TUYỂN CHỌN GIỐNG MÍA (Saccharum officinarum L.) NHẬP NỘI CÓ NĂNG SUẤT CAO, THÍCH HỢP TẠI TỈNH TÂY NINH VÀ KHÁNH HÒA

• Tác giả: Đoàn Thị Hồng Điểm
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Văn Hiền
• Trường học: Trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Khoa học Cây trồng
• Đề tài: Tuyển chọn giống mía (Saccharum officinarum L.) nhập nội có năng suất cao, thích hợp tại tỉnh Tây Ninh và Khánh Hòa
• Loại tài liệu: Luận án Tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nội dung nghiên cứu
• 2.2. Điều kiện tự nhiên khu vực thí nghiệm
• 2.3. Các hóa chất dùng trong nghiên cứu
• 2.4. Nội dung 1: Sơ tuyển và đánh giá đa dạng di truyền tập đoàn 32 giống mía nhập nội bằng chỉ thị phân tử SSR
• 2.5. Nội dung 2: Khảo nghiệm cơ bản 8 giống mía tiềm năng được chọn lọc từ sơ tuyển 32 giống mía nhập nội tại hai tỉnh Tây Ninh và Khánh Hòa
• 2.6. Nội dung 3: Nghiên cứu khả năng chống chịu với điều kiện khô hạn của 5 giống mía triển vọng
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Sơ tuyển và đánh giá đa dạng di truyền tập đoàn 32 giống mía nhập nội sử dụng chỉ thị phân tử SSR
• 3.2. Một số đặc điểm hình thái của các giống mía nhập nội được khảo sát
• 3.3. Kết quả đánh giá đa dạng di truyền của tập đoàn 32 giống mía nhập nội
• 3.4. Phân tích tương đồng di truyền của tập đoàn 32 giống mía nhập nội và 2 giống đối chứng
• 3.5. Khảo nghiệm cơ bản 8 giống mía tiềm năng được chọn lọc từ sơ tuyển 32 giống mía nhập nội tại hai tỉnh Tây Ninh và Khánh Hòa
• 3.6. Đặc điểm sinh trưởng ở giai đoạn đẻ nhánh, tái sinh của 8 giống mía trong khảo nghiệm cơ bản tại tỉnh Tây Ninh
• 3.7. Diễn biến mật độ cây qua các giai đoạn sinh trưởng chính của các giống mía khảo nghiệm tại tỉnh Khánh Hòa
• 3.8. Khả năng mọc mầm, tái sinh và đẻ nhánh của các giống mía
• 3.9. Năng suất mía, chữ đường (CCS) và năng suất đường của các giống mía khảo nghiệm
• 3.10. Nghiên cứu đặc tính chống chịu với điều kiện khô hạn của 5 giống mía triển vọng
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Giới Thiệu Giống Mía Năng Suất Cao Nghiên Cứu Tây Ninh KH

Nghiên cứu tuyển chọn giống mía năng suất cao là một yếu tố then chốt để nâng cao hiệu quả sản xuất mía đường, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và yêu cầu ngày càng cao về chất lượng. Luận án này tập trung vào việc tuyển chọn giống mía nhập nội có năng suất cao, phù hợp với điều kiện canh tác tại hai tỉnh Tây Ninh và Khánh Hòa. Việc lựa chọn các giống mía mới không chỉ dựa trên năng suất mía mà còn xem xét đến khả năng thích ứng với điều kiện địa phương, khả năng chống chịu sâu bệnh và chất lượng mía đường. Mục tiêu cuối cùng là cung cấp cho người nông dân những giống mía tốt nhất, góp phần tăng thu nhập và phát triển ngành mía đường bền vững. Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 1 năm 2016 đến tháng 12 năm 2021, đánh giá 32 giống mía nhập nội, từ đó chọn ra những giống mía triển vọng nhất. Theo Đoàn Thị Hồng Điểm, tác giả luận án, "kết quả nghiên cứu này có thể đóng vai trò làm nền tảng quan trọng, cung cấp cơ sở dữ liệu về thông tin di truyền và các tính trạng nông học cho các chương trình chọn tạo giống mía sau này."

