Nghiên cứu đặc điểm hình thái nông sinh học và đa dạng di truyền của các mẫu giống lúa nương được thu thập tại huyện tương dương và kỳ sơn, tỉnh nghệ an

Nhiều công trình nghiên cứu về khả năng đẻ nhánh của lúa nương đã đi đến kết luận: Các giống lúa nương có khả năng đẻ nhánh ít hơn các giống lúa nước, theo Chang 1972 [4] các giống lúa n

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

TRẦN THỊ LA

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI, NÔNG SINH HỌC

VÀ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA CÁC MẪU GIỐNG LÚA NƯƠNG ĐƯỢC THU THẬP TẠI HUYỆN TƯƠNG DƯƠNG

VÀ KỲ SƠN, TỈNH NGHỆ AN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KĨ SƯ NGÀNH NÔNG HỌC

NGHỆ AN, 2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI, NÔNG SINH HỌC

VÀ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA CÁC MẪU GIỐNG LÚA NƯƠNG ĐƯỢC THU THẬP TẠI HUYỆN TƯƠNG DƯƠNG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu đặc điểm hình thái, nông sinh học và

đa dạng di truyền của các mẫu giống lúa nương được thu thập tại huyện Tương

Dương và Kỳ Sơn, tỉnh Nghệ An” là công trình do tôi thực hiện dưới sự hướng

dẫn của ThS Nguyễn Tài Toàn Những kết quả đạt được đảm bảo tính chính xác

và trung thực về khoa học, chưa từng được sử dụng để bảo vệ một luận văn nào

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho luận văn này đã được cảm ơn và

các thông tin trích dẫn trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc

Nếu sai tôi xin chịu trách nhiệm trước Tổ bộ môn, Khoa và Nhà trường

Nghệ An, ngày 20 tháng 5 năm 2016

Tác giả

Trần Thị La

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô giáo, cán bộ Khoa Nông

Lâm Ngư, Trường Đại học Vinh đã giảng dạy và hướng dẫn tôi hoàn thành

chương trình học tập và nghiên cứu thực hiện đề tài

Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới ThS Nguyễn

Tài Toàn vì những định hướng giá trị và sự hướng dẫn tận tình về những kiến

thức chuyên ngành cũng như viết và hoàn chỉnh luận văn này

Tôi xin gửi lời cảm ơn các anh chị cán bộ tại Viện Khoa Học Nông Nghiệp

Băc Trung Bộ đã tạo mọi điều kiện về cơ sở vật chất, sự hướng dẫn, giúp đỡ,

đóng góp ý kiến cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này

Lời cuối, tôi xin gửi lời cảm ơn đến những người thân trong gia đình, bạn

bè, những người đã hỗ trợ thiết thực cho tôi cả về mặt tinh thần, vật chất và công

sức để tôi có thể hoàn thành tốt đề tài khóa luận này

Xin kính chúc các thầy cô giáo sức khỏe, hạnh phúc và thành công

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Nghệ An, ngày 20 tháng 05 năm 2016

Tác giả

Trần Thị La

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG BIỂU v

DANH MỤC VIẾT TẮT vi

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu, yêu cầu 2

3 Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu của đề tài 3

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiến của đề tài 3

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài 5

1.3 Tình hình nghiên cứu lúa nương ở trong nước và thế giới 5

1.3.1 Tình hình nghiên cứu nước ngoài 5

1.3.2 Tình hình nghiên cứu lúa nương ở Việt Nam 11

Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

2.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 19

2.2 Vật liệu nghiên cứu 19

2.3 Nội dung nghiên cứu 19

2.4 Phương pháp nghiên cứu 19

2.5 Phương pháp xử lý số liệu 22

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 23

3.1 Đặc điểm nông sinh học, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 23

3.1.1 Thời gian sinh trưởng 23

3.2.2 Một số đặc điểm nông sinh học của các mẫu giống lúa nương 25

3.2.3 Một số đặc điểm về kích thước hạt thóc và gạo của các mẫu giống lúa nương 27

3.2.4 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 29

3.2.5 Một số đặc điểm hình thái của các mẫu giống lúa nương 33

3.2.6 Đánh giá mức độ đa dạng di truyền của các mẫu giống lúa nương 37

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40

4.1 KẾT LUẬN 40

4.2 KIẾN NGHỊ 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

PHỤ LỤC 1 MỘT SỐ HÌNH ẢNH CỦA THÍ NGHIỆM 47

DANH MỤC BẢNG BIỂU

3.1 Đặc điểm nông sinh học, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 23

Bảng 3.1 Thời gian sinh trưởng và các giai đoạn sinh trưởng của các mẫu giống

lúa thu thập trong vụ Hè Thu 2015 24

Bảng 3.2 Một số đặc điểm nông sinh học của các mẫu giống lúa nương trong vụ

Mùa 2015 26

Bảng 3.3 Một số đặc điểm về hình dạng hạt thóc và gạo của các mẫu giống lúa

nương trong vụ Mùa 2015 28

Bảng 3.4 Các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống lúa nương trong vụ

Mùa 2015 30

Bảng 3.5 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các mẫu giống lúa

nương trong vụ Mùa 2015 31

Bảng 3.6 Phân nhóm các tính trạng của các mẫu giống lúa nương trong vụ Mùa

2015 32

Bảng 3.7 Các đặc điểm hình thái của các mẫu giống lúa nương trong vụ Mùa

2015 34

Bảng 3.8 Các đặc điểm hình thái của các mẫu giống lúa nương trong vụ Mùa 2015 35

Bảng 3.9 Phân nhóm các tính trạng hình thái của các mẫu giống lúa nương vụ

Mùa 2015 36

DANH MỤC VIẾT TẮT

ADN Axit Deoxyribonucleic

Ctv Cộng tác viên

IPGRI International Plant Genetic Resources Institute (Viện

Tài Nguyên di truyền thực vật Quốc Tế)

IRRI International Rice Research Institute (Viện Nghiên

Cứu Lúa Quốc Tế) NST Nhiễm sắc thể

KL Khối lượng

NSLT Năng suất lý thuyết

CDT Chiều dài thân

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Lúa (Oryza sativa L) là cây lương thực chủ yếu cho khoảng 50% dân số

trên thế giới (Lucca et al., 2002) [14] Đến năm 2050, sản lượng lúa gạo phải

tăng ít nhất 70% để đáp ứng nhu cầu lương thực của con người Lịnh sử chọn tạo

giống lúa cho thấy, tối thiểu 50% việc tăng sản lượng lúa là kết quả của chọn tạo

giống từ cuộc cách mạng xanh trong những năm 1960 ở lúa thuần và 1970 ở lúa

lai

Nhu cầu về tăng lương thực càng trở nên cấp bách, bởi cho đến năm 2025

người dân ở các vùng trồng lúa truyền thống sẽ phụ thuộc hơn 70% vào lúa gạo

(Swaminathan MS, 2007) [17] Do đó, sản xuất lúa gạo trên thế giới phải tăng

khoảng 1% mỗi năm thì mới đáp ứng được nhu cầu lương thực (Rosegrant và cs.,

1995) [16] Tuy nhiên, việc mở rộng diện tích trồng lúa là vô cùng khó khăn do

một phần không nhỏ diện tích trồng lúa đã bị chuyển đổi thành đất đô thị

Hạn hán là nhân tố quan trọng nhất làm hạn chế sinh trưởng và sản lượng

lúa, nó có thể làm năng suất lúa giảm 70% (Bray et al., 2000)[2] và nó ảnh

hưởng lên khoảng 35% diện tích lúa trên toàn thế giới (Wang et al., 2013)[18]

