Chương I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài 1. Cơ sở khoa học của đề tài Để phát triển một nền sản xuất nông nghiệp tiên tiến, có tính bền vững cao thì sản xuất nông nghiệp phải dựa trên cơ sở áp dụng một cách khoa học giữa các yếu tố giống, phân bón, nước, kỹ thuật thâm canh, đồng thời bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, tránh ô nhiễm môi trường. Trong đó sử dụng giống tốt có năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu với điều kiện bất thuận và sâu, bệnh hại, có khả năng cải tạo và bảo vệ đất, hạn chế ô nhiễm môi trường là yếu tố quan trọng hàng đầu.
Đậu tương được sản xuất với các mục tiêu khác nhau. Cho nên công tác giống cần tập trung vào một số mục tiêu: - Chọn tạo giống cho năng suất cao phù hợp với điều kiện sinh thái của từng vùng. - Chọn tạo giống cho chất lượng hạt tốt phục vụ ngành công nghiệp chế biến xuất khẩu. - Chọn tạo giống có hàm lượng dầu cao phục vụ chương trình sản xuất dầu thực vật.
Điều kiện khí hậu, đất đai của Việt Nam rất thuận lợi cho cây đậu tương sinh trưởng và phát triển. Tuy nhiên, mỗi giống yêu cầu điều kiện đất đai, khí hậu và chế độ canh tác khác nhau vì vậy trước khi đưa vào sản xuất cần nghiên cứu để đánh giá khả năng thích ứng của chúng trong từng điều kiện cụ thể. Cơ sở thực tiễn của đề tài Hiện nay, ở hầu hết các tỉnh miền núi phía Bắc nói chung và huyện Na Hang, tỉnh Tuyên Quang nói riêng, diện tích đất hoang hoá còn rất nhiều, tập n 5 trung chủ yếu ở những vùng không chủ động nước, đất đồi thấp. Một số vùng được trồng một số loại cây trồng có giá trị kinh tế không cao.
Thực tế diện tích đất bằng chưa sử dụng của huyện Na Hang còn 1393,6 ha, diện tích đất đồi núi chưa sử dụng còn 5077 ha, đất 1 vụ lúa là 1. Do đó, việc đưa cây trồng cạn nói chung và cây đậu tương núi riêng vào sản xuất là rất cần thiết, nhằm tăng hiệu quả sử dụng đất, góp phần cải tạo đất, chống xói mòn, thoái hoá đất, nâng cao thu nhập cho nông dân, cải thiện đời sống cộng đồng. Tình hình nghiên cứu về chọn tạo giống đậu tương trên thế giới và Việt Nam 1. Tình hình nghiên cứu về chọn tạo giống đậu tương trên thế giới Nhận thức được tầm quan trọng của cây đậu tương, cũng như nhu cầu sử dụng các sản phẩm được chế biến từ đậu tương ngày một gia tăng trong khi diện tích gieo trồng không phải là vô hạn, nên nhiều Quốc gia trên thế giới đã đầu tư lớn cho việc chọn tạo giống, và thâm canh tăng năng suất.
Do vậy đòi hỏi các nhà khoa học trong lĩnh vực chọn tạo giống đậu tương cần sử dụng các kỹ thuật như lai tạo, nhập nội, chọn lọc hoặc dùng các tác nhân vật lý, hoá học để tạo giống mới có năng suất cao, khả năng chống chịu tốt khả năng thích ứng rộng để thường xuyên bổ sung giống mới cho sản xuất. Hiện nay nguồn gen đậu tương được lưu giữ ở 15 nước trên thế giới: Đài Loan, Australia, Trung Quốc, Pháp, Nigeria, Ấn Độ, Inđônêxia, Nhật Bản, Triều Tiên, Nam Phi, Thụy Điển, Thái Lan, Mỹ và Liên Xô (cũ) với tổng số 45. Thí nghiệm quốc tế về đánh giá giống đậu tương thế giới (ISVEX) lần thứ nhất vào năm 1973 đó tiến hành với quy mô là 90 điểm thí nghiệm được bố trí ở 33 nước đại diện cho các đới môi trường. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Trong phạm vi các địa điểm thí nghiệm từ xích đạo đến vĩ tuyến 30 0 và n 6 độ cao dưới 500m có mức đổ cây, năng suất trung bình và trọng lượng hạt giảm khi vĩ tuyến tăng.
