Ảnh hưởng của thời vụ gieo cấy đến khả năng sản xuất hạt lúa lai F1 tổ hợp bồi tạp sơn thanh tại Thanh Hoá

TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 2. 2009 82 ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI VỤ GIEO CẤY ĐẾN KHẢ NĂNG SẢN XUẤT HẠT LÚA LAI F1 TỔ HỢP BỒI TẠP SƠN THANH TẠI THANH HOÁ Nguyễn Bá Thông1, Lê Hữu Cơ2 1Phòng QLKH&HTQT, trường Đại học Hồng Đức 2Khoa Nông – Lâm – Ngư nghiệp, trường Đại học Hồng Đức TÓM TẮT Tổ hợp Bồi tạp Sơn thanh được bố trí thí nghiệm ở 7 thời vụ gieo cấy khác nhau trong vụ mùa năm 2006. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Hoàn toàn sản xuất được hạt lai F1 tổ hợp Bồi tạp Sơn thanh tại Thanh Hoá. Trong các thời vụ sản xuất hạt lai, thời vụ 4 và thời vụ 5 cho năng suất cao nhất đạt được 14,83 tạ/ha (thời vụ 4) và 16,20 tạ/ha (thời vụ 5). Một số đặc điểm nông sinh học của dòng bố mẹ có sự thay đổi qua các thời vụ sản xuất hạt lai F1. Thời gian từ gieo đến trỗ bông ở các thời vụ của dòng Peiai 64S dao động từ 73- 77 ngày và dòng Sơn thanh từ 77- 83 ngày. Tỷ lệ hạt phấn dòng Peiai 64S bất dục cao đến bất dục hoàn toàn từ thời vụ 1 đến thời vụ 6. Như vậy, trong điều kiện vụ nùa khi sản xuất hạt lai F1 nên bố trí để dòng mẹ của tổ hợp Bồi tạp Sơn Thanh bắt đầu trỗ bông từ khoảng 22/8 đến 29/8 là thuận lợi và cho năng suất hạt lai F1 cao nhất và phù hợp với điều kiện Thanh Hoá. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm gần đây lúa lai ở Thanh Hoá được phát triển mạnh cả về diện tích và mùa vụ. Các tổ hợp lai ba dòng và một số tổ hợp lai hai dòng được đưa vào cơ cấu với một tỷ lệ khá lớn. Để đạt được kế hoạch tự sản xuất 1.500 tấn hạt giống lúa lai F1 trong mỗi năm, chiếm 50% nhu cầu, đủ gieo cấy cho 55.000 ha, trong đó 10.000 ha lúa lai hai dòng, việc xây dựng quy trình sản xuất hạt giống lúa lai F1 hai dòng là một nhu cầu cần thiết. Đối với lúa lai, chất lượng hạt F1 đóng vai trò quan trọng khi sản xuất hàng hoá. Trong điều kiện Thanh Hoá, một trong các giống lai hai dòng được chấp nhận là Bồi tạp Sơn thanh, sử dụng tính bất dục đực mẫn cảm với nhiệt độ TGMS (thermo- sensitive genic male sterility). Dòng mẹ bất dục đực Pei ai 64S biểu hiện bất dục hoàn toàn khi nhiệt độ trong thời kỳ mẫn cảm trên 27oC (Nguyễn Thị Trâm, 2002). Sự bất dục hoàn toàn và đồng nhất về chuyển hoá bất dục của dòng mẹ với điều kiện nhiệt độ trong giai đoạn mẫn cảm là yếu tố chủ yếu quyết định năng suất và chất lượng của hạt lai F1 (Yuan L.P, 1995). Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu này nhằm xác định thời vụ thích hợp cho việc sản xuất hạt lai của tổ hợp Bồi tạp Sơn thanh trong điều kiện vụ mùa ở Thanh Hoá. TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 2. 