Đánh giá tuyển chọn một số tổ hợp lúa lai ba dòng có năng suất cao, chất lượng tốt phục vụ cho sản xuất nông nghiệp tại tỉnh hà nam

I. MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Lúa là cây lương thực chính và là ngành sản xuất truyền thống trong
nông nghiệp Việt Nam. Mục tiêu sản xuất lúa đến năm 2010 của Việt Nam là
duy trì diện tích trồng lúa nước ở mức 3,96 triệu ha, trong đó sản lượng lúa
phải đạt trên 40 triệu tấn, tăng 5,5 triệu tấn so với năm 2003 vẫn đảm bảo an
ninh lương thực quốc gia, đồng thời tham gia xuất khẩu gạo ra thị trường thế
giới [35]. Để tăng sản lượng lúa, khả năng mở rộng diện tích ở nước ta hiện
tại và trong tương lai là rất hạn chế, do đó chúng ta chủ yếu vẫn phải dựa vào
tăng năng suất lúa. Trong hệ thống các biện pháp kĩ thuật nhằm tăng năng
suất cây trồng nói chung, cây lúa nói riêng thì giống được coi là biện pháp
quan trọng và có hiệu quả nhất hiện nay.
Lúa lai “ba dòng” do hệ bất dục đực di truyền tễ bào chất quyết định nên
tính bất dục của dòng mẹ ít chịu sự chi phối của môi trường. Đặc điểm này
giúp cho độ thuần của hạt lai “ba dòng” cao, khai thác triệt để hiệu ứng ưu
thế lai của tổ hợp như: Năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu sâu bệnh
khá, khả năng thích ứng tốt và thời gian sinh trưởng ngắn rất thuận lợi cho
việc bố trí thời vụ gieo trồng, tăng vòng quay của đất.
Trong những năm vừa qua, lúa lai đã khẳng định được vai trò quan
trọng trong cơ cấu các giống lúa ở các tỉnh phía Bắc nói chung và Hà Nam
nói riêng. Gần đây một số giống lai đã được mở rộng vào sản xuất tại một số
tỉnh phía Nam như giống BTE1. Là một tỉnh đồng bằng chiêm trũng với diện
tích gieo cấy lúa vào khoảng 68.000 ha/năm, trong đó diện tích lúa lai vào
khoảng 29.000 ha chiếm khoảng 42,64 % tổng diện tích cấy lúa toàn tỉnh.
Năng suất trung bình 60 – 65 tạ/ha, cao hơn lúa thuần từ 15 – 20%, lúa lai đã
góp phần nâng cao năng suất và sản lượng lúa trên địa bàn tỉnh. Hiện nay cơ
cấu giống lúa lai của tỉnh chủ yếu là các tổ hợp lúa lai “ba dòng” như: Nhị ưu
838, Nhị ưu 64, Bắc ưu 903, Bắc ưu 253 … Tuy nhiên, các tổ hợp này qua
1
một số vụ gieo trồng dưới tác động của các yếu tố môi trường đã làm cho các
tổ hợp này có những dấu hiệu thoái hoá dẫn đến hiệu quả kinh tế không cao.

Muốn mở rộng diện tích lúa lai thì cần phải lựa chọn được những tổ hợp lúa
lai mới có năng suất cao, chất lượng tốt, phù hợp với điều kiện khí hậu, đất
đai và trình độ thâm canh của người dân địa phương. Xuất phát từ mực đích
đó chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài “Đánh giá tuyển chọn một số tổ
hợp lúa lai ba dòng có năng suất cao, chất lượng tốt phục vụ cho sản xuất
nông nghiệp tại tỉnh Hà Nam”.
1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài
1.2.1. Mục đích của đề tài
- Đánh giá và tuyển chọn được một số tổ hợp lúa lai ba dòng có năng
suất cao, chất lượng tốt thích ứng với điều kiện khớ hậu đất đai tại Hà Nam
để đưa vào sản xuất góp phần chuyển dịch cơ cấu cây trồng có hiệu quả.
- Xác định số dảnh cấy phù hợp cho một số tổ hợp lúa lai có triển vọng
tại tỉnh Hà Nam.
1.2.2. Yêu cầu của đề tài
- Tiến hành thí nghiệm so sánh 7 tổ hợp lai 3 dòng mới nhập nội trong
vụ Xuân muộn và vụ Mùa 2010 nhằm tìm ra một vài tổ hợp có thời gian sinh
trưởng phù hợp, năng suất cao, chất lượng tốt, được nông dân chấp nhận
trong sản xuất.
- Tìm hiểu ảnh hưởng của số dảnh cấy đến 3 tổ hợp có triển vọng rút ra
từ thí nghiệm so sánh giống trong vụ Xuân muộn 2010 để xác định số dảnh
cấy hợp lý khi đưa các tổ hợp này vào sản xuất tại Hà Nam.
2
1.2.3. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
- Bổ sung thêm một vài giống lúa lai ba dòng mới có năng suất, chất
lượng cao vào cơ cấu mùa vụ của tỉnh.
- Xác định được số dảnh cấy phù hợp, góp phần vào việc hoàn thiện
quy trình kĩ thuật thâm canh lúa cho các giống lúa lai mới được đưa vào sản
xuất trong tỉnh.
3
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Ở thực vật bậc cao kiểu hình là kết quả tác động qua lại giữa kiểu gen
và môi trường. Các giống mang đi thử nghiệm trên tổng thể là một quần thể
với một kiểu gen xác định. Đối với các dòng thuần thì các cá thể trong quần
thể có cùng một kiểu gen, điều này được Jonhansen chứng minh trong công
trình nghiên cứu nổi tiếng của ông về dòng thuần.
Kiểu hình của một dòng thuần khi đem thử nghiệm những môi trường
khác nhau có biểu hiện khác nhau là do yếu tố môi trường quyết định (Mather
anh Jinks, 1971) [69].
Tương tác kiểu gen môi trường biểu thị một thành phần của kiểu hình
có thể sai lệch giá trị ước lượng của các thành phần khác. Tương tác kiểu gen
– môi trường tồn tại khi hai hay nhiều kiểu gen phản ứng khác nhau với sự
thay đổi của môi trường (năm, vụ gieo trồng, địa điểm …). Một giống có
năng suất cao hơn giống kia trong môi trường này nhưng lại thấp hơn trong
môi trường khác. Như vây tương tác kiểu gen – môi trường làm thay đổi thứ
bậc các kiểu gen hay các giống được đánh giá trong điều kiện khác nhau gây
khó khăn cho nhà chọn giống trong việc xác định tính ưu việt của các giống
được đánh giá. Vì vậy đánh giá mức độ tương quan rất quan trọng để xác
định chiến lược chọn giống tối ưu và đưa ra những giống có khả năng thích
nghi với môi trường gieo trồng đã dự định một cách thoả đáng (Nguyễn Văn
Hiển, 2000) [20].
Tác động qua lại kiểu gen môi trường – môi trường là tương tác hết
sức phức tạp, kết quả là kiểu gen có kiểu hình phù hợp sẽ tồn tại và phát triển
ở môi trường đó, sau một thời gian rất dài các kiểu gen này lập nên một kiểu
hình đặc thù gọi là kiểu hình sinh thái hoặc gắn với một kiểu hình ở một địa
phương gọi là kiểu hình sinh thái địa lý.
4
Một giống thuần bất kì đem thử nghiệm ở những môi trường khác
nhau sẽ thu được các kết quả khác nhau do kết quả phản ứng của kiểu gen -
môi trường. Ở các tính trạng số lượng thì việc đánh giá các tính trạng có ý

