(LUẬN văn THẠC sĩ) đánh giá đặc điểm nông sinh học của tập đoàn lúa nhập nội từ ngân hàng gen cây trồng quốc gia năm 2015

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

TRẦN QUANG HẢI

ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM NƠNG SINH HỌC
CỦA TẬP ĐỒN LÚA NHẬP NỘI TỪ NGÂN HÀNG
GEN CÂY TRỒNG QUỐC GIA NĂM 2015

Chuyên ngành:

Khoa học cây trồng

Mã số:

60 62 01 10

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Lê Khả Tường

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016

download by :


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả
nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng
dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được
cám ơn, các thơng tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày 05 thán 12 năm 2016

Tác giả luận văn

Trần Quang Hải

i

download by :


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn, tơi đã nhận
được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ giáo, sự giúp đỡ, động viên
của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hồn thành luận văn, cho phép tơi được bày tỏ lịng kính trọng và
biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Lê Khả Tường, T.S Hoàng Thị Lan Hương đã tận tình
hướng dẫn, dành nhiều cơng sức, thời gian và tạo điều kiện cho tơi trong suốt q
trình học tập và thực hiện đề tài.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ban Giám Đốc, Ban Đào Tạo Sau
Đại Học- Viện Khoa Học Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tơi trong q
trình học tập, thực hiện đề tài và hồn thành luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Trung Tâm Tài
Nguyên Thực Vật đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tơi trong suốt q trình thực hiện
đề tài.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi
điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tơi hồn
thành luận văn./.

Hà Nội, ngày 05 tháng 12 năm 2016
Tác giả luận văn

Trần Quang Hải

ii

download by :


MỤC LỤC
Lời cam đoan ...................................................................................................................... i
Lời cảm ơn ......................................................................................................................... ii
Mục lục ............................................................................................................................iii
Danh mục chữ viết tắt ........................................................................................................ v
Danh mục bảng và phụ lục ............................................................................................... vi
Danh mục đồ thị, sơ đồ ...................................................................................................viii
Phần 1. Mở đầu ................................................................................................................ 1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................... 1

1.2.

Mục đích và yêu cầu của đề tài ............................................................................ 2

1.3.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................. 3

1.4.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài ....................................................... 3

Phần 2. Tổng quan tài liệu và cơ sở khoa học của đề tài .......................................... 4
2.1.

Nguồn gốc và phân loại thực vật cây lúa ............................................................. 4

2.1.1.

Nguồn gốc ............................................................................................................ 4

2.1.2.

Phân loại thực vật cây lúa .................................................................................... 5

2.2.

Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học cây lúa ....................................................... 6

2.2.1.

Đặc điểm thực vật cây lúa .................................................................................... 6

2.2.2.

Nghiên cứu đặc điểm sinh lý thực vật cây lúa ..................................................... 8

2.2.3.

Khả năng thích ứng với điều kiện ngoại cảnh của cây lúa ................................ 12

2.2.4.

Nghiên cứu bảo tồn tài nguyên cây lúa .............................................................. 15

2.2.5.

Nghiên cứu đặc điểm hạt gạo............................................................................. 21

2.3.

Nghiên cứu sinh hóa và dinh dưỡng lúa gạo ..................................................... 25

2.3.1.

Giá trị dinh dưỡng .............................................................................................. 25

2.3.2.

Giá trị sử dụng ................................................................................................... 25

2.3.3.

Giá trị thương mại .............................................................................................. 26

2.4.

Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và trong nước ............................................ 27

2.4.1.

Sản xuất lúa gạo trên thế giới ............................................................................ 28

2.4.2.

Sản xuất lúa gạo ở Việt Nam ............................................................................. 29

Phần 3. Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu ............................................ 30
3.1.

Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................ 30

iii

download by :


3.1.1.

Vật liệu sinh học ................................................................................................ 30

3.1.2.

Vật liệu khác ...................................................................................................... 30

3.2.

Nội dung nghiên cứu.......................................................................................... 30

3.2.1.

Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của tập đoàn lúa nhập nội ........................ 30

3.2.2.

Nghiên cứu so sánh, đánh giá đặc điểm nông sinh học bộ giống ưu tú. ............ 30

3.3.

Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 30

3.3.1.

Phương pháp bố trí thí nghiệm .......................................................................... 30

3.2.

Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp đánh giá: ................................................ 31

Phần 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận .................................................................... 39
4.1.

Nghiên cứu đánh giá tập đồn lúa nhập nội ....................................................... 39

4.1.1.

Nghiên cứu hình thái chất lượng........................................................................ 39

4.1.2.

Nghiên cứu đa dạng các tính trạng hình thái số lượng ...................................... 48

4.1.3.

Các yếu tố cấu thành năng suất .......................................................................... 53

4.1.4.

Nghiên cứu đánh giá sâu bệnh hại ..................................................................... 55

4.1.5.

Tương quan của một số tính trạng trong tập đồn lúa nhập nội ........................ 59

4.1.6.

Tuyển chọn bộ giống lúa ưu tú từ kết quả khảo sát đặc điểm nông sinh
học ...................................................................................................................... 63

4.2.

Kết quả nghiên cứu so sánh bộ giống lúa ưu tú ................................................. 63

4.2.1.

Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng và phát triển bộ giống ưu tú ........................ 63

4.2.2.

Nghiên cứu khả năng chống chịu sâu bệnh hại của bộ giống lúa ưu tú ............. 66

4.2.3.

Nghiên cứu đánh giá yếu tố cấu thành năng suất bộ giống ưu tú ...................... 68

4.2.4.

Nghiên cứu đánh giá năng suất bộ giống lúa ưu tú............................................ 70

4.2.5.

Đánh giá chất lượng gạo và khả năng đáp ứng tiêu chuẩn xuất khẩu
của bộ giống lúa ưu tú: ...................................................................................... 72

4.2.6.

Kết quả tuyển chọn giống lúa triển vọng ........................................................... 75

Phần 5. Kết luận và đề nghị ......................................................................................... 77
5.1.

Kết luận: ............................................................................................................. 77

5.2.

Đề nghị:.............................................................................................................. 77

Tài liệu tham khảo ........................................................................................................... 78
Phụ lục ........................................................................................................................... 81

iv

download by :


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

Nghĩa tiếng Việt

NSLT

Năng suất lí thuyết

NSTT

Năng suất thực thu

D/R

Dài/rộng

IPGRI

International Plant Genetic Resources Institute (Viện
tài nguyên di truyền thực vật Quốc tế)

IRRI

Interntional Rice Research Institute

(Viện nghiên cứu lúa quốc tế)

P 1.000

Khối lượng 1.000 hạt

TGST:

Thời gian sinh trưởng

TT

Thứ tự

TB

Trung bình

SĐK

Số đăng kí

v

download by :


DANH MỤC BẢNG VÀ PHỤ LỤC
Bảng 2.1. Các loài Oryza theo Takeoka (1963) với số nhiễm sắc thể, kiểu gien và phân
bố địa lý ............................................................................................................................ 5

