chặt chẽ với đặc điểm nông sinh học của giống lúa như chiều cao cây, chiều dài bông, khối lượng 1000 hạt Hàm lượng amylose thấp có tỷ lệ gạo gẫy tăng, độ nở thấp, độ chín và độ dẻo cao Những giống lúa có tỷ lệ dài trên rộng cao thì hàm lượng amylose < 20% và gạo gẫy cao (Vũ Văn Liết và cộng sự, 1995) [21]

Đi sâu nghiên cứu về tính di truyền hàm lượng amylose chưa có kết quả

chính xác Theo Jennings và cộng sự (1979) [58] cho rằng: “Do một cặp gen

điều khiển và hàm lượng amylose là trội hoàn toàn so với hàm lượng amylose trung bình và thấp” Hàm lượng amylose thấp và trung bình được điều khiển bởi gen đơn tác động chính và một số gen nhỏ cũng tác động đến tính trạng này

Do vậy, muốn con lai có hàm lượng amylose trung bình thì một trong hai bố mẹ phải có hàm lượng amylose trung bình (Jennings và Cộng sự, 1979) [58]

Theo B Somrith cho rằng: Hàm lượng amylose là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng nấu nướng và ăn uống Gạo của các giống lúa

được phân loại theo hàm lượng amylose như sau: Loại gạo dính từ: 0 - 2% có chất lượng cơm rất dẻo; Loại có hàm lượng amylose thấp nhỏ hơn 19% chất lượng cơm mềm và dẻo; Loại có hàm lượng amylose trung bình từ 20 - 25% chất lượng cơm mềm và loại có hàm lượng amylose cao từ 25-33% chất lượng cơm khô và cứng

2.5 Nghiên cứu về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất

có thể cấy dày để tăng số bông trên đơn vị diện tích (Nguyễn Hữu Tề và Cộng

sự, 1997) [32]

Số hạt trên bông bằng hiệu số của số hoa phân hóa trừ đi số hoa thoái hoá Yếu tố này phụ thuộc nhiều vào đặc tính giống và điều kiện ngoại cảnh (Nguyễn Xuân Hiển và Cộng sự, 1976) [13] Các giống lúa cải tiến hiện nay

đều có số hạt trên bông cao

Giống có tỷ lệ hạt chắc cao đều có số hạt trên bông cao Tỷ lệ hạt chắc

được quyết định ở thời kỳ trước và sau trỗ bông Nếu ở thời kỳ này mà nhiệt

độ, ẩm độ không khí thấp quá hoặc cao quá làm cho hạt phấn mất sức nảy mầm, hoặc vòi nhụy phát triển không hoàn toàn, tế bào mẹ hạt phấn bị ảnh hưởng xấu Do vậy, để có tỷ lệ hạt chắc cao cần phải bố trí thời vụ sao cho khi lúa làm đòng và trỗ bông gặp điều kiện thời tiết thuận lợi (Nguyễn Trọng Khanh, 2002) [20]

Nguyễn Văn Hoan (1995) [16] cho biết: sự tương quan giữa năng suất

và số bông trên khóm ở mỗi giống lúa là khác nhau, giống lúa lùn có tương quan chặt (r = 0,85), nhóm bán lùn (r = 0,62) và nhóm cao cây (r = 0,54) Sự tương quan giữa năng suất và số hạt trên bông thì ngược lại, nhóm cao cây (r = 0,96) nhóm lùn (r = 0,66), nhóm bán lùn (r = 0,62) Còn sự tương quan giữa năng suất và chiều cao cây thì nhóm lùn là chặt nhất (r = 0,62), nhóm bán lùn (r = 0,49), nhóm cao cây (r = 0,37)

Khối lượng 1000 hạt là yếu tố quan trọng cấu thành năng suất lúa, chủ yếu phụ thuộc vào giống mà ít chịu sự tác động của điều kiện ngoại cảnh Giai đoạn

từ khi lúa trỗbông cho đến chín sữa có ảnh hưởng rõ rệt đến khối lượng 1000 hạt, nếu trong giai đoạn này nhiệt độ thuận lợi cho quá trình vận chuyển chất khô vào hạt và bộ lá lúa, nhất là lá đòng còn xanh thì khối lượng 1000 hạt sẽ cao

