Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Đậu tương được trồng từ vĩ độ 550 Bắc đến 550 Nam, từ những vùng thấp hơn mặt nước biển cho đến những vùng cao trên 2.000 m so với mặt nước biển. Những yếu tố về môi trường có thể bao gồm: Ảnh hưởng của đất, không khí, sinh vật. Những điều kiện trong đất ảnh hưởng đến sinh trưởng cây là: nước, không khí, cấu trúc đất, nhiệt độ đất, pH, chất độc, muối, chất khoáng.
Những yếu tố không khí gồm: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm không khí, gió, nồng độ CO2 và khí gây ô nhiễm. Những yếu tố sống gồm: cạnh tranh với cỏ và những cây trồng cùng giống, loài khác, sâu bệnh và tuyến trùng. Tất cả những yếu tố ngoại cảnh này làm giảm năng suất thông qua việc gây ra những rối loạn sinh lý trong cây. Trong hạn chế đề tài này chỉ đề cập ảnh hưởng do nhiệt độ, nước, ánh sáng.
* Yêu cầu nhiệt độ Trong quá trình sinh trưởng của đậu tương, nếu nhiệt độ biến động trên hoặc dưới mức thích hợp quá nhiều, có thể gây thiệt hại đối với cây trồng. Khả năng bị thiệt hại do nhiệt độ tuỳ thuộc vào giai đoạn sinh trưởng của cây. Nhiệt độ thấp ảnh hưởng đến nảy mầm và sinh trưởng của cây con, sương mù xuất hiện ảnh hưởng phát triển quả, trong đó nhiệt độ cao cũng ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình sinh lý cây. Nhiệt độ cao thường kèm với khô hạn và bốc hơi nhiều.
Khi nghiên cứu sự nẩy mầm của hạt đậu tương thấy rằng biên độ nhiệt độ để có thể nẩy mầm là 50C - 400C, nhiệt độ tối ưu cho hạt nẩy mầm là 300C. Giống đậu tương ngắn ngày có tổng tích ôn 1.2000C, trong khi đối với những giống dài ngày là 3.8800C tương đương 140 - 160 ngày, đậu tương có khả năng chịu đựng được nhiệt độ từ 35 - 37 0C, mặc dầu vậy thì nhiệt độ tối thích để cây đậu tương phát triển tốt trong mọi pha sinh trưởng là 20 - 250C. 5 Theo Bùi Huy Đáp, (1961)[7], ở pha đầu (thời kỳ cây con) nhiệt độ có ảnh hưởng đáng kể đến nhóm đậu tương chín sớm, ít mẫn cảm với quang chu kỳ nhưng ít ảnh hưởng đến nhóm chín muộn. Chiều cao của cây đậu tương tăng trưởng thuận lợi ở nhiệt độ 17 - 230C, nhưng sự phát triển của rễ thuận lợi ở nhiệt độ 27,2 - 32,20C.
Nhìn chung người ta chú ý ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự ra hoa, làm quả, phát triển hạt hơn so với ảnh hưởng của quang chu kỳ. Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu cho thấy tầm quang trọng của sự tương tác giữa hai yếu tố tới quá trình ra hoa và làm quả. Thí nghiệm trên giống Ransom, trồng ở nhiệt độ ngày/đêm là 16/220C và 22/180C cho hoa và quả nhiều hơn ở nhiệt độ 30/260C và 18/140C. Ở nhiệt độ 18/140C và 30/260C quả hình thành ít mặc dầu hoa ra rất nhiều, chứng tỏ nhiệt độ cao và thấp đã đẫn đến hoa rụng nhiều, ở nhiệt độ trung bình, cây có nhiều đốt, hoa và số quả trên đốt.
Tương tự, giống cảm quang ra hoa chậm cũng sinh nhiều đốt, cành, tăng số quả và năng suất (Ngô Thế Dân và cộng sự 1999)[5]. * Yêu cầu độ ẩm Nước có vai trò quan trọng đối với cây đậu tương, nếu thừa nước sẽ gây tổn thương bộ rễ do thiếu không khí, thiếu nước cây bị héo hoặc năng suất giảm. Nước ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây, bao gồm cả về mặt sinh lý, sinh hoá, hình thái và giải phẫu của cây dẫn đến làm giảm năng suất. Tổng lượng mưa cần cho một vụ đậu tương khoảng 370 - 450 mm trong điều kiện không tưới, còn nếu được tưới đầy đủ thì lượng nước tiêu thụ của đậu tương lên đến 670 - 720 mm (Judy W.
