Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỂ TÀI Tiến bộ nổi bật của khoa học kỹ thuật trên thế giới những năm cuối thế kỷ 20 là ứng dụng ưu thế lai trong quá trình chọn tạo giống. Các nhà khoa học đã thành công trong việc lai tạo ra những giống đậu tương mới năng suất cao, khả năng chống chịu tốt hơn các thế hệ trước đó. Các giống đậu tương mới sử dụng ưu thế lai trong tạo giống có ưu điểm là năng suất cao, có khả năng chống chịu tốt với sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất thuận như hạn, rét… Các giống mới phát triển được trong sản xuất phải có độ đồng đều cao, thể hiện các yếu tố di truyền tốt của giống, có khả năng chống chịu tốt với các điều kiện ngoại cảnh bất thuận của từng vùng khí hậu, chống chịu sâu bệnh tốt, năng suất cao, chất lượng tốt và ổn định qua nhiều thế hệ.
Tuy nhiên để phát huy hiệu quả của giống phải sử dụng phù hợp với điều kiện sinh thái, kinh tế xã hội của từng vùng. Các giống khác nhau phản ứng với điều kiện sinh thái của vùng khác nhau. Vì vậy, đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu sâu bệnh, năng suất và chất lượng của giống trước khi mở rộng sản xuất là vấn đề rất cần thiết. VAI TRÒ CỦA GIỐNG TRONG SẢN XUẤT ĐẬU TƯƠNG Trong sản xuất nông nghiệp, giống là một tư liệu sản xuất đặc biệt.
Trước kia để có giống mới, con người chỉ chọn lọc từ những loại hình có sẵn trong tự nhiên. Ngày nay khoa học hiện đại phát triển, công tác giống không chỉ chọn lọc mà còn chủ động tạo ra các giống mới bằng phương pháp lai tạo, dùng tác nhân vật lý, hóa học… Giống tốt là cơ sở tăng năng suất cây trồng, ở hầu hết các loại cây trồng, giống quyết định 65-67% năng suất. n 5 Đối với sản xuất đậu tương, giống được coi là yếu tố quan trọng trong việc tăng năng suất và chất lượng sản phẩm. Trong những năm qua những giống mới đã góp phần cải thiện đánh kể năng suất đậu tương ở Việt Nam.
Các giống đậu tương sử dụng trong sản xuất có thể chia làm hai loại: Giống cổ truyền và giống mới (Nguyễn Văn Luật, 2005) [29]. Giống cổ truyền có được là do chọn lọc tự nhiên, giống nào thích ứng tốt được giữ lại làm giống cho vụ sau. Những giống cổ truyền còn giữ lại đến ngày nay đã qua một thời gian dài chọn lọc tự nhiên và chọn lọc bởi người lao động. Nhiều giống cổ truyền mang những đặc tính quý như khả năng chống chịu tốt, chất lượng tốt.
Giống mới do áp dụng các phương pháp khoa học chọn tạo ra. Các giống mới có tiềm năng năng suất cao, chất lượng tốt, kháng sâu bệnh, thích nghi và chịu đựng những điều kiện bất lợi của ngoại cảnh như chua, mặn, hạn, úng…. Đối với cây đậu tương, hiệu quả sản xuất được tăng lên rõ rệt khi thay thế giống cũ bằng giống mới. Kết quả nghiên cứu của (Bế Thị Uyên, 2001)[40] tại Cao Bằng cho thấy giống DT84 đạt năng suất 15,1 tạ/ha trong khi đó giống địa phương chỉ đạt năng suất 6 tạ/ha.
Lợi nhuận tăng so với giống địa phương trong cùng một vụ sản xuất là 3. Giống đậu tương cao sản DT96 do Viện Di truyền Nông nghiệp chọn tạo được khảo nghiệm Quốc gia qua 3 năm (1998, 2002 và 2003) tại Vĩnh Phúc, Hải Dương, Hà Nội, Phú Thọ, Bắc Giang, Thái Nguyên, Thanh Hóa, Quảng Ngãi, với đối chứng là V-74, DT84, ĐT92, VX-92. Ở các điểm khảo nghiệm DT96 đều sinh trưởng, phát triển tốt, chống chịu sâu bệnh tốt, năng suất cao hơn các giống đang sử dụng tại địa phương 10-24% (Báo Nông nghiệp Việt Nam, 2003)[2]. Kết quả trồng giống đậu tương VX93 tại Hà Giang cho thấy, VX93 thích hợp với vụ xuân và hè thu, vụ xuân năng suất đạt 16,5 tạ/ha và vụ hè thu là n 6 13,8 tạ/ha, năng suất cao hơn giống đang trồng tại địa phương là 30% (Nguyễn Hữu Tâm, 2003) [35].