Khi nghiên cứu về năng suất cá thể Vũ Tuyên Hoàng, Luyện Hữu Chỉ, Trần Thị Nhàn (2000) [17] cho rằng: giống lúa bông to, hạt to cho năng suất cao Vật liệu chọn giống có năng suất cá thể cao thường cho năng suất cao Còn Nguyễn Văn Hiển, Trần Thị Nhàn (1982) [10] khi nghiên cứu độ thoát cổ bông cho biết: những giống có bông trỗ thoát hoàn toàn thường cho tỷ lệ hạt chắc cao

Mối quan hệ giữa các yếu tố cấu thành năng suất thực chất là mối quan

hệ giữa cá thể và quần thể (E Mayer, 1978) [22] Mối quan hệ này có hai mặt khi mật độ số bông tăng trong một phạm vi nào đó thì khối lượng hạt trên bông giảm ít nên năng suất cuối cùng tăng đó là quan hệ thống nhất Nhưng khi số bông tăng cao quá sẽ làm khối lượng hạt trên bông giảm nhiều, lúc đó năng suất sẽ giảm đó là quan hệ mâu thuẫn Vì thế cần phải điều tiết mối quan

hệ này sao cho phù hợp để có năng suất cuối cùng cao nhất

Theo Suichi Yosida (1979) [30] các giống lúa thấp cây, ngắn ngày là hướng chọn tạo giống lúa mới trên thế giới, do nó có những ưu điểm sau:

- Các giống chín sớm có tổng tích ôn nhỏ hơn

- Các giống thấp cây có chiều hướng đẻ nhánh nhiều hơn nên dẫn đến năng suất cao hơn

- Giống có thân ngắn, cứng giúp cây lúa chống đổ

- Những giống này có phản ứng đạm cao, lá thẳng, ngắn, hẹp, dày, xanh

đậm, chịu thâm canh cao

2.6 Nghiên cứu các thời kỳ sinh trưởng và phát triển của cây lúa

Trong đời sống của cây lúa có thể chia ra hai thời kỳ sinh trưởng chủ yếu là: Sinh trưởng dinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực

- Thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng tính từ lúc gieo đến khi làm đòng Trong thời gian này cây lúa chủ yếu hình thành và phát triển các cơ quan dinh dưỡng như ra lá, phát triển rễ, đẻ nhánh

- Thời kỳ sinh trưởng sinh thực là thời kỳ phân hóa hình thành cơ quan sinh sản bắt đầu từ làm đòng cho đến khi thu hoạch Bao gồm các quá trình làm đòng, trỗbông và hình thành hạt Quá trình làm đốt (phát triển thân) tuy là sinh trưởng dinh dưỡng nhưng lại tiến hành song song với quá trình phân hóa

đòng nên nó cũng nằm trong thời kỳ sinh trưởng sinh thực Thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng có ảnh hưởng trực tiếp đến việc hình thành số bông Còn thời kỳ sinh trưởng sinh thực quyết định đến việc hình thành số hạt trên bông,

tỷ lệ hạt chắc và trọng lượng 1000 hạt Có thể xem thời kỳ từ trỗ đến chín là thời kỳ ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất

Thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng thường biến động mạnh nhất Thời kỳ làm

đòng biến động từ 30- 40 ngày tùy theo giống ngắn hay dài ngày Thời kỳ chín biến động theo nhiệt độ khoảng 30 ngày vùng nhiệt đới và 65 ngày ở vùng lạnh

Sự khác nhau và biến động về thời lượng trong các thời kỳ sinh trưởng

là cơ sở để áp dụng các biện pháp kỹ thuật thâm canh nhằm tăng năng suất lúa (Nguyễn Hữu Tề và cộng sự, 1997) [32]

2.7 Những nghiên cứu trong lĩnh vực chọn tạo giống

2.7.1 Chọn tạo giống cây trồng

Chọn tạo giống cây trồng là"chọn lọc"từ các biến dị tự nhiên cũng như nhân tạo có trong quần thể để tạo ra giống mới (Nguyễn Văn Hiển, 2000) [12]

Khâu đầu tiên của công tác chọn tạo giống cây trồng là quá trình thuần hóa cây dại thành cây trồng nông nghiệp, nhằm không ngừng cải thiện tiềm năng năng suất Tiềm năng năng suất này không ngừng biểu hiện ở một số đặc trưng: Số hạt/bông, khối lượng hạt, chỉ số thu hoạch, hoặc tính chịu đựng với