Văn Tất Tuyên và cộng sự (1995) [22], theo dõi tương quan giữa năng suất đậu tương vụ Đông ở đồng bằng Bắc bộ với lượng mưa/vụ đã nhận xét: Lượng mưa là yếu tố khí hậu có tương quan rất chặt chẽ đến năng suất đậu tương vụ Đông (r = 0,72). 6 * Yêu cầu về ánh sáng: Toàn bộ năng lượng đi vào cây trồng phụ thuộc một phần vào cường độ quang hợp tối đa trên đơn vị diện tích lá và một phần vào sự hấp thụ bức xạ hoạt tính quang hợp (PAR - Photosynthe - tically active radiation) của toàn bộ diện tích lá. Cường độ quang hợp tối đa phụ thuộc vào tuổi và hàm lượng Nitơ ở lá, trạng thái nước, nhiệt độ và nồng độ CO2. Sự hấp thụ bức xạ hoạt tính quang hợp (PAR) bị ảnh hưởng bởi mật độ bức xạ trên tán cây và sự phân bổ của nó trong tán cây.
Ở điều kiện ngoài đồng ruộng, hầu hết bức xạ được tiếp nhận bởi những lá nằm ở bề mặt ngoài của tán cây (Ngô Thế Dân và cộng sự, 1999) [5] Đậu tương là cây ngày ngắn điển hình, có phản ứng chặt chẽ với độ dài ngày, cây sẽ ra hoa khi độ dài ngày ngắn hơn trị số giới hạn của giống. Các giống khác nhau phản ứng với độ dài ngày khác nhau, giống chín muộn phản ứng chặt chẽ với độ dài chiếu sáng hơn giống chín sớm. Khi nghiên cứu phản ứng quang chu kỳ của cây đậu tương biểu hiện trong thời gian sinh trưởng sinh dưỡng, nếu đậu tương gặp điều kiện ngày ngắn thì sẽ rút ngắn thời gian từ mọc đến ra hoa và thời gian phân hoá mầm hoa, dẫn tới làm giảm tích luỹ chất khô và giảm số lượng hoa. Sau khi ra hoa, nếu đậu tương gặp điều kiện ngày ngắn thời gian sinh trưởng không bị ảnh hưởng nhưng khối lượng chất khô toàn cây giảm (Nguyễn Văn Luật, 1979)[17].
Theo Đoàn Thị Thanh Nhàn và cộng sự (1996) [18], các giống đậu tương ở Việt Nam được chia làm 3 nhóm chính: Nhóm chín sớm, nhóm chín trung bình và nhóm chín muộn, nhóm chín sớm ít phản ứng với độ dài ngày nên ra hoa và chín gần như nhau ở cả 3 thời vụ xuân, hè và vụ đông. Sự chênh lệch về thời gian ra hoa và chín của các giống chín muộn rất rõ rệt giữa các vùng trồng, do đó nó phản ứng khá chặt với độ dài chiếu sáng. Tình hình nghiên cứu và sản xuất đậu tương trên thế giới 1. Tình hình nghiên cứu đậu tương trên thế giới Hiện nay nguồn gen đậu tương trên thế giới được lưu giữ chủ yếu ở các nước Australia, Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan, Mỹ, Cannada với tổng số 45.
