BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP &PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
*****************
*****************
LEENA SAYAKHAM TUYỂN CHỌN TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG MỚI
VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC CỦA
CÁC DÒNG BỐ MẸ TẠI GIA LÂM, HÀNỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN:
TS. TRẦN VĂN QUANG
HÀ NỘI, 2015
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là
trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào
khác, các thông tin trích dẫn trong luận án đều được ghi rõ nguồn gốc.
Hà Nội 10 tháng 04 năm 2015
Tác giả
LEENA SAYAKHAM
LEENA SAYAKHAM
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC BẢNG vii
DANH MỤC ĐỒ THỊ viii
1. MỞ ĐẦU 1
1.1 Đặt vấn đề 1
1.2. Mục đích 2
1.3. Yêu cầu của đề tài 2
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
2.1. Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới và Việt Nam 3
2.2.1. Ưu thế lai về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 18
2.2.2. Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng 19
2.2.3. Ưu thế lai về bộ rễ 19
2.2.4. Ưu thế lai về chiều cao cây 19
2.2.5. Ưu thế lai về tính chống chịu với điều kiện bất thuận 20
2.2.6. Chất lượng gạo lúa lai 21
4.2.3. Động thái tăng trưởng số lá của các dòng bố mẹ. 59
4.2.4. Mức độ nhiễm sâu bệnh của các dòng bố mẹ trong vụ Mùa 2014 60
4.2.5. Một số đặc điểm của các dòng bố mẹ sau khi phun GA3 trong vụ
Mùa 2014. 61
4.2.6. Sức sống vòi nhụy của các dòng mẹ trong vụ mùa 2014 62
4.2.7. Ảnh hưởng của GA3 đến một số đặc điểm nông sinh học của dòng
mẹ T11S trong vụ Mùa 2014 64
4.8. Một số đặc điểm về hạt phấn của dòng bố mẹ trong vụ mùa 2014 64
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page v
5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 66
5.1. Kết luận 66
5.2. Đề nghị 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO 68
PHỤ LỤC 72
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG STT
Tªn b¶ng
Trang
2.1. Diện tích, năng suất, sản lượng hạt F1 sản xuất tại Việt Nam
thời kỳ 2011-2012 16
4.1. Một số đặc điểm giai đoạn mạ của các tổ hợp lúa lai hai dòng 32
4.2. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của các tổ hợp lúa lai 35
4.3. Động thái tăng trưởng số lá của tổ hợp lai trong vụ Xuân 2014 37
4.4. Động thái tăng trưởng số nhánh của tổ hợp lai trong vụ Xuân 2014 40
4.5. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của tổ hợp lúa lai trong vụ
Xuân 2014 41
4.6. Một số đặc điểm nông sinh học của các tổ hợp lúa lai trong vụ
Xuân 2014 44
4.7. Mức độ nhiễm sâu, bệnh hại của các tổ hợp lúa lai trong vụ
Xuân 2014 45
4.8. Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lúa lai trong vụ
DANH MỤC ĐỒ THỊ
STT
Tªn ®å thÞ
Trang
4.1. Năng suất thực thu của một số tổ hợp lai 52
4.2. Động thái tăng trưởng số lá của các tổ hợp lai. 60
+
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 1
1. MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Cây lúa (Oryza sativa L.) là cây trồng có lịch sử trồng trọt lâu đời nhất,
được gieo trồng ở tất cả các châu lục nhưng tập trung chủ yếu ở Châu Á -
chiếm gần 90% diện tích và hơn 91% sản lượng.
Việt Nam là một nước nông nghiệp với cây lúa là cây trồng chính cung
cấp nguồn lương thực và xuất khẩu hàng năm. Nhưng hiện nay quá trình công
nghiệp hoá - hiện đại hoá, đô thị hoá diễn ra rất mạnh mẽ ở tất cả các tỉnh trên
toàn quốc, cùng với tốc độ gia tăng dân số nhanh đã dẫn đến diện tích trồng
trọt giảm đáng kể trong đó chủ yếu là diện tích trồng lúa. Vì vậy, vấn đề an
ninh lương thực ngày càng trở nên cấp bách hơn bao giờ hết.
Lúa lai là một trong những tiến bộ kỹ thuật đã được nghiên cứu và ứng
dụng rất mạnh để góp phần giải quyết vấn đề lương thực cho nhu cầu tiêu
1.3. Yêu cầu của đề tài
- Đánh giá được các đặc điểm nông sinh học, đặc điểm hình thái, sinh
trưởng, phát triển, mức độ nhiễm sâu bệnh, năng suất và chất lượng của các
tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ Xuân năm 2014.