điều kiện thời tiết khắc nghiệt

Cùng với sự phát hiện ra giới tính của cây trồng, phương pháp lai đ0 bổ sung cho kỹ thuật chọn tạo giống

Nghệ thuật của chọn tạo giống cây trồng là ở chỗ: Khả năng quan sát,

óc phán đoán của các nhà chọn giống nhằm phát hiện ra những biến dị có lợi

đem lại nguồn giá trị kinh tế cao của các loài để có những loại hình tối ưu

Thành công của chương trình chọn tạo giống nhằm đáp ứng các mục tiêu khác nhau phụ thuộc vào hai yếu tố chính: Tính biến dị di truyền, tính ổn

định của một giống cây trồng

2.7.2 Mục tiêu chọn tạo giống lúa

Muốn thực hiện thành công việc chọn tạo giống lúa, nhiệm vụ đầu tiên

là phải xác định được mục tiêu cho từng chương trình cụ thể Công tác chọn tạo giống thường nhằm vào các mục tiêu sau (Nguyễn Văn Hiển, 2000) [12]:

- Tạo ra giống mới phải có năng suất cao hơn giống cũ trong cùng điều kiện, mùa vụ, đất đai và chế độ canh tác

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

- Giống mới có khả năng chống chịu tốt với các loại sâu bệnh hại chính

của từng vùng, từng vụ mà giống đó gieo trồng

- Giống mới phải thích ứng tốt hơn với điều kiện khí hậu, đất đai, tập quán canh tác, hệ thống luân canh của những vùng nhất định

2.7.3 Quan điểm về phương hướng chọn tạo giống lúa

Theo Gupta.P.C và Otoole.J.C, 1976 [51] phương hướng chọn tạo giống lúa cạn thay đổi tùy theo vùng sinh thái nhưng phương hướng chung có thể thay đổi như sau:

- Có đặc điểm về chất lượng hạt phong phú

- Chuyển từ dạng bông to sang dạng nhiều bông trong điều kiện sinh thái thuận lợi

- Mạ khỏe, bộ rễ khỏe, ăn sâu

- Tỷ lệ hạt lép thấp, hạt mẩy, đều, chín tập trung

- Phản ứng với quang chu kỳ ở các mức độ khác nhau

- Chịu hạn tốt, khả năng cạnh tranh được với cỏ dại

- Chống chịu được với bệnh đạo ôn, khô vằn, đốm nâu, bệnh biến màu hạt, chống được sâu đục thân, rầy nâu

- Chịu được đất nhiều dinh dưỡng, thiếu lân, thừa nhôm, hoặc đất chua Theo Chang T.T (1984) [50] thì mục tiêu chung của các nhà chọn tạo giống lúa cạn ở vùng Đông Nam á và IRRI như sau:

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

- Giữ được cơ chế chống hoặc chịu có liên quan đến ổn định năng suất, tính chống hoặc chịu được với bệnh đạo ôn, chịu hạn, khả năng phục hồi đẻ

"kiểu cây bông to", kiểu cây trên có nhiều bông nhưng bông nhỏ hơn nhiều so với kiểu cây dưới

Dựa vào quan hệ giữa kiểu cây và năng suất, Jennings (1964) [58] đ0 nhấn mạnh rằng bằng biện pháp chọn giống có thể tiến đến một kiểu cây cải tiến cho vùng nhiệt đới là những giống chín sớm, chống được bệnh đạo ôn, thấp cây, chống đổ, ngoài những giống nhiệt đới tương tự hiện có Mặt khác

ông cũng cho rằng nhờ biện pháp chọn giống, có thể tạo được những giống lúa nhiệt đới cho năng suất cao, có phản ứng mạnh với đạm và có cả những đặc trưng đặc biệt mà không thường thấy ở những giống thương mại trồng ở vùng nhiệt đới là:

- Thời gian sinh trưởng ngắn, khoảng từ 100-125 ngày (từ khi gieo mạ

đến khi chín) và không mẫn cảm với chu kỳ chiếu sáng

- Những đặc trưng dinh dưỡng kể cả mọc khỏe vừa phải và có số nhánh vừa phải, kết hợp với lá tương đối nhỏ, màu lục sẫm, mọc thẳng đứng