2009 83 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Dòng mẹ và dòng bố sử dụng trong thí nghiệm là dòng bất dục đực chức năng di truyền nhân cảm ứng nhiệt độ, Pei ải 64S và dòng phục hồi Sơn thanh (tổ hợp Bồi tạp Sơn thanh) có nguồn gốc từ Trung Quốc được Viện Sinh học Nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội cung cấp. Thí nghiệm tiến hành tại xã Quảng Thành Thành phố Thanh Hoá vụ mùa năm 2006. Thí nghiệm được gieo ở 7 thời vụ, mỗi thời vụ cách nhau 7 ngày, bắt đầu gieo từ 17/5. Ở mỗi thời vụ thí nghiệm dòng bố (R) được gieo làm 3 đợt: R1 gieo trước dòng mẹ 6 ngày, R2 gieo trước dòng mẹ 3 ngày và R3 gieo cùng với dòng mẹ. Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ, nhắc lại 3 lần, diện tích ô 10 m2 (4 x 2,5m),. Tỷ lệ hàng bố mẹ là 2:14, mật độ cấy dòng mẹ là 55 khóm/m2. Trong 2 hàng bố, hàng thứ nhất cấy luân phiên, cứ 5 cây R1 rồi đến 5 cây R3, hàng thứ 2 cấy hoàn toàn R2. Các biện pháp canh tác thực hiện theo quy trình kỹ thuật sản xuất hạt lúa lai F1 tổ hợp Bồi tạp Sơn thanh. Trên mỗi ô thí nghiệm, quan sát 10 cây dòng mẹ chọn ngẫu nhiên, 10 cây R2. Các chỉ tiêu theo dõi bao gồm độ chênh lệch về thời gian sinh trưởng, độ chênh lệch số lá, thời điểm trỗ bông của dòng bố mẹ, mức độ bất dục của hạt phấn dòng mẹ, ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu thời tiết đến thời kỳ cảm ứng và trỗ bông của dòng bố mẹ và các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai F1. Để đánh giá bất dục hạt phấn, thu 10 hoa mỗi bông, cố định trong cồn 70%, hạt phấn được nhuộm màu bằng dung dịch IKI 1% và quan sát dưới kính hiển vi. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đặc điểm nông sinh học của các dòng bố mẹ Ở các thời vụ gieo cấy khác nhau, nếu gieo dòng bố trước dòng mẹ 3 ngày thời gian từ gieo đến trỗ bông của các dòng bố mẹ có sự thay đổi, nhưng không đáng kể (Bảng 1). Thời vụ 3, 4 và 5 thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng bố mẹ ngắn hơn các thời vụ gieo trước và các thời vụ gieo sau (thời vụ 1, 2, 6 và 7). Chênh lệch thời gian giữa dòng bố và dòng mẹ ở các thời vụ dao động từ 3 đến 6 ngày. Nhìn chung, gieo bố trước mẹ 3 ngày có thể đảm bảo sự trùng khớp cho thời kỳ ra hoa. Số lá trên thân chính của dòng bố mẹ chênh lệch từ 0,7 đến 1,2 lá. Sự chênh lệch số lá giảm dần ở thời vụ 3, 4 và thời vụ 5. Chênh lệnh chiều cao cây giữa dòng bố và dòng mẹ không nhiều ở tất cả các thời vụ (3,2 đến 5,9 cm). Vì vậy, khi sản xuất hạt lai F1 cần tác động TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 2. 2009 84 các biện pháp kỹ thuật đặc thù để tạo tư thế truyền phấn hợp lý mới đạt được năng suất cao. Số bông hữu hiệu của các dòng bố mẹ đạt được không cao và biến động ít qua các thời vụ gieo cấy. Điều này cần được lưu ý trong sản xuất hạt lai khi bố trí mật độ và số dảnh cấy của dòng bố mẹ để đạt được số bông hữu hiệu hợp lý nhất. Bảng 1: Ảnh hưởng của thời vụ gieo cấy đến một số đặc điểm nông sinh học chủ yếu của dòng bố mẹ tổ hợp Bồi tạp Sơn thanh vụ mùa 2006 Thời gian từ gieo đến trỗ Số lá/thân chính Chiều