- Tuyển chọn được tổ hợp lúa lai có năng suất cao, chất lượng khá và
có các đặc điểm nông sinh học mong muốn.
- Đánh giá được đặc điểm sinh trưởng của các dòng bố, mẹ và đặc điểm
bất dục của dòng mẹ.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 3
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới và Việt Nam
2.1.1. Nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới
Năm 1926, J.W.Jone bắt đầu nêu những vấn đề ưu thế lai cúa lúa khi
khảo sát lúa ở Đài Loan. Tiếp đến các nhà tạo giống trên thế giới như B.S.
Kadem (Ấn Độ-1937), F.B.Brone (Malaysia-1953), A.Alim (Pakistan-1957)
cũng như nhiều nhà khoa học của Nhật Bản, Ấn Độ, Trung Quốc, Philippine,
Pakistan, Malaysia, Liên Xô cũ, Ý, Hàn Quốc đều tập trung nghiên cứu, trong
số đó có Yuan L.P. và cộng sự đã nghiên cứu và chọn tạo thành công lúa lai
theo phương pháp “ba dòng”, đã cống hiến cho nền khoa học nông nghiệp
Trung Quốc và Thế giới những thành tựu to lớn, xuất sắc trong sản xuất lúa ở
thế kỷ XX.
FAO/TCP/MYA/6612 thời gian từ 3/1997-3/1999 với ngân sách 221.000
USD; Ấn Độ là dự án UNDP/IND/91/008 và IND/98/140 thời gian từ 1991-
2002 ngân sách 6.550.000USD; dự án FAO/TCP/BGD/6613 tại Bangladesh
thời gian từ 5/1997 - 4/1999 ngân sách 201.000 USD (Dat Tran Van, 2004;
Dương Văn Chín, 2007).
Theo Ma Q.H. và Yuan L.P. (2003), 50% diện tích trồng lúa lai đã góp
60% sản lượng lúa của Trung Quốc, trong khi 50% diện tích lúa thuần chỉ
đóng góp 40% sản lượng. Trồng lúa lai làm tăng sản lượng mỗi năm là 22,5
triệu tấn, tạo điều kiện để Trung Quốc giảm 6 triệu ha trồng lúa mỗi năm, hiện
nay chỉ còn 27 triệu ha lúa (Virmani S.S., 2004).
Năm 1973, Shiming Song ở trung tâm lúa lai Hồ Bắc phát hiện được
dòng bất dục mẫn cảm quang chu kì (HPGMS) từ giống Nông ken 58
s
(Trần
Duy Quý, 1994; Yin Hua Qui, 1993; Zhou et al, 2000). Sự ra đời của lúa lai
hai dòng đã mở ra một hướng đi mới trong lai tạo đó là lai xa giữa các loài
phụ để tạo ra các giống siêu lúa lai.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 5
Năm 1991, các nhà khoa học Nhật Bản (Marnyagma et al, 1991) đã áp
dụng phương pháp gây đột biến nhân tạo để tạo ra được dòng bất dục đực
mẫn cảm nhiệt độ (TGMS), Norin PL12.
Bằng phương pháp lai chuyển gen các nhà chọn giống lúa lai Trung
Quốc đã tạo được các dòng EGMS mới từ nguồn Nông ken 58S. Những dòng
PTGMS mới này (N504S, 31111S, WD1S, 7001S, Peiai 64S…) có những đặc
tính nông sinh học mới mà Nong ken 58S không có. Ngoài các dòng EGMS
phát triển từ nguồn Nông ken 58S còn có các dòng 5460S, AnnongS-1 được
chọn tạo do lai giữa Indica và Indica; dòng HennongS-1 do lai xa giữa Indica
và lúa dại; dòng Xinguang do lai giữa Indica và Japonica. Các tác giả Zeng
suất của lúa thuần là 2,2 tấn/ha. Nếu siêu lúa lai được gieo trồng trên 13 triệu
ha thì sản lượng sẽ tăng thêm 30 triệu tấn/năm so với trồng lúa thuần.