Bảng 2.2. Đặc trưng hình thái tổng quát của 3 nhóm giống lúa ....................................... 6
Bảng 2.3. Ảnh hưởng của hàm lượng amylose đến chất lượng cơm .............................. 22
Bảng 2.4. Thành phần sinh hóa lúa gạo so với một số ngũ cốc khác ............................. 25
Bảng 2.5. Giá các loại gạo xuất khẩu trên thế giới, tháng 7-2012………………….…..27
Bảng 3.1. Các chỉ tiêu theo dõi và đánh giá tập đồn lúa nhập nội………...............…..31
Bảng 3.2. Phân nhóm thời gian sinh trưởng các giống lúa ở Việt Nam…………..........33
Bảng 4.1. Tần số biểu hiện các tính trạng hình thái chất lượng của thân cây lúa ở vụ
Xuân 2015………………………………………………………...…………………….39
Bảng 4.2. Tần số biểu hiện các tính trạng hình thái chất lượng của lá lúa ở vụ Xuân
2015……………………….………………………..…………..………………………41
Bảng 4.3. Tần số biểu hiện các tính trạng hình thái chất lượng thìa lìa lúa ở vụ Xuân
2015 ................................................................................................................................ 42
Bảng 4.4. Tần số biểu hiện các tính trạng hình thái chất lượng của bơng lúa ở vụ Xuân
2015 ................................................................................................................................ 43
Bảng 4.5. Đặc điểm màu sắc nhụy cái, vỏ hạt và vỏ trấu lúa ở vụ Xuân 2015 .............. 45
Bảng 4.6. Đặc điểm độ rụng, độ dai hạt và độ phủ lông vỏ trấu lúa ở vụ Xuân 2015 ... 46
Bảng 4.7. Đặc điểm râu đầu hạt, mày vỏ gạo và chiều dài mày hạt lúa ở vụ Xuân 2015
........................................................................................................................................ 47
Bảng 4.8. Phân nhóm cao cây mẫu giống tập đoàn lúa nhập nội ở vụ Xuân 2015…….48
Bảng 4.9. Phân nhóm mẫu giống theo thời gian sinh trưởng, Xuân 2015 ...................... 50
Bảng 4.10. Kích thước và tỉ lệ D/R của hạt thóc ở vụ Xuân 2015………………....…..52
Bảng 4.11. Diễn biến sâu hại chính trên các giống tập đồn, Xuân 2015 ...................... 56
Bảng 4.12. Diễn biến bệnh hại chính trên các giống tập đoàn, Xuân 2015…………….58
Bảng 4.13.Tương quan của một số tính trạng nơng sinh học trong tập đồn lúa nhập nội,
xuân 2015........................................................................................................................ 61
Bảng 4.14. Một số đặc điểm về sinh trưởng và phát triển của các giống nhập nội tại vụ
Mùa 2015 ........................................................................................................................ 66
Bảng 4.15. Mức độ chống chịu sâu, bệnh các mẫu giống ưu tú nhập nội, Mùa 2015 .............. 68
vi

download by :


Bảng 4.16. Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất các giống lúa ưu tú, Mùa 2015.... 72
Bảng 4.17. Năng suất các giống lúa ưu tú, Mùa 2015…………..……………...………74
Bảng 4.18. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các mẫu giống lúa ưu
tú, Mùa 2015 ................................................................................................................... 74
Bảng 4.19. Đặc điểm nơng sinh học chính của giống lúa triển vọng 12L221 ................ 75
PHỤ LỤC 1. Một số hình ảnh trong q trình thực hiện thí nghiệm..............................81
PHỤ LỤC 2. Danh sách các giống tham gia thí nghiệm.................................................83
PHỤ LỤC 3 Phiếu mô tả đánh giá các mẫu giống lúa...................................................85
PHỤ LỤC 4 Sự đa dạng các tính trạng hình thái số lượngcủa các mẫu giống lúa nhập
nội vụ Xuân 2015............................................................................................................90
PHỤ LỤC 5. Các tính trạng chất lượng các mẫu giống lúa……………………………94
PHỤ LỤC 6: Một số đặc điểm thân của các giống lúa nhập nội……………………...96
PHỤ LỤC 7: Một số đặc điểm hạt lúa của các giống lúa nhập nội……………..…….101
PHỤ LỤC 8: Một số đặc điểm bông của các giống lúa nhập nội……………………..105
PHỤ LỤC 9.Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống tham gia thí nghiệm trong vụ
Xuân...............................................................................................................................108
PHỤ LỤC 10. Một số chỉ tiêu năng suất của các mẫu giống nhập nội trong ............... 110
PHỤ LỤC 11. Một số chỉ tiêu chất lượng các dòng triển vọng vụ Mùa 2015..............112
PHỤ LỤC 12. Kết quả xử lí thống kê bằng phần mềm Statistx 8.2..............................113

vii

download by :


DANH MỤC ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ
Hình 2.1.Giá xuất khẩu của gạo, lúa mì và ngơ, 1/1960 - 6/2015 (USD/tấn)................. 26

Hình 2.2. Sản lượng và diện tích gieo trồng lúa thế giới 2005-2014 .............................. 28
Hình 2.3. Diện tích và sản lượng lúa gạo của Việt Nam, 1990 - 2013 ........................... 29
Hình 4.1. Sự đa dạng về số bơng/khóm của các mẫu giống lúa ..................................... 53
nhập nội trong vụ Xuân 2015 ......................................................................................... 53
Hình 4.2. Sự đa dạng về số hạt/bơng của các mẫu giống lúa ......................................... 54
nhập nội trong vụ Xuân 2015 ......................................................................................... 54
Hình 4.3. Sự đa dạng về số hạt chắc/bơng của các mẫu giống lúa ................................. 54
nhập nội trong vụ Xuân 2015 ......................................................................................... 54
Hình 4.4. Sự đa dạng khối lượng 1000 hạt của các mẫu giống lúa ................................ 55
nhập nội trong vụ Xuân 2015 ......................................................................................... 55
Hình 4.5. Sơ đồ hình cây thể hiện mối quan hệ giữa các mẫu mẫu giống lúa trong tập
đoàn nhập nội, xuân 2015 ............................................................................................... 62

viii

download by :


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Lúa gạo là cây lương thực phổ biến hiện đang được sản xuất trên 100 nước thuộc
châu Á, châu Phi và vùng Nam Mỹ, đồng thời lúa gạo cũng chính là nguồn lương thực
quan trọng của trên 50% dân số toàn thế giới. Nhập nội giống mặc dù là một phương
pháp chọn giống truyền thống nhưng luôn được đánh giá là phương pháp có hiệu quả
cao khơng chỉ ở nước ta mà còn ở nhiều nước trên thế giới. Để sử dụng một cách có
hiệu quả nguồn vật liệu này, sau khi nhập nội, công tác đánh giá các đặc trưng, đặc tính
cũng như phân loại một cách có hệ thống các chỉ tiêu nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng
trong công tác nghiên cứu tuyển chọn giống lúa mới ở nước ta. Xuất phát từ những yêu
cầu trên, chúng tôi triển khai thực hiện đề tài: " Đánh giá đặc điểm nơng sinh học của
tập đồn lúa nhập nội từ Ngân Hàng Gen Cây Trồng Quốc Gia năm 2015" tại An
Khánh, Hoài Đức, Hà Nội với mục tiêu là xác định và phân loại được một số đặc điểm