cao cây Thời vụ Dòng Ngày gieo mạ Ngày trỗ bông Ngày Bố hơn mẹ (ngày) Lá Bố hơn mẹ (lá) Cm Bố hơn mẹ (cm) Số bông/ khóm Sơn thanh 17- 5 8- 8 83 6 14,3 1,1 74,8 ± 2,4 4,5 7,0 1 Pei ải 64S 20- 5 5- 8 77 - 13,2 - 70,3 ± 2,2 - 5,0 Sơn thanh 24- 5 12- 8 80 4 14,0 1,0 73,5 ± 2,8 3,7 6,9 2 Pei ải 64S 27- 5 11- 8 76 - 13,0 - 69,8 ± 3,1 - 4,7 Sơn thanh 31- 5 17- 8 78 3 13,7 0,9 78,3 ± 3,2 5,9 7,2 3 Pei ải 64S 3- 6 17- 8 75 - 12,8 - 72,4 ± 2,2 - 5,1 Sơn thanh 7- 6 23- 8 77 4 13,5 0,7 78,0 ± 2,7 5,5 6,9 4 Pei ải 64S 10- 6 22- 8 73 - 12,8 - 72,5 ± 3,2 - 5,5 Sơn thanh 14- 6 31- 8 78 5 13,4 0,9 75,1 ± 3,2 5,4 7,1 5 Pei ải 64S 17- 6 29- 8 73 - 12,6 - 69,7 ± 2,5 - 5,9 Sơn thanh 21- 6 9- 9 80 4 14,2 1,1 71,8 ± 2,1 3,4 6,8 6 Pei ải 64S 24- 6 8- 9 76 - 13,1 - 68,4 ± 2,3 - 5,2 Sơn thanh 28- 6 17- 9 81 5 14,4 1,2 71,0 ± 3,2 3,2 6,7 7 Pei ải 64S 1- 7 19- 9 76 - 13,2 - 67,8 ± 4,2 - 5,6 3.2. Tập tính nở hoa của dòng bố mẹ Ở tất cả các thời vụ dòng mẹ Pei ải 64S bắt đầu nở hoa rộ và tập trung sau khi trỗ bông từ 2- 3 ngày, đạt đỉnh cao vào ngày thứ 4 (38,6% ở thời vụ 3 và 45,5% ở thời vụ 6) (Bảng 2). Dòng bố Sơn thanh sau khi trỗ bông 1 ngày đã bắt đầu nở hoa với tỉ lệ khá TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 2. 2009 85 cao từ 15,6% (TV1) và 8,2% (TV3); nở rộ nhất vào ngày thứ 3 và ngày thứ 4, dao động 28,4%- 40,5% (TV1); 17,6%- 39,7 % (TV7) và 26,5%- 41,2% (TV4). Thời gian nở hoa của dòng bố Sơn thanh ngắn và tập trung hơn dòng mẹ Pei ải 64S từ 1- 2 ngày, bông trỗ thoát, hoa nở tập trung vào buổi sáng, thời gian nở hoa ngắn. Ngược lại dòng mẹ có thời gian nở hoa dài hơn, vỏ trấu mở rộng tạo điều kiện tốt cho việc nhận phấn. Thời gian kết thúc nở hoa của toàn ruộng dòng Pei ải 64S dài hơn dòng Sơn thanh ở tất cả các thời vụ. Đây cũng là cơ sở để bố trí cho dòng mẹ trỗ bông trước dòng bố từ 1- 2 ngày. Bảng 2: Ảnh hưởng của thời vụ gieo cấy đến tập tính nở hoa của cặp bố mẹ tổ hợp Bồi tạp Sơn thanh vụ mùa 2006 Tỉ lệ (%) nở hoa trong ngày của một bông sau trỗ (ngày) Thời vụ Dòng bố mẹ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Thời gian nở hoa của một bông Thời gian kết thúc nở hoa của toàn ruộng Pei ải 64S 0 2,2 14,3 40,7 28,6 6,7 3,7 3,6 0,2 8 15 1 Sơn thanh 0,3 15,6 28,4 40,5 10,3 3,7 1,2 0 0 7 11 Pei ải 64S 0 2,8 20,8 43,7 20,4 9,4 2,6 0,3 0 7 14 2 Sơn thanh 0 10,4 24,5 39,4 11,8 9,8 4,1 0 0 6 10 Pei ải 64S 0 2,6 14,2 38,6 39,2 3,5 1,1 0,8 0 7 15 3 Sơn thanh 0,2 8,2 19,2 44,3 21,3 5,6 1,2 0 0 7 11 Pei ải 64S 0 3,3 15,6 40,5 29,9 4,7 3,6 2,4 0 7 14 4 Sơn thanh 0,3 10,9 26,5 41,2 16,8 4,3 0 0 0 6 10 Pei ải 64S 0 3,5 16,3 41,2 25,8 6,4 3,5 2,9 0,4 8 15 5 Sơn thanh 0,1 12,1 20,6 40,4 22,6 3,6 0,6 0 0 7 11 Pei ải 64S 0 3,2 13,6 45,5 27,4 4,5 3,7 1,8 0,3 8 14 6 Sơn thanh 0 9,7 19,7 38,6 20,3 5,4 3,6 2,7 0 7 12 Pei ải 64S 0 2,8 12,1 42,3 28,8 6,7 4,1 2,7 0,5 8 14 7 Sơn thanh 0 9,6 17,6 39,7 26,2 3,3 2,0 1,6 0 7 12 TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 2. 