Dựa trên những thành tựu đã đạt được và tiềm năng năng suất của lúa,
Trung Quốc đã xây dựng kế hoạch giai đoạn 4 cho chọn giống lúa lai siêu cao
sản với năng suất 15,0 tấn/ha/vụ ở qui mô lớn vào năm 2020. Theo Bộ Nông
nghiệp Trung Quốc chương trình này được khởi động từ tháng 4 năm 2013 và
giống lúa lai đầu tiên được thử nghiệm là Y Liangyou 900, trồng trong vụ
mùa đạt năng suất 14,8 tấn/ha tại huyện Long Hải tỉnh Hồ Nam. Với kết quả
ban đầu như vậy, Trung Quốc có thể đưa năng suất siêu lúa lên 15,0 tấn/ha/vụ
vào năm 2015 (Yuan L.P., 2014).
Theo lý thuyết, cây lúa có thể chuyển đổi 5% bức xạ mặt trời thành
chất hữu cơ nên chỉ cần sử dụng hiệu quả 2,5% thì năng suất lúa có thể đạt
22,5 tấn/ha. Thực nghiệm cho thấy các giống lúa có chiều cao 1,3m có thể đạt
được năng suất 15-16 tấn/ha, với kiểu cây cao khoảng 1,5m có thể đạt năng
suất 17-18 tấn/ha. Do vậy để đạt được năng suất 18-20 tấn/ha thì chiều cao
cây của các giống siêu lúa lai phải có chiều cao từ 1,8-2,0m. Theo Yuan L.P.
(2014) để đạt được điều đó thì những giống siêu lúa lai có kiểu hình đẹp, đẻ
nhánh gọn, khỏe, tập trung. Chính vì thế, cần giải quyết vấn đề đổ ngã của
siêu lúa lai bằng việc lai khác loài để có bộ rễ mạnh khỏe và lai với các nguồn
gen có cổ bông to, thân đặc, đốt ngắn, các đốt ở dưới to.
Theo FU Jing et al (2012), từ năm 1996, Trung Quốc đã tạo ra giống
lúa lai siêu cao sản bằng việc lai khác loài phụ với kiểu cây lý tưởng. Đến nay
đã có hơn 80 giống lúa lai siêu cao sản được trồng ngoài sản xuất, trong số đó
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 7
có những giống năng suất đạt 12-21 tấn/ha. Lý do chính để các giống lúa lai
này đạt năng suất cao là: số hạt/bông và kích thước bông tăng; chỉ số diện tích
lá tăng, thời gian lá xanh dài, khả năng quang hợp cao hơn, chống đỗ tốt hơn,
tích lũy chất khô ở giai đoạn trước trỗ cao hơn, vận chuyển carbohydrat từ
thế giới. Ngày nay, lúa lai là một giải pháp kỹ thuật đẩy mạnh tăng năng suất,
tăng thu nhập cho nông dân (Carnahan H.L., 1972).
2.1.2. Nghiên cứu và phát triển lúa lai tại Việt Nam
Việt Nam bắt đầu nghiên cứu lúa ưu thế lai vao năm 1983 tại Viện
khoa học kỹ thuật Nông Nghiệp, Viện di truyền Nông Nghiệp, Viện lúa Đồng
bằng sông cứu long, với sự hỗ trợ của IRRI, FAO và các đề tại nghiên cứu
cấp quốc gia. Các chương trình này bắt đầu thực hiện đầu tiên tại Viên lúa
ĐBSCL (Nguyễn Thị Trâm, 2001; Dương Văn Chín, 2007).
Theo Nguyễn Trí Hoàn (2007), trải qua 16 năm nghiên cứu và phát
triển từ 1991-2007, Việt Nam đã có những tiến bộ vượt bậc: 77 dòng TGMS
được thu thập và nhập nội từ Trung Quốc, IRRI để nghiên cứu, đánh giá trong
điều kiện sinh thái của Việt Nạm như là BoA,IR58025A và II32A đã được
chọn thuần cho sử dụng trong chọn giống lúa lai mới cũng như sử dụng trong
sản xuất hạt giống. Nhiều dòng CMS được lai tạo thông qua lai liên tục các
dòng CMS với những dòng duy trì mới dược chọn tạo.