Năm 2006, Nguyễn Xuân Hách [17] đã thử nghiệm giống đậu tương nhập nội Tạp Hoàng số 4 tại Hải Dương, kết quả cho thấy Tạp Hoàng số 4 có tiềm năng năng suất cao hơn 22,6% so với DT84. Tại An Giang vụ hè thu 2007, giống đậu tương cao sản DT2006 được sử dụng thay thế giống cũ, kết quả cho thấy DT2006 có nhiều ưu điểm vượt trội như thời gian sinh trưởng ngắn (80-85 ngày), thân to, nhiều cành, đạt 60- 70 quả/cây, năng suất đạt 45 tạ/ha, cao hơn giống cũ 12 tạ/ha lợi nhuận cao hơn 10 triệu đồng/ha so với giống cũ (TTX Việt Nam, 2007)[37]. Viện Di truyền nông nghiệp đã trồng thử nghiệm thành công giống đậu tương đột biến chịu hạn DT2008. Giống DT2008 đã có nhiều ưu điểm vượt trội so với các giống khác, năng suất đạt 18-35 tạ/ha, trong điều kiện khó khăn năng suất cao gấp 1,5-2 lần so với các giống thông thường.
Tại Võ Nhai, Thái Nguyên năng cao gấp 3-4 lần so với giống đậu tương Cúc Nhật. Ở Yên Sơn, Tuyên Quang cùng mức đầu tư như ĐT84 nhưng lợi nhuận của DT2008 đạt 749.050 đồng/sào, còn ĐT84 chỉ đạt 167. Giống đậu tương HL-07-15 của Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm Hưng Lộc (Đồng Nai) đã được trồng thử nghiệm tại Đồng Tháp. HL-07-15 thích nghi với vùng đất gò đồi, cây thấp, chống đổ tốt, kháng được bệnh rỉ sắt, năng suất trên 20 ta/ha, lợi nhuận tăng 2 lần so với giống đậu tương cũ của vùng (giống đậu tương 17A) (Nguyễn Văn Ngộ, 2010) [31].
Trong sản xuất đậu tương, các giống mới đã thể hiện được ưu việt so với các giống cũ, đã khẳng định được vai trò của nó trong cải thiện năng suất. Đậu tương là cây trồng ngắn ngày có tầm quan trọng rất lớn đối với nền kinh tế của nhiều nước trên thế giới. Do nhu cầu sử dụng sản phẩm của đậu tương ngày càng tăng, nên hàng năm lượng đậu tương lưu thông trên thị n 7 trường rất lớn, năm 2005 lượng đậu tương xuất nhập khẩu là 63,34 triệu tấn. Để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng hiện nay nhiều nước trên thế giới đã đầu tư phát triển sản xuất để nâng cao sản lượng đậu tương bằng cách mở rộng diện tích và cải thiện năng suất.
Sản xuất đậu tương hiện nay cũng như các ngành nông nghiệp khác đang chịu áp lực rất lớn do biến đổi khí hậu. Tiềm năng mở rộng diện tích không đáng kể vì diện tích đất canh tác ngày càng thu hẹp bởi sự gia tăng dân số, sự phát triển của công nghiệp và do các hiện tượng bất thường xảy ra trong tự nhiên như hạn hán, lũ lụt…. Cho nên để đáp ứng nhu cầu của xã hội, giải pháp quan trọng hiện nay là tăng năng suất và sự lựa chọn thích hợp là sử dụng giống mới kết hợp với các biện pháp kỹ thuật tiên tiến phù hợp với yêu cầu của giống. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỌN TẠO GIỐNG ĐẬU TƯƠNG Trong chọn tạo giống đậu tương, một mô hình chọn tạo giống thành công, trước hết phụ thuộc vào mục tiêu đặt ra đúng và phương pháp chọn tạo giống hiệu quả.