nghĩa đối với chọn giống càng phức tạp, chính vì vậy các nhà khoa học đã đi
sâu nghiên cứu, tìm hiểu đánh giá xây dựng mô hình nhằm xác định mối
quan hệ kiểu gen – môi trường. Thực chất của vấn đề là đi tìm cơ sở cho thử
nghiệm giống. Các kết quả của việc khảo nghiệm giống sẽ phục vụ trực tiếp
cho sản xuất nông nghiệp ở môi trường thử nghiệm.
Để xác định mức độ tương tác kiểu gen – môi trường các kiểu gen
(giống, dòng, gia đình ) được đánh giá trong các môi trường khác nhau.
Môi trường bao gồm các yếu tố ảnh hưởng hay liên quan tới sinh trưởng và
phát triển của cây. Allard và Bradshn (1964) phân loại các yếu tố môi trường
thành các yếu tố có thể dự đoán và những yếu tố không thể dự đoán. Các yếu
tố có thể dự đoán xảy ra một cách có hệ thống và con người có thể kiểm soát
được như: loại đất, thời vụ gieo trồng, mật độ và lượng phân bón. Ngược lại
các yếu tố không thể dự đoán biến động không ổn định như lượng mưa, nhiệt
độ, ẩm độ, ánh sáng (Trích theo Nguyễn Văn Hiển, 2000) [20].
Khi có tương tác kiểu gen – môi trường (GE) thì giá trị kiểu hình bằng
tổng của 3 thành phần (Nguyễn Văn Hiển,2000) [20].
P= G + E + GE
P: Kiểu hình
G: Kiểu gen
E: Môi trường
GE: Tương tác giữa kiểu gen và môi trường
Việc đánh giá bản chất các tính trạng số lượng trong công tác chọn
giống càng phức tạp hơn. Đó là lí do rất nhiều nhà nghiên cứu sinh học -
nông học để tâm tìm hiểu, đánh giá, thiết lập qui luật về mối quan hệ tương
tác giữa kiểu gen và môi trường. Bản chất của các nghiên cứu ứng dụng này
chính là cơ sở của việc thử nghiệm, khảo nghiệm các giống cây trồng ở vùng
5
sinh thái đặc thù. Kết quả của công tác khảo nghiệm giống ở các điểm trong
một mạng lưới nhất định ở cùng một thời vụ gieo trồng hoặc các mùa vụ
khác nhau sẽ được lựa chọn phục vụ trực tiếp cho sản xuất nông nghiệp ở

vùng sinh thái thử nghiệm hay cho nhiều vùng sinh thái khác nhau.
Đối với các giống lúa, mỗi một giống, mỗi một tổ hợp đều có sự thích
ứng và tương tác với điều kiện môi trường nhất định. Vì vậy mỗi nơi, mỗi
vùng đều có sự thích hợp của các giống khác nhau. Xuất phát từ đó để tuyển
chọn những giống lúa tốt phù hợp với điều kiện sinh thái ở từng vùng là rất
cần thiết.
2.2. Tình hình sản xuất lúa lai ba dòng trong và ngoài nước
2.2.1. Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai ba dòng trên thế giới
Lúa lai là một tiến bộ kỹ thuật về di truyền học của thế kỷ XX đã và
đang ứng dụng trên thế giới. Ưu thế lai (ƯTL - Heterosis) là thuật ngữ để chỉ
sự vượt trội của con lai F
1
so với bố mẹ của chúng về các đặc tính hình thái,
khả năng sinh trưởng, sức sống, sức sinh sản, khả năng chống chịu và thích
nghi, năng suất, chất lượng hạt và các đặc tính năng suất khác.
Đã có nhiều công trình nghiên cứu xác nhận sự xuất hiện ưu thế lai về
năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất, về sự tích luỹ chất khô (Phạm
Văn Cường và cs, 2003 và 2004) [58],[59].
Lúa là cây thụ phấn điển hình, khả năng nhận phấn ngoài rất thấp
nên ứng dụng ƯTL ở lúa gặp rất nhiều khó khăn ở khâu sản xuất hạt lai.
Đề xuất đầu tiên về sản xuất hạt lai thương phẩm là của các nhà khoa học
Ấn Độ (KaDam - 1937, Richacria 1962…). Sau đó là các nhà chọn giống
người Mỹ, Nhật Bản và Viện nghiên cứu lúa quốc tế. Tuy nhiên các đề
xuất trên chưa trở thành hiện thực vì họ chưa tìm ra được phương pháp sản
xuất hạt lai phù hợp.
Trung Quốc là nước nghiên cứu về ƯTL chậm hơn nhiều nước nhưng
lại là nước đầu tiên trên thế giới sử dụng thành công ƯTL vào sản xuất. Năm
6
1964 Yuan Long Ping cùng với một số thành viên nghiên cứu của ông đã
phát hiện được dạng lúa dại bất dục đực di truyền tế bào chất ở đảo Hải Nam

và đây chính là công cụ di truyền quan trọng để nghiên cứu và phát triển lúa
dại. Năm 1973, lô hạt giống lúa lai F
1
được sản xuất ra đầu tiên với sự tham
gia của ba dòng bố mẹ là: Dòng bất dục đực di truyền tế bào chất
(Cytoplastmic Male Sterile - CMS), dòng duy trì bất dục (Maintainer) và
dòng phục hồi (Restorer) vào năm 1974 và được giới thiệu cho sản xuất tổ
hợp lúa lai cho ƯTL cao, đồng thời quy trình sản xuất hạt lai ba dòng cũng
được đưa vào năm 1975 (Yuan và Virmani, 1988). Năm 1976 diện tích lúa lai
thương phẩm ở Trung Quốc 133.000 ha và tăng lên rất nhanh.
Năm 2002 diện tích gieo cấy lúa lai ở Trung Quốc đã đạt trên 18,5 triệu
ha. Đến năm 2004 diện tích đã tăng lên 29,42 triệu ha, năng suất trung bình đạt
63,47 tạ/ha và sản lượng đạt 187 triệu 730 ngàn tấn. Kỹ thuật sản xuất hạt lai
thương phẩm ở Trung Quốc đã phát triển đến mức độ cao. Năng suất hạt lai
F1 tăng mạnh từ 0,1 đến 2,5 tấn/ha. Có rất nhiều dòng có khả năng nhận phấn
tốt được tạo ra từ Zhi A, II32A, You – II A [2]. Các dòng phục hồi mới được
phát triển như: IR 26, IR24, IR 661,IR 30, IR 36, IR 2061, Gui 360 …(Yuan
L.P. và cộng sự, 2003) [91]. Kể từ khi tổ hợp đầu tiên là Nan You 2 được tạo
ra từ năm 1974, đến năm 2002 đã có hơn 100 tổ hợp được sản xuất trên diện
tích lớn (Trần Duy Quý, 2002) [33].
Sau gần 40 năm nghiên cứu, các nhà khoa học Trung Quốc đã tạo ra
được hơn 600 dòng bất dục đực di truyền tế bào chất (A) và các dòng duy trì
(B) tương ứng, hơn 200 dòng phục hồi được chọn lọc để tạo ra các tổ hợp lai
có năng suất cao, chất lượng tốt và đưa vào sản xuất đại trà tại nhiều vùng
sinh thái khác nhau, trong đó có nhiều tổ hợp lai nổi bật thuộc hệ Bác ưu,
Kim ưu, Sán ưu, Thanh ưu, Quảng ưu…(Ngô Thế Dân, 2002) [41].
Sau thành công của Trung Quốc, lúa lai nói chung và lúa lai ba dòng
nói riêng đã nhanh chóng được nghiên cứu và phát triển rộng rãi ở các nước
trên thế giới: Nhật Bản, Ấn Độ, Philipines, Myanma, …
7