Theo Nguyễn Thị Trâm (2007), kết quả chọn tạo giống lúa lai của Viện
sinh học Nông Nghiệp: Chọn được các dòng TGMS có ngưỡn chuyển đổi tính
dục ổn định, nhạy cảm GA
3,
nhận phấn tốt, nhân dòng và sản xuất hạt lai có
năng suất cao. Chọn được dòng PGMS, góp phần đa dạng nguồn vật liệu để
phát triển lúa lai hai dòng. Đưa ra sản xuất rộng tổ hợp lai TH3-3 có năng suất
cao, chất lượng tốt, thời gian sinh trưởng ngắn phù hợp với cơ cấu 2 vụ lúa +
1-2 vụ rau mùa, được nông dân chấp nhận. Năng suất hạt lai khá cao. Sản
lượng sản xuất hạt lai trong 4 năm đạt 1.522 tấn hạt F1. Một số tổ hợp lai mới
đang được mở rộng khá nhanh là TH3-4, TH3-5, TH7-2.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 9
a. Phát triển lúa lai thương phẩm
Việt Nam ứng dụng thành tựu nghiên cứu và phát triển lúa lai của
Trung Quốc từ năm 1991. Chương trình nghiên cứu phát triển lúa lai được
Chính phủ đầu tư và đã thu được nhiều thành tựu đáng khích lệ. Diện tích
gieo cấy lúa lai thương phẩm tăng liên tục từ 100 ha (năm 1991), lên 600
ngàn ha (2003), năm 2009 đạt trên 710 ngàn ha và Việt Nam trở thành quốc
gia có diện tích lúa lai lớn thứ ba thế giới sau Trung Quốc và Ấn Độ. Năm
2011 diện tích lúa lai có giảm nhưng vẫn đạt 595 nghìn ha.
So với diện tích lúa cả nước, lúa lai chỉ chiếm 12-15%, tuy nhiên lúa lai
đóng vai trò quan trọng ở phía Bắc với diện tích chiếm 32-33% trong vụ đông
xuân và khoảng 17-20% trong vụ Hè Thu, vụ Mùa, đặc biệt ở các tỉnh
TDMNPB, BTB. Các tỉnh phía Bắc có diện tích lúa lai lớn trong vụ đông xuân
là Thanh Hóa 57-60% diện tích, Nghệ An 72-73%, Lào Cai 80%, Tuyên Quang
60-70%, Yên Bái 60-65% và Phú Thọ khoảng 50%.
Hiện nay lúa lai không những phát triển ở các tỉnh phía Bắc mà còn
được mở rộng vào các tỉnh Duyên hải Nam Trung bộ (DHNTB) và Tây
Nguyên (TN) và bước đầu vào Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), chủ yếu
trong vụ đông xuân (ĐX). Vụ ĐX 2010, diện tích lúa lai tại DHNTB là
14.600 ha (8,4%), TN (4.400 ha (6%), ĐBSCL: 6000 ha (0,3%);tương ứng vụ
đông xuân 2011 là 8.445 ha (4,8%), 6.728 ha (9%), 9.550 ha (0,6%). Tỉnh có
diện tích lúa lai lớn là Quảng Nam 12-16%, Bình Định 7-15%, Đắc Lắc 6-
14%, Đắc nông 30-45%, Cà Mau 10%.
b. Nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai trong nước
Trong giai đoạn 2001-2012, công tác chọn tạo lúa lai của Việt Nam đã
được thúc đẩy mạnh mẽ và thu được nhiều thành tựu đáng kể; tỷ trọng lúa lai
thương hiệu Việt Nam đã tăng lên rõ rệt, số giống được công nhận chính thức
chiếm 28% trong tổng số các giống được công nhận. Các cơ quan nghiên cứu
và phát triển lúa lai trong nước đã tập trung vào việc chọn tạo các dòng bất dục
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 11
Page 12
lá có chứa các gen Xa21, Xa7, kháng mạnh và ổn định với nhiều chủng nòi vi
khuẩn bạc lá của miền Bắc đang được phát triển mạnh vào sản xuất như Bac ưu
903 KBL, Việt lai 24.
Tuy nhiên trong những năm qua, mặc dù nhiều giống lúa lai trong nước
được công nhận, nhưng thực tế đa số không phải là giống chủ lực, chưa cạnh
tranh được được giống nhập nội về năng suất và độ thuần; diện tích lúa lai đại
trà được sản xuất bằng các giống chọn tạo trong nước còn quá ít. Chỉ có một
số ít giống như Việt Lai 20, Việt Lai 24, TH3-3, TH3-4, Bac ưu 903 KBL là
được nhiều địa phương phát triển vào sản xuất do có ưu điểm dễ sản xuất hạt
lai, thích hợp vụ mùa, hè thu, né tránh được sâu bệnh.