hình thái, sinh trưởng, chống chịu, yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của tập
đoàn lúa nhập nội, qua đó giới thiệu một số nguồn gen có đặc tính nơng sinh học q
làm vật liệu khởi đầu phục vụ công tác nghiên cứu chọn tạo giống lúa mới. Vật liệu
tham gia nghiên cứu gồm 82 nguồn gen lúa nhập nội. Nội dung trọng tâm của đề tài là
nghiên cứu khảo sát tập đoàn lúa nhập nội và so sánh, đánh giá đặc điểm nông sinh học
bộ giống ưu tú được chọn ra từ tập đoàn. Để thực hiện các nội dung này, tập đoàn lúa
nhập nội đã được khảo sát, đánh giá trên đồng ruộng theo phương pháp hiện hành của
Trung tâm tài nguyên thực vật với diện tích 5m2/ơ, mật độ 35 khóm/m2, cấy 1
dảnh/khóm, bón 5 tấn phân chuồng + 50 kg N + 35 kg P2O5 + 25 kg K2O/ha. Thí
nghiệm so sánh bộ giống lúa ưu tú gồm 13 giống, bố trí kiểu RCBD với 3 lần nhắc lại,
diện tích ơ= 20 m2, cấy 1 dảnh với mật độ 42 khóm/m2, lượng phân bón gồm 5 tấn phân
chuồng + 100 kg N + 80 kg P2O5 + 90 kg K2O/ha. Các chỉ tiêu theo dõi và đánh giá
trong nghiên cứu tập đoàn lúa dựa theo “Biểu mẫu mô tả nguồn gen lúa” do Trung tâm
Tài nguyên thực vật biên soạn. Trong thí nghiệm so sánh giống, các chỉ tiêu nghiên cứu
được thực hiện theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và sử
dụng của giống lúa QCVN01-55: 2011/BNNPTNT và phương pháp theo dõi thí nghiệm
của IRRI 1996. Số liệu được xử lý bằng chương trình thống kê trong Excel và chương
trình Statistix 8.2. Sử dụng phần mềm NTSYS pc 2.0 để thiết lập bảng hệ số tương đồng
và xây dựng sơ đồ mối quan hệ giữa các mẫu nguồn gen lúa.
Kết quả nghiên cứu cho thấy: Vụ Xuân năm 2015, tập đoàn lúa nhập nội tại ngân
hàng gen cây trồng quốc gia gồm 82 mẫu giống đã được khảo sát, đánh giá đặc điểm
nông sinh học. Đây là cơ sở hình thành dữ liệu phục vụ công tác bảo tồn và cung cấp
nguồn vật liệu trong công tác chọn tạo giống. Đánh giá khả năng chống chịu sâu bệnh

ix

download by :


hại và các yếu tố cấu thành năng suất trong tập đồn đã xác định giống lúa 12L221 và

12L222 khơng bị nhiễm rầy nâu, khô vằn, bạc lá (điểm 0), nhiễm nhẹ sâu đục thân, sâu
cuốn lá và bệnh đạo ôn (điểm1). Đánh giá yếu tố cấu thành năng suất bao gồm số
bơng/khóm, số hạt/bơng, số hạt chắc/bơng, khối lượng nghìn hạt đã xác định một số
giống có tiềm năng năng suất cao, trong đó điển hình là 12L221, 12L220, 12L215.
Nghiên cứu mối tương quan giữa 13 tính trạng trong tập đoàn lúa nhập nội đã thiết lập
được bảng hệ số tương đồng và xây dựng sơ đồ mối quan hệ giữa các mẫu mẫu giống;
Các mẫu giống có hệ số tương đồng rất thấp (0,05 - 0,55) tạo nên sự đa dạng di truyền
lớn trong tập đoàn, đồng thời có khả năng tạo ưu thế lai cao ở con lai khi sinh sản hữu
tính. Trên cơ sở đánh giá tổng hợp các đặc điểm nông sinh học trong tập đoàn lúa nhập
nội đã xác định được 12 giống ưu tú có năng suất cao, chống chịu sâu bệnh khá là
12L184, 12L187, 12L195, 12L199, 12L210, 12L211, 12L214, 12L220, 12L221,
12L222, 12L223, 12L232. Đây là nguồn vật liệu mới có giá trị trong nghiên cứu, so
sánh giống triển vọng phục vụ công tác chọn tạo giống mới. Kết quả nghiên cứu, so
sánh, đánh giá bộ giống lúa ưu tú đã xác định giống 12L221 có khả năng sinh trưởng,
phát triển tốt, chống chịu sâu bệnh khá và có tiềm năng năng suất cao nhất với 7,8
tấn/ha, tăng 41,8% so với đối chứng KD18, tiếp theo là giống 12L187 đạt 7,1 tấn/ha
vượt đối chứng 29%. Ngồi ra các giống triển vọng này cịn có chất lượng tốt hơn đối
chứng, có nhiệt độ hóa hơ thấp, hàm lượng amylose trung bình (20-25%), độ bạc bụng
thấp <10%.

x

download by :


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Rice, a common food crops, are now being produced in 100 countries in Asia,
Africa and South America. In addition, it is an important food source of over 50% of the
global population. Importation of crop varieties is a traditional breeding methods,
however, it is still considered as a highly effective method not only in our country but

also in other countries around the world. In order to use this material effectively, after
importation, the evaluation of the characteristics, properties as well as systematic
classification of target criterias is significant in rice variety breeding in our country.
Therefore, we conduct the project "Assessment of agri- biological characteristics of the
imported rice collections of the National Plant Genetic Bank 2015" at An Khanh, Hoai
Duc, Ha Noi. The objectives of the project is identification and classification of some
morpholigical, growth, resistant characteristics and yield building factors of the
imported rice variety collection. The good agricultural characteristics which are found
from the project will be used as primary materials for rice breeding programs.
Material and methods
- 82 imported rice accessions
- Rice accessions was grown and evaluated according to the current method of
Plant Resources Center: 5 m2 for each plot, plant density: 35 clump/m2, 1
seedling/clump; 5 tons of compost + 50 kg Nitrogen + 35 kg P2O5 + 25 kg K2O5 per ha.
+ Experiment to compare 13 good rice accessions: use of RCBD experimental
method with 3 repetitions, 20 m2 for each plot, 1 seedling per clump, plant density: 42
clumps per m2, fertilization: 5 tons of compost + 100 kg of Nitrogen + 80 kg of P2O5 +
90 kg K2O per ha.
The monitoring and evaluating indicators used in the experiment of researching
rice accessions is follwed the "Rice description form" of the Plant Resources Center. In
the experiment to compare accessions, the research targets are implemented in
accordance with national technical standards (QCVN01-55: 2011 / BNNPTNT) for
testing, cultivation value and use of rice varieties; and monitoring methods 1996 for
experiments of IRRI. The data were treated by using statistical program in Excel and 8.2
Statistix program. In order to establish similarity coefficient tables and diagrams to
build the relationship between the rice accessions by using NTSYS 2.0 pc software.
The result showed that: In Spring season 2015, the agribiological characteristics
of 82 imported rice accessions at the national genebank were evaluated. The data is used
for the rice genetic conservation and providing material for breeding programs. The
evaluation of pest resistance and yield components had identified that the 12L222 and

xi

download by :


12L221 varieties were not infected by brown planthopper, rice sheath blight and
bacterial leaf blight (Point 0), slightly infected by stem borer, rice leaf roller and rice
blast (Point 1). Evaluation of yield components including the number of panicle per
clump, number of grains/panicle, number of firm grain/panicle and thousand grain
weight had identified some varieties with high yield potential, which is 12L221,
12L220, 12L215 in particular. The similarity coefficient and relationship diagram were
established and built basing on the correlation among the 13 traits in imported rice
collections. The similarity coefficient of these samples is very low (0.05 to 0.55) and
makes up a high genetic diversity as well as produce high heterosis in sexual
reproduction. On the basis of integrated assessment of agricultural and biological
characteristics of imported rice collections, 12 elite varieties with high yield and disease
resistance has identified including 12L184, 12L187, 12L195, 12L199, 12L210, 12L211,
12L214, 12L220, 12L221, 12L222, 12L223, 12L232 which is the primary source
material in study and plant breeding. 12L221 has the most vigorous, highest disease
resistance and yield through study results, comparison and evaluation of elite varieties.
For example, 12L221 has 7.8 ton/ha with an increase of 41.8% compared to the control
(KD18), followed by 12L187 with 7.1 ton/ha. Moreover, these elite varieties have low
gelatinization
temperature,
medium
amylose
content
(20-25%),
low

degree of chalkiness (<10%).

xii

download by :