Tại Nhật Bản, năm 1969 lúa lai đã được Shinjo đề xuất lần đầu tiên.
Năm 1975 ông đã phát triển các dòng CMS dạng BT và các dòng phục hồi
tương ứng có nguồn gốc từ giống Chinsural Boro II trong chọn tạo lúa lai ba
dòng thuộc loài phụ Japonica. Các nhà khoa học Nhật Bản cho rằng dòng bất
dục đực này tốt hơn các dòng bất dục dạng hoang dại và được sử dụng rộng
rãi trong sản xuất lúa lai ba dòng thuộc loài phụ Indica. Takita và Yamaguchi
đã tìm ra các giống chịu lạnh nên làm tăng đáng kể năng suất hạt giống do
các hạt giống này có thể tung phấn nhiều hơn giống mẫn cảm với nhiệt độ
thấp trước đây.
Ấn Độ, năm 1970- 1980 đã nghiên cứu về lúa lai và được tiến hành ở
các trường đại học, các viện nghiên cứu. Đến năm 1989, chương trình nghiên
cứu lúa lai mới được phát triển. Năm 1990 - 1997, Ấn Độ đã công nhận 16
giống lúa quốc gia và đưa vào sản xuất đại trà như các giống APHR1, MGR-
1 và KRH-1 Trong các thí nghiệm đồng ruộng các tổ hợp lai này cho năng
suất cao hơn các giống lúa thuần từ 16- 40% (Võ Thị Nhung, 2002) [28]. Kĩ
thuật sản xuất hạt giống lúa lai F
1
ở Ấn Độ đã được hoàn thiện, trong những
năm gần đây, năng suất hạt lai F
1
đã đạt từ 1,5- 2 tấn/ha trên diện tích lớn
(Sidiqq và Govinza, 1996) [76].
Malaysia, năm 1984 đã bắt đầu nghiên cứu lúa lai và đã thu được năng
suất cao hơn giống truyền thống như IR5852025A/IR54791-19-2-3R đạt
năng suất 4,86 tạ/ha so với giống lúa MR84 là cao hơn 58,6%;
IR62829A/IR46R có năng suất cao hơn MR84 26,1%, đã chọn tạo được một
số dòng CMS địa phương như MH805A, MH1813A, MH1821A. Đến năm
1999, Malaysia đã xác định được 131 dòng phục hồi để sản xuất hạt lai.
Những khó khăn chính trong việc nghiên cứu lúa lai ở Malaysia là độ bất dục
hạt phấn không ổn định, thiếu nguồn CMS, khả năng lai xa thấp và yêu cầu

lượng hạt giống còn cao để đáp ứng cho kỹ thuật gieo thẳng [3].
Indonesia, theo Suprihetno B. và cs (1994) [78] nghiên cứu và phát
triển lúa lai được bắt đầu từ năm 1983 và đánh giá sử dụng nhiều dòng CMS
8
vào chương trình chọn tạo lúa lai. Cũng theo Suprihetno B. và cs (1997) ở vụ
Xuân năm 1994, ba tổ hợp lai 3 dòng là IR5988025A/BR827,
IR58025A/IR53942 và IR5802A/IR54852 đã được thử nghiệm ở Kunigon đã
cho năng suất trên 7 tấn/ha, cao hơn IR64 từ 20- 40%.
Năm 1979, IRRI đã tiến hành nghiên cứu lúa lai một cách hệ thống, từ
năm 1980- 1985 đã có 17 quốc gia nghiên cứu và sản xuất lúa lai. Diện tích
gieo trồng lúa lai đạt tới 10% tổng diện tích lúa toàn thế giới chiếm khoảng
20% tổng sản lượng [29].
Trong các nước sản xuất lúa gạo Đông Nam Á thì Trung Quốc là nước
có sản lượng lúa gạo lớn nhất thế giới. Năm 2000, sản lượng thóc của Trung
Quốc đạt 160 triệu tấn. Ấn Độ là nước có sản lượng lúa đứng thứ 2 trên thế
giới, năm 2000 đạt tới 135 triệu tấn thóc. Các nước còn lại có sản lượng lúa
khá cao là Inđônêsia, Bangladesh, Việt Nam và Thái Lan…
2.2.2. Tình hình sản xuất lúa lai ba dòng tại Việt Nam
Vào năm 1983, Việt Nam bắt đầu nghiên cứu lúa lai tại Hậu Giang và
Hà Nội (Nguyễn Bá Thông, 2001) [42], nguồn vật liệu sử dụng trong việc
nghiên cứu được nhập chủ yếu từ Viện lúa quốc tế (IRRI), xong đây chỉ là
những nghiên cứu mới ở giai đoạn đầu tìm hiểu về lúa lai. Đến năm 1990, Bộ
Nông nghiệp và phát triển Nông thôn đã cho phép một số tổ hợp lai được
trồng thử vào vụ Xuân ở Đồng bằng Bắc Bộ và kết quả cho thấy các tổ hợp
lúa lai cho năng suất cao hơn hẳn lúa thuần. Nếu so với lúa thuần như giống
CR203 thì cao hơn từ 200- 1.500 kg/ha/vụ (Nguyễn Thị Trâm, 2002) [46].
Với năng suất lúa trên, chương trình nghiên cứu lúa lai được sự quan
tâm nghiên cứu như Viện Bảo vệ Thực vật, Viện Cây lương thực - Thực
phẩm, Trường Đại học Nông nghiệp I - Hà Nội, Viện Nông hoá - Thổ
nhưỡng và Trung tâm Khảo nghiệm giống Quốc gia. Kết quả nghiên cứu đã

đưa ra nhiều tổ hợp lúa lai 3 dòng có triển vọng và đã được đưa vào sản xuất
thử như là HR1, H1, H2, UTL2, HYT51, HYT53, HYT54 và HYT55
(Nguyễn Trí Hoàn, 2002) [25]. Việc xây dựng công nghệ chọn dòng thuần,
9
nhân dòng và sản xuất hạt lai F
1
đã thành công [4]. Qua kết quả nghiên cứu
lúa lai, diện tích trồng lúa lai tăng lên rất nhanh. Kết quả này cùng công tác
nhập nội hàng loạt những giống lúa lai của Trung Quốc vào Việt Nam như:
Nhị ưu 838, Nhị ưu 63, Bác ưu 903, Kim quế ưu 99, đã làm cho diện tích
và sản lượng lúa lai của Việt Nam tăng lên nhanh chóng. Vụ mùa năm 1991,
cả nước trồng khoảng 100 ha thí điểm và cho kết quả rất khả quan, đến năm
1992 đã tăng lên tới 11.000 ha và đã đạt được năng suất trung bình là 62,15
tạ/ha. Năm 2002 diện tích lúa lai tăng lên gần 500.000 ha và năng suất bình
quân đạt 63 tạ/ha. Trong 10 năm qua, năng suất lúa lai đạt 55- 65 tạ/ha và
tương đối ổn định. Ở các địa phương, năng suất lúa lai đều cao hơn lúa thuần
phổ biến từ 20- 30% và nhiều nơi cao hơn 50- 60% [43].
Trong những năm gần đây, ở một số tỉnh phía bắc diện tích lúa lai tăng
lên rất nhanh ở các tỉnh như: Nam Định, Thanh Hoá, Nghệ An, Ninh Bình,
Hà Nam và Phú Thọ. Ngoài ra, diện tích gieo trồng lúa lai còn được mở rộng
ra các tỉnh ở miền Trung và Tây Nguyên như: Quảng Nam, Đắk Lắk Diện
tích lúa lai ngày càng được mở rộng trong cả vụ xuân và vụ mùa, đến nay lúa
lai đã phát triển trên 39 tỉnh thành trong cả nước. Riêng các tỉnh phía Nam
lúa lai ít được sử dụng do tập quán gieo thẳng, yêu cầu lượng giống lúa lai
nhiều nên không phù hợp với điều kiện của người dân do giá thành hạt giống
lúa lai cao hơn nhiều so với lúa thuần [10].
Ở một số vùng có trình độ thâm canh cao, năng suất lúa lai đã đạt được
13- 14 tấn/ha/vụ [43]. Vì vậy tổ chức FAO coi Việt Nam là nước áp dụng
thành công công nghệ sản xuất hạt lai vào sản xuất đại trà. Việt Nam đã trở
thành nước thứ 2 đứng sau Trung Quốc sản xuất thành công lúa lai trên diện