Châu Á được coi là khu vực sản xuất đậu tương quan trọng trên thế giới, ở đây có các khu thí nghiệm chọn tạo giống hiện đại với sự tài trợ của nhiều cơ quan và tổ chức Quốc tế, như: Viện Nông nghiệp nhiệt đới quốc tế (IITA), Trung tâm nghiên cứu và phát triển rau màu châu Á (AVRDC), Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI), Trung tâm đào tạo và nghiên cứu nông nghiệp vùng Đông Nam Á, Chương trình đậu tương Quốc tế (INSOY và ISVES), các cơ quan này, tổ chức này có những bộ giống tốt và tập hợp, phân phối các bộ giống đậu tương tiến bộ cho các điểm tham gia thí nghiệm nhằm xác định và phổ biến các giống có khả năng thích ứng rộng rãi với các điều kiện các nước trong khu vực (Hartwig E. Giai đoạn 1 đã phân bố được trên 20.000 giống của 164 nước Nhiệt Đới và Á Nhiệt Đới. Đặc biệt từ năm 1970 đến nay, Trung tâm rau màu Châu Á đã thành công trong việc tạo ra giống đậu tương G2120 bán hữu hạn, đánh dấu một bước mới trong việc tạo giống có tiềm năng năng năng suất cao (70 tạ /ha). Giống đậu tương có năng suất cao nhất thế giới thập kỷ 70 là giống Miyakishrome với năng suất tiềm năng là 78 tạ/ha.
Mỹ và Canlada là những nước chú ý đến việc chọn tạo giống đậu tương, có khoảng 10.000 mẫu giống đưa vào sản xuất trên 100 dòng có khả năng chống chịu tốt với bệnh Phytophthora và thích ứng rộng như Amsory 71, Lec 36. Hướng chủ yếu trong công tác nghiên cứu là sử dụng các tổ hợp lai phức tạp, cũng như nhập nội thuần hóa trở thành giống thích nghi với vùng sinh thái, đặc biệt nhập nội để bổ sung vào quỹ gen. Đồng thời công tác chọn 8 giống ở Mỹ là hướng mục tiêu vào việc chọn ra những giống có khả năng thâm canh cao, phản ứng yếu với quang chu kỳ, chống chịu tốt với các điều kiện bất lợi, hàm lượng Protein cao, dễ bảo quản và chế biến (Johnson H. Brazin, từ năm 1976 đến nay, tuyển chọn được 1.500 dòng đậu tương.
Tạo ra các giống Doko, Numbaira, IAC - 8, Cristalina là những giống thích hợp cho vùng đất thấp ở trung tâm Brazin năng suất cao nhất là giống Cristalina đạt 3,8 tấn/ha. Hướng nghiên cứu trong thời gian tới từ trồng đến ra hoa là 40 - 50 ngày, đến chín là 107 - 120 ngày, có năng suất cao, chất lượng hạt tốt và kháng sâu bệnh như BR79 - 1098, BR - 10 (Deloyche J. Ở châu Á, Trung Quốc là quốc gia có nhiều thành tựu trong việc chọn tạo giống và sản xuất đậu tương. Những năm gần đây, Trung Quốc đã thu nhập được từ nhiều quốc gia, các vùng sinh thái khác nhau về nguồn vật liệu di truyền, đồng thời không ngừng ứng dụng các công nghệ, các tiến bộ khoa học kỹ thuật để cải tiến các giống cũ.
Do đó đã chọn tạo ra các giống mới có năng suất, chất lượng, chống chịu tốt dịch hại, thích hợp với điều kiện sinh thái. Các giống điền hình là CN001, CN002,. đều cho năng suất trung bình 34 - 43 tạ/ha trên nhiều vùng sản xuất. Ấn Độ, từ năm 1963 đã bắt đầu khảo nghiệm các giống đậu tương và nhập nội, tại trường Đại học Tổng hợp Pathaga.
Năm 1967, Ấn Độ thành lập tổ chức AICRPS (The all India Convidinated Resarch Project on Soybean) và NRCS (National Research Centre for Soybean), tập trung nghiên cứu về genotype và phát hiện ra 50 tính trạng phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới, đồng thời phát triển giống mới có triển vọng như Birsasoil, ĐS74 - 24 - 2. Năm 1985, hai tác giả là Gingh và Chaudhary đã xác định được 6 giống trong 32 giống đậu tương triển vọng có năng suất cao và ổn định như HM93, PK73 - 92. Trung tâm phát triển rau màu Châu Á (AVRDC - Đài Loan) bằng phương pháp lai hữu tính và gây đột biến, từ năm 1961 đã bắt đầu chương trình chọn tạo giống và đưa vào sản xuất các giống Kaohsiung 3, Tainung 9 3, Tainung 4, các có năng suất cao và quả không bị nứt. Các giống này đã được dùng làm nguồn gen kháng bệnh trong các chương trình lai tạo ở các cơ sở khác nhau.