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Lúa gạo là cây lương thực phổ biến hiện đang được sản xuất ở 114 nước
thuộc châu Á, châu Phi và vùng Nam Mỹ, đồng thời lúa gạo cũng chính là nguồn
lương thực quan trọng của trên 50% dân số toàn thế giới. Năm 2011, trên thế
giới, diện tích trồng lúa đạt 164,6 triệu ha, sản lượng 721 triệu tấn, tăng tương
ứng 2,2% và 3% về diện tích và sản lượng so với năm 2010. Trong đó, châu Á
chiếm tới 90,3%, tức 651 triệu tấn trong tổng sản lượng lúa gạo toàn cầu năm
2011, tăng 3% so với sản lượng năm 2010 ().
Tháng 10/2014, FAO dự báo lượng tiêu thụ gạo tồn cầu niên vụ 2014/2015 có
thể đạt 500,3 triệu tấn, tăng 1,7% so với mức 492 triệu tấn của niên vụ
2013/2014. Lượng tiêu thụ gạo bình quân đầu người tăng lên 57,5 kg từ mức
57,4 kg của niên vụ 2013/2014(). Điều đó cho thấy nhu cầu tiêu thụ
lúa gạo thế giới đang có chiều hướng gia tăng trong những năm gần đây.
Ở Việt Nam, cây lúa đã và đang là đối tượng nghiên cứu của nhiều Viên
nghiên cứu, Trường Đại học cũng như của nhiều nhà khoa học nhằm nâng cao
năng suất, chất lượng và hiệu quả canh tác lúa cho các vùng miền trong cả nước.
Đặc biệt việc nghiên cứu chọn tạo thành cơng những giống lúa có năng suất cao,
phẩm chất tốt, thời gian sinh trưởng ngắn, khả năng chống chịu tốt với điều kiện
môi trường tại các vùng sinh thái khác nhau là mục tiêu quan trọng hàng đầu. Do
đó ở nước ta, cơng tác nghiên cứu chọn tạo giống lúa đã và đang được thực hiện
bằng nhiều phương pháp khác nhau.
Nhập nội giống mặc dù là một phương pháp chọn giống truyền thống nhưng

luôn được đánh giá là phương pháp có hiệu quả cao khơng chỉ ở nước ta mà còn
ở nhiều nước trên thế giới. Đặc biệt tình hình biến đổi khí hậu gia tăng, nắng
nóng kéo dài, nước biển dâng, sa mạc hóa, khơ hạn, lũ quét và sạt lở đang là
những nguyên nhân và thách thức lớn trong sản xuất lúa gạo thì việc nhập nội
giống có khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu là nhiệm vụ quan trọng và cấp
thiết. Bằng chứng của việc nghiên cứu thành công các giống nhập nội không chỉ
được ghi nhận trên cây lúa mà còn ở nhiều đối tượng cây lương thực, thực phẩm
khác với số lượng hàng trăm giống trong những năm gần đây.

1

download by :


Trung tâm tài nguyên thực vật là đầu mối quốc gia trong lĩnh vực bảo tồn,
khai thác và phát triển mẫu giống cây trồng nơng nghiệp nói chung, mẫu giống
cây lúa nói riêng. Bên cạnh cơng tác lưu giữ mẫu giống lúa địa phương, Trung
tâm còn thực hiện chức năng nghiên cứu nhập nội mẫu giống lúa từ các vùng địa
lý khác nhau trên thế giới. Hoạt động này có ý nghĩa rất quan trọng nhằm đa
dạng hóa mẫu giống cho ngân hàng gen cây trồng quốc gia, tăng nguồn vật liệu
cho cơng tác khai thác, sử dụng, góp phần mở ra nhiều cơ hội thành công trong
công tác chọn tạo giống lúa mới. Để sử dụng một cách có hiệu quả nguồn vật
liệu này sau khi nhập nội, công tác đánh giá các đặc trưng, đặc tính cũng như
phân loại một cách có hệ thống các chỉ tiêu nghiên cứu có ý nghĩa rất quan
trọng. Trên cơ sở đó, các mẫu giống có giá trị khác nhau với những đặc điểm
nơng sinh học và năng suất vượt trội, có khả năng thích ứng với biến đổi khí
hậu sẽ được giới thiệu làm vật liệu cho các chương trình chọn tạo giống khác
nhau cũng như có thể phát triển trực tiếp cho các vùng sản xuất, góp phần nâng
cao năng suất, chất lượng lúa ở nước ta. Xuất phát từ những yêu cầu thực tế
trên đây, chúng tôi triển khai thực hiện đề tài: " Đánh giá đặc điểm nông sinh

học của tập đoàn lúa nhập nội từ Ngân Hàng Gen Cây Trồng Quốc Gia năm
2015" nhằm cung cấp thông tin và cơ sở dữ liệu cho công tác bảo tồn, khai thác
và sử dụng nguồn vật liệu nhập nội thích ứng với biến đổi khí hậu đạt kết quả
cao nhất trong tình hình hiện nay.
1.2. MỤC ĐÍCH VÀ U CẦU CỦA ĐỀ TÀI
* Mục đích
▪ Xác định được một số đặc điểm hình thái, sinh trưởng, chống chịu, yếu
tố cấu thành năng suất và năng suất của tập đoàn lúa nhập nội.
▪ Phân loại đặc điểm hình thái, sinh trưởng, chống chịu và tiềm năng
năng suất đối với tập đoàn lúa nhập nội.
▪ Giới thiệu một số mẫu giống có đặc tính q có thể chọn lọc làm giống
hoặc làm vật liệu khởi đầu phục vụ công tác nghiên cứu chọn tạo giống.
* Yêu cầu
- Tiến hành thí nghiệm đánh giá đặc điểm hình thái, sinh trưởng, chống
chịu, các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất, chất lượng của tập đoàn lúa
nhập nội trong Ngân Hàng Gen Cây Trồng Quốc Gia, trên cơ sở đó tiến hành
tuyển chọn bộ giống ưu tú phục vụ công tác chọn tạo giống.
2

download by :


- So sánh, đánh giá đặc điểm nông sinh học chính bộ giống ưu tú, từ đó xác
định giống lúa triển vọng có tiềm năng năng suất cao, thích ứng với điều kiện
môi trường sinh thái.
1.3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
* Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp dữ liệu về đặc điểm hình thái,
sinh trưởng, chống chịu và năng suất cho công tác bảo tồn mẫu giống lúa nhập
nội tại ngân hàng gen cây trồng quốc gia cũng như trong công tác nghiên cứu,

đào tạo, tập huấn phát triển cây lúa ở Việt Nam.
* Ý nghĩa thực tiễn
- Làm tăng cơ hội thành cơng cho các chương trình nghiên cứu chọn tạo
giống lúa ở Việt Nam hiện nay cũng như trong tương lai thông qua việc giới
thiệu những mẫu giống triển vọng từ kết quả nghiên cứu của đề tài.
- Kết quả nghiên cứu sẽ góp phần hồn thiện cơ sở dữ liệu phục vụ công
tác bảo tồn mẫu giống lúa tại Ngân hàng gen cây trồng quốc gia.
1.4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
*Đối tượng nghiên cứu
Gồm 81 mẫu mẫu giống lúa nhập nội đang được bảo quản trong Ngân hàng
gen Cây trồng Quốc gia thuộc Trung tâm Tài nguyên thực vật, An Khánh, Hồi
Đức, Hà Nội (phụ lục đính kèm).
*Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi nghiên cứu gồm các hoạt động mô tả, đánh giá đặc điểm nông
sinh học cây lúa theo biểu mẫu quy định của Trung tâm tài nguyên thực vật.
- Địa điểm thực hiện tại phịng thí nghiệm và khu thí nghiệm đồng ruộng
của Trung tâm Tài nguyên thực vật, An Khánh, Hoài Đức, Hà Nội.
- Thời gian thực hiện: Từ năm 2015-2016.