1.1. Tổng Quan Về Tình Hình Sản Xuất Mía Đường Hiện Nay

Tình hình sản xuất mía đường hiện nay đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm biến động giá cả thị trường, biến đổi khí hậu và sự cạnh tranh từ các loại đường thay thế. Việc sử dụng các giống mía năng suất cao là một giải pháp quan trọng để giảm chi phí sản xuất và tăng tính cạnh tranh của sản phẩm mía đường. Nghiên cứu và phát triển các giống mía mới, có khả năng thích ứng với các điều kiện canh tác khác nhau, là yếu tố then chốt để duy trì và phát triển ngành mía đường. Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (BNN & PTNT), năng suất mía trung bình của Việt Nam còn thấp so với nhiều nước trong khu vực, do đó việc tuyển chọn giống có vai trò hết sức quan trọng. Cần có những chính sách hỗ trợ để khuyến khích nghiên cứu và ứng dụng các giống mía tiên tiến vào sản xuất, đồng thời nâng cao trình độ kỹ thuật canh tác cho người nông dân.

1.2. Vai Trò Của Giống Mía Năng Suất Cao Trong Nông Nghiệp

Giống mía năng suất cao đóng vai trò quan trọng trong việc tăng năng suất và hiệu quả kinh tế cho người trồng mía. Những giống mía này thường có khả năng sinh trưởng tốt, chống chịu sâu bệnh tốt hơn và cho năng suất mía cao hơn so với các giống mía truyền thống. Việc sử dụng giống mía năng suất cao cũng giúp giảm chi phí sản xuất, tiết kiệm tài nguyên và bảo vệ môi trường. Ngoài ra, các giống mía mới thường có chất lượng mía đường tốt hơn, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của thị trường. Nghiên cứu và phát triển các giống mía có khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu là một ưu tiên hàng đầu, giúp đảm bảo năng suất và ổn định sản xuất trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Đồng thời, cần chú trọng đến việc bảo tồn và phát huy các giống mía địa phương, có giá trị văn hóa và lịch sử.

II. Thách Thức Trong Tuyển Chọn Giống Mía Năng Suất Cao Tại VN

Việc tuyển chọn giống mía năng suất cao ở Việt Nam đối mặt với nhiều thách thức. Một trong những thách thức lớn nhất là sự đa dạng về điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng giữa các vùng trồng mía. Điều này đòi hỏi các giống mía phải có khả năng thích ứng rộng, hoặc cần tuyển chọn các giống mía phù hợp với từng vùng cụ thể. Bên cạnh đó, sự xuất hiện của các loại sâu bệnh hại mới, cùng với biến đổi khí hậu, cũng gây khó khăn cho việc tuyển chọn giống. Các giống mía cần có khả năng chống chịu sâu bệnh và chịu hạn tốt để đảm bảo năng suất mía ổn định. Theo PGS. Phạm Văn Hiền, một trong những người hướng dẫn luận án, "cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các nhà khoa học, các doanh nghiệp và người nông dân để đẩy nhanh quá trình tuyển chọn và đưa các giống mía mới vào sản xuất". Ngoài ra, việc thiếu nguồn lực tài chính và cơ sở vật chất cũng là một trở ngại lớn đối với công tác nghiên cứu và tuyển chọn giống.