Tuy vậy, chiều cao cây không đạt mức tối ưu ở tất cả các đới. Mức tách quả rụng hạt đều không nặng ở tất cả các đới (Hoàng Văn Đức,1982)[12]. Trung tâm nghiên cứu và phát triển rau màu châu Á (AVRDC) đã thiết lập hệ thống đánh giá (Soybean- Evaluation trial- Aset) giai đoạn 1 đã phân phát được trên 20.000 giống đến 546 nhà khoa học của 164 nước Nhiệt Đới và Á Nhiệt Đới. Kết quả đánh giá giống của Aset là đã đưa vào trong mạng lưới sản xuất được 21 giống ở trên 10 quốc gia (Nguyễn Thị Út, 2006)[34].
Mỹ là quốc gia luôn đứng đầu về năng suất và sản lượng đậu tương đã tạo ra nhiều giống đậu tương mới.000 mẫu giống đậu tương thu thập từ các nước trên thế giới. Mục tiêu của công tác chọn tạo giống đậu tương của Mỹ là chọn ra những giống có khả năng thâm canh, phản ứng với quang chu kỳ, chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh bất thuận, hàm lượng protein cao, dễ bảo quản và dễ chế biến (Johnson H. Trung Quốc trong những năm gần đây cũng tạo ra nhiều giống đậu tương mới. Bằng phương pháp đột biến thực nghiệm đã tạo ra giống Tiefeng 18 do xử lý bằng tia gama có khả năng chịu được phèn cao, không đổ, năng suất cao, phẩm chất tốt.
Giống Heinoum N06, Heinoum N016 xử lý bằng tia gama có hệ rễ tốt, lóng ngắn, nhiều cành, chịu hạn, khả năng thích nghi rộng. Tại Viện Hàn lâm Khoa học Tilin– Trung Quốc, Liu X.H (1990)[49] khi phân tích khả năng kết hợp và di truyền của hàm lượng protein, dầu và thành phần của chúng ở F2. Ông thấy có 3 giống từ Trung Quốc cho 11 đặc tính tốt gồm: năng suất hạt và protein tổng số/đơn vị diện tích và sản lượng dầu tổng số.5 giống của Mỹ có những đặc tính như: protein, axit oleic và axit linolenic. bởi giá trị khả năng kết hợp chung và n 7 giá trị di truyền cho dầu, axit oleic và axit linolenic, protein tổng số và sản lượng dầu tổng số/đơn vị diện tích cao, những đặc tính đó sẽ đạt được ở thế hệ F2.
Đài Loan bắt đầu chương trình chọn tạo giống đậu tương từ năm 1961 và đã đưa vào sản xuất các giống Kaoshing 3, Tai nung 3, Tai nung 4, cho năng suất cao hơn giống khởi đầu và vỏ quả không bị nứt. Đặc biệt giống Tai nung 4 được dùng làm nguồn gen kháng bệnh trong các chương trình lai tạo giống ở các cơ sở khác nhau như trạm thí nghiệm Major (Thái Lan), Trường Đại học Philippin (Vũ Tuyên Hoàng và cs. Ấn Độ tiến hành khảo nghiệm các giống địa phương và nhập nội tại trường Đại học tổng hợp Pathaga. Tổ chức AICRPS (The India Coordinated Research Rroject on Soybean) và NRCS (National Research Center for Soybean) đã tập trung nghiên cứu và phát hiện ra 50 tính trạng phù hợp với khí hậu nhiệt đới, đồng thời phát hiện những giống chống chịu cao với bệnh khảm virus (Brown D.