tích rộng (Trần Duy Quý, 2002) [34].
Năm 2009 diện tích lúa lai vào khoảng 709.816 ha, năng suất đạt 6,40
tạ/ha. Động lực thúc đẩy phát triển lúa lai với tốc độ nhanh là do sự kết hợp
của ba yếu tố: Tiềm năng ƯTL cao về năng suất, sự quan tâm của lãnh đạo
và chính sách hợp lý của nhà nước.
10
Bảng 2.1. Năng suất, diện tích, sản lượng lúa lai Việt Nam từ 2002 – 2009
Năm Diện tích (ha)
Năng suất
(tấn/ha)
Sản lượng (tấn)
2002 500.000 6,45 2.193.000
2003 600.000 6,50 3.120.000
2004 577.000 6,22 3.556.000
2005 353.000 6,50 -
2006 584.000 - -
2007 - - -
2008 581.362 6,44 -
2009 709.816 6,40 -
( Nguồn: Theo Bùi Bá Bổng 2004, Nguyễn Khắc Quỳnh và Ngô Thị
Thuận 2005, Tống Khiêm 2007, Cục Trồng trọt 2009)
Bảng 2.2. Diện tích lúa lai thương phẩm năm 2008-2009
ĐVT: ha
Vùng
2008 2009
Vụ Xuân Vụ Mùa Vụ Xuân Vụ Mùa
MN phía Bắc 74.745 99.277 94.125 106.641
Vùng ĐBSH 119.372 87.750 145.111 84.923
Vùng BTB 109.992 69.950 138.346 68.874
ĐBSCL 5.031 - 8.468 37.249

Tổng 309.140 256.977 386.050 297.687
(Nguồn Cục trồng trọt - Bộ Nông nghiệp 2009)
11
Bảng 2.3. Kết quả sản xuất lúa lai một số tỉnh năm 2009
TT Tỉnh
Diện tích lúa
thương phẩm (ha)
Tỷ lệ (%)
Diện tích
hạt F1 (ha)
1 Ninh Bình 48.713 61,3 35,0
2 Nam Định 63.640 40,5 181,7
3 Thái Bình 18.060 10,9 5,0
4 Hà Nam 25.673 37,1 40,0
5 Hưng Yên 3.136 3,9 25,0
6 Hải Dương 18.085 14,4 17,0
7 Hải Phòng 14.146 17,1 58,0
8 Hà Nội 9.709 4,8 62,0
9 Bắc Ninh 19.411 26,1 47,0
(Nguồn Cục trồng trọt - Bộ Nông nghiệp 2009)
Hướng tới ngành sản xuất lúa gạo của Việt Nam sẽ phát triển thành
ngành sản xuất hàng hoá lớn, năng suất cao, chất lượng tốt, hiệu quả kinh tế
cao và có tiềm năng cạnh tranh trên thị trường quốc tế. Tại hội nghị tổng kết
10 năm nghiên cứu và phát triển lúa lai các nhà khoa học và quản lý đều
đánh giá phát triển lúa lai là định hướng đúng, không chỉ một trong những
biện pháp để nâng cao năng suất và sản lượng lúa nhằm bảo đảm an ninh
lương thực trong nước và xuất khẩu mà còn góp phần tích cực chuyển đổi cơ
cấu mùa vụ, chuyển dịch cơ cấu cây trồng. Thông qua các chương trình lúa
lai, Việt Nam đã đào tạo được đội ngũ cán bộ kĩ thuật nghiên cứu, cán bộ
thực hành và nông dân làm lúa lai nhất là trong lĩnh vực sản xuất hạt lai F1.

2.2.3. Tình hình sản xuất lúa lai tại tỉnh Hà Nam giai đoạn 2002- 2009
Hà Nam có diện tích đất tự nhiên 84.953 ha, trong đó diện tích đất sử
dụng vào sản xuất nông nghiệp là 47.321 ha bằng 55,7% diện tích đất tự
nhiên, đất thích hợp cho trồng lúa năng suất cao có diện tích trên 36.500 ha.
Hà Nam là một trong những tỉnh đi đầu trong phong trào sản xuất lúa lai và
đưa lúa lai thương phẩm vào sản xuất với quy mô lớn. Năm 2002 diện tích
gieo cấy lúa lai ở vụ Xuân chỉ có 13.825 ha, năng suất đạt 60 tạ/ha, đến vụ
Mùa diện tích được mở rộng 15.554 ha nhưng năng suất giảm so với vụ xuân
12
chỉ còn 58 tạ/ha. Vụ Xuân 2007 diện tích lúa lai trọng tỉnh tăng lớn 17.509
ha nhưng vụ Mùa giảm mạnh chỉ còn 4.779 ha. Năm 2008 diện tích lúa lai
đạt 21.991 ha trong đó vụ Xuân là 14.191 ha, vụ Mùa là 7.800 ha. Diện tích
lúa lai vụ Xuân 2009 tăng mạnh lên đến 19.116 ha chiếm 55,8 % diện tích
lúa toàn tỉnh, nhưng vụ Mùa giảm mạnh còn 6.557 ha (chỉ chiếm 20 % diện
tích). Năng suất lúa ít có sự biến động lớn, năng suất bình quân qua các năm
đạt 62 – 63 tạ/ha. Diện tích vụ Mùa giảm mạnh qua các năm là do giá thành
của giống lúa lai rất đắt. Mặt khác, trong vụ Mùa thời tiết bất thuận, có nhiều
mưa bão nên thường xuất hiện nhiều sâu bệnh đặc biệt là bệnh bạc lá, đạo
ôn nên năng suất giảm mạnh.
2.3. Sự biểu hiện ƯTL ở lúa
2.3.1. Khái niệm
ƯTL là hiện tượng con lai có sức sống mạnh hơn bố mẹ hoặc cả cơ thể
cây lai hoặc từng bộ phận, cơ quan của cây lai sinh trưởng phát triển nhanh,
mạnh hơn, có tính chống chịu cao hơn và có phẩm chất tốt hơn bố mẹ. Cho
đến nay trong lĩnh vực chọn tạo giống cây trồng, ƯTL được khai thác rất
thành công trong việc cải tiến năng suất cây trồng.
2.3.2. Cơ sở di truyền
Hiện nay vẫn chưa có cơ sở lý thuyết thống nhất và trọn vẹn để giải
thích hiện tượng ƯTL, có nhiều giả thuyết cùng tồn tại, mỗi giả thuyết chỉ
giới hạn bởi một kết quả thực nghiệm nhất định.

Nhiều tác giả coi ƯTL đựơc tạo ra do hoạt động của các hiệu ứng khác
nhau [43], [46], [57].
(a) Tương tác giữa các alen trong nhân:
* Hiệu ứng trội:
Các tính trạng có lợi sinh trưởng do gen trội kiểm soát, còn các tính
trạng không có lợi do gen lặn qui định, ở con lai F1 các gen trội có lợi ở một
trong hai bố mẹ lấn át toàn bộ các gen lặn có hại ở bố mẹ kia, và toàn bộ số
13
gen trội có lợi tập trung ở con lai F1 nhiều hơn so với bố hoặc mẹ, do vậy tác
dụng lấn át của tính trội và sự tích luỹ các gen trội dẫn tới biểu hiện của ƯTL
[20]. Con lai F1 có độ đồng đều về kiểu hình, do các cá thể đều có kiểu gen
giống nhau.
* Hiệu ứng siêu trội
Ở con lai F1 có hiệu quả tác động của tương tác giữa các alen trên
cùng một locus. Người ta giả thiết rằng, ở trạng thái dị hợp tử thì hai alen trội
– lặn hoàn thành một số chức năng khác nhau và bổ sung cho nhau.
(Sơ đồ): aa < Aa > AA hay a
1
a
1
< a
1
a
2
> a
2
a
2
.
Kết quả về nghiên cứu đột biến thực nghiệm ở nhiều loài cây tự thụ

phấn đã chứng minh cho sự đúng đắn của thuyết này. Vì vậy khi có hiện
tượng đa alen thì tính siêu trội chỉ xuất hiện ở những cặp alen rất khác nhau.
Tuy nhiên một locus không phải chỉ có 2 tính trạng trội và lặn mà có
thể còn các trạng thái trung gian và khác nhau về cấu trúc, chức năng sinh lý.
Ví dụ: Một dòng có kiểu gen là c1c1 và dòng khác có kiểu gen là c2c2. Khi
lai giữa 2 dòng này vớí nhau sẽ có kiểu gen dị hợp tử c1c2, trong trường hợp
này giữa c1 và c2 không có quan hệ trội lặn mà chúng có quan hệ bổ sung lẫn
nhau thể hiện hiệu ứng siêu trội và vượt qua hiệu ứng của tính trội. Lai kép
và ƯTL của lai kép là một minh chứng đúng đắn của giả thuyết siêu trội được
Shull và East nêu ra trong những năm đầu thế kỉ XX. Thành phần của lai kép
gồm 4 dòng tự phối khác nhau, khi ta gieo trồng con lai kép thì sức sống của
con lai kép cao hơn bố mẹ chúng, ví dụ: Khi lai giữa hai lai đơn (A
1
xA
2
) x
(A
3
xA
4
) và thu được 4 kiểu gen A
1
A
3
,A
2
A
4
, A
2