Bên cạnh đó, sự khan hiếm về nước tưới phục vụ cho nông nghiệp đã ảnh hưởng

nghiêm trọng đến an toàn lương thực của nhân loại bởi tài nguyên nước phục vụ

cho nông nghiệp không phải là vô tận Trong khi đó xét trên quy mô toàn cầu,

nhiệt độ trái đất nóng lên sẽ có khả năng làm mất 1/3 nguồn nước đang sử dụng

của thế giới trong 20 năm tới Riêng nước ta tổng lượng nước tưới cho nông

nghiệp là 41 km3 năm 1985, tăng lên 46,9 km3 năm 1999, và 60 km3 năm 2000

Lượng nước cần dùng cho mùa khô tăng lên 90 km3 năm 2010, chiếm 54% tổng

lượng nước có thể cung cấp Liên Hợp Quốc cũng đã dự báo, khủng hoảng thiếu

nước trên thế giới hiện nay không chỉ do nước quá ít so với nhu cầu mà còn do

quản lý nguồn nước kém hiệu quả Trong khi đó lúa lại là cây trồng cần nhiều

nước, rất mẫn cảm với các điều kiện ngoại cảnh và là cây chịu hạn kém Ở nước

ta nắng nóng gay gắt trên diện rộng đặc biệt là thiếu mưa kèm theo gió lào khô

nóng trong tháng 6, tháng 7 hàng năm khiến cho vụ Hè Thu các tỉnh miền Trung

lâm vào tình cảnh khô hạn nghiêm trọng Riêng năm 2010, đến thời điểm 28/6

mà Nghệ an vẫn còn 26000 ha chưa tiến hành gieo cấy được trong đó có 6000 ha

phải bỏ trắng Hạn luôn là mối nguy lớn, đe doạ và gây ra nhiều thiệt hại cho đời

sống và sản xuất nông nghiệp của nông dân.Vì vậy việc nghiên cứu tính chịu hạn

và nâng cao khả năng chịu hạn cho cây lúa cạn là một thực tiễn quan trọng được

nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu góp phần ổn định về kinh tế và canh tác định

cư ở vùng này

Hiện nay các giống lúa nương được canh tác phân tán, tự phát, chưa có

khoanh vùng và định hướng phát triển làm cho nhiều giống lúa nương có các đặc

tính tốt, chất lượng cao bị mất dần, diện tích trồng lúa bị thu hẹp.Vì vậy sưu tập

và đánh giá các giống lúa nương là công việc rất quan trọng, làm cơ sở cho chọn

tạo giống trở thành một vấn đề cấp thiết

Mục tiêu lâu dài trong chọn giống lúa chịu hạn là phải phát triển nguồn vật

liệu cải thiện mức độ chịu hạn trong bối cảnh biến đổi khí hậu hiện nay Chương

trình chọn tạo giống sẽ bị giới hạn nếu nguồn vật liệu hạn chế về số lượng và

chất lượng Nguồn gen đa dạng là cơ sở rất quan trọng để sử dụng các gen, alen

phong phú trong các phép lai Việc đánh giá đa dạng di truyền có thể được thực

hiện dựa trên các đặc điểm hình thái, nông sinh học, isozyme và chỉ thị phân tử

DNA (Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu, 2013), trong đó đánh giá đa dạng di

truyền dựa vào các tính trạng hình thái, nông sinh học là phương pháp cổ điển

nhưng vẫn được sử dụng rộng rãi vì nó không đòi hỏi trang thiết bị đắt tiền, bố trí

thí nghiệm phức tạp mà vẫn đảm bảo hiệu quả nhất định, giúp các nhà nghiên

cứu có thể phân biệt các giống một cách nhanh chóng trên đồng ruộng Do đó,

nghiên cứu này là những bước đi quan trọng góp phần hiểu biết về các đặc tính

của nguồn vật liệu góp phần định hướng phát triển chọn tạo giống trong tương

lai

Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc

điểm hình thái nông sinh học và đa dạng di truyền của các mẫu giống lúa

nương được thu thập tại huyện Tương Dương và Kỳ Sơn, tỉnh Nghệ An.”

2 Mục tiêu, yêu cầu

2.1 Mục tiêu

- Đánh giá được các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển, năng suất và các yếu tố

cấu thành năng suất của các mẫu giống lúa nương trong vụ Hè Thu 2015

- Xác định được mối quan hệ di truyền của các mẫu giống lúa nương dựa

trên đặc điểm hình thái và nông sinh học

- Chọn được 1 - 2 mẫu giống có năng suất khá phục vụ cho các vùng canh

tác nhờ nước trời tại các huyện miền Tây, tỉnh Nghệ An

2.2 Yêu cầu

- Đánh giá các đặc điểm nông sinh học chính của 37 mẫu giống lúa nương

trong điều kiện sinh thái thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An trong vụ Mùa 2015

- Đánh giá các đặc điểm hình thái của 37 mẫu giống lúa nương trong trong

vụ mùa 2015

- Đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa

nương thu thập tại huyện Tương Dương và Kỳ Sơn trong vụ Mùa 2015

3 Đối tƣợng, phạm vi và nội dung nghiên cứu của đề tài

3.1 Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là 37 mẫu giống lúa nương trong tập đoàn 145 mẫu

giống được Trường Đại học Vinh thu thập tại các huyện miền núi phía Tây Nghệ

An từ năm 2011, bao gồm: 26 mẫu giống ở huyện Kỳ Sơn và 11 giống được thu

tại huyện Tương Dương

Trong đề tài này, chúng tôi tập trung đánh giá khả năng sinh trưởng, phát

triển, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống lúa nương

trong vụ Hè Thu 2015 Trên cơ sở đó, chúng tôi tiến hành phân tích mối quan hệ

di truyền của các 37 mẫu giống dựa trên đặc điểm hình thái và nông sinh học

3.2 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá một số đặc tính nông sinh học, hình thái, năng suất và các yếu tố

cấu thành năng suất của các giống lúa nương trong vụ Mùa 2015

- Đánh giá mỗi quan hệ di truyền của các mẫu giống lúa nương dựa trên đặc

điểm hình thái và nông sinh học

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiến của đề tài

4.1 Ý nghĩa khoa học

Đa dạng di truyền là cơ sở cho việc tuyển chọn lai tạo những giống, loài

mới; đa dạng về loài thường là đối tượng khai thác phục vụ mục đích kinh tế; đa

dạng về hệ sinh thái có chức năng bảo vệ môi trường sống; đồng thời các hệ sinh

thái được duy trì và bảo vệ chính là nhờ sự tồn tại của các quần thể loài sống

trong đó Phần đa dạng sinh học do con người khai thác sử dụng được gọi là đa

dạng sinh học nông nghiệp (Lưu Ngọc Trịnh, 2005)