Thái lan với sự phối hợp giữa hai trung tâm MOAC và CGPRT nhằm cải tiến giống có năng suất cao, chống chịu với một số bệnh hại chính (gỉ sắt, sương mai, vi khuẩn,…) đồng thời có khả năng chịu được đất mặn, chịu được hạn hán và ngày ngắn (Judy W. Tại Indonesia các nhà nghiên cứu chọn tạo nhằm mục đích cải tiến giống có năng suất cao trồng được ở vùng đất thấp sau vụ thu hoạch lúa, với thời gian sinh trưởng ngắn khoảng 70- 80 ngày, chống chịu bệnh gỉ sắt và có hạt dạng thon dài. 13 giống có năng suất cao được tạo ra và khuyến cáo gieo trồng trong đó có giống Wilis được trồng phổ biến nhất, giống này có thời gian sinh trưởng 85 ngày, khả năng chống đổ tốt, thích ứng với môi trường không thuận lợi (đất không cày bừa; đất khó tiêu nước). Việc cải tiến giống đã góp phần đưa năng suất đạt 25 tạ/ha, chất lượng hạt được tăng lên rõ rệt (Sumarno và T.
Qua chọn lọc họ cũng chọn được n 8 một số giống trồng được trên đất ướt sau vụ thu hoạch lúa với việc làm đất tối thiểu hoặc không làm đất trong mùa khô mà vẫn cho năng suất 14,7- 16,8 tạ/ha như các giống Kerinci, Lompobatang, Rinjani, (Buitrago G,L., 1971) [40] Theo Kamiya và cs., (1998) [45]: Viện Tài Nguyên sinh học Nông nghiệp Quốc gia Nhật Bản đang lưu giữ khoảng 6000 mẫu giống đậu tương khác nhau, trong đó có 2000 mẫu giống được nhập từ nước ngoài về phục vụ cho công tác chọn tạo giống. Một trong những hướng cơ bản của việc nghiên cứu sự biến dị và di truyền ở đậu tương là xác định hệ số di truyền của các tính trạng khác nhau. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã dùng các phương pháp xác định hệ số di truyền khác nhau, các đối tượng nghiên cứu khác nhau và thực hiện ở các điều kiện gieo trồng khác nhau nên kết quả thu được không đồng nhất. Bằng phương pháp hồi qui của giá trị trung bình các dòng F3 trên sự biểu hiện của từng cá thể F2 đã xác định được hệ số di truyền về năng suất và ngày chín tương ứng là 15,66% và 85%.
Khi nghiên cứu về hệ số di truyền Liu.H (1990)[49] cho rằng năng suất hạt có hệ số di truyền thấp nhất và kích thước hạt có hệ số di truyền cao nhất. Còn Dencescu (1983)[42] lại cho rằng cả hai tính trạng về năng suất và kích thước hạt đều có hệ số di truyền thấp nhất. Theo Alams và cs., (1983) [38] đã xác định được hệ số di truyền có giá trị cao đối với số hạt/quả và thời gian sinh trưởng. Đánh giá hệ số tương quan di truyền và kiểu hình trên cây đậu tương của tất cả các dạng kết hợp có thể của bảy tính trạng ở ba quần thể đậu tương thế hệ F2, cho thấy năng suất hạt có mối tương quan thuận chắc chắn với thời gian sinh trưởng và khối lượng hạt.
Khi nghiên cứu hệ số tương quan kiểu hình và di truyền của mười một tính trạng số lượng ở ba tổ hợp lai đậu tương cũng cho thấy năng suất hạt có mối quan hệ với thời gian sinh trưởng, số cành/cây, số n 9 quả/cây, số hạt/quả và hàm lượng dầu trong hạt, số đốt/cây có hệ số tương quan di truyền thuận với năng suất hạt. Ở kết quả nghiên cứu khác, năng suất có tương quan thuận với số quả/cây (0,72); khối lượng 1000 hạt (0,255) và thời gian sinh trưởng (0,16) (Banadjanegara và Umar, 1998) [39]. Qua nghiên cứu Sanbuchi và Gotok, (1969)[51] đã xác định được hệ số hồi qui cho 5 giống đậu tương ở Hohkaido – Nhật Bản từ số liệu lấy ở 7 nơi trong sáu năm. Kết quả nghiên cứu cho thấy với giống có tính thích ứng rộng về không gian thì lại nhạy cảm về mặt thời gian; còn một số giống có thích ứng rộng cho thời vụ gieo trồng trong năm thì lại thích ứng hẹp về nơi trồng.