3

download by :


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
2.1. NGUỒN GỐC VÀ PHÂN LOẠI THỰC VẬT CÂY LÚA
2.1.1. Nguồn gốc
Có rất nhiều ý kiến khác nhau về nguồn gốc của cây lúa trồng. Bắt nguồn từ
lúa dại con người đã thuần hoá, chọn lọc để phục vụ các nhu cầu của cuộc sống

dần có được cây lúa trồng hiện nay. Việc xác định trực tiếp tổ tiên cây lúa trồng
ở châu Á (Oryza.sativa) vẫn còn nhiều ý kiến khác nhau. Một số tác giả:
Sampath và Rao (1951), Sampath và Govidaswami (1958), Oka (1974) cho rằng
Oryza.sativa có nguồn gốc từ lúa dại lâu năm Oryza.rufipogon. Các tác giả khác
bao gồm Chatterjee (1951), Chang (1976) lại cho rằng Oryza.sativa được tiến
hoá từ lúa dại hằng năm Oryza.navara (Đinh Văn Lữ, 1978). Lúa trồng châu Á
có nguồn gốc xuất xứ từ Trung Quốc (Ting, 1993). Theo công bố của Chang
(1976) thì Oryza.sativa xuất hiện đầu tiên trên một vùng rộng lớn từ lưu vực sông
Ganges dưới chân núi Hymalaya qua Myanma, Bắc Thái Lan, Lào đến Bắc Việt
Nam và Nam Trung Quốc (Nguyễn Hữu Tề, Nguyễn Đình Giao, 1997).
Makkey cho rằng vết tích cây lúa cổ xưa nhất được tìm thấy trên các di chỉ
đào được ở vùng Penjab Ấn Độ, có lẽ của các bộ lạc sống ở vùng này cách đây
khoảng 2000 năm. Vavilov (1926), trong nghiên cứu nổi tiếng của ông về sự
phân bố đa dạng di truyền của cây trồng, cho rằng lúa trồng được xem như phát
triển từ Ấn Độ. Roschevicz (1931) phân các lồi Oryza thành 4 nhóm: Sativa,
Granulata, Coarctata và Rhynchoryza, đồng thời khẳng định nguồn gốc của
Oryza sativa là một trường hợp của nhóm Sativa, có lẽ là Oryza sativa f.
spontanea, ở Ấn Độ, Đông Dương hoặc Trung Quốc. Chowdhury và Ghosh thì
cho rằng những hạt thóc hóa thạch cổ nhất của thế giới đã được tìm thấy ở
Hasthinapur (Bang Uttar Pradesh - Ấn Độ) vào khoảng năm 1000 – 750 trước
Công Nguyên, tức cách nay hơn 2500 năm. Theo Grist D.H cây lúa xuất phát từ
Đơng Nam Á, từ đó lan dần lên phía Bắc. Gutchtchin, Ghose, Erughin và nhiều
tác giả khác thì cho rằng Đơng Dương là cái nơi của lúa trồng. De Candolle,
Rojevich lại quan niệm rằng Ấn Độ mới là nơi xuất phát chính của lúa trồng.
Đinh Dĩnh (Trung Quốc) dựa vào lịch sử phát triển lúa hoang ở trong. Ngày nay,
lúa được trồng ở nhiều quốc gia trên thế giới, từ 53 vĩ độ Bắc dọc theo sông

4

download by :

Amua trên biên giới miền trung nước Nga đến 40 vĩ độ Nam, phía Tây Aghentina
(Lu và Chang, 1980, Trần Duy Quý, 2006).
2.1.2. Phân loại thực vật cây lúa
Lúa là cây hằng năm có tổng số nhiễm sắc thể 2n = 24. Về mặt phân loại
thực vật, cây lúa thuôc họ Gramineae (hịa thảo), tộc Oryzeae, chi Oryza. Oryza
có khoảng 20 loài phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới ẩm của Châu Phi, Nam và
Đông Nam Châu Á, Nam Trung Quốc, Nam và Trung Mỹ và một phần ở Úc
Châu (Chang, 1976 theo De Datta, 1981). Trong đó, chỉ có 2 lồi là lúa trồng,
cịn lại là lúa hoang hằng năm và đa niên. Loài lúa trồng quan trọng nhất, thích
nghi rộng rãi và chiếm đại bộ phận diện tích lúa thế giới là Oryza sativa L. Lồi
nầy hầu như có mặt ở khắp nơi từ đầm lầy đến sườn núi, từ vùng xích đạo, nhiệt
đới đến ơn đới, từ khắp các vùng phù xa nước ngọt đến vùng đất cát sỏi ven biển
nhiễm mặn phèn. Một loài lúa trồng nữa là Oryza glaberrima Steud chỉ được
trồng giới hạn ở một số quốc gia Tây Phi Châu và hiện đang bị thay thế dần bởi
Oryza sativa L. (De Datta, 1981). Tateoka (1963, 1964) lại phân biệt 22 lồi,
trong đó, cũng thống nhất 2 loài lúa trồng O. sativa L. và O. glaberrima Steud.
Ông xem dạng lúa Châu Phi (O. perennis Moench) như là một loài riêng, O.
barthii A. Chev., và dạng lúa Châu Á và Châu Mỹ thuộc về lồi O. rufipogon
Griff. Ơng cũng bổ sung 2 lồi mới: O. longiglumis Jansen và O. angustifolia
Hubbard (Bảng 2.1).
Bảng 2.1. Các loài Oryza theo Takeoka (1963) với số nhiễm sắc thể,
kiểu gien và phân bố địa lý
Phân bố địa lý nhóm Oryzae
Sativa L.
Rufipogon Griff. (=perennis Moench)
Barthii A. Chev. (=longistaminata)
Glaberrima Steud.
Breviligulata A. Chev. et Roehr.

(=barthii theo Clayton, 1968)
Australiensis Domin
Eichingeri A. Peter
Punctata Kotschy
Officinalis Wall.
Minuta J.S. Presl
Latifolia Desv.
Alta Swallen
Grandiglumis Prod.

2n
24
24
24
24
24

Kiểu gien
AA
AA
AA
AA
AA

Phân bố địa lý
Khắp TG, lúa trồng
Châu Á, Châu Mỹ
Châu Phi
Châu Phi, lúa trồng
Châu Phi

24
24
24, 48
24
48
48
48
48

EE
CC
BB, BBCC
CC
BBCC
CCDD
CCDD
CCDD

Châu Úc
Châu Phi
Châu Phi
Châu Á
Châu Á
Châu Mỹ
Châu Mỹ
Châu Mỹ

5

download by :


2.2. NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC CÂY LÚA
2.2.1. Đặc điểm thực vật cây lúa
Từ 200 năm trước công nguyên, các giống lúa ở Trung Quốc được phân
thành 3 nhóm: “Hsien”, “Keng” và nếp. Năm 1928 – 1930, các nhà nghiên cứu
Nhật Bản đã đưa lúa trồng thành 2 loại phụ: “indica” và “japonica” trên cơ sở
phân bố địa lý, hình thái cây và hạt, độ bất dục khi lai tạo và phản ứng huyết
thanh (Serological reaction). Nhóm Indica (= “ Hsien” = lúa tiên) bao gồm các
giống lúa từ Sri Lanka, Nam và Trung Trung Quốc, Ấn Độ, Pakistan, Indinesia,
Philippines, Đài Loan và nhiều nước khác ở vùng nhiệt đới. Trong khi nhóm
Japonica (= “Keng” = lúa cánh) bao gồm các giống lúa từ miền Bắc và Đông
Trung Quốc, Nhật Bản và Triều Tiên, nói chung là tập trung ở các vùng á nhiệt
đới và ôn đới. Các nhà nghiên cứu Nhật Bản sau đó đã thêm một nhóm thứ 3
“javanica” để đặt tên cho giống lúa cổ truyền của Indonesia là “bulu” và
“gundil”. Từ “Janvanica” có gốc từ chữ Java là tên của một đảo của Indonesia.
Từ “Japonica” có lẽ xuất xứ từ chữ Japan là tên nước Nhật Bản. Cịn “Indica”
có lẽ có nguồn gốc từ India (Ấn Độ). Như vậy, tên gọi của 3 nhóm được trình
bày trong Bảng 2.2 đã thể hiện nguồn gốc xuất phát của các giống lúa từ 3 vùng
địa lý khác nhau (Đinh Văn Lữ ,1978)
Bảng 2.2. Đặc trưng hình thái tổng qt của 3 nhóm giống lúa
Đặc tính