2009 86 3.3. Mức độ bất dục hạt phấn dòng mẹ trong thời kỳ mẫn cảm Bảng 3: Ảnh hưởng của thời vụ gieo cấy đến tỷ lệ hạt phấn bất dục của dòng Pei ải 64S tổ hợp Bồi tạp Sơn thanh vụ mùa 2006 Thời kỳ cảm ứng Thời vụ Ngày gieo dòng mẹ Ngày trỗ bông Ngày cảm ứng Nhiệt độ trung bình ngày cảm ứng Tỉ lệ hạt phấn bất dục (%) Thang điểm 1 20- 5 5- 8 19- 7 20-7 21- 7 22- 7 23- 7 24- 7 26,9 29,8 29,5 30,4 28,5 26,2 99,82 3 2 27- 5 11- 8 25- 7 26- 7 27- 7 28- 7 29- 7 30- 7 29,2 30,4 32,0 29,6 27,5 28,9 100 1 3 3- 6 17- 8 31- 7 1- 8 2- 8 3- 8 4- 8 5- 8 28,3 28,6 29,7 29,8 29,5 29,0 100 1 4 10- 6 22- 8 5- 8 6- 8 7- 8 8- 8 9- 8 10- 8 29,0 29,8 30,1 29,0 28,6 27,2 100 1 5 17- 6 29- 8 12- 8 13- 8 14- 8 15- 8 16- 8 17- 8 27,8 27,5 27,8 28,4 30,0 31,1 100 1 6 24- 6 8- 9 22- 8 23- 8 24- 8 25- 8 26- 8 27- 8 29,0 28,4 26,0 26,5 27,9 29,6 99,94 3 7 1- 7 19- 9 2- 9 3- 9 4- 9 5- 9 6- 9 7- 9 26,7 25,4 26,3 26,0 25,2 24,7 98,82 5 TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 2. 2009 87 Diễn biến của các yếu tố khí hậu thời tiết ở Thanh Hoá trong nhiều năm cho thấy nhiệt độ tăng dần từ ngày 10 tháng 3 và đạt cao nhất vào tuần 1 của tháng 7, sau đó giảm dần ở thời gian tiếp theo. Ngưỡng chuyển hoá bất dục của dòng Pei ải 64S có thể bắt đầu sau ngày 15/5. Tuy nhiên, diễn biến của các yếu tố khí hậu thời tiết từng năm vẫn có thể vượt qua giới hạn trung bình nhiều năm. Vì vậy, nếu sản xuất hạt lúa lai “hai dòng” trong vụ mùa, ngoài bố trí để dòng mẹ gặp được thời kỳ cảm ứng thích hợp, việc xác định thời điểm trỗ bông an toàn là vô cùng quan trọng. Điểm chuyển hoá bất dục của dòng Peiai 64S là 27oC (Nguyễn Thị Trâm, 2002). Trong điều kiện vụ mùa năm 2006 tại Thanh Hoá, từ thời vụ 2 đến thời vụ 5 thời kỳ cảm ứng bất dục nhiệt độ trung bình trên 27O C (Bảng 3) và hạt phấn bất dục hoàn toàn. Ở các thời vụ 1 và thời vụ 6 xen kẽ trong thời kỳ mẫn cảm có những ngày nhiệt độ trung bình dưới 27OC nên tỉ lệ hạt phấn có tỉ lệ bất dục cao nhưng không hoàn toàn. Tuy nhiên tỉ lệ bất dục này biểu hiện mức độ ổn định của dòng bất dục được chấp nhận trong sản xuất hạt lai F1 (Yuan. L.P and Xi.Q.F 1995). Ở thời vụ 7 (dòng mẹ trỗ bông ngày 19/9), do gặp nhiệt độ trung bình ngày thời kỳ mẫn cảm có nhiều ngày dưới 27OC, nên tỉ lệ hạt phấn bất dục chỉ đạt được 98,82%. Như vậy, nếu bố trí sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Bồi tạp Sơn thanh trong thời vụ này sẽ gặp rủi ro do nhiệt độ thấp và ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng hạt lai. Kết quả này phù hợp với các kết quả nghiên cứu sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Bồi tạp 77 tại Thanh Hoá (Nguyễn Bá Thông, 2001). 