A
3
, A
2
A
4
, mỗi kiểu gen này
là một dạng dị hợp tử như các con lai ban đầu. Jinks, 1983 đã công bố bằng
chứng đích thực của siêu trội đối với các tính trạng số lượng thì không được
tìm thấy, dù rằng có thể thấy hiện tượng siêu trội là do hiệu ứng không alen
và liên kết không cân bằng là hiện tượng phổ biến tạo nên ƯTL. Vì ƯTL chủ
yếu là biểu hiện sự quyết định của gen đến các mức độ và cường độ của các
quá trình sinh lý. Những giải thích về ƯTL chỉ được chấp nhận nếu dự trên
14
cơ sở di truyền số lượng. Tuy nhiên, ở cây tự thụ phấn các con lai giữa các
dòng, giống khác nhau về mặt di truyền không phải luôn luôn cho ƯTL cao
hơn bố mẹ đồng hợp tử. Vì vậy đối với những cây tự thụ phấn như lúa, lúa
mì… nếu chỉ dựa vào tính dị hợp tử thì khó có thể phân biệt được ảnh hưởng
của siêu trội với hiệu quả tương tác giữa các gen không alen. Glilais, 1988
cho rằng: ƯTL là kết quả tác động giữa kiểu gen và môi trường, ông còn
công bố thêm ở thực vật tự giao hay dị giao khó có thể tách bạch vai trò của
siêu trội đã ảnh hưởng đến sản lượng của giống lai, một cách giải thích đơn
giản chỉ trên cơ sở của dị hợp tử về các gen nhân thì không đủ tin cậy
(Srivastava) (Trích Nguyễn Công Tạn và cs) [41].
* Thuyết cân bằng di truyền:
Theo thuyết này thì cơ chế tự điều hoà phát dục của các tính trạng,
mức độ biểu hiện của mỗi tính trạng được xác định bằng ảnh hưởng của
nhiều yếu tố di truyền khác nhau về mặt đặc trưng tác dụng, trong chúng có
một số gây tác dụng tăng cường tính trạng, một số khác có tác dụng ngược
lại. Sự biểu hiện của mỗi tính trạng là kết quả của sự cân bằng tác dụng giữa

các xu hướng đối lập được gọi là cân bằng di truyền. Mỗi cơ thể có một trạng
thái cân bằng di truyền nhất định đảm bảo cho sự hình thành một kiểu hình
nhất định, thích ứng với điều kiện sống. Khi đem lai hai cơ thể có hai kiểu
cân bằng di truyền khác nhau trong loài, trạng thái cân bằng mới được thiết
lập, có thể là cân bằng di truyền mới tốt hơn thì sẽ xuất hiện những tính trạng
tốt hơn bố mẹ (trường hợp ngược lại thì con lai có ưu thế lai thấp hơn ở bố
mẹ) [41], [46].
(b) Tương tác giữa gen nhân và tế bào chất
ƯTL không chỉ bị chi phối bởi các gen nhân mà còn liên quan tới các
gen tế bào chất, đặc biệt là tương tác giữa gen nhân và gen tế bào chất. Theo
nghiên cứu của một số nhà khoa học, ở một vài tổ hợp, biểu hiện của ƯTL ở
con ai F1 lai thuận nghịch là không giống nhau. Lúa lai được gây tạo nhờ kết
hợp kiểu gen nhân với nền tế bào chất khác nhau cũng bộc lộ các mức độ
15
ƯTL khác nhau, tác động của gen nhân mạnh hơn so với các gen tế bào chất
và tương tác giữa các alen trong nhân là nhân tố chính tạo ra ƯTL. Tương tác
giữa các dạng không alen cũng liên quan chặt chẽ với khả năng tổ hợp riêng
và hiệu ứng trội có nhiều ảnh hưởng tới khả năng tổ hợp chung [27]. Yuan
L.P (1997) sau khi tổng kết kết quả đánh giá rất nhiều tổ hợp lai trong nhiều
năm đã rút ra nhân xét có tính qui luật về năng suất của các con lai như sau:
Indica/Japonica>Indica/Javanica>Indica/Indica>Japonica/Japonica
> Javanica/Javanica, điều đó có nghĩa là bố mẹ càng xa nhau về mặt di
truyền thì ƯTL biểu hiện càng cao nhưng dễ dẫn đến hiện tượng bất dục và
bán bất dục do tương tác giữa gen nhân và gen tế bào chất [39], [89].
2.3.3. Sự biểu hiện ưu thế lai về các đặc tính nông học ở lúa lai F1
Do có khả năng kết hợp giữa hai dòng bố mẹ có nền di truyền khác
nhau nên cây lai F1 có sức sống cao, biểu hiện ở hầu hết các tính trạng.
2.3.3.1. Ưu thế lai về bộ rễ
Trong kết quả nghiên cứu của Lin và Yuan (1980), đã xác nhận hạt lai
F

1
ra rễ sớm, số lượng nhiều và tốc độ ra rễ nhanh hơn so với bố mẹ của
chúng. Kết quả quan sát cho thấy, khi bắt đầu nảy mầm, rễ mầm và thân mầm
cùng xuất hiện. Khi lá thứ nhất xuất hiện thì có 3 rễ mới hình thành, sau đó
thì số lượng rễ tăng lên rất nhanh. Sự phát triển mạnh mẽ của bộ rễ không chỉ
thể hiện qua số lượng rễ trên cây lúa mà còn to hơn so với lúa thường rễ to
khoảng 2 mm (Crovinda và Sidiqq, 1998). Chất lượng rễ được đánh giá thông
qua độ dày của rễ, rễ lúa lai có thể ra từ 4 - 5 lần. Rễ nhánh tạo ra một lớp rễ
đan xen dày đặc trong tầng đất, càng gần sát mặt đất khối lượng chất khô, số
lượng rễ phụ, số lượng lông hút và hoạt động hút chất dinh dưỡng từ rễ lên
cây. Số lượng rễ lúa lai ở các thời kì sinh trưởng đều nhiều hơn lúa thuần.
Lông hút của rễ lúa lai nhiều và dài hơn lúa thuần (0,1 - 0,25mm ở lúa lai và
ở lúa thuần là 0,01 - 0,13mm). Rễ lúa lai ăn dài và ăn sâu tới 22 - 23 cm. Vì
số lượng rễ nhiều nên diện tích tiếp xúc lớn làm cho khả năng hấp thu dinh
dưỡng cao gấp 2- 3 lần so với lúa thuần (Virmani, 1981). Nhờ bộ rễ khoẻ,
16
phát triển trên đất giàu dinh dưỡng thì lúa lai có thể đáp ứng được 50 - 55%
nhu cầu về đạm, 47 - 78% nhu cầu về kali từ đất và phân chuồng còn trên đất
nghèo dinh dưỡng như đất bạc màu thì khả năng huy động thấp hơn và chỉ
tương ứng khoảng 30 - 35% và 40 - 42%. Ngoài ra rễ lúa lai còn có khả năng
hút oxi trong không khí. Hệ rễ của lúa lai hoạt động mạnh nhất vào thời kỳ đẻ
nhánh [59]. Chính vì thế mà lúa lai có tính thích ứng rộng với những điều
kiện bất thuận như ngập úng, hạn, đất phèn mặn. Bộ rễ lúa lai tuy phát triển
mạnh nhưng sau khi thu hoạch lại giảm nhanh [1], [39], [46].
2.3.3.2. Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng
Thời gian sinh trưởng của lúa tính từ khi hạt thóc nảy mần đến chín,
thay đổi từ 900 – 180 ngày tuỳ theo giống và các yếu tố môi trường như: ánh
sáng, đất, nước, phân bón, nhiệt độ. Nắm được qui luật thay đổi thời gian
sinh trưởng của cây lúa là cơ sở để xác định thời vụ gieo cấy, cơ cấu giống,
luân canh tăng vụ ở các vùng sinh thái khác nhau. Lúa lai F

