ĐẶT VẤN ĐỀ Lúa (Oryza sativa L.) là một trong những cây trồng cung cấp nguồn lương thực quan trọng nhất của loài người, với 40% dân số thế giới sử dụng lúa gạo làm thức ăn chính và có ảnh hưởng đến đời sống của ít nhất 65% dân số thế giới. Theo dự báo của FAO (Food and Agriculture and Organization), thế giới đang có nguy cơ thiếu hụt lương thực do dân số tăng nhanh (khoảng hơn 9 tỷ người năm 2050), sức mua lương thực, thực phẩm tại nhiều nước tăng, biến đổi khí hậu toàn cầu khắc nghiệt diễn ra khô hạn, bão lụt và quá trình đô thị hóa làm giảm đất lúa, nhiều nước phải dành quỹ đất để trồng lúa nước, lúa chịu hạn và chịu ngập úng. Chính vì vậy, an ninh lương thực là vấn đề cấp thiết hàng đầu của thế giới ở hiện tại và trong tương lai. Việt Nam là một nước nông nghiệp, sản xuất lúa gạo luôn là vấn đề quan trọng, liên quan trực tiếp đến an ninh lương thực và chiến lược phát triển kinh tế - xã hội của đất nước.
Việt Nam có trên 70% dân số sống ở nông thôn, gắn liền với truyền thống và tập quán sản xuất lương thực, trong đó lúa gạo là chủ yếu, chiếm gần 90% tổng sản lượng lương thực. Trong những năm gần đây, khi lương thực đã được đảm bảo thì câu hỏi lớn đặt ra đối với các cấp chính quyền và hộ nông dân là làm thế nào để sản xuất lúa gạo thành hàng hoá, tăng hệ số sử dụng đất, tăng hệ số kinh tế, thu nhập cho người sản xuất lúa. Trong những năm gần đây hàng loạt những giống lúa mới ra đời từ nhiều nguồn khác nhau có năng suất cao. Trong đó, Khang dân 18 là giống lúa được trồng phổ biến ở nước ta từ lâu.
Giống này có khả năng thích ứng rộng với nhiều vùng miền và mùa vụ ở Việt Nam nói chung và Nam Định nói riêng. Khang dân 18 là giống lúa được trồng phổ biến ở nước ta từ lâu nhưng năng suất chưa cao. Từ năm 2011, các nhà nghiên cứu Học viện Nông nghiệp Việt Nam và Dự án JICA –VNUA đã tiến hành nghiên cứu áp dụng những công nghệ tiên tiến sẵn có trên thế giới để cải thiện các dòng, giống lúa có năng suất như làm tăng số hạt/bông (Gn1), làm thay đổi cấu trúc bông cho thêm số gié cấp I (WFP1), tính chống chịu, và chất lượng cao. Kiểu gen là yếu tố cấu thành năng suất cho mỗi giống lúa.
Trong những năm qua, dự án đã chọn tạo được một số dòng Khang dân cải tiến mang gen Gn1 và gen WFP1. Giống Khang dân 18 khi được lai chuyển gen 1 Gn1 làm tăng số hạt/bông và cũng như khi lai với gen WFP1 làm thay đổi cấu trúc bông cho thêm số gié cấp I, đã làm năng suất của giống Khang dân tăng lên đáng kể. Các dòng Khang dân cải tiến này được coi là giống có tiềm năng năng suất cao, thời gian sinh trưởng ngắn, chống chịu trong điều kiện biến đổi khí hậu, phù hợp trên chân đất có độ phì, độ dinh dưỡng trung bình. Được coi là dòng ưu thế hơn so với các giống thuần hiện nay.
Nam Định là vùng đất có nhiều điều kiện tự nhiên thuận lợi cho việc khai thác, sử dụng để phát triển kinh tế, đặc biệt là trong ngành nông nghiệp. Trong những năm qua, chính quyền tỉnh Nam Định và huyện Ý Yên cũng đã có nhiều chính sách đổi mới phát triển kinh tế nhằm khai thác một cách hiệu quả nhất nguồn vốn tài nguyên sẵn có của tỉnh, của huyện. Tuy nhiên năng suất lúa vẫn còn thấp chưa xứng với tiềm năng. Nguyên nhân chính là do huyện chưa chọn được bộ giống thực sự phù hợp với điều kiện đất đai và khí hậu.
Thực hiện đề tài nhằm xác định được những giống lúa mới có năng suất cao, chất lượng tốt đưa vào sản xuất đại trà, góp phần làm tăng năng suất và sản lượng, đặc biệt là mở rộng diện tích lúa của huyện là hết sức cần thiết. Để góp phần nâng cao sản lượng lúa rất cần những dòng, giống lúa mới có tiềm năng năng suất cao, tính thích ứng rộng, khả năng chống chịu điều kiện bất thuận cao năng suất cao, phù hợp với điều kiện sinh thái để đưa vào cơ cấu giống lúa của các địa phương. Việc đánh giá và khảo nghiệm các tính trạng từ các dòng Khang Dân 18 cải tiến để có được các giống lúa ngắn ngày, năng suất cao là thực sự cần thiết và đáp ứng nhu cầu sản xuất nông nghiệp của địa phương. Đồng thời góp phần cùng với các nhà khoa học tiếp tục chọn lọc, vùng sinh thái các dòng lúa triển vọng, chúng tôi đã tiến hành đề tài: “Đánh giá một số dòng Khang dân 18 cải tiến có tiềm năng năng suất cao tại Ý Yên – Nam Định”.
MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI 1. Mục đích Đánh giá cấu trúc bông để từ đó đánh giá sơ bộ biểu hiện của các dòng mang gen Gn1 (Tăng số hạt/ bông) và gen WFP1 (tăng số gié cấp 1/bông) trên lúa. Đánh giá được khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và khả năng chống chịu của các dòng Khang dân 18 cải tiến và tuyển chọn một số dòng lúa Khang dân 18 cải tiến cho năng suất cao. Yêu cầu - Đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển, năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu sâu bệnh, điều kiện ngoại cảnh bất thuận của các dòng lúa tham gia thí nghiệm trong vụ Xuân 2015 và vụ Mùa 2015.
- Đánh giá tiềm năng năng suất của các dòng lúa tham gia thí nghiệm. - Tuyển chọn ra các dòng lúa có triển vọng, năng suất cao, phẩm chất tốt và phù hợp bổ sung vào cơ cấu giống lúa của địa phương. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 1. Ý nghĩa khoa học Chọn một số giống lúa năng suất cao, chống chịu với sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất thuận, phù hợp với điều kiện sinh thái và trình độ canh tác của người nông dân địa phương.
Ý nghĩa thực tiễn Tuyển chọn một số giống lúa Khang dân 18 cải tiến có tiềm năng năng suất cao đưa vào cơ cấu của địa phương. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO VÀ SẢN XUẤT LÚA TRÊN THẾ GIỚI 2. Tình hình nghiên cứu chọn tạo lúa trên thế giới Trong sản xuất nông nghiệp, giống đóng vai trò quan trọng trong việc tăng sản lượng và chất lượng cây trồng, nâng cao hiệu quả kinh tế, giảm chi phí sản xuất.
Đặc tính của giống (kiểu gen), yếu tố môi trường và kỹ thuật canh tác quyết định năng suất của giống. Những sự thay đối về khí hậu, đất, nước ảnh hưởng rất lớn đến năng suất. Có sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường, kiểu gen tốt chỉ được biểu hiện trong một phạm vi nhất định của môi trường. Vì vậy đánh giá tính ổn định của và thích nghi của của giống với môi trường thường được sử dụng để đánh giá giống.
Hầu hết các nước trồng lúa trên thế giới đều quan tâm nghiên cứu về giống. Viện nghiên cứu lúa quốc tế International Rice Research Institute (IRRI) đã có chương trình nghiên cứu lâu dài về chọn giống, tạo giống nhằm đưa ra những giống có đặc trưng chính như: thời gian sinh trưởng, tính chống bệnh, sâu hại, năng suất, chất lượng gạo tốt… Giống lúa mới được coi là giống lúa tốt thì phải có độ thuần cao, thể hiện đầy đủ các yếu tố di truyền của giống đó, khả năng chống chịu tốt các điều kiện ngoại cảnh bất lợi của từng vùng khí hậu, đồng thời chịu thâm canh, kháng sâu bệnh hại, năng suất cao, phẩm chất tốt và ổn định qua nhiều thế hệ. Hiện nay với kỹ thuật sinh học phát triển con người ngày càng can thiệp sâu hơn, thúc đẩy nhanh quá trình chọn tạo giống mới có lợi cho con người bằng phương pháp tạo giống như: lai hữu tính, xử lý đột biến đặc biệt là kỹ thuật di truyền đang đóng góp có hiệu quả vào việc cải tiến giống lúa. Việc sử dụng các giống lúa ngắn ngày, đã cho phép làm nhiều vụ trong năm và cũng cho phép bố trí thời vụ gieo cấy trong vụ Đông Xuân muộn hơn nhằm né tránh lũ muộn và rét ở đầu vụ, đồng thời cũng là hướng tận dụng tốt nhất nguồn bức xạ mặt trời, nguồn nước., để tăng khả năng quang hợp thuần của ruộng lúa, tạo năng suất cao.
Trong những năm qua phương hướng chọn tạo giống lúa cạn thay đổi tuỳ theo vùng sinh thái nhưng phương hướng chung có thể thay đổi như sau: - Năng suất cao, ổn định. - Có nhiều dạng hình phong phú, thích nghi với từng điều kiện sinh thái cụ thể của vùng. 4 - Chiều cao cây trung bình (110-130 cm), khả năng đẻ nhánh khá từ 3-4 dảnh/khóm lên dần tới 20 dảnh/khóm. - Thân cứng, chống đổ tốt.
- 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 khoẻ, bộ rễ khoẻ, 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 sâu đục thân, rầy nâu. - Chịu được đất nhiều dinh dưỡng, thiếu lân, thừa nhôm hoặc đất chua.
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 lúa cổ truyền cao cây thân yếu. - Giữ được cơ chế chống hoặc chịu có liên quan đến ổn định năng suất, tính chống chịu hoặc chịu được với bệnh đạo ôn, chịu hạn, khả năng phục hồi đẻ nhánh sau mỗi đợt hạn. - Tạo ra được những giống có thời gian sinh trưởng khác nhau để thích hợp với các vùng sinh thái khác nhau. - Đặc tính nhạy cảm với quang chu kỳ có thể là một yêu cầu cho một số vùng như ở Đông Bắc Thái Lan.
- Giữ được đặc tính nông học tốt: Bông dài, dinh dưỡng bông cao, hạt không hở vỏ, hàm lượng amylose thấp đến trung bình. - Giữ được hoặc nâng cao tính chống chịu với các yếu tố bất lợi của đất: thiếu lân, độc tố nhôm, mangan trong đất chua, mặn và thiếu kẽm, sắt trong đất kiềm. - Nâng cao tính chống chịu sâu bệnh.