2.1. Khó Khăn Về Điều Kiện Khí Hậu Và Thổ Nhưỡng Vùng Miền

Sự khác biệt về khí hậu Tây Ninh và khí hậu Khánh Hòa, cũng như sự đa dạng về thổ nhưỡng Tây Ninh và thổ nhưỡng Khánh Hòa, tạo ra những thách thức lớn trong việc tuyển chọn giống mía. Các giống mía phải có khả năng thích ứng với các điều kiện thời tiết khác nhau, từ hạn hán đến ngập úng, cũng như các loại đất khác nhau, từ đất cát đến đất sét. Việc đánh giá khả năng thích ứng của các giống mía trong các điều kiện khác nhau đòi hỏi các thí nghiệm và khảo nghiệm quy mô lớn, kéo dài trong nhiều năm. Điều này đòi hỏi sự đầu tư lớn về thời gian, công sức và nguồn lực tài chính. Cần có các phương pháp đánh giá nhanh và chính xác để tuyển chọn các giống mía phù hợp với từng vùng, giúp người nông dân giảm thiểu rủi ro và tăng hiệu quả sản xuất.

2.2. Tình Trạng Sâu Bệnh Hại Mía Và Biến Đổi Khí Hậu Tiêu Cực

Sự gia tăng của các loại sâu bệnh hại mới và tác động của biến đổi khí hậu và mía gây ra những thiệt hại lớn cho sản xuất mía đường. Các giống mía cần có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt để giảm thiểu việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, bảo vệ môi trường và sức khỏe con người. Đồng thời, các giống mía cần có khả năng chịu hạn, chịu úng và chịu nhiệt tốt để đảm bảo năng suất mía ổn định trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Việc nghiên cứu và phát triển các giống mía kháng bệnh và giống mía chịu hạn là một ưu tiên hàng đầu, giúp người nông dân giảm thiểu rủi ro và thích ứng với biến đổi khí hậu. Cần có các chương trình giám sát và cảnh báo sớm về sâu bệnh hại, cũng như các biện pháp phòng trừ hiệu quả để bảo vệ sản xuất mía đường.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Giống Mía Năng Suất Tây Ninh KH

Luận án sử dụng một phương pháp tiếp cận toàn diện để tuyển chọn giống mía năng suất cao. Đầu tiên, 32 giống mía nhập nội được đánh giá về đặc điểm nông học và di truyền. Sau đó, 8 giống mía tiềm năng được chọn lọc và khảo nghiệm cơ bản tại Tây Ninh và Khánh Hòa. Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối đầy đủ ngẫu nhiên (RCBD), với các chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất mía được thu thập và phân tích. Ngoài ra, khả năng chịu hạn của các giống mía triển vọng được đánh giá dựa trên sự biểu hiện gen P5CS trong điều kiện khô hạn. Các phương pháp phân tích di truyền như SSR được sử dụng để đánh giá sự đa dạng di truyền và mối quan hệ giữa các giống mía. Theo TS. Lê Quang Tuyền, đồng hướng dẫn luận án, "việc kết hợp các phương pháp đánh giá nông học và di truyền giúp tuyển chọn được các giống mía có tiềm năng cao và ổn định trong các điều kiện khác nhau".

3.1. Đánh Giá Đặc Điểm Nông Học Của Các Giống Mía Nhập Nội

Việc đánh giá đặc điểm nông học của các giống mía nhập nội là bước quan trọng để tuyển chọn các giống mía có tiềm năng cao. Các chỉ tiêu được đánh giá bao gồm: thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, đường kính thân, số lượng lóng, khả năng đẻ nhánh, khả năng chống chịu sâu bệnh và khả năng chống đổ ngã. Các chỉ tiêu này được thu thập và so sánh với các giống mía đối chứng để xác định các giống mía có ưu điểm vượt trội. Việc đánh giá đặc điểm nông học được thực hiện trong nhiều vụ, tại các địa điểm khác nhau để đảm bảo tính chính xác và khách quan. Các kết quả đánh giá nông học được sử dụng để lựa chọn các giống mía tiềm năng cho các bước khảo nghiệm tiếp theo. Cần có các phương pháp đánh giá nhanh và hiệu quả để tuyển chọn các giống mía có tiềm năng cao trong thời gian ngắn.