1
có thời gian
sinh trưởng khá dài hơn lúa mẹ (Deng, 1980; Lin và Yuan, 1980), Xu và
Wang (1980) đã xác nhận thời gian sinh trưởng của con lai phụ thuộc vào
thời gian sinh trưởng của dòng bố. Có một số kết quả nghiên cứu khác xác
định thời gian sinh trưởng của con lai gần giống như thời gian sinh trưởng
của dòng bố hoặc mẹ có thời gian sinh trưởng dài nhất (Ponnuthurai, 1984).
Theo Nguyễn Thị Trâm và cs (1994) con lai F
1
hệ 3 dòng có thời gian sinh
trưởng dài hơn cả bố mẹ ở cả 2 vụ trong năm. Giai đoạn sinh trưởng sinh
dưỡng và giai đoạn sinh trưởng sinh thực của đa số tổ hợp lai xấp xỉ nhau, sự
cân đối về thời gian của các giai đoạn sinh trưởng tạo ra sự cân đối trong cấu
trúc quần thể, là một trong những yếu tố tạo nên năng suất cao [23], [44],
[61], [75].
17
2.3.3.3. Ưu thế lai chiều cao cây
Lúa lai có chiều cao hay thấp hoàn toàn phụ thuộc vào đặc điểm của bố
mẹ. Tuỳ từng tổ hợp lai, chiều cao cây của F
1
có lúc biểu hiện ưu thế lai
dương, có lúc nằm trung gian giữa bố mẹ, có lúc thì xuất hiện ưu thế lai âm
[40], [46].
Virmani (1982) cho rằng: các dòng bất dục đực di truyền tế bào chất đa
số đều lùn (cao từ 50 - 70 cm), có một số ít dòng cao nhưng ít được sử dụng
vì khó sản xuất hạt lai. Các dòng R thường cao hơn các dòng bất dục đực, vì
vậy chiều cao của con lai F1 đa số nghiêng về phía dòng R, cao từ 100 – 120
cm. Chiều cao cây có liên quan chặt chẽ đến tính chống đổ trên đồng ruộng
cho nên khi chọn bố mẹ thì phải chú ý chọn các dạng bán lùn để con lai có
dạng bán lùn. Đường kính lóng của lúa lai to và dày hơn lúa thuần. Số bó

mạch của lóng cũng nhiều hơn nên khả năng vận chuyển nước và dinh dưỡng
tốt hơn lúa thuần [28], [40], [46].
2.3.3.4. Ưu thế lai về khả năng đẻ nhánh của lúa lai
Đối với con lai F
1
đẻ nhánh sớm, sức đẻ nhánh mạnh hơn lúa thuần,
đẻ tập trung và tỷ lệ hữu hiệu cao hơn so với lúa thuần [58]. Quá trình đẻ
nhánh của lúa lai cũng tuân theo qui luật đẻ nhánh chung của cây lúa, khi lá
thứ 4 xuất hiện thì nhánh đầu tiên vươn ra từ bẹ lá thứ nhất, sau đó là lần
lượt các nhánh tiếp theo xuất hiện, tức là khi lá thứ 5 xuất hiện thì nhánh
con thứ 2 cùng xuất hiện từ bẹ lá thứ 2. Nhánh đẻ sớm thường to mập, có số
lá nhiều hơn các nhánh đẻ sau nên bông lúa to đều nhau, xấp xỉ như bông
chính. Sức đẻ nhánh lúa lai trung bình là từ 12- 14 nhánh hoặc có thể đạt 20
nhánh/khóm [40].
Lúa lai có tỉ lệ nhánh thành bông cao hơn lúa thường. Kết quả nghiên
cứu các nhà nghiên cứu Trung Quốc cho thấy tỷ lệ thành bông của lúa lai đạt
khoảng 60 - 70% ở cùng điều kiện thí nghiệm. Nhờ đặc điểm này mà hệ số sử
dụng phân bón của lúa lai rất cao [23], [40], [78].
18
2.3.3.5. Ưu thế lai về quang hợp, hô hấp
Lá lúa lai so với lúa thuần dài và rộng hơn, lá đòng dài 35 - 45 cm,
rộng 1,5 - 2,0 cm, một số tổ hợp có lá lòng mo và rộng hơn. Một số kết quả
nghiên cứu cho rằng phiến lá lòng mo có thể hướng ánh sáng cả 2 mặt, như vậy
năng lượng mặt trời được hấp thu nhiều hơn, hiệu suất quang hợp cao hơn. Thịt
phiến lá lúa lai F
1
có 10 - 11 lớp tế bào, số lượng bó mạch nhiều hơn bố mẹ, có
13 - 14 bó mạch. Chỉ số diện tích lá lớn hơn lúa thuần 1 - 1,5 lần trong suốt quá
trình sinh trưởng. Ba lá trên cùng đứng, bản lá có chứa nhiều diệp lục nên có
màu xanh đậm hơn, cường độ quang hợp diễn ra mạnh hơn [58], [59]. Ngược

lại, cường độ hô hấp ánh sáng của lúa lai thấp hơn lúa thuần. Do vậy, hiệu suất
quang hợp thuần càng cao, khả năng tích luỹ chất khô cao hơn đáng kể (Nguyễn
Thị Trâm, 2002). Cường độ quang hợp của lúa lai F
1
cao hơn dòng bố 35%,
cường độ hô hấp thấp hơn lúa thuần từ 5 - 27% ở các giai đoạn sinh trưởng, phát
triển. Những ruộng tốt, năng suất cao từ 12 - 14 tấn/ha, chỉ số diện tích lá
thường đạt 9 - 10 [26], ưu thế lai về cường độ quang hợp do hàm lượng đạm cao
hơn ở lúa lai F
1
(Phạm Văn Cường, 2004) [58].
Hiệu suất tích luỹ chất khô lúa lai hơn hẳn so với lúa thường, như vậy
mà tổng lượng chất khô có trong một cây tăng, trong đó lượng vật chất tích
luỹ vào bông, hạt tăng mạnh, còn tích luỹ vào các cơ quan dinh dưỡng như
thân, lá giảm mạnh [4], [40], [61], [65], [85].
2.3.3.6. Ưu thế lai về khả năng chống chịu
Đặc tính chống chịu sâu bệnh ở lúa lai đa số do gen trội hoặc trội
không hoàn toàn kiểm soát. Nếu một trong hai bố mẹ mang gen chống chịu
sâu bệnh thì sẽ được truyền lại cho con lai F1 và mất đi nhanh chóng ở các
thế hệ tiếp theo.
Lúa lai có khả năng thích ứng điều kiện nhiệt độ, đất đai rộng, khí hậu
khác nhau, trồng được ở mọi chân đất lúa. Thời kỳ mạ non lúa lai chịu lạnh
tốt hơn lúa thuần. Lúa lai chịu ngập úng, chịu lạnh hơn lúa thuần là do bộ rễ
lúa lai phát triển mạnh nên khi gặp hạn sẽ phát triển theo chiều sâu để hút
19
nước và dinh dưỡng. Lúa lai có khả năng tái sinh chồi, chịu nước sâu cao,
chống chịu sâu bệnh như rầy nâu, bạc lá, đạo ôn. Ở Việt Nam, một số kết
quả nghiên cứu công bố các tổ hợp lúa lai có ưu thế lai về khả năng chống
đổ, chịu rét, kháng đạo ôn, bạc lá và khả năng thích ứng rộng [39], [40], [42],
[74], [85].