INDICA

JAVANICA

JAPONICA

Thân

Thân cao

Thân cao trung bình

Thân thấp

Chồi

Nở bụi mạnh

Nở bụi thấp

Nở bụi trung bình

Lá

Lá rộng, xanh nhạt

Lá rộng, cứng, xanh nhạt

Lá hẹp, xanh đậm

Hạt

-Hạt thon dài, dẹp
- Hạt hầu như khơng có đi
- Trấu ít lơng và lơng ngắn
- Hạt dễ rụng

- Hạt to, dầy
- Hạt khơng có đi hoặc
có đi dài
- Trấu có lơng dài
- Ít rụng hạt

- Hạt trịn, ngắn
- Hạt khơng đi tới
có đi dài
- Trấu có lơng dài
và dầy
- Ít rụng hạt

Tính quang cảm rất thay
đổi

Tính quang cảm rất yếu

Tính quang cảm rất
thay đổi

Sinh học

Nguồn: Chang (1965)

Các nhóm giống lúa khác nhau đa dạng về kiểu hình, mỗi giống lại có
những đặc điểm riêng mà ta có thể dựa vào đó để nhận biết như: thời gian sinh
6

download by :


trưởng, khả năng đẻ nhánh, chiều cao cây, bộ lá lúa, khả năng quang hợp, dạng
hạt, màu sắc hạt (Juliano B.O, 1982).
Nghiên cứu về hình thái của các giống lúa trồng châu Á, Jennings (1979)
cho rằng: các giống lúa thuộc loài phụ Indica thường cao cây, lá nhỏ, màu xanh
nhạt, bông xoè, hạt dài, vỏ trấu mỏng, chịu phân kém, dễ lốp đổ, năng suất thấp,
cơm khô, nở nhiều. Trong khi các giống thuộc loài phụ Japonica thường thấp
cây, lá to, màu xanh đậm, bông chụm, hạt ngắn, vỏ trấu dày, thích nghi với điều
kiện thâm canh, chịu phân tốt, thường cho năng suất cao, cơm dẻo, ít nở.
(Jenning P.R, Coffmen W.R and Kauffmen,1997). Các nhà khoa học của Viện
Nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đều cho rằng tính đẻ khoẻ có hệ số di truyền từ
thấp đến trung bình và chịu ảnh hưởng rõ rệt của điều kiện ngoại cảnh (Khush
G.S,1990). Theo Murata (1960) và Tsunoda (1964): Trong điều kiện thâm canh,
hệ số đồng hóa cao ở cây có tương đối ít lá, lá ngắn, đứng thẳng để giảm tình
trạng che cớm lẫn nhau đến mức thấp nhất (Phạm Đồng Quảng, 2006). Theo
Tanaka (1965): Bộ lá có khả năng đồng hóa cao sẽ làm cho cây có phản ứng
mạnh với đạm. Đó là những đặc trưng của giống cải tiến được trồng ở những
nước vùng ôn đới và á nhiệt đới. Trong khi đó nhiều giống lúa nhiệt đới có q
nhiều lá và cao cây khơng thể cho năng suất cao ngay cả khi gieo trồng trong
điều kiện thâm canh (Trung tâm khảo kiểm nghiệm giống cây trồng trung ương,
2005). Theo các nhà chọn giống lúa tại IRRI, độ dài lá có quan hệ đa hiệu với các
gen xác định chiều cao cây nhưng lại bị chi phối bởi điều kiện ngoại cảnh. Tính
trạng lá địng dài, đứng di truyền độc lập với gen kiểm tra độ dài thân và độ dài
các lá phía dưới (Juliano B.O, 1982).
Guliaep (1975) xác định có 4 gen kiểm tra chiều cao cây lúa. Khi nghiên
cứu các dạng lùn tự nhiên và đột biến, ơng nhận thấy có trường hợp tính lùn được
kiểm tra bởi một cặp gen lặn, có trường hợp bởi 2 cặp gen và đa số trường hợp
do 8 cặp gen quy định là d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8 (Nguyễn Hữu Tề, Nguyễn

Đình Giao, 1997). Những kết quả nghiên cứu tạo giống lúa lùn của IRRI khẳng
định rằng: các giống lúa lùn có nguồn gốc từ Trung Quốc (Dee-geo-Woo-gen, Igeo-tze, Taichung native-1) mang gen lùn, lặn tạo cho thân ngắn nhưng không
ảnh hưởng đến chiều dài bông. Còn những gen lùn tạo ra bằng đột biến hoặc các
gen lùn có nguồn gốc ở châu Mỹ (Century Patna, SLO-17) ít được sử dụng để
tạo giống vì chúng làm cho bông ngắn lại hoặc phân ly kéo dài qua nhiều thế hệ
khó chọn lọc. Điều này có ý nghĩa vô cùng to lớn cho các nhà chọn giống trong

7

download by :


việc chọn tạo các giống lúa thấp cây nhưng vẫn giữ được năng suất cao (Nguyễn
Hữu Tề, Nguyễn Đình Giao,1997). Y. Futsharra, F. Kikuchi và N. Rutger (1977)
qua các nghiên cứu cơ chế di truyền tính trạng chiều cao cây đã công bố danh
sách khoảng 50 gen tham gia quy định tính trạng lùn của cây lúa (d-1 đến d-50).
Trong đó các gen d-8, d-11, và d-14, d-10, d-15 và d-16, d-18h, d-18k là các
allen với nhau. Sự hoạt động của phần lớn các gen này lại được kiểm soát bởi
một gen lặn, mà gen đó có thể bị lấn át bởi gen trội D-53. Các đột biến cực lùn
phần lớn được kiểm tra bằng 1 gen đơn lặn, nhưng đột biến nửa lùn lại được quy
định bởi một gen đơn trội khơng hồn tồn (Nguyễn Hồng Minh, 1999). Theo
Mackill và Ruger (1979) có 4 gen quy định tính nửa lùn là sd-1, sd-2, sd-3 và sd4. Trong đó, sd-1 là allen với gen lùn của Dee-geo-woo-gen, còn lại ba allen kia
khơng allen với nhau (Nguyễn Hữu Tề, Nguyễn Đình Giao,1997). Jennings và
cộng sự (1979) cho rằng có 2 hoặc 3 gen kiểm tra tính chịu ngập của cây lúa. Tuy
nhiên các gen chịu ngập khơng cùng allen với tính trạng vươn lóng nhanh (Phạm
Đồng Quảng, 2006).
2.2.2. Nghiên cứu đặc điểm sinh lý cây lúa
▪ Nghiên cứu tính cảm quang
Lúa, nói chung, là loại cây ngày ngắn, tức là loại thực vật chỉ cảm ứng ra
hoa trong điều kiện quang kỳ ngắn. Trong điều kiện nhiệt đới ở Bắc bán cầu, độ

dài ngày thay đổi có chu kỳ trong năm tùy theo vị trí tương đối của trái đất và
mặt trời, khi trái đất quay trên quỹ đạo của nó. Chúng ta có thể căn cứ vào 4 thời
điểm quan trọng nhất trong năm để đánh dấu sự chuyển đổi của độ dài chiếu sáng
trong ngày:
- Ngày Xuân phân (khoảng 21/3 dl) khi đường đi biểu kiến của mặt trời ở
ngay xích đạo của trái đất, ngày và đêm dài bằng nhau. Sau ngày này đường đi
biểu kiến của mặt trời lệch dần lên phía Bắc cho nên ở Bắc bán cầu, ngày sẽ dần
dần dài hơn đêm.
- Ngày Hạ chí (khoảng 22/6 dl) khi đường đi biểu kiến của mặt trời lên đến
giới hạn trên cùng ở phía Bắc của trái đất, cịn gọi là Bắc chí tuyến. Ngày này dài
nhất trong năm ở Bắc bán cầu. Sau ngày này, đường đi biểu kiến của mặt trời
lệch dần về phía Nam, ngày trở nên ngắn lại (nhưng ngày vẫn còn dài hơn đêm)
ở Bắc bán cầu.