3.2. Phân Tích Di Truyền Bằng Chỉ Thị Phân Tử SSR Cho Độ Chính Xác Cao

Phân tích di truyền bằng chỉ thị phân tử SSR (Simple Sequence Repeats) là một công cụ mạnh mẽ để đánh giá sự đa dạng di truyền và mối quan hệ giữa các giống mía. SSR là các đoạn DNA ngắn, lặp lại nhiều lần và phân bố rộng rãi trong hệ gen của cây mía. Các chỉ thị SSR có tính đa hình cao, dễ dàng phát hiện và phân tích, giúp xác định các giống mía có nguồn gốc khác nhau. Phân tích SSR được sử dụng để xây dựng cây phân nhóm di truyền, xác định các nhóm giống mía có đặc điểm di truyền tương đồng. Các kết quả phân tích SSR được kết hợp với các kết quả đánh giá nông học để tuyển chọn các giống mía có tiềm năng cao và đa dạng về mặt di truyền. Việc sử dụng chỉ thị phân tử giúp tăng độ chính xác và hiệu quả của công tác tuyển chọn giống.

3.3. Khảo Nghiệm Khả Năng Chịu Hạn Dựa Trên Biểu Hiện Gen P5CS

Khả năng chịu hạn là một đặc tính quan trọng đối với các giống mía trồng ở các vùng khô hạn. Việc đánh giá khả năng chịu hạn của các giống mía được thực hiện bằng cách theo dõi sự biểu hiện gen P5CS (Δ1-pyrroline-5-carboxylate synthetase) trong điều kiện khô hạn. Gen P5CS là một gen quan trọng trong quá trình tổng hợp proline, một chất bảo vệ tế bào trong điều kiện stress. Các giống mía có khả năng chịu hạn tốt thường có sự biểu hiện gen P5CS cao hơn trong điều kiện khô hạn so với các giống mía kém chịu hạn. Việc đánh giá sự biểu hiện gen P5CS được thực hiện bằng phương pháp PCR (Polymerase Chain Reaction), một kỹ thuật nhân bản DNA cho phép xác định mức độ biểu hiện gen. Các kết quả đánh giá sự biểu hiện gen P5CS được sử dụng để tuyển chọn các giống mía chịu hạn tốt, phù hợp với các vùng khô hạn.

IV. Kết Quả Tuyển Chọn Giống Mía Tiềm Năng Tại Tây Ninh KH

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự đa dạng di truyền đáng kể trong tập đoàn 32 giống mía nhập nội. Qua sơ tuyển, 8 giống mía tiềm năng đã được lựa chọn, với năng suất đường cao (từ 11,5 tấn/ha đến 16,3 tấn/ha). Khảo nghiệm cơ bản tại Tây Ninh xác định các giống mía ECU0I, FG05-088, FG05-623 và MPT97-004 có năng suất đường tương đương hoặc vượt trội so với đối chứng K95-84. Đặc biệt, giống mía FG05-623 có năng suất mía cây và năng suất đường cao nhất ở cả hai vụ tơ và gốc I. Tại Khánh Hòa, giống mía FG05-256 nổi trội, cho năng suất mía và năng suất đường trung bình vượt trội so với đối chứng K95-84 và có khả năng chống chịu sâu đục thân tốt, thích ứng với điều kiện khô hạn. Kết quả nghiên cứu khả năng chịu hạn cho thấy các giống mía FG05-256, FG05-623, VMC96-161 và KK3 có biểu hiện gen P5CS gia tăng trong điều kiện khô hạn. Hai giống mía FG05-623 và FG05-256 được khuyến cáo trồng tại Tây Ninh và Khánh Hòa.

