Thạc Sĩ Tuyển chọn một số tổ hợp lúa lai 2 dòng có năng suất và chất lượng tốt phục vụ sản xuất tại một số t

MỞ ĐẦU

1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Cây lúa (Oryza sativa) là một trong những cây cung cấp nguồn lương thực quan trọng nhất của loài người. Mỗi ngày khoảng ba tỷ người ăn cơm hoặc các sản phẩm từ gạo. Theo số liệu thống kê của FAO, diện tích lúa trên thế giới là trên 147 triệu hecta, chiếm khoảng 11% diện tích đất canh tác. Sản phẩm lúa gạo hàng năm ước khoảng 576 triệu tấn, góp phần nuôi sống hơn nửa dân số thế giới và các nhà khoa học đã dự tính được rằng với mức tăng dân số như hiện nay thì sản lượng lúa gạo sẽ phải đạt được 760 triệu tấn vào năm 2020 [102].
Việt Nam là một nước nông nghiệp với khoảng 60% dân số sống bằng nghề nông. Trong số đó trên 80% nông dân số sống nhờ vào cây lúa. Vì vậy, cây lúa đối với nước ta là một cây trồng vô cùng quan trọng.
Diện tích canh tác lúa của cả nước hiện nay gần 4,1 triệu ha, trong đó 3,2 triệu ha đất chuyên lúa nước. Trong vòng 5 năm trở lại đây, mỗi năm bình quân cả nước giảm gần 50 nghìn ha đất lúa cho mục đích phi nông nghiệp và chuyển đổi trong ngành nông nghiệp [33]. Theo định hướng phát triển một số cây trồng chính đến năm 2020 của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn nhằm cụ thể hóa chủ trương của Đảng trong lĩnh vực trồng trọt, làm cơ sở tổ chức chỉ đạo phát triển lĩnh vực này với hiệu quả cao hơn và bền vững thì diện tích trồng lúa của nước ta sẽ duy trì ở mức 3,8 triệu ha. Sản lượng đạt 41 - 42 triệu tấn. Các vùng sản xuất chính là Đồng bằng sông Cửu Long, Đồng bằng sông Hồng, Bắc Trung Bộ, Duyên hải Nam Trung Bộ [43]. Hơn bao giờ hết, vấn đề đảm bảo an ninh lương thực và tạo ra một nền nông nghiệp bền vững mang tính sống còn trong thời kì hội nhập.
Lúa lai được gieo trồng ở Việt Nam từ năm 1991. Theo kết quả điều tra của Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống cây trồng Trung ương, vụ Mùa 2003 và Xuân 2004 diện tích lúa lai cả nước đạt 621.303 ha, chiếm 9,04% diện tích lúa cả nước (Phạm Đồng Quảng, 2006) [48]. Năm 2009, diện tích sản xuất lúa lai tăng đột biến lên trên 700 nghìn ha, tăng khoảng 100 nghìn ha so với các năm trước (Trần Văn Khởi, 2009) [33]. Năng suất lúa lai trung bình từ 6,2 - 6,3 tấn/ha, cao hơn lúa thuần từ 15 - 20% và đã trở thành một nhân tố quan trọng góp phần tăng năng suất và sản lượng lúa.
Nghiên cứu tuyển chọn các giống lúa lai mới là một đòi hỏi tất yếu trong những năm gần đây và tư¬ơng lai. Việc sử dụng lúa lai đã góp phần nâng cao năng suất, sản lượng lúa và tạo thêm việc làm, tăng thu nhập cho nông dân thông qua việc sản xuất hạt lai, góp phần bảo đảm an ninh lương thực ở nhiều tỉnh phía Bắc và Trung bộ. Nhiều giống lúa lai đã cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao. Vì vậy Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đã xây dựng nhiều chương trình phát triển lúa lai nhằm mở rộng diện tích và tăng tổng sản lượng loại lúa này.
Hệ thống lúa lai hai dòng có nhiều ưu điểm hơn hệ thống ba dòng trong việc duy trì dòng mẹ, khả năng tìm dòng bố, sản suất hạt lai cũng như khả năng cho năng suất và chất lượng lúa gạo thương phẩm. Muốn mở rộng diện tích lúa lai hai dòng thì phải lựa chọn hoặc chọn tạo những tổ hợp lai có năng suất cao, chất lượng tốt thích hợp với điều kiện khí hậu, đất đai và trình độ thâm canh của nước ta.
Chính vì những lý do trên chúng tôi thực hiện đề tài: “Tuyển chọn một số tổ hợp lúa lai 2 dòng có năng suất và chất lượng tốt phục vụ sản xuất tại một số tỉnh phía Bắc”.


1.2. Mục đích của đề tài
Tuyển chọn được một số tổ hợp lúa lai hai dòng mới năng suất cao, chất lượng tốt thích ứng với điều kiện đất đai, khí hậu của một số tỉnh phía Bắc, nhằm thay thế dần những giống lúa cũ đã thoái hóa cho năng suất và chất lượng kém, góp phần thúc đẩy sản xuất lúa lai cả về diện tích và năng suất ở phía Bắc nước ta.
1.3. Yêu cầu của đề tài
- Đánh giá các đặc điểm nông học của các giống thí nghiệm.
- Đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống thí nghiệm.
- Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh hại lúa chính và một số điều kiện tự nhiên bất thuận của các giống tham gia thí nghiệm.
- Đánh giá chất lượng xay xát, chất lượng dinh dưỡng và chất lượng nấu nướng của các giống thí nghiệm.
- Đánh giá khả năng thích ứng và độ ổn định của các giống tại một số vùng sinh thái khác nhau.
1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Đây là công trình nghiên cứu nhằm tuyển chọn và xác định được các tổ hợp lúa lai 2 dòng mới, phù hợp với một số điều kiện sinh thái của Việt Nam, góp phần làm đa dạng bộ giống lúa lai 2 dòng trong sản xuất.
Kết quả nghiên cứu của đề tài đã đánh giá được các giống nghiên cứu có nhiều đặc điểm nông học tốt, tiềm năng năng suất cao trong đó 5 giống có phản ứng kháng vừa đến kháng với rầy nâu; 1 giống có năng suất ổn định trong vụ Mùa và 3 giống ổn định trong vụ Xuân; 2 giống thích hợp với môi trường thuận lợi, thâm canh cao và 1 giống thích hợp với vùng khó khăn; đặc biệt có 3 giống chất lượng gạo hơn hẳn các giống đối chứng đang được gieo trồng phổ biến tại các địa phương.


MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC CÁC BẢNG vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ix
1. MỞ ĐẦU 1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài 1
1.2. Mục đích của đề tài 3
1.3. Yêu cầu của đề tài 3
1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
2.1. Lịch sử nghiên cứu phát triển lúa lai trên thế giới 4
2.2. Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai 10
2.2.1. Thuyết tính siêu trội 10
2.2.2. Thuyết tính trội 11
2.2.3. Thuyết cân bằng di truyền 11
2.3. Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa 12
2.3.1. Ưu thế lai ở hệ rễ 12
2.3.2. Ưu thế lai về khả năng đẻ nhánh: 13
2.3.3. Ưu thế lai về chiều cao cây 13
2.3.4. Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng 14
2.3.5. Ưu thế lai về một số đặc tính sinh lý 14
2.3.6. Ưu thế lai về một số đặc tính sinh hoá 15
2.3.7. Ưu thế lai về khả năng chống chịu 15
2.3.8. Ưu thế lai về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 16
2.4. Hiện tượng bất dục đực ở lúa và ứng dụng trong chọn tạo giống lúa lai 16
2.4.1. Hiện tượng bất dục đực ở lúa 17
2.4.2. Ứng dụng hiện tượng bất dục đực trong chọn tạo giống lúa lai 27
2.4.3. Chiến lược sử dụng và khai thác ưu thế lai ở lúa 31
2.5. Chất lượng lúa gạo và vấn đề chọn giống lúa chất lượng cao 32
2.5.1. Chất lượng lúa gạo trên thế giới 32
2.5.2. Chất lượng gạo lúa lai 34
2.6. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai ở Việt Nam 35
2.6.1. Những thành tựu về nghiên cứu 36
2.6.2. Sản xuất hạt giống lúa lai F1 39
2.6.3. Phát triển lúa lai thương phẩm 40
3. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42
3.1. Vật liệu nghiên cứu 42
3.2. Nội dung nghiên cứu 42
3.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 43
3.3.1. Địa điểm 43
3.3.2. Thời gian nghiên cứu 43
3.4. Phương pháp nghiên cứu 43
3.4.1. Bố trí thí nghiệm đồng ruộng 43
3.4.2. Kỹ thuật gieo cấy, chăm sóc thí nghiệm: 44
3.5. Các chỉ tiêu theo dõi, đánh giá 44
3.5.1. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng: 45
3.5.2. Đặc điểm nông sinh học và yếu tố cấu thành năng suất 45
3.5.3. Phản ứng với sâu bệnh 46
3.5.4. Đánh giá chất lượng thóc gạo 48
3.5.5. Đánh giá chất lượng cơm 48
3.6. Phương pháp phân tích số liệu 48
4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 49
4.1. Đặc điểm nông sinh học của các giống lúa nghiên cứu 49
4.1.1 Thời gian sinh trưởng của các giống nghiên cứu 49
4.1.2. Một số đặc điểm nông sinh học của các giống lúa nghiên cứu 54
4.2. Mức độ nhiễm bệnh bạc lá và rầy nâu của các giống lúa nghiên cứu 58
4.3. Đánh giá phản ứng với bệnh bạc lá và rầy nâu của các giống lúa nghiên cứu thông qua lây nhiễm nhân tạo 61
4.3.1. Phản ứng của các giống nghiên cứu với một số nguồn bệnh bạc lá 62
4.3.2. Phản ứng của các giống nghiên cứu với một số nguồn rầy nâu 63
4.4. Yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu 65
4.4.1. Yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu tại vùng MNPB 67
4.4.2. Yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu tại vùng ĐBSH 68
4.4.3. Yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu tại vùng BTB 69
4.5. Năng suất thực thu của các giống lúa nghiên cứu 74
4.5.1. Năng suất thực thu của các giống tại các điểm thí nghiệm vụ Mùa 2009 74
4.5.2. Năng suất thực thu của các giống tại các điểm thí nghiệm vụ Xuân 2010 76
4.6. Tương tác kiểu gen với môi trường và độ ổn định về năng suất của các giống lúa nghiên cứu 79
4.6.1. Độ ổn định về năng suất của các giống nghiên cứu trong vụ Mùa 2009 80
4.6.2. Độ ổn định về năng suất của các giống nghiên cứu trong vụ Xuân 2010 82
4.6.3. Chỉ số môi trường của các điểm thí nghiệm 83
4.7. Một số chỉ tiêu chất lượng của các giống lúa nghiên cứu 84
4.7.1. Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các giống nghiên cứu 85
4.7.2. Đánh giá chất lượng cơm của các giống lúa nghiên cứu 88
5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 89
5.1. Kết luận 89
5.2. Đề nghị 91