Con lai F1 có khả năng chịu nóng ẩm rất cao khi cả hai bố mẹ đều là
loại hình Indica nhiệt đới. Trong thời kì sinh trưởng gặp nhiệt độ cao 28
-32
o
C lúa lai vẫn phát triển bình thường, khi trỗ bông gặp ẩm độ không khí
cao thì lúa lai vẫn kết hạt tốt, tỷ lệ hạt chắc cao khi nhiệt độ không khí 35
o
C
(Nguyễn Văn Hoan, 2001) [23].
2.3.3.7. Ưu thế lai về khả năng hấp thu đạm của lúa lai F
1
và sử dụng đạm
của cây lúa
Quá trình hấp thu đạm của lúa lai F
1
là rất sớm ngay từ thời kỳ mạ có
1,5 - 3 lá. Theo kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Trung Quốc cho
thấy, vào thời kỳ đẻ nhánh tối đa đến thời kỳ bắt đầu phân hoá dòng lúa lai
hấp thu 3.520g N/ha/ngày, chiếm 34,68% tổng lượng đạm hấp thu trong suốt
quá trình sinh trưởng. Từ giai đoạn bắt đầu đẻ nhánh đến giai đoạn đẻ nhánh
tối đa, lúa lai F
1
hấp thu đạm là 2.337g/ha/ngày, chiếm 26,82%. Như vậy
trong quá trình hấp thu đạm của lúa lai F
1
rất tập trung nên bón vào giai
đoạn đầu khoảng 50 - 60% tổng lượng đạm cần cung cấp và bón thúc sớm
hơn lúa thuần. Và giai đoạn cuối của quá trình sinh trưởng, sự hấp thu đạm
của lúa lai cũng rất cần thiết cần bón thêm nhiều đạm [40], [48].
2.3.3.8. Ưu thế lai về năng suất hạt

Theo các nhà nghiên cứu đánh giá về ưu thế lai của nhiều tổ hợp lai
khác nhau người ta thấy con lai F
1
năng suất cao hơn bố mẹ từ 20 - 70% khi
gieo cấy trên diện rộng và hơn hẳn giống lúa lùn cải tiến từ 20 - 30%. Năng
suất lúa lai trên diện rộng tăng so với lúa thuần khoảng 10 - 15 tạ/ha [46].
Đa số các tổ hợp lai có ưu thế lai về số bông/khóm, khối lượng trung bình
của bông, tỷ lệ hạt chắc, khối lượng 1.000 hạt. Do lúa lai đẻ nhánh sớm, các
20
bông/khóm to đều, hạt nhiều và nặng, trên mỗi bông có nhiều gié cấp 1
(13 - 15 gié), trên gié cấp 1 có 3 - 7 gié cấp 2, mỗi gié cấp 2 có từ 3 - 7 hạt.
Do vậy, khối lượng bông cao hơn lúa thuần từ 1,5 - 2,5 lần. Đặc biệt, ở đốt
giáp cổ bông có 3 - 4 gié cấp 1 cho nên nhìn bông lúa lai như 1 chùm hạt,
tổng số hạt trung bình trên bông cao từ 150 - 250 hạt, tỷ lệ hạt chắc hơn
90%. Ưu thế lai về số hạt/bông đã được xác định [15].
Theo kết quả tổng kết của Bộ Nông nghiệp và phát triển Nông thôn về
năng suất lúa lai bình quân ở các tỉnh phía Bắc đạt mức 7 - 8 tấn/ha, tăng
hơn lúa thuần cùng thời gian sinh trưởng từ 2 - 3 tấn/ha/vụ [5], [6], [33].
2.4. Kỹ thuật gieo cấy lúa lai thương phẩm F1
2.4.1. Sơ đồ tổng quát của hệ thống lúa lai hệ “ba dòng”
Để có được hạt lai F1 cần phải thực hiện 2 lần lai với sự tham gia của 3
dòng A, B, R theo sơ đồ:
A x B R (tự thụ)

(nhân dòng bất dục) A x R

F1 (sản xuất hạt lai)
Theo sơ đồ này thì để có được hạt lai F1 cung cấp cho nông dân cần
thực hiện 2 lần lai với tỷ lệ diện tích như sau: A/B:A/R:F1=1:50:5000.
Tỷ lệ này phụ thuộc vào năng suất của ruộng nhân dòng, năng suất của

ruộng sản xuất hạt lai và lượng giống F1 yêu cầu cho gieo trồng 1 ha thương
phẩm. Tại Trung Quốc do năng suất hạt lai tăng, tỷ lệ về diện tích tăng lên
nhanh chóng từ 1:30:1000 (năm 1970) đã tăng tới 1:50:3000 trong những
năm cuối của thập kỷ 80 và gần đây là 1:50:5000 hoặc cao hơn [23], [24].
* Thành công và hạn chế của phương pháp “ba dòng”
(a) Thành công của phương pháp “ba dòng”
Thành công cơ bản của lúa lai ba dòng là đã khai thác và sử dụng có
hiệu quả tính bất dục đực di truyền tế bào chất của lúa hoang dại. Lần đầu
21
tiên các nhà khoa học Trung Quốc đã chuyển được gen bất dục của lúa dại
vào lúa trồng, tạo ra một “công cụ di truyền” mới là các dòng bất dục đực tế
bào chất dùng làm mẹ để sản xuất hạt lai và các dòng B, R. Với công cụ này
con người đã tạo ra các giống lúa lai ngắn ngày, năng suất cao chống chịu tốt,
thích ứng rộng vv …[23], [46].
(b) Hạn chế phương pháp ba dòng
Những tính trạng kinh tế do các gen lặn điều khiển cho nên ở con lai
F1 không thể khai thác được tiềm năng này. Số lượng dòng CMS hiện còn rất
ít, phạm vi lai của các tổ hợp lai “ba dòng” còn hẹp, ưu thế lai mới chỉ khai
thác trong phạm vi cùng loài phụ nên chưa mở rộng được đa dạng di truyền
của các dòng bố mẹ trong một tổ hợp lai.
- Các tổ hợp lai ba dòng thuộc loài phụ Japonica có năng suất cao hơn
lúa thuần Japonica 5 - 10 % nên không hấp dẫn người sản xuất [41].
- Số lượng dòng CMS được tìm ra khoảng 600 dòng nhưng số dòng được sử
dụng còn ít, có tới 95% số dòng CMS đang dùng thuộc kiểu bất dục “WA”.
Hiện tượng đồng tế bào chất như vậy dễ dẫn tới nguy cơ bị hại nghiêm trọng
nếu như xuất hiện một loại bệnh có liên kết với gen bất dục đực [22].
- Các dòng CMS tạo ra bằng phương pháp đột biến, lai xa hay công
nghệ sinh học (khác với kiểu “WA”) thường không ổn định nên khó sử dụng
trong sản xuất hạt lai. Khả năng tìm dòng phục hồi tốt bị hạn chế vì phổ phục
hồi của những dòng CMS thường rất hẹp.