Mục tiêu quan trọng của các nhà chọn tạo giống đậu tương cũng như người sản xuất là tiềm năng năng suất của giống. Bên cạnh yếu tố năng suất, nhà chọn tạo giống cần quan tâm đến các yếu tố ảnh hưởng bất lợi đến năng suất đậu tương như sâu bệnh và ngoại cảnh. Tiềm năng năng suất của giống không đạt được nếu bị sâu bệnh phá hại và bị đổ. Chọn giống chống chịu sâu bệnh là mục tiêu quan trọng trong quá trình chọn tạo giống.
Tính kháng dọc, kháng ngang và chịu sâu bệnh là phương tiện tốt để bảo vệ cây trồng. Tính chống đổ là đặc tính quan trọng của cây đậu tương, nếu bị đổ, năng suất đậu tương bị giảm đáng kể. Tính chống đổ có thể tăng qua quá trình chọn lọc. Ngoài ra để có giống đậu tương tốt, các nhà chọn tạo giống cần quan tâm đến một số chỉ tiêu nông học như: thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, kích thước hạt, hàm lượng protein, dầu ….
n 8 Đậu tương là cây tự thụ vì vậy để tạo ra giống đậu tương mới có thể sử dụng phương pháp chọn lọc các nguồn gen nhập nội, lai tạo và xử lý đột biến. Phương pháp nhập nội và chọn lọc Nhập nội và sự giao phấn tình cờ trong thiên nhiên giữa các vật liệu nhập nội với các giống đã có đã tạo ra biến dị di truyền cho chọn lọc. Đây chính là cơ hội phát triển các giống mới có khả năng cho năng suất cao. Nhập nội là nguồn cung cấp gen hay tổ hợp lai để cải lương một kiểu gen thích ứng tốt đã có.
Tuy nhiên khi mới nhập nội, một số quần thể cây trồng tỏ ra thích ứng kém với điều kiện khí hậu mới, vì vậy cần phải tiến hành chọn lọc, khi quần thể mới thích ứng với điều kiện mới thì được công nhận là thích nghi (Trần Đình Long, 1997) [25]. Đối với cây đậu tương, với các nguồn gen nhập nội, phương pháp chọn lọc hiệu quả nhất hiện nay là chỉ số chọn giống. Pesek và Baker (1960) so sánh phương pháp chỉ số chọn giống với chọn lọc từng bước của hai đặc tính có tương quan nghịch với nhau ở thế hệ F6 và F7. Kết quả cho thấy chỉ số chọn giống cho hiệu quả cao hơn, đặc biệt là ở các chỉ tiêu có hệ số di truyền thấp.
Pritchard và cs (1973), cho rằng ở chỉ tiêu năng suất hạt, chỉ số chọn lọc cho hiệu quả cao hơn chọn lọc trực tiếp khi áp dụng phương pháp chỉ số vào thế hệ F4 và F5 của cặp lai giữa hai dòng (Ngô Thế Dân, 1999) [9]. Kết quả chọn lọc theo chỉ số của Jonhson và cs (1955) [63] ở các tính trạng như thời gian đậu quả, kích thước hạt, tính chống tách hạt, chống đổ, hàm lượng protein và năng suất cho thấy hiệu quả khác nhau giữa các tính trạng. Tính trạng thời gian sinh trưởng và khối lượng 1000 hạt chọn lọc theo chỉ số tương đương với chọn lọc trực tiếp. Chọn lọc theo chỉ số ở các tính trạng năng suất, tính chống đổ, hàm lượng dầu, hàm lượng đạm đạt 126,2- 140,8% ở các quần thể nghiên cứu.
n 9 Mặc dù về mặt lý thuyết, chỉ số chọn lọc cho hiệu quả cao hơn, song phương pháp này ứng dụng hạn chế trong việc đánh giá tầm quan trọng của các đặc tính được chọn lọc. Phương pháp lai tạo Lai là một trong những phương pháp hiệu quả để cải thiện năng suất, chất lượng đậu tương.