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần bổ sung thêm các dẫn liệu khoa

học về cây lúa nương cho Việt Nam nói chung và Nghệ An nói riêng Nó sẽ là tài

liệu quan trọng để nghiên cứu khoa học, đặc biệt là các chương trình chọn tạo

giống nhờ nước trời

4.2 Ý nghĩa thực tiễn

Lúa nương rẫy hay lúa cạn là một bộ phận cấu thành trong sản xuất lúa,

được trồng bởi các nông hộ nhỏ, sinh sống ở các vùng nghèo nhất trên thế giới

Tuy năng suất không cao song lúa nương vẫn là loại cây trồng không thể thay thế

ở những vùng cao hay các vùng khó khăn về nước tưới, đồng thời là nguồn cung

cấp lương thực tại chỗ quan trọng của người dân sống ở vùng cao khó khăn về

nước tưới Do có vùng sinh thái rất đặc thù và khác biệt, lúa nương rẫy có biểu

hiện khác nhau về mặt hình thái, sinh trưởng và phát triển, đặc biệt là tính trạng

chống chịu hạn

Kết quả của đề tài còn có ý nghĩa trong việc bảo tồn, khai thác và sử dụng

nguồn gen lúa nương Việt Nam, góp phần đảm bảo an ninh lương thực cho đồng

bào các dân tộc thiểu số ở vùng sâu, vùng xa

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài

Việt Nam là một trong những nước có tài nguyên di truyền lúa vào loại

phong phú nhất trên thế giới Dựa trên nghiên cứu về tiến hóa và sự đa dạng di

truyền của các loài thuộc chi lúa Oryza, các nhà khoa học đã khẳng định miền

Bắc Việt Nam nằm trong khu vực xuất xứ và đa dạng di truyền tối đa của loài lúa

trồng Châu Á (Oryza sativa) (Chang, 1976) [3]

Cây lúa Việt Nam là cây lúa bản địa, có khả năng thích nghi rộng trong điều

kiện sinh thái của cả nước Hơn nữa, cây lúa còn là cây lương thực chính của

người Việt Nam và mang đậm bản sắc văn hóa đặc thù dân tộc Trải qua quá

trình thuần hóa, cây lúa đã có nhiều biến đổi về đặc điểm sinh lý, hình thái và

chất lượng phù hợp với sở thích và phong tục tập quán sử dụng lúa gạo của người

trồng lúa theo các cộng đồng dân tộc khác nhau

Những điều tra đánh giá sơ bộ về tập đoàn lúa địa phương của các dân tộc ở

nước ta cho thấy đây là những nguồn gen quý, phong phú về các tính trạng chất

lượng, chống chịu sâu bệnh, cũng như các điều kiện bất thuận như chịu hạn, chịu

úng, chịu mặn… (Nguyễn Thị Quỳnh, 2004) [20] Công tác nghiên cứu đa dạng

di truyền những nguồn gen này có ý nghĩa rất quan trọng trong việc lưu giữ, bảo

tồn nguồn gen lúa và phục vụ công tác chọn tạo giống của thế kỷ 20 Cách mạng

xanh được thực hiện trên thế giới từ giữa những năm 1960 - 1970

1.3 Tình hình nghiên cứu lúa nương ở trong nước và thế giới

1.3.1 Tình hình nghiên cứu nước ngoài

Trong vòng 30 năm trở lại đây, công tác thu thập, nghiên cứu, chọn tạo các

giống lúa cạn, lúa chịu hạn hay lúa nương rẫy đang là một mục tiêu quan trọng ở

nhiều viện, trung tâm nghiên cứu quốc tế cũng như trong các chương trình chọn

tạo giống quốc gia

Năm 1970, Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) thành lập ngành lúa cạn do

tiến sĩ Chang đứng đầu

Nhiều công trình nghiên cứu về khả năng đẻ nhánh của lúa nương đã đi đến

kết luận: Các giống lúa nương có khả năng đẻ nhánh ít hơn các giống lúa nước,

theo Chang (1972) [4] các giống lúa nương địa phương đẻ nhánh kém làm giới

hạn tiềm năng năng suất cuả chúng Hầu hết các giống lúa nương nhiệt đới có bộ

lá màu xanh nhạt, lá 45dài và rủ xuống Một số rất ít giống địa phương có lá màu

xanh đậm và dựng đứng Các giống lúa nương có số lá và tỉ lệ sinh trưởng thấp

hơn so với lúa nước

Khi nghiên cứu về bộ lá của các giống lúa nương vùng nhiệt đới Alluri

(1973) [1] cho nhận xét: Những giống lúa nương vùng nhiệt đới có phiến lá dày

hơn Nghiên cứu sự thay đổi về độ dài, độ rộng và tổng số diện tích lá của các

giống lúa địa phương ở hai điều kiện cấy và gieo hạt khô Alluri và Chang đều

nhận xét giống nhau: Các dạng lúa nương địa phương ít bị thay đổi kích thước

của lá, điều này có liên quan đến khả năng chịu hạn ở mức độ cao của chúng

Jana và De Data (1971) [9], Chang (1974) [5] cho biết: Hầu hết các giống

lúa địa phương có bông dài, cổ bông dài tạo cho chúng thích nghi với việc thu

hoạch và tăng cường tính chống gẫy bông Ở những giống lúa địa phương bông

thường có hạt xếp dày và rõ nét, khối lượng hạt cao Một đặc điểm đặc trưng cho

lúa nương địa phương là khả năng sản sinh ra những bông hoàn toàn tốt phù hợp

cho việc làm đẫy căng hạt, thậm chí cả sau khi bị hạn nhẹ

Theo nghiên cứu của Chang ctv., (1972) [4] thì lúa được canh tác ở khu vực

có độ ẩm đất thấp đã hình thành các dạng lúa nương có TGST ngắn, khả năng đẻ

nhánh thấp, thân to và dày, bộ lá và thân bị già cỗi nhanh chóng ở thời kỳ lúa

chín Vì vậy chúng thường bị đổ vào giai đoạn chín, rễ phát triển ăn sâu trong

lòng đất và thường có khả năng chịu hạn cao, phản ứng với mức nghèo Nitơ của

đất Lúa nương đã trở nên khác biệt với dạng hình lúa nước tổ tiên và thường

sống tốt hơn trong điều kiện đất thoáng khí Trong quá trình tiến hóa có thể việc

chọn lọc tự nhiên trong điều kiện ngập nước và khô hạn đã hình thành nhóm

giống lúa nước sâu và lúa nương chịu hạn, còn các giống lúa được trồng trong

điều kiện nước ổn định đã tao ra các loại hình lúa ruộng Theo tác giả, khoảng

75% các giống lúa trồng thuộc nhóm lúa nương thường được gieo trồng theo

phương thức chọc lỗ tra hạt hoặc gieo vãi

Nghiên cứu gieo hạt lúa nương và lúa nước bằng hạt khô đã nhận xét: Các

giống lúa nương nhiệt đới mọc và sinh trưởng khỏe hơn các giống lúa nước, việc

này giúp cho chúng có khả năng cạnh tranh tốt hơn với cỏ dại.[4]

Theo công bố của Chang (1972) và nghiên cứu của Kobata cùng cộng sự

(1996) cho biết: Nhóm các giống lúa nương có tỷ lệ rễ/thân lá cao hơn các giống

lúa nước đáng tin cậy ở cả hai điều kiện đủ nước và hạn Sự sản xuất chất khô

cao hơn ở các giống lúa chịu hạn và thấp hơn các giống lúa mẫn cảm với hạn

trong điều kiện thiếu nước Tỷ lệ gạo/vỏ trấu đều bị giảm đi khi bị hạn đối với tất

cả các giống lúa nương và lúa nước, song lúa nương có tỉ lệ này cao hơn lúa

nước

Năm 1973, IRRI bắt đầu đưa ra “Chương trình đánh giá và ứng dụng di

truyền (GEU)” Một trong những mục tiêu chính của chương trình này là thu thập

nguồn gen, nghiên cứu vật liệu và chọn tạo giống lúa chống chịu hạn Đây là một

chương trình lớn, có sự đóng góp của rất nhiều chương trình nghiên cứu lúa ở các

nước sản xuất lúa gạo, đặc biệt là các nước ở Châu Á Châu Phi và Mỹ Latin

cũng thành lập những trung tâm quốc tế nghiên cứu về lúa cạn, lúa chịu hạn như

IRAT, IITA, WARDA và CIAT

Do yêu cầu về an toàn lương thực, vào năm 1983, UREDCO, là tên gọi của

ban điều hành của các trung tâm nghiên cứu lúa cạn, được thành lập Từ đây, các

chương trình thu thập và nghiên cứu lúa cạn/lúa chịu hạn ở các nước được mở

rộng Một loạt các kết quả nghiên cứu về lúa cạn thu được như sau:

Nghiên cứu thời gian sinh trưởng của 284 giống lúa cạn chịu hạn ở IRRI

thấy có sự biến động từ 80 đến hơn 170 ngày trong mùa mưa Ví dụ, giống lúa

cạn Rikuto Norin 21 có thời gian sinh trưởng 95 ngày còn C22 là 125 ngày Với

những giống không phản ứng ánh sáng, thời gian sinh trưởng biến động từ 90

đến 145 ngày trong mùa khô Theo Chang T.T và Benito S.V (1975), lúa cạn

thường trỗ muộn từ 1-15 ngày trong điều kiện ruộng cạn

Theo Chang và Benito (1975) phần lớn các giống lúa cạn có kiểu bông to,

dài và khoe bông, có khả năng chống chịu với tác nhân gây hại Theo các tác giả,

đây là đặc tính mong muốn của bất kì giống lúa trồng cạn nào Nhìn chung, hạt

lúa cạn thường tròn và to nên khối lượng 1000 hạt cao Mặc dù vậy vẫn có loại

hạt thon dài

Theo Jana và De Datta (1971); Chang (1974)[9]: một đặc điểm rất dễ nhận

biết ở lúa cạn là khả năng tập trung để tạo ra các bông hữu hiệu với các hạt hoàn

hoàn đầy chắc Chính điều này góp phần làm cho năng suất các giống lúa cạn

chịu hạn ổn định, cho dù không cao

Về tiềm năng năng suất và tính ổn định của các giống lúa cạn, những

nghiên cứu của Jana và De Datta (1971); IRRI (1971,1972,1973) đều cho thấy:

khi xảy ra hạn nghiêm trọng, năng suất của tất cả các giống lúa đều thấp cho dù

có đầy đủ dinh dưỡng kết hợp với trừ cỏ hiệu quả Vì vậy, năng suất hạt thuần

chỉ phản ánh mức độ tránh hạn hơn là tính chịu hạn, đặc biệt nếu lúa được thu

hoạch trước khi thời kì hạn kết thúc (Levitt 1972) Nhưng nếu hạn kết thúc trước

khi thu hoạch thì năng suất hạt lại phụ thuộc nhiều hơn vào khả năng phục hồi

của giống lúa

Kết quả thí nghiệm của IRRI (1971); Jana và De Datta (1971); Abifarin

(1972); Chang (1972); De Datta và Beachell (1972); Kawano (1972), đều cho

rằng: khả năng đẻ nhánh thấp của phần lớn các giống lúa cạn là trở ngại chính

cho năng suất Ngoài ra, Ono (1971) nhận thấy năng suất của các giống lúa cạn

Nhật Bản thấp là do kiểu cây cao và dễ đổ của chúng Một nguyên nhân khác

phải kể đến đó là tính mẫn cảm cao với bệnh bạc lá, khô vằn, và bệnh virus, mặc

dù chúng có khả năng chống bệnh đạo ôn Nhưng bù lại, năng suất lúa cạn vẫn

tương đối ổn định do chúng có khả năng tạo ra các bông hữu hiệu, to và hạt chắc

ngay trong điều kiện hạn

Từ kết quả nghiên cứu tập đoàn 4000 giống lúa cạn địa phương, các nhà

khoa học IRRI tổng kết: các giống lúa cạn địa phương thường cao cây; bộ rễ ăn

sâu và phân nhánh dày đặc; khả năng đẻ nhánh kém và không tập trung; bộ lá

màu xanh nhạt, lá dài, rộng bản và rủ xuống, chỉ số diện tích lá không cao; bông

to và dài; hầu như không phản ứng với ánh sáng Thời gian sinh trưởng từ 95-140

ngày Hạt to, tròn, hàm lượng tinh bột từ thấp đến cao trung bình (18-25%); nhiệt

độ hoá hồ trung bình Tỷ lệ lép thấp Chống chịu giỏi với hạn, bệnh đạo ôn; mẫn

cảm với rầy và bệnh virus Chống chịu với điều kiện đất thiếu lân, thừa nhôm và

mangan Chịu phân kém đặc biệt là phân đạm Năng suất rất thấp nhưng ổn định

Từ những nghiên cứu của các nhà khoa học, các chuyên gia nghiên cứu về

lúa ở IRRI (1975) [10] đã đi đến kết luận: Những giống lúa cạn địa phương ít bị

làm biến đổi các đặc tính hình thái nông học như các giống lúa nước Bởi vì

những giống địa phương này phải trải qua nhiều thế kỷ của sự chọn lọc dưới điều

kiện trồng khô, làm cho chúng cản trợ sự tái tổ hợp gen khi lai với những giống

lúa nước từ những vùng không giống nhau về địa hình

Nghiên cứu về di truyền các tính trạng số lượng của cây lúa, Chang và

Somrith (1974) , cho thấy khối lượng hạt, chiều dài hạt do đa gen điều khiển, khối

lượng hạt là tính trạng có tương quan chặt chẽ với thể tích hạt, chiều dài hạt, chiều

rộng hạt

Độ bạc bụng có tần suất liên kết với tính trạng hạt tròn lớn hơn tính trạng

hạt thon dài Khi so sánh lượng tinh bột ở phần bị bạc và phần trắng trong, người

ta thấy lượng tinh bột ở phần bị bạc ít hơn ở phần trắng trong mờ, vì vậy phần

bạc thường không cứng như phần trắng trong và các hạt bị bạc thường dễ bị rạn

vỡ tại điểm trắng bạc trong quá trình xay xát

Năm 1958, viện nghiên cứu quốc gia Ibazan của Nigieria đã chọn tạo được

giống Agbele từ tổ hợp lai 15/56 FAR03, có khả năng chống chịu hạn khá và cho

năng suất cao, trích dẫn qua (Trần Nguyên Tháp, 2001, 2002)

Những năm 50-60, tại Philippines tiến hành công tác thu thập, so sánh và

lai tạo các giống lúa cạn địa phương Tới năm 1970, các giống lúa như C22,

UPLRi3, UPLRi5 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 UPLRi6 có

tiềm năng năng suất khá, thấp cây, khả năng phục hồi tốt (Trần Nguyên Tháp,

2001) Tại In-đô-nê-xia, công tác lai tạo, tuyển chọn phối hợp với nhập nội cũng

được 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 thuần

các 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 giống lúa

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 triển

Công-gô (nay là INEAL, Zaire) giới thiệu giống R66 và OS6, cho năng suất cao

và chống chịu hạn khá hơn Agbele (Jacquot, 1977) Giống OS6 được trồng rộng

rãi ở Tây Phi, trích dẫn qua Trần Nguyên Tháp (2001)