8

download by :


- Ngày Thu phân (khoảng 23/9 dl) khi đường đi biểu kiến của mặt trời đã
về ngay xích đạo, ngày và đêm lại bằng nhau. Sau ngày này mặt trời tiếp tục lệch
dần về phía Nam, ngày ngắn dần lại hơn nữa ở Bắc bán cầu (ngày ngắn hơn đêm)
vì phần nhận được ánh sáng mặt trời ở Bắc bán cầu nhỏ hơn phần tối.
- Ngày Đơng chí (khoảng 22/12 dl) khi đường đi biểu kiến của mặt trời
trùng với Nam chí tuyến thì ở Bắc bán cầu ngày sẽ ngắn nhất trong năm. Sau
ngày này mặt trời lệch dần về phía Bắc trở về xích đạo đúng ngày xuân phân và
tái lập lại chu kỳ mới. Phản ứng đối với quang kỳ (độ dài chiếu sáng trong ngày)
thay đổi tuỳ theo giống lúa. Dựa vào mức độ cảm ứng đối với quang kỳ của từng
giống lúa, người ta phân biệt 2 nhóm lúa chính: nhóm quang cảm và nhóm khơng
quang cảm.

▪ Nhóm lúa cảm quang
Nhóm lúa quang cảm là nhóm giống lúa có cảm ứng với quang kỳ, chỉ ra
hoa trong điều kiện ánh sáng ngày ngắn thích hợp, nên gọi là lúa mùa, tức lúa
chỉ trổ và chín theo mùa. Tùy mức độ mẫn cảm với quang kỳ nhiều hay ít, mạnh
hay yếu người ta phân biệt: lúa mùa sớm, mùa lỡ hoặc mùa muộn. Phần lớn các
giống lúa cổ truyền của ta đều là giống lúa quang cảm. Các giống lúa cảm ứng
yếu với quang kỳ sẽ bắt đầu ra hoa khi ngày bắt đầu ngắn dần sau ngày thu phân,
tức tháng 9 – 10 dl và cho thu hoạch tháng 10 – 11 dl như các giống lúa Tiêu,
Sóc so, Sa mo, Sa quay (ở ĐBSCL), Ba trăng, Bát ngoạt, Dự, Hẻo, Muối (miền
Trung), Tẻ tép, Chanh, Gié nòi, Cà cuống, Cao phú xuyên, Bần (miền Bắc) khi
trồng trong điều kiện của ĐBSCL. Các giống này được gọi là lúa mùa sớm. Như
vậy, lúa mùa sớm là nhóm giống lúa có quang cảm yếu, trồng trái vụ vẫn trổ
được nhưng thời gian sinh trưởng thay đổi khơng nhiều.
Nhóm giống lúa mùa lỡ là những giống lúa có phản ứng trung bình đối với
quang kỳ, trổ vào tháng 11 dl và chín vào tháng 12 dl. Trong điều kiện ĐBSCL,
lúa mùa lỡ trồng trái vụ có thể trổ được nhưng thời gian sinh trưởng thay đổi
nhiều và lúa phát dục khơng bình thường. Ba thiệt, Nàng nhuận, Một bụi, Trắng
hịa bình, Nàng co đỏ, Bơng đinh, Tất nợ, Lúa phi, Trái mây thuộc nhóm này.
Nhóm giống lúa mùa muộn là những giống lúa có phản ứng rất mạnh đối với
quang kỳ. Các giống lúa này chỉ trổ trong khoảng thời gian nhất định trong năm,
khi quang kỳ ngắn nhất vào tháng 12 hoặc có khi đến đầu tháng 1 dl. Thời gian
sinh trưởng của các giống này thay đổi rất lớn tùy theo thời điểm gieo cấy sớm

9

download by :


hay muộn. Một số giống không thể trổ được nếu trồng trái vụ (gieo vào tháng 11
– 12 dl). Tiêu biểu cho nhóm này là các giống Tài nguyên, Nanh chồn, Tàu

hương, Nàng thơm muộn, Nếp vỏ gừa, Tàu lai, Thềm đìa, Nàng nghiệp, Tám
sanh, Lịng tong, Ngọc chồn,… Hầu hết các giống này phân bố ở các vùng trũng
nước ngập sâu và rút muộn. Đặc tính quang cảm rất hữu ích trong cơng tác chọn
giống lúa thích nghi với chế độ nước ở một khu vực sản xuất cụ thể. Ở những
vùng đất cao, ven biển canh tác nhờ nước mưa, các giống lúa mùa sớm và lỡ tỏ ra
rất thích hợp vì chúng trổ và chín khi dứt mưa và nước ngọt đã cạn. Mặn có thể
xâm nhập làm thiệt hại các ruộng lúa nếu sử dụng các giống lúa muộn. Ngược
lại, ở những vùng trũng, nước ngập sâu và rút muộn khi mùa mưa chấm dứt, các
giống lúa mùa muộn mới thích hợp. Các giống lúa mùa sớm trồng trong những
vùng nầy sẽ trổ bông khi mực nước trên ruộng còn cao và cho thu hoạch khi
ruộng cịn nhiều nước gây thất thốt rất lớn. Tuy nhiên, đặc tính quang cảm sẽ
gây trở ngại rất lớn cho việc thâm canh tăng vụ vì các giống lúa này chỉ có thể
trồng được 1 vụ/năm mà thơi.
▪Nhóm lúa khơng cảm quang
Hầu như các giống lúa mới lai tạo phục vụ cho việc thâm canh tăng vụ hiện
nay đều không quang cảm. Các giống lúa này lại ngắn ngày (90 – 120 ngày) hoặc
trung mùa (120-150 ngày) có thời gian sinh trưởng hầu như không thay đổi khi
trồng trong các thời vụ khác nhau nên có thể trồng được nhiều vụ trong năm và
có thể trồng bất cứ lúc nào trong năm, miễn bảo đảm đủ nước tưới và yêu cầu
dinh dưỡng. IR8, IR20, IR26, TN73 – 2, NN3A, NN6A, các giống lúa MTL250,
MTL322, MTL384, MTL392 hoặc OMCS2000, OM1490, OM3536, IR42
(NN4B), MTL83 đều thuộc nhóm khơng quang cảm.
▪Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng, phát triển
Đời sống cây lúa bắt đầu từ lúc hạt nẩy mầm cho đến khi lúa chín. Có thể
chia làm 3 giai đoạn chính: giai đoạn tăng trưởng (sinh trưởng dinh dưỡng), giai
đoạn sinh sản (sinh dục) và giai đoạn chín. Giai đoạn tăng trưởng bắt đầu từ khi
hạt nẩy mầm đến khi cây lúa bắt đầu phân hóa địng. Giai đoạn này, cây phát
triển về thân lá, chiều cao tăng dần và ra nhiều chồi mới (nở bụi). Cây ra lá ngày
càng nhiều và kích thước lá ngày càng lớn giúp cây lúa nhận nhiều ánh sáng mặt
trời để quang hợp, hấp thụ dinh dưỡng, gia tăng chiều cao, nở bụi và chuẩn bị