- Quy trình duy trì dòng CMS và sản xuất hạt lai F1 rất khắt khe, cồng
kềnh và tốn kém, phải trải qua 2 lần lai mới có được hạt lai F1 mà mỗi lần lai
đều có thể gặp điều kiện thời tiết bất thuận gây tốn kém lao động, vật tư mà
năng suất lại thấp, làm cho giá thành hạt giống cao và kế hoạch sản xuất luôn
bị thay đổi [23], [87].
2.4.2. Kỹ thuật thuật thâm canh mạ lúa lai
Đối với lúa lai vấn đề mạ là quan trọng hơn nhiều bởi vì lúa lai sinh
trưởng nhanh, từng giai đoạn sinh trưởng đều có ý nghĩa rất lớn đối với toàn
22
bộ quá trình sống. Mạ tốt phải đạt tiêu chuẩn: to gan, đanh dảnh, sạch sâu
bệnh và được cấy đúng tuổi.
a. Mạ nền
Phương pháp làm mạ nền có nhiều ưu điểm hơn hẳn so với phương
pháp làm mạ dược: diện tích ít hơn, thời gian trên ruộng mạ ít, mạ nhổ không
bị đứt rễ, lúa cấy nhanh hồi xanh. Tuy nhiên việc áp dụng từng địa phương có
sự khác nhau, nhiều địa phương lấy bùn ao làm nền dẫn đến tỷ lệ mọc mầm
của mạ bị ảnh hưởng nhiều, mạ dễ bị nấm gây hại làm chết chòm.
b. Mạ ném (ứng dụng công nghệ của Trung Quốc)
Mạ ném tiết kiệm được công cấy, lúa tốt nhanh, đẻ nhánh sớm và
cho năng suất cao. Theo công nghệ của Trung Quốc có 4 phương thức
làm mạ ném:
+ Gieo mạ khay trên đất bùn, chăm sóc ẩm
+ Gieo mạ khay trên đất khô, chăm sóc ẩm
+ Gieo mạ khay trên đất khô, chăm sóc ướt
+ Gieo mạ khay trên đất bùn, chăm sóc ướt
Mạ ném mọc khá nhanh, nếu làm vòm cẩn thận, đảm bảo ẩm thì sau 3-
4 ngày mạ mọc đều, dù trên nền khô hay ướt mạ mọc đều tốt. Trên nền đất
khô, khi chuẩn bị nền đã tưới ẩm, hơi nước bốc lên ngưng lại trên nilon rồi lại
rơi xuống tưới ẩm cho mạ vì vậy chỉ khi nào đất quá khô mới cần mở ra để
tưới bổ sung. Khi mạ có 3 lá thật thì đưa ra ruộng cấy.

c.Thâm canh mạ dược
Làm mạ dược thâm canh với mạ thường là phải đẻ sớm, đẻ đều và
đẻ nhiều, vì vậy từ khâu làm đất phải hết sức chú ý: bón lót, phân chuồng
1- 2kg + 30g supe lân + 10g Urê + 10g cloruakali/m
2
, bón phân phải đều
trên mặt luống, sau đó cào đều, trang phẳng sao cho không còn nước đọng
trên mặt luống.
Mật độ gieo mạ từ 18 - 25g hạt khô/m
2
tương đương 20 - 30g mầm/m
2

Chống rét cho mạ: khi gieo mạ nếu nhiệt độ nếu nhiệt độ thấp thì phải
23
chống rét bằng phương pháp làm vòm che phủ nilon trong. Mạ thâm canh to
khoẻ khi cấy sức chống chịu rét tốt hơn rất nhiều so với mạ non, mạ đã đẻ
nhánh nên khi cấy cần ít dảnh cơ bản hơn nhưng tổng số dảnh thậm chí nhiều
hơn. Do nhánh được đẻ ngay trên ruộng mạ nên bông to tương đương so với
bông chính.
2.4.3. Kỹ thuật thâm canh lúa lai
Để đạt được một vụ lúa lai năng suất cao, người sản xuất phải nắm
được toàn bộ quá trình sinh trưởng phát triển của cây. Các biện pháp kỹ thuật
như thời vụ tuổi mạ, mật độ, khoảng cách, số dảnh cấy, kỹ thuật làm đất, bón
phân, tưới nước, phòng trừ sâu bệnh, luân canh cây trồng… phải tập trung
giải quyết các mục tiêu chính là:
+ Điều khiển cho ruộng lúa lai trỗ bông, nở hoa vào thơì kỳ thích hợp nhất.
+ Tạo ra một quần thể tối ưu để đặt năng suất cao.
+ Điều khiển quần thể sao cho ít sâu bệnh, cứng cây màu sắc phù hợp
với từng giai đoạn sinh lý của cây.

2.5. Những kết quả nghiên cứu về mật độ và dảnh cấy
Năng suất ruộng lúa do số bông/đơn vị diện tích, số hạt/bông và khối
lượng của hạt quyết định.
Một quần thể ruộng lúa có nhiều bông trước hết mỗi cá thể phải đẻ
nhiều nhanh, tỷ lệ nhánh thành bông cao. Muốn có nhiều hạt chắc trước hết
bông lúa phải có nhiều hoa, quá trình thụ phấn, thụ tinh bình thường, tỷ lệ hạt
mẩy cao. Khối lượng hạt là một chỉ tiêu ổn định do yếu tố di truyền của từng
giống quyết định.
Số bông của ruộng lúa là yếu tố quan trọng nhất quyết định năng suất,
đồng thời cũng là yếu tố dễ điều chỉnh hơn so với hai yếu tố còn lại. Số
hạt/bông và khối lượng 1000 hạt được kiểm soát chặt chẽ hơn bởi yếu tố di
truyền, cho dù đầu tư kĩ thuật cao cũng không thể biến một bông nhỏ, hạt nhẹ
thành giống bông to, hạt nặng được. Muốn thay đổi tính trạng này cần thay
24
đổi giống.
Tác động kĩ thuật làm tăng số bông đến mức tối đa là vô cùng quan
trọng trong thâm canh lúa lai. Tuy nhiên, nếu cấy quá nhiều hoặc quá dày số
dảnh trên khóm thì bông lúa sẽ nhỏ đi đáng kể, hạt có thể nhỏ hơn và dẫn đến
năng suất giảm. Vì vậy, muốn đạt được năng suất cao thì người sản xuất phải
biết điều khiển cho quần thể lúa có số bông tối ưu mà vẫn không làm cho
bông nhỏ đi, số hạt chắc và độ chắc hạt trên bông không thay đổi. Số bông tối
ưu của một giống lúa là số bông thu được nhiều nhất mà ruộng lúa có thể đạt
được nhưng chưa làm giảm khối lượng hạt vốn có của giống đó. Như vậy,
các giống lúa khác nhau có khả năng cho số bông tối ưu trên đơn vị diện tích
khác nhau, việc xác định số bông cần đạt trên một đơn vị diện tích quyết định
mật độ cấy, khoảng cách cấy và số dảnh cơ bản khi cấy.
Căn cứ vào tiềm năng năng suất của giống, tiềm năng đất đai, khả năng
thâm canh của người sản xuất và vụ gieo trồng để định ra số bông cần đạt
một cách hợp lý. Những yếu tố quyết định số bông bao gồm mật độ cấy và số
dảnh cấy.

2.5.1. Những kết quả nghiên cứu mật độ cấy
Mật độ cấy là số khóm cấy/m
2
. Lúa cấy được tính bằng khóm, lúa gieo
thẳng được tính bằng số hạt mọc. Về nguyên tắc thì mật độ gieo hoặc cấy
càng nhiều thì số bông càng nhiều. Trong một giới hạn nhất định, việc tăng
số bông không làm giảm số hạt trên bông, nhưng nếu vượt qua giới hạn đó thì
số hạt trên bông bắt đầu giảm đi do lượng dinh dưỡng phải chia sẻ cho nhiều
bông. Theo tính toán thống kê cho thấy tốc độ giảm số hạt trên bông mạnh
hơn tốc độ tăng của mật độ cấy, vì vậy cấy dầy đối với lúa lai gây giảm năng
suất nhiều hơn so với lúa thuần. Tuy nhiên đối với giống có thời gian sinh
trưởng ngắn mà cấy quá thưa thì khó đạt được số bông tối ưu cần thiết theo
dự định.
Mật độ cấy là một biện pháp kĩ thuật quan trọng, nó phụ thuộc vào
điều kiện tự nhiên, dinh dưỡng, đặc điểm của giống… Sasato (1966) đã kết
25