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 của

IRRI về khả năng chống chịu hạn Một tỉ lệ lớn nhất các giống lúa chịu hạn đã

được 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 chín

sớm, chống chịu hạn tốt, có độ mẩy cao đã được đưa vào sản xuất là N22;

Seratus Malam; Cartuna; Padi Tatakin; Rikuto Norin 21…Ngoài ra, con lai OS4

của phép lai giữa lúa cạn châu Phi với lúa nước có khả năng chống hạn như bố

mẹ chúng (như các giống lúa cạn châu Phi) (IRRI, 1982).[6]

Năm 1980, Trung tâm Nông nghiệp Ibaraki, Nhật Bản đã chọn tạo được

giống 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 168

chất lượng nấu ăn nổi tiếng và chịu hạn tốt Năm 1992, chọn được giống

Kantomochi 172 cho năng suất rất cao [14]

Để phát triển diện tích trồng lúa cạn ở Brazin, Viện nông nghiệp Campinas

(IAC) đã tạo ra một loạt các ngày so với hai giống trước và thoát được thời kì

hạn ở địa phương được biết tới với tên gọi là veranico (IRRI, 1980, 1986)

IRRI là trung tâm nghiên cứu lúa rất lớn, có sự hợp tác với nhiều trung tâm

khác như IRAT; IITA; WARDA và CIAT để nghiên cứu về lúa cạn và lúa chịu

hạn Trong thời gian từ 1972-1980, IRRI đã tiến hành 3839 cặp lai để chọn

giống Trong năm 1982, có trên 4000 dòng, giống được IRRI gửi tới thí nghiệm

tại các nước cho việc đánh giá chọn lọc phù hợp cho mỗi vùng sinh thái hạn;

(Lưu Ngọc Trình và Đào Thế Tuấn, 1996),[13],[14]

Thông qua chương trình thử nghiệm quốc tế có tên là INGER, các đợt thử

nghiệm 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…và ngay

tại IRRI Đặc biệt mở rộng với quy mô lớn từ năm 1990 (Trần Nguyên Tháp,

2001)

1.3.2 Tình hình nghiên cứu lúa nương ở Việt Nam

Ở nước ta, lúa cạn đã tồn tại từ lâu đời cung cấp một lượng lớn lương thực

cho nhân dân vùng cao Đây là nguồn gen quí trong lai tạo và chọn giống lúa do

lúa cạn có những đặc tính nông học khác biệt, khác với những cây trồng khác

giúp lúa cạn được phân bố rộng hơn

Việc duy trì và bảo tồn nguồn gen giống lúa cạn là việc làm cần thiết và cấp

bách, tầm quan trọng của việc bảo tồn tài nguyên di truyền nói chung và bảo tồn

nguồn gen di truyền các cây trồng địa phương nói riêng, góp phần quan trọng

duy trì sự đa dạng sinh học Để thu thập và duy trì nguồn gen lúa cạn, cần đánh

giá đặc điểm nông học, phân loại các giống này theo hệ thống tiêu chuẩn đánh

giá cây lúa và sử dụng phương pháp phân loại phụ

Theo tổng hợp của Trung tâm tài nguyên thực vật Việt nam thì từ thời Pháp

thuộc, người Pháp đã tiến hành thu thập các giống lúa trồng, hình thành tập đoàn

quỹ gen lúa để từ đó bình tuyển các giống ưu tú mở rộng sản xuất nhằm đẩy

mạnh sản xuất gạo tại Việt Nam

Năm 1956, việc thu thập và bảo tồn giống cây trồng, trong đó có lúa được

Học viện Nông Lâm thực hiện tại các tỉnh phía Bắc Từ năm 1987, sau khi Ủy

ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước, nay là Bộ Khoa học và Công nghệ, ban

hành Quy chế lâm thời về bảo tồn nguồn gen, bảo tồn quỹ gen cây trồng đã trở

thành nhiệm vụ khoa học thường xuyên cấp nhà nước

Năm 1989, Tổ Quỹ gen cây trồng thuộc Viện Khoa học kỹ thuật nông

nghiệp Việt Nam được thành lập và cơ sở của Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia

dần được hình thành, ban đầu lưu giữ 1.300 giống lúa

Hiện nay, Ngân hàng gen thực vật quốc gia tại Trung tâm Tài nguyên thực

vật lưu giữ trên 18.000 mẫu giống cây trồng khác nhau, trong đó lúa có khoảng

7.000 mẫu giống

Từ năm 1978, Viện cây lương thực và cây thực phẩm đã tiến hành chương

trình chọn tạo giống lúa chịu hạn, thời gian sinh trưởng ngắn, chống chịu sâu

bệnh, đạt năng suất cao hơn các giống lúa chịu hạn, lúa cạn địa phương đang

trồng Trong giai đoạn từ 1986-1990, có 3 giống thuộc dòng CH đã được công

nhận giống nhà nước là CH2, CH3, CH133 và hàng loạt các dòng, giống lúa chịu

hạn có triển vọng (Vũ Tuyên Hoàng và cs, 1992, 1995, 2000)

Từ năm 1986, Viện cây lương thực và cây thực phẩm đã phối hợp với

trường 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, đặc

biệt là các đặc tính liên quan đến khả năng chịu hạn Tiếp theo, xây dựng thành

công quy trình kỹ thuật thâm canh các giống lúa cạn, áp dụng cho những vùng

trồng 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 từ

5-9 tạ/ha, trung bình tăng 20% Ngoài ra, chúng có khả năng chịu hạn và phục

hồi sau hạn tốt Trong điều kiện vùng hạn cho năng suất 35-45 tạ/ha, có thể đạt

50-60 tạ/ha trong điều kiện được tưới 60-70% lượng nước của lúa nước Như

vậy, chúng thuộc loại hình tiết kiệm nước (Vũ Tuyên Hoàng, 1992) [7]

Vào năm 1991, Nguyễn Hữu Nghĩa và cộng sự đã tuyển chọn được giống

Hơ3 từ tập đoàn quan sát lúa cạn của Viện lúa Quốc tế, là dòng BR 4290-3-35

được chọn từ tổ hợp lai C22/IR9752-136-2 Đây là một giống chịu hạn ngắn ngày

(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 Vũ Tuyên Hoàng và

cs., (1995).[5]

Năm 1992, Nguyễn Thị Lẫm tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của đạm đến

sinh trưởng phát triển và năng suất cuả một số giống lúa cạn Theo tác giả, hệ

thống rễ lúa cạn phát triển mạnh nhất từ đẻ nhánh đến giai đoạn làm đòng và trỗ

bông Đạm có ảnh hưởng đến sự phát triển bộ rễ lúa gieo trồng cạn Khi lượng

đạm tăng, độ dày vỏ và số bó mạch của rễ tăng, tạo điều kiện tốt cho quá trình vận

chuyển và tích luỹ Khi bón 60kgN/ha đối với lúa cạn địa phương, năng suất cao

và hiệu suất sử dụng lớn (13-14kg thóc/kg N) Nhưng nếu vượt quá ngưỡng đạm

thích hợp, các chỉ tiêu trên không tăng Mặt khác, tác giả cho rằng nên hạn chế bón

đạm khi gặp hạn.[10]