4.1. Giống Mía FG05 623 Năng Suất Vượt Trội Tại Tỉnh Tây Ninh

Giống mía FG05-623 thể hiện năng suất mía vượt trội tại Tây Ninh. Giống này không chỉ cho năng suất mía cây cao nhất (119,6 tấn mía/ha) mà còn đạt năng suất đường cao nhất (12,8 tấn đường/ha) ở vụ tơ. Trong vụ gốc I, năng suất mía và năng suất đường của giống mía FG05-623 vẫn duy trì ở mức cao (82,7 tấn mía/ha và 7,3 tấn đường/ha). Khả năng chịu hạn của giống mía FG05-623 cũng được đánh giá cao, với sự gia tăng biểu hiện gen P5CS trong điều kiện khô hạn. Giống mía FG05-623 được khuyến cáo trồng rộng rãi tại Tây Ninh, góp phần nâng cao năng suất mía và thu nhập cho người nông dân.

4.2. Giống Mía FG05 256 Ưu Thế Tại Khánh Hòa Chống Chịu Tốt

Giống mía FG05-256 thể hiện ưu thế vượt trội tại Khánh Hòa, không chỉ về năng suất mía mà còn về khả năng chống chịu sâu bệnh và thích ứng với điều kiện khô hạn. Năng suất mía và năng suất đường trung bình của giống mía FG05-256 (114,0 tấn mía/ha và 12,4 tấn đường/ha) vượt trội so với đối chứng K95-84. Khả năng chống chịu sâu đục thân (Phragmataecia castaneae Hubner) của giống mía FG05-256 cũng được đánh giá cao, giúp giảm thiểu thiệt hại do sâu bệnh gây ra. Sự gia tăng biểu hiện gen P5CS trong điều kiện khô hạn cho thấy khả năng chịu hạn tốt của giống mía FG05-256. Giống mía FG05-256 được khuyến cáo trồng rộng rãi tại Khánh Hòa, góp phần nâng cao năng suất mía và ổn định sản xuất.

V. Bí Quyết Chọn Giống Mía Năng Suất Cao Hướng Dẫn Chi Tiết

Việc chọn giống mía năng suất cao đòi hỏi sự hiểu biết về đặc điểm của từng giống mía và điều kiện canh tác của từng vùng. Cần xem xét các yếu tố như thời gian sinh trưởng, khả năng đẻ nhánh, khả năng chống chịu sâu bệnh, khả năng chịu hạn và chất lượng mía đường. Nên ưu tiên chọn các giống mía đã được khảo nghiệm và chứng minh năng suất mía cao, ổn định tại địa phương. Nên tham khảo ý kiến của các chuyên gia và những người trồng mía có kinh nghiệm để có được sự lựa chọn tốt nhất. Cần chú ý đến nguồn gốc và chất lượng của giống mía, đảm bảo giống mía được mua từ các cơ sở uy tín, có giấy chứng nhận chất lượng. Trước khi trồng, nên tìm hiểu kỹ về kỹ thuật trồng và chăm sóc của từng giống mía, để đảm bảo năng suất mía cao nhất.

5.1. Tiêu Chí Đánh Giá Và Lựa Chọn Giống Mía Phù Hợp Vùng

Các tiêu chí đánh giá và lựa chọn giống mía phù hợp với từng vùng bao gồm: năng suất mía, chất lượng mía đường (CCS), khả năng chống chịu sâu bệnh, khả năng chịu hạn, thời gian sinh trưởng và khả năng thích ứng với điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng của vùng. Năng suất mía là yếu tố quan trọng nhất, cần xem xét năng suất mía trung bình trong nhiều vụ và so sánh với các giống mía đối chứng. Chất lượng mía đường (CCS) cũng cần được quan tâm, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến giá bán mía đường. Khả năng chống chịu sâu bệnh giúp giảm thiểu chi phí phòng trừ và bảo vệ môi trường. Khả năng chịu hạn là yếu tố quan trọng đối với các vùng khô hạn. Thời gian sinh trưởng cần phù hợp với điều kiện thời tiết và thời vụ của vùng. Khả năng thích ứng với điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng của vùng giúp đảm bảo năng suất mía ổn định.