Ngoài ra các đơn vị, công ty giống cây trồng trong và ngoài nước đã
nhập nội, khảo nghiệm và phát triển vào sản xuất nhiều tổ hợp lai mới để
đánh giá đặc điểm nông học, năng suất, khả năng chống chịu sâu bệnh và
điều kiện ngoại cảnh bất thuận. Nhiều tổ hợp lúa lai 2 dòng, 3 dòng triển
vọng đã được phát triển vào sản xuất như Nhị ưu 725, Nhị ưu 986, Phú ưu
978, Phú ưu số 2, Thục hưng 6, Khải Phong 1, Nhị ưu 86B, N.ưu 69, Nhị ưu
số 7, Nghi Hương 2308, VQ14, B-Te1
c. Nhân dòng bố mẹ và sản xuất hạt giống lúa lai F1
Việc Nghiên cứu sản xuất hạt lai F1 và nhân dòng bố mẹ đã đạt được
nhiều kết quả tốt và các quy trình đã được áp dụng rộng rãi vào sản xuất. Qua
gần 20 năm triển khai thực tế, Việt Nam đã tiếp thu và áp dụng thành công kỹ
thuật nhân dòng bố mẹ và sản xuất hạt lai F1 một số tổ hợp lai chính. Hàng
năm diện tích, năng suất nhân dòng bố mẹ và sản xuất hạt lai F1 đã tăng lên
đáng kể.
Vùng nhân dòng bố mẹ và sản xuất hạt lai F1 đã được xác định, mở rộng
vào các nơi có điều kiện thuận lợi như một số tỉnh Duyên hải Nam Trung bộ,
Tây Nguyên và một số tỉnh miền núi phía Bắc.
Việt Nam, đã được công nhận giống cây trồng mới (Sán ưu 63, Sán ưu quế
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 14
99, Bắc ưu 64, Bác ưu 903, Bác ưu 253, Nhị ưu 63, Nhị ưu 838), nhập hạt A,
R để sản xuất F1 hoặc A, B, R để nhân rồi sau đó sản xuất F1. Hiện các đơn
vị sản xuất hạt lai F1 trong nước đang tập trung vào sản xuất các tổ hợp lai:
Nhị ưu 838, HYT100, CT16, Băc ưu 253, Bắc ưu 903 KBL, LC25, BiO404.
Diện tích sản xuất hạt lai F1 tăng trên 1.000 ha từ năm 2001- 2004, làm
cho tỷ lệ sử dụng hạt lai F1 sản xuất trong nước tăng trên 20%, năm 2002 đạt
cao nhất là 30,28%, nhưng sau đó lại giảm vì chất lượng hạt giống sản xuất
trong nước không bằng hạt nhập nội, năng suất sản xuất hạt F1 không cao vì
thời tiết biến đổi thất thường, hạt F1 sản xuất ra không tiêu thụ được, các doanh
nghiệp chưa tích cực tham gia sản xuất vì vậy diện tích sản xuất giảm đi.
Từ năm 2005 đến nay, sau khi Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận một
số tổ hợp lai mới do các nhà khoa học Việt Nam lai tạo, các dòng bố mẹ được
chọn tạo, duy trì trong nước nên diện tích sản xuất hạt lai F1 có chiều hướng
tăng dần, có xu hướng mở thêm trong vụ Mùa.
Vụ và vùng sản xuất hạt giống lúa lai F1 được nghiên cứu, xác định
tương đối hợp lý để đảm bảo năng suất và chất lượng hạt lai cao, cụ thể là:
- Các tổ hợp lúa lai ba dòng sản xuất ở vụ Đông xuân tại các tỉnh Nam
bộ, Tây Nguyên (Đắc Lăk, Kon tum), Duyên hải miền Trung (Quảng Nam), ở
phía Bắc vụ Đông xuân chỉ nên chọn một số vùng thuận lợi như Lào Cai, Yên
Bái, Nam Định để sản xuất, không nên mở rộng diện tích.
- Các tổ hợp lai hai dòng chọn tạo trong nước có dòng mẹ là TGMS, ở
miền Bắc sản xuất F1 trong vụ mùa trung, lúa trỗ từ 5-25/9 là phù hợp, năng
suất hạt lai F1 có thể đạt hơn 2,5 tấn/ha. Tại Quảng Nam và một số tỉnh Tây
nguyên có thể sản xuất hạt F1 hai dòng ở vụ xuân muộn cho lúa trỗ từ 15-
25/4, có thể đạt năng suất cao > 35 tạ/ha. Tuy nhiên do biến đổi khí hậu, thời
tiết diễn biến bất thường nên việc xác định thời vụ sản xuất hạt lai F1 còn gặp
Copyright: Tài liệu đại học ©