Theo giáo sư Nguyễn Hữu Nghĩa, trích dẫn qua Vũ Tuyên Hoàng và cs.,

(1995) đến năm 1994, Việt Nam đã nhận được 270 bộ giống thử nghiệm của

INGER có nguồn gốc từ 41 nước và 5 trung tâm nghiên cứu lúa quốc tế Từ 1975

đến 1994, Việt Nam đã xác định và đưa vào sản xuất 42 giống lúa và nhiều dòng

triển vọng, đặc biệt là có một nguồn gen phong phú cho chương trình lai tạo

Giống lúa cạn C22 có nguồn gốc từ Philippine đã được chọn ra từ nguồn INGER

và phổ biến trong sản xuất ở Việt Nam năm 1985

Năm 1993, cũng từ bộ giống của INGER, Viện Khoa học Nông nghiệp

miền Nam đã chọn được các giống đặt tên là LC, có khả năng cho năng suất gấp

2 lần giống 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 cao nguyên, miền Đông Nam bộ và một số tỉnh miền núi và trung du Bắc bộ,

trích dẫn qua Nguyễn Đức Thạch (2000).[16]

Nghiên cứu về ảnh hưởng của đạm đến khả năng sinh trưởng, phát triển và

năng suất của một số giống lúa nương, Nguyễn Thị Lẫm (1994) [10] cho nhận xét:

Đạm có ảnh hưởng lớn đến năng suất của các giống lúa nương và chúng thường

gieo trồng trong điều kiện khó khăn và đất nghèo dinh dưỡng Cách bón đạm thích

hợp sẽ có tác dụng tốt với một số chỉ tiêu quan trọng: có bộ rễ phát triển mạnh về

số lượng cũng như chiều dài và độ ăn sâu, tăng diện tích lá, giữ cho bộ lá xanh lâu,

tích lũy nhiều chất khô, nhất là tăng số dảnh hữu hiệu/khóm và số bông/m2.Cũng

theo tác giả thì tốc độ hút đạm và nước của lúa gieo trồng cạn tăng nhanh từ đẻ

nhánh đến làm đòng Bón đạm càng nhiều thì khả năng hút nước càng lớn, đây là

một trong những hạn chế khi bón nhiều đạm lại gặp hạn Lúa nương có đường

kính của vỏ rễ lớn hơn 1,5 – 2 lần so với lúa nước, điều này giải thích tại sao lúa

nương lại phát triển tốt trong điều kiện có nước và ngược lại lúa nước không thể

phát triển trong điều kiện cạn

Nghiên cứu của Nguyễn Duy Bảo và ctv., về ảnh hưởng của hai điều kiện

môi trường đến sinh trưởng của lúa nước và lúa nương, qua nghiên cứu 35 giống

lúa nương và 35 giống lúa nước gieo trồng trong 2 điều kiện nước và hạn đó

nhận xét: Khi thay đổi điều kiện từ ruộng nước sang ruộng cạn hoặc ngược lại thì

các giống lúa nương không biến đổi nhiều về chiều cao cây và thời gian sinh

trưởng Cùng trong điều kiện đó thì các giống lúa nước biến động rất lớn về thời

gian sinh trưởng và chiều cao cây Đó là điều kiện khác nhau giữa lúa nương và

lúa nước

Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Quỳnh, (1998) [19] về sự đa

dạng về di truyền của tài nguyên lúa vùng Tây Bắc cho thấy: Các giống lúa

nương có độ biến động về chiều dài, chiều rộng và khối lượng 1000 hạt lớn, biểu

hiện sự đa dạng di truyền cao hơn lúa ruộng Trong lúa nương tỷ lệ Japonica

chiếm phần lớn, trong lúa ruộng tỷ lên Indica và Japonica gần ngang nhau Cấu

trúc di truyền quần thể phức tạp phản ánh tính đa dạng cao của lúa vùng Tây Bắc

Sự đa dạng di truyền tài nguyên lúa vùng Tây Bắc do sự đa dạng về địa lý sinh

thái, sự đa dạng về văn hóa dân tộc và tập quán canh tác tạo nên

Trần Văn Thủy (1998) [23] tiến hành thu thập các giống lúa nương vùng

Tây Nguyên đã sưu tầm được 231 giống lúa tẻ và 76 giống nếp nương Trong các

giống lúa nếp nương có nhiều giống rất thơm có dạng bông to, khối lượng 1000

hạt lớn, thường trên 25g, trong đó những giống lúa có khối lượng trên 30g chiếm

17% Đây là nguồn gen có giá trị trong việc chọn tạo các giống lúa năng suất,

chất lượng và khả năng chịu hạn.Cũng theo tác giả, lúa nương khác lúa ruộng về

một số đặc điểm sinh lý, sinh thái và nông học Lúa nương thường có thời gian

sinh trưởng ngắn, khả năng đẻ nhánh ít, hệ thống rễ phát triển và thường sống tốt

hơn trong điều kiện đất thoáng khí Song sự khác nhau giữa lúa nương và lúa

ruộng là khả năng chịu hạn

Nguyễn thị Lang và ctv., (1999) đã sử dụng STS market để tìm gen kháng

rầy nâu Bph – 10 của tập đoàn lúa địa phương trong ngân hàng gen của Viện lúa

Đồng Bằng sông Cửu Long Kết quả nghiên cứu đã phát hiện trong tập đoàn có

nhiều giống có khả năng kháng sâu bệnh và chịu mặn Tác giả còn cho biết, phần

lớn các giống lúa mùa đều bạc bụng và có hàm lượng amylose sao, nhất là nhóm

lúa nổi

Các nghiên cứu của Nguyễn Duy Bảo, Nguyễn Hữu Nghĩa và Tạ Minh Sơn,

trích dẫn qua Trần Nguyên Tháp (2001) khi đánh giá khả năng chịu nóng; nghiên

cứu hệ thống rễ và xác lập mối tương quan giữa khả năng chống hạn với sinh

trưởng thân lá và bộ rễ của 20 giống lúa thuộc 3 nhóm chịu hạn giỏi, khá và kém

đã nhận xét:

+ Có thể sử dụng phương pháp định ôn ở nhiệt độ 380C trong thời gian 3

giờ 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 là

X11; MW-10; OS6

+ Giữa lúa cạn cổ truyền và lúa cạn cải tiến ở giai đoạn 20 ngày không có

sai 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

chiều cao cây nhưng có sai khác ý nghĩa về chiều dài rễ nên có thể coi đây là

chỉ tiêu chọn giống

+ Chiều cao cây có tương quan nghịch với khả năng mẫn cảm hạn Chiều

cao 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 (đủ

nước 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 từ

ruộng nước sang ruộng cạn và ngược lại, các giống lúa cạn không biến động

nhiều về chiều cao cây và thời gian sinh trưởng nhưng các giống lúa nước biến

động 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

Trần Nguyên Tháp (2001) đã tiến hành nghiên cứu những đặc trưng cơ bản

của các giống lúa chịu hạn nhằm xây dựng chỉ tiêu chọn giống Qua kết quả thu

được, tác giả đã đề xuất một mô hình chọn giống lúa chịu hạn Và với thí nghiệm

đánh giá khả năng chống chịu hạn nhân tạo của cây lúa ở trong phòng, tác giả đề

nghị nên chọn nồng độ muối KClO3 3% hoặc nồng độ đường saccarin 0,8-1% để

xử lý hạt

Nguyễn Văn Doãng (2002)[1] tiến hành nghiên cứu ứng dụng phương pháp

xác định áp suất thẩm thấu của hạt phấn bằng dung dịch Polyethylen glycol

(PEG) trong chọn tạo giống lúa mì chịu hạn Theo tác giả, phương pháp này giúp

phân biệt các giống có áp suất thẩm thấu cao và thấp Mà những giống lúa mì

chịu hạn có áp suất thẩm thấu cao và ngược lại Mặt khác, phương pháp kiểm tra

này rất dễ thực hiện, không đòi hỏi nhiều trang thiết bị máy móc đắt tiền và cho

kết quả tốt Vì vậy, đề nghị thử nghiệm phương pháp ngâm hạt phấn trong dung

dịch PEG để đánh giá khả năng chịu hạn với lúa

Nguyễn Thu Hà và cs., (2003) đã tiến hành thu thập, đánh giá đa dạng sinh

học nguồn gen lúa cạn ở miền núi phía Bắc Việt Nam Kết quả cho thấy, nhóm

nghiên cứu đã thu thập được 47 giống lúa cạn, trong đó có 26 giống lúa nếp, 21

giống lúa tẻ, 36 giống thuôc loại phục Indica và 11 giống thuộc loài phụ

Japonica Các giống lúa cạn biểu hiện tính đa dạng về kích thước, khối lượng

1000 hạt, màu sắc vỏ trấu, râu đầu hạt, màu vỏ cám, độ bạc bụng và hương thơm

Có 15/47 giống lúa cạn chứa hàm lượng protein từ 10,12 – 11,62% 17 giống có

hàm lượng lipit 1,79 -3,07%

Nguyễn Tấn Hinh và Trương Văn Kính (2004) đã tiến hành thu thập, nhập

nội và đánh giá 1.656 dòng, giống lúa chống chịu khô hạn tại Viện cây lương thực

và cây thực phẩm, trong đó có 258 giống lúa địa phương, chủ yếu là giống lúa cạn

và chịu hạn (200 giống) và 1.398 dòng giống lúa cải tiến nhập từ IRRI (trong đó có

267 mẫu giống lúa có khả năng chịu hạn) Trong thời gian từ 1993 đến 2002,

nhóm nghiên cứu đã chọn được 4 giống lúa chịu hạn là giống CH2, CH3, CH133

và CH5 Bên cạnh đó còn tạo ra được 4 giống lúa triển vọng là CH7, CH185,

CH207 và CH208

Chu Hoàng Mậu và Nguyễn Thị Vân Anh (2005) đã tiến hành khảo sát chất

lượng và khả năng chịu hạn của 18 giống lúa cạn địa phương ở vùng núi phía

Bắc Kết quả nghiên cứu cho thấy: Trên phương diện hóa sinh, các giống lúa cạn

có hàm lượng protein dao động từ 4,24 đến 11,61%, hàm lượng lipit là 2,56 –

4,75% Giống lúa BK10 có hàm lượng protein cao nhất là 11,61% Các giống lúa

cạn có sự phản ứng khác nhau đối với hạn, biểu hiện ở tỷ lệ thiệt hại do hạn gây

ra và chỉ số chịu hạn tương đối ở giai đoạn cây non Giống Khẩu Chất (CB17) có

chỉ số chịu hạn tương đối cao nhất 18940,70, còn giống Khẩu Phết (BK15) có chỉ

số chịu hạn thấp nhất 3227,30 Bên cạnh đó, kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng

khả năng chịu hạn của các giống lúa cạn có liên quan đến hàm lượng protein và

hàm lượng proline Khi gặp hạn cây lúa cạn sẽ giảm khả năng tổng hợp protein

và tăng hàm lượng proline

Nguyễn Đức Hạnh (2011) đã tiến hành thu thập và đánh giá một số nguồn

gen lúa cạn tại một số huyện miền núi phía Bắc Việt Nam Nhiệm vụ này đã thu

thập được 284 mẫu giống lúa cạn tại 63 xã thuộc 32 huyện của 12 tỉnh miền núi

phía Bắc Các mẫu giống lúa cạn thu được nhiều ở tỉnh Hà Giang 69 mẫu, Bắc

Kạn 57 mẫu, Cao Bằng 54 mẫu… Trên cơ sở tên gọi, đặc điểm hình thái của các

giống, một số mẫu giống thu trung lặp đã được loại bỏ còn 223 giống Trong

tổng số giống thu được giống lúa nếp có tỷ lệ cao hơn chiếm 59,5%, giống lúa tẻ

chiếm 40,5% Tại các tỉnh giống lúa nếp chiếm tỷ lệ cao hơn lúa tẻ Số lương loại

phụ Japonica chiếm tỷ lệ lớn 70,9%, loài phụ Indica chiếm tỷ lệ 29,1% Trong đó

đối với loài Japonica nhóm lúa nếp có số lượng và tỷ lệ cao hơn lúa tẻ và ngược

lại Về chất lượng gạo có 56,1% không bạc bụng, ở điểm 1 bạc bụng ít, chỉ chiếm

34,7% Trong khi đó giống có độ bạc bụng nhiều chỉ chiếm 1% và số lượng

giống có bộ bạc bụng trung bình chiếm 8,2% Các nhóm giống lúa có độ phân

hủy kiềm trung bình là nhiều nhất, chiếm 82,1%, nhóm có độ phân hủy kiềm

thấp không có, nhóm có độ phân hủy kiềm cao là 17,9%

Cũng trong năm 2011, Nguyễn Văn Khoa và Nguyễn Thị Kim Thanh đã

tiến hành đánh giá khả năng chịu hạn của 19 mẫu giống lúa nương thu thập tại

các vùng trồng lúa cạn ở các tỉnh vùng Tây Bắc Việt Nam Kết quả nghiên cứu

cho thấy, các giống lúa nương khi gặp hạn đều có cường độ quang hợp và hiệu

suất sử dụng nước cao hơn hoặc ngang bằng so với giống đối chứng (CH5) Ở

giai đoạn trỗ bông, khả năng giữ nước (RWL) của lá ở tất cả các giống lúa nương

sau 24 giờ dao động từ 9,6% đến 28,4% Tỷ trọng diện tích lá (SLA) của các mẫu

giống đạt từ 190,9 cm2/g đến 259,9 cm2/gam Có 4 giống có RWL cao hơn đối

chứng, hầu hết các mẫu giống lúa nương đều có SLA thấp hơn giống đối chứng ở

mức ý nghĩa Hạn ở giai đoạn đẻ nhánh và giai đoạn trỗ đã ảnh hưởng nghiêm

trọng đến năng suất ở tất cả các mẫu giống lúa nghiên cứu, trong đó hạn vào giai

đoạn trỗ đã làm giảm nhiều nhất đến năng suất hạt (giảm từ 29,5 đến 54,1%),

giống đối chứng có mức độ giảm năng suất nhiều nhất

Tiếp theo kết quả thu thập và đánh giá nguồn gen Nguyễn Đức Thạch

(2012) đã tiến hành đánh giá tập đoàn giống lúa cạn gồm 223 giống thu thập từ

một số tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam trong vụ mùa 2009, 2010 Kết quả theo