cho các giai đoạn sau. Giai đoạn sinh sản bắt đầu từ lúc phân hóa địng đến khi

10

download by :


lúa trổ bông. Giai đoạn này kéo dài khoảng 27 – 35 ngày, trung bình 30 ngày và
giống lúa dài ngày hay ngắn ngày thường không khác nhau nhiều. Lúc này, số
chồi vô hiệu giảm nhanh, chiều cao tăng lên rõ rệt do sự vươn dài của 5 lóng trên
cùng. Địng lúa hình thành và phát triển qua nhiều giai đoạn, cuối cùng thoát ra
khỏi bẹ của lá cờ: lúa trổ bơng . Giai đoạn chín bắt đầu từ lúc trổ bơng đến lúc
thu hoạch. Giai đoạn này trung bình khoảng 30 ngày đối với hầu hết các giống
lúa ở vùng nhiệt đới. Tuy nhiên, nếu đất ruộng có nhiều nước, thiếu lân, thừa
đạm, trời mưa ẩm, ít nắng trong thời gian nầy thì giai đoạn chín sẽ kéo dài hơn và
ngược lại. Giai đoạn nầy cây lúa trải qua các thời kỳ chín sữa, chín sáp, chín
vàng, chín hồn toàn (Đinh Văn Lữ, 1978).
Nghiên cứu về thời gian sinh trưởng của các giống lúa, Yoshida (1979) cho
rằng: Những giống có thời gian sinh trưởng ngắn khơng thể cho năng suất cao vì
sinh trưởng sinh dưỡng bị hạn chế. Ngược lại những giống có thời gian sinh
trưởng quá dài cũng cho năng suất thấp vì dễ bị đổ và chịu nhiều tác động bất lợi
của điều kiện ngoại cảnh. Trong khi đó các giống lúa có thời gian sinh trưởng từ
120-150 ngày có khả năng cho năng suất cao hơn nhiều (Gupta P.C and J.C
Otool, 1976). Theo Khush G.S (1990) cho rằng các giống lúa có thời gian sinh
trưởng dài ngày thì lượng chất khơ cao nhưng tỷ lệ hạt/rơm thấp. Các giống có
thời gian sinh trưởng từ 130- 150 ngày có tỷ lệ hạt/rơm đạt cao nhất (IRRI,
1984). Các giả K. Ichitami, Y. Okumoto và T. Taisaka khi nghiên cứu trên các
giống Norin 20, Kirara 397 cho rằng gen trội Se 9 kiểm sốt tính mẫn cảm với độ
dài ngày và gen lặn se 9 kiềm chế tính trạng trên (Phạm Đồng Quảng, 2006).
Nguyễn Hữu Tề và cộng sự (1997) cho rằng: thời gian sinh trưởng của cây lúa

được tính từ lúc nảy mầm cho đến chín thay đổi từ 90 đến 180 ngày, tuỳ theo
giống lúa và điều kiện ngoại cảnh. Các giống ngắn ngày ở nước ta có thời gian
sinh trưởng từ 90 -120 ngày, trung ngày từ 140-160 ngày, dài ngày là các giống
có thời gian sinh trưởng lớn hơn 160 ngày. Ngoài ra, thời gian sinh trưởng của
cây lúa còn phụ thuộc vào thời vụ. Trong điều kiện miền Bắc nước ta, do ảnh
hưởng của nhiệt độ thấp nên các giống lúa trồng trong vụ xuân có thời gian sinh
trưởng dài hơn vụ mùa (Nguyễn Hữu Tề, Nguyễn Đình Giao, 1997). Theo
Nguyễn Văn Hiển (2000) thời gian sinh trưởng của các giống lúa do nhiều gen
điều khiển. Di truyền số lượng biểu hiện rất rõ khi nghiên cứu phổ phân li ở F2
của con lai giữa giống có thời gian sinh trưởng ngắn với giống có thời gian sinh
trưởng dài ngày. Trong quần thể F2 có nhiều cá thể sinh trưởng ngắn hơn và dài

11

download by :


hơn hẳn bố mẹ (Đinh Văn Lữ ,1978). Tuy nhiên các giống cực sớm của Mỹ như:
Belle Patna, Blue Belle...tính chín sớm được kiểm tra bởi một cặp gen trội. Tính
cảm quang chu kì mạnh được kiểm tra bởi một cặp gen trội hoặc bởi 2 cặp gen
(Lê Vĩnh Thảo, 1994) hoặc do hoạt động của nhóm gen II (Vũ Tun Hồng,
1977). Tính phản ứng quang chu kì yếu do nhiều gen kiểm tra, vì vậy ở các giống
có số gen khác nhau thì mức phản ứng quang chu kì cũng khác nhau. Cũng theo
tác giả này thì sự nhạy cảm của các giống lúa với độ dài ngày bị ảnh hưởng rất
nhiều của các gen khống chế hoạt động của ARN- polymerase (Nguyễn Hữu Tề,
Nguyễn Đình Giao, 1997). Nguyễn Văn Hiển (2000) cho rằng tính dễ rụng của
hạt được kiểm tra bởi một số gen trội di truyền độc lập với các tính trạng khác.
Tính ngủ sinh lý của hạt di truyền đa gen. Sự ngủ kéo dài và ngủ từng phần là
trội so với khơng ngủ. Tính ngủ có liên kết di truyền với tính phản ứng quang chu
kì và di truyền độc lập với các tính trạng: chín sớm, kiểu cây, kiểu hạt và chất

lượng hạt (Đinh Văn Lữ, 1978).
2.2.3. Khả năng thích ứng với điều kiện ngoại cảnh của cây lúa
▪Nhiệt độ
Nhiệt độ có tác dụng quyết định đến tốc độ sinh trưởng của cây lúa nhanh
hay chậm, tốt hay xấu. Trong phạm vi giới hạn (20-300C), nhiệt độ càng tăng cây
lúa phát triển càng mạnh. Nhiệt độ trên 400C hoặc dưới 170C, cây lúa tăng trưởng
chậm lại. Dưới 130C cây lúa ngừng sinh trưởng, nếu kéo dài 1 tuần lễ cây lúa sẽ
chết. Phạm vi nhiệt độ mà cây lúa có thể chịu đựng được và nhiệt độ tối hảo thay
đổi tùy theo giống lúa, giai đọan sinh trưởng, thời gian bị ảnh hưởng là tình trạng
sinh lý của cây lúa. Nói chung, các giống lúa ôn đới chịu đựng nhiệt độ thấp giỏi
hơn các giống lúa nhiệt đới và ngược lại. Cây lúa già chịu đựng giỏi hơn cây lúa
non; thời gian bị ảnh hưởng càng dài, cây lúa càng suy yếu thì khả năng chịu
đựng càng kém. Khí hậu, thời tiết – yếu tố quan trọng nhất của điều kiện sinh
thái, có ảnh hưởng lớn nhất và thường xuyên đến quá trình sinh trưởng, phát triển
của cây lúa. Trên quan điểm sinh lý thực vật, các đặc tính sinh lý, sinh hóa cũng
như năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của cây lúa đều chịu ảnh hưởng
của yếu tố khí hâu, thời tiết (Trần Duy Quý, 2006). Trong quá trình sinh trưởng,
nếu gặp nhiệt độ cao cây lúa chóng đạt được tổng tích ơn sẽ trỗ bơng, vào hạt,
chín sớm, rút ngắn thời gian sinh trưởng. Ở nước ta, các giống lúa chiêm xuân,
lúa ngắn ngày là những giống mẫn cảm với nhiệt độ (giống cảm ôn) nên thời gian
sinh trưởng biến động theo nhiệt độ hàng năm và theo thời vụ cấy sớm hay muộn

12

download by :