5.2. Kinh Nghiệm Thực Tiễn Từ Nông Dân Trồng Mía Thành Công

Kinh nghiệm thực tiễn từ nông dân trồng mía thành công là nguồn thông tin quý giá để chọn giống mía phù hợp. Nên tìm hiểu và học hỏi kinh nghiệm từ những người trồng mía có kinh nghiệm, có uy tín tại địa phương. Hỏi họ về các giống mía mà họ đã trồng thành công, về kỹ thuật trồng và chăm sóc, về các vấn đề thường gặp và cách giải quyết. Tham gia các hội thảo, các lớp tập huấn về trồng mía để trao đổi kinh nghiệm và học hỏi kiến thức mới. Liên hệ với các chuyên gia và cán bộ khuyến nông để được tư vấn và hỗ trợ. Luôn cập nhật thông tin về các giống mía mới, các kỹ thuật canh tác tiên tiến để nâng cao năng suất mía và hiệu quả kinh tế.

VI. Tương Lai Tuyển Chọn Giống Mía Năng Suất Ứng Dụng Công Nghệ

Tương lai của công tác tuyển chọn giống mía năng suất cao gắn liền với việc ứng dụng các công nghệ tiên tiến. Công nghệ sinh học phân tử, công nghệ thông tin và tự động hóa sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả và rút ngắn thời gian tuyển chọn giống. Việc sử dụng chỉ thị phân tử (MAS) giúp tuyển chọn các giống mía có các đặc tính mong muốn một cách nhanh chóng và chính xác. Công nghệ chỉnh sửa gen (CRISPR) mở ra khả năng tạo ra các giống mía có các đặc tính ưu việt, như năng suất mía cao, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt và chất lượng mía đường cao. Công nghệ cảm biến và viễn thám giúp theo dõi và đánh giá năng suất mía trên diện rộng, từ đó tuyển chọn các giống mía phù hợp với từng vùng. Theo các nhà khoa học, "việc ứng dụng các công nghệ tiên tiến sẽ giúp tạo ra các giống mía siêu việt, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của thị trường và thích ứng với biến đổi khí hậu".

6.1. Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Phân Tử Trong Chọn Giống Mía

Công nghệ sinh học phân tử đang được ứng dụng rộng rãi trong công tác chọn giống mía. Các kỹ thuật như phân tích DNA, phân tích gen, chỉ thị phân tử (MAS) giúp xác định các gen liên quan đến các đặc tính quan trọng của cây mía, như năng suất mía, chất lượng mía đường, khả năng chống chịu sâu bệnh và khả năng chịu hạn. Việc sử dụng chỉ thị phân tử (MAS) giúp chọn các cây mía có các gen mong muốn trong giai đoạn sớm, giảm thiểu thời gian và chi phí chọn giống. Công nghệ chỉnh sửa gen (CRISPR) cho phép tạo ra các đột biến gen có lợi, cải thiện các đặc tính của cây mía. Công nghệ sinh học phân tử giúp đẩy nhanh quá trình chọn giống và tạo ra các giống mía có các đặc tính ưu việt.

6.2. Vai Trò Của Dữ Liệu Lớn Big Data Và AI Trong Nông Nghiệp Mía

Dữ liệu lớn (Big Data) và trí tuệ nhân tạo (AI) đang ngày càng được ứng dụng trong nông nghiệp, đặc biệt là trong sản xuất mía đường. Các cảm biến, thiết bị bay không người lái (drone), vệ tinh và các nguồn dữ liệu khác cung cấp một lượng lớn thông tin về cây mía, đất đai, thời tiết và các yếu tố khác. AI được sử dụng để phân tích dữ liệu này, phát hiện các mô hình và xu hướng, dự đoán năng suất mía và đưa ra các quyết định quản lý tối ưu. AI cũng có thể được sử dụng để tự động hóa các quy trình chọn giống, như phân tích hình ảnh, đánh giá đặc điểm cây và dự đoán năng suất mía. Việc ứng dụng dữ liệu lớn và AI giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác của công tác chọn giống, đồng thời giảm thiểu chi phí và rủi ro.