dõi tập đoàn có sự biến động rất lớn về các yếu tố cấu thành năng suất và năng

suất Số hạt chắc/bông dao động từ 29 hạt đến trên 150 hạt Tập trung nhiều nhất

là nhóm giống có số hạt từ 50 đến 100 hạt chiếm tỷ lệ cao 65%, nhóm có số hạt

chắc dưới 50 hạt và trên 150 hạt chiếm tỷ lệ rất thấp Số hạt/bông dao động từ

37,1 đến 180,9 Trong tập đoàn các giống lúa cạn được đánh giá, nhóm có số

hạt/bông nhiều nhất là nhóm có từ 50 – 100 hạt, sau đó là nhóm giống có số hạt

trên 100 hạt/bông Tỷ lệ hạt chắc dao động từ 46,5 đến 92,2%, nhóm có tỷ lệ hạt

chắc từ 80 – 90% chiếm tỷ lệ cao nhất đạt 53,4%, dưới 60% và trên 90% chiếm

tỷ lệ rất thấp Khối lượng 1000 hạt từ 10,96 đến 36,61 gam, đa số từ 20 – 30 gam,

chiếm 62,8%, nhóm có khối lượng hạt to trên 30 gam cũng chiếm tỷ lệ 30,1%

Tập đoàn có số bông/khóm thấp dao động từ 1,0 đến 5,7 Chiều dài bông của các

giống dao động từ 14,8 đến 28,0 cm, tập trung nhiều ở nhóm có chiều dài trên 25

cm chiếm 46,2% Năng suất lý thuyết của tập đoàn giống biến động rất lớn từ

4,85 đến 51,6 tạ/ha, nhóm giống có năng suất lý thuyết dưới 20 tạ/ha chiếm tỷ lệ

cao 48,4%, nhóm giống có năng suất trên 30 tạ/ha chỉ chiếm trên 25% Năng suất

thực thu nhỏ hơn 20 tạ/ha tương đối lớn, chiếm tỷ lệ 58%, nhóm có năng suất

trên 30 tạ/ha có tỷ lệ thấp

Gần đây, nhóm tác giả Nguyễn Thị Hảo và cs (2013) đã tiến hành đánh giá

khả năng chịu hạn của 42 dòng, giống lúa địa phương làm vật liệu di truyền cho

chọn tạo giống thích ứng với điều kiện khó khăn về nước tưới Kết quả nghiên

cứu cho thấy, có 11 giống có khả năng chịu hạn, trong đó có 3 giống có khả năng

chịu hạn tốt nhất là dòng 455 (con lai của Khẩu lio ón/Q5), dòng 464 (Mùa chua,

Điện Biên) và 487 (Khẩu lếch, Bắc Kanj) để khuyến cáo cho chương trình chọn

tạo giống lúa thích ứng với điều kiện canh tác nhờ nước trời

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

- Đánh giá chi tiết các nguồn gen theo các tính trạng hình thái và nông sinh

học được tiến hành tại Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Bắc Trung bộ, xã

Nghi Kim, thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An từ tháng 06 đến tháng 11 năm 2015

(trong vụ Mùa 2015)

- Ngày gieo: 03/06/2015

- Ngày cấy: 06/07/2015

- Ngày thu hoạch: 15/10/2015

- Ngày hoàn thành thí nghiệm: 20/11/2015

2.2 Vật liệu nghiên cứu

Vật liệu được sử dụng trong nghiên cứu này là 37 mẫu giống thu thập tại

huyện Kỳ Sơn và huyện Tương Dương, tỉnh Nghệ An Danh sách cụ thể các

giống được trình bày ở bảng 3.1

2.3 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá một số đặc điểm hình thái, đặc điểm nông học, các yếu tố cấu

thành năng suất và năng suất của 37 giống lúa nương thu thập tại Kỳ Sơn và

Tương Dương trong vụ Mùa 2015

- Đánh giá đa dạng di truyền của 37 mẫu giống lúa nương dựa trên đặc

điểm hình thái và nông sinh học

2.4 Phương pháp nghiên cứu

Thí nghiệm được thực hiện trong vụ Mùa 2015 (gieo 3/6) tại Khu ruộng thí

nghiệm thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Bắc Trung bộ, thành phố

Vinh, tỉnh Nghệ An Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khảo sát tập đoàn

của IPGRI (2001),[6] bố trí các mẫu giống tuần tự, không nhắc lại, diện tích ô thí

nghiệm 5 m2

Trên mỗi giống tiến hành theo dõi 10 cây cho các chỉ tiêu theo Phiếu mô tả

và đánh giá ban đầu nguồn gen cây lúa của Trung tâm tài nguyên thực vật (2012)

và Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây lúa của IRRI (1996) [12].Cụ thể như sau:

Bảng 2.1 Danh sách các giống lúa thí nghiệm trong vụ Mùa 2015

1 G2 Ple hai xa Đoọc May Kỳ Sơn, Nghệ An

2 G5 Tẻ mẹo Thạch Giám Tương Dương, Nghệ An

3 G7 Khẩu đỏ đơn Thạch Giám Tương Dương, Nghệ An

4 G8 Khẩu hụt sàng Lượng Minh Tương Dương, Nghệ An

5 G12 Khẩu đỏ đơn 2 Lượng Minh Tương Dương, Nghệ An

6 G16 Khẩu đánh lao Xã Lượng Tương Dương, Nghệ An

7 G17 Tẻ rẫy Thạch Giám Tương Dương, Nghệ An

8 G19 Ple xà Đoọc May Kỳ Sơn, Nghệ An

9 G20 Ple chào đơ Đoọc May Kỳ Sơn, Nghệ An

10 G21 Ple ki gia đơ Đoọc May Kỳ Sơn, Nghệ An

11 G22 Ple chai Huồi Tụ Kỳ Sơn, Nghệ An

12 G23 Ple đơ Huồi Tụ Kỳ Sơn, Nghệ An

13 G24 Ple chài sang Đoọc May Kỳ Sơn, Nghệ An

14 G25 Khẩu lướn Na Loi Kỳ Sơn, Nghệ An

15 G27 Ple mài tría Đoọc May Kỳ Sơn, Nghệ An

16 G28 Ple chài lò Đoọc May Kỳ Sơn, Nghệ An

17 G29 Ple plài đơ Đoọc May Kỳ Sơn, Nghệ An

18 G32 Ple dau Huồi Tụ Kỳ Sơn, Nghệ An

19 G33 Ple chài mè Đoọc May Kỳ Sơn, Nghệ An

20 G34 Họ khà vai Keng Đu Kỳ Sơn, Nghệ An

21 G35 Ple sầm nưa Huồi Tụ Kỳ Sơn, Nghệ An

22 G37 Khẩu sàn Thạch Giám Tương Dương, Nghệ An

23 G38 Ple sầm nưa 2 Đoọc May Kỳ Sơn, Nghệ An

24 G39 Ple plàu đơ Đoọc May Kỳ Sơn, Nghệ An

25 G40 Ple ká then Đoọc May Kỳ Sơn, Nghệ An

26 G41 Họ khẩu niêu Keng Đu Kỳ Sơn, Nghệ An

27 G43 Ple ká thèn 2 Đoọc May Kỳ Sơn, Nghệ An

28 G44 Ple chổng kừ Đoọc May Kỳ Sơn, Nghệ An

29 G45 Ple ta Đoọc May Kỳ Sơn, Nghệ An

30 G46 Họ cháo Keng Đu Kỳ Sơn, Nghệ An

31 G48 Họ chè ngà Keng Đu Kỳ Sơn, Nghệ An

32 G49 Ple chầu Na Ngà Kỳ Sơn, Nghệ An

33 G51 Ple xàn Huồi Tụ Kỳ Sơn, Nghệ An

34 G52 Khẩu mẹo lai Yên Lĩnh Tương Dương, Nghệ An

35 G56 Khẩu liên khúc Yên Lĩnh Tương Dương, Nghệ An

36 G60 Khẩu bò giàng Yên Lĩnh Tương Dương, Nghệ An

37 G62 Khẩu dói nước Yên Lĩnh Tương Dương, Nghệ An