3.4. Năng suất hạt lai F1 Thành công của việc sản xuất hạt lúa lai F1, không những phụ thuộc vào sự trỗ bông trùng khớp và khả năng truyền và nhận phấn của dòng bố mẹ, mà thời gian trỗ bông với yếu tố khí hậu thời tiết thuận lợi, cũng là điều kiện quan trọng (Hoàng Tuyết Minh, 2002). Số bông/ m2 có sự thay đổi qua các thời vụ, cao nhất là thời vụ 5 (324,5 bông/m2), thấp nhất là thời vụ 2 (258,5 bông/m2). Tuy nhiên, biến động của số bông/m2 qua các mùa vụ không nhiều. Số hạt chắc/bông: có sự biến động nhiều nhất qua các thời vụ. Nhìn chung, nếu dòng bố mẹ trỗ bông trùng khớp kết hợp với điều kiện khí hậu thời tiết thuận lợi (không mưa liên tục trong thời gian dòng bố mẹ nở hoa rộ), thì số hạt chắc/bông cao và ngược lại. Thời vụ 4 và thời vụ 5 có số hạt chắc/bông cao nhất (29,8 và 30,6 hạt chắc/bông), thấp nhất là thời vụ 6 (15,4 hạt chấc/bông), thời vụ 2 (17,6 hạt chắc/bông) và thời vụ 7 (19,3 hạt chắc/bông). Tổng số hạt/bông và khối lượng 1000 hạt có sự biến động nhưng không nhiều. Thời vụ 4 và thời vụ 5 có năng suất thực thu tương đương nhau và cao hơn các thời vụ khác một cách có ý nghĩa ở mức xác suất đáng tin cậy, tiếp đến là thời vụ 3 và thời vụ 1, các thời vụ khác năng suất đạt được ở mức thấp. Sở dĩ có một số thời vụ sản TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 2. 2009 88 xuất hạt lai F1 năng suất đạt được rất thấp là do khi dòng bố mẹ trỗ bông gặp điều kiện thời tiết không thuân lợi, mưa liên tục và kéo dài trong nhiều ngày, đã cản trở đáng kể đến quá trình thụ phấn chéo (Doãn Hoa Kỳ, 1996). Bảng 4. Ảnh hưởng của thời vụ gieo cấy đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai F1 tổ hợp Bồi tạp Sơn thanh vụ mùa 2006 Năng suất (tạ/ha) Thời vụ Bông/m2 (bông) T.số hạt/ bông (hạt) Số hạt chắc/ bông (hạt) Tỉ lệ hạt chắc (%) KL 1000 hạt (gam) Lý thuyết Thực tế 1 275,0 118,7 25,3 21,31 18,5 12,87 10,93 b 2 258,5 119,7 17,6 14,70 18,9 85,98 7,33 d 3 280,5 116,2 26,3 22,63 18,7 13,79 11,74 b 4 302,5 120,6 29,8 24,70 19,3 17,37 14,83 a 5 324,5 124,8 30,6 24,52 19,2 19,06 16,20 a 6 286,0 130,3 15,4 11,84 18,7 8,24 7,12 d 7 308,0 122,6 19,3 15,74 18,6 11,05 9,50 c CV% = 6,15 % LSD0.05 = 1,63 tạ/ha LSD0.01 = 2,27 tạ/ha 4. KẾT LUẬN Để cung cấp hạt lúa lai tại chỗ, hạt lai F1 của tổ hợp lai hai dòng Bồi tạp Sơn thanh có thể sản xuất trong điều kiện vụ Mùa tại vùng Đồng bằng Thanh Hoá với năng suất chấp nhận được. Thời vụ gieo có thể bắt đầu từ 27/5 đến 24 /6, nhưng tốt nhất từ 10/6 đến 24/6 sao cho dòng bố mẹ trỗ bông trong khoảng từ 22/8 đến 29/8. Đây là thời điểm thuận lợi nhất và nhiệt độ chuyển hoá tương đối ổn định. Để bố mẹ nở hoa trùng khớp có thể gieo dòng bố trước dòng mẹ 3 ngày. TÀI LIỆU THAM THẢO [1] Doãn Hoa Kỳ. Kỹ thuật nhân duy trì dòng TGMS và sản xuất hạt lai F1 hệ “hai dòng”. Bài giảng khoá tập huấn về lúa lai hai dòng, Hà Nội, 12-1996. [2] Hoàng Tuyết Minh, Lúa lai hai dòng. Nhà xuất bản Nông nghiệp Hà Nội năm 2002. tr130 [3] Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn Thanh Hoá, 2001. Chương trình tự sản xuất hạt giống lua lai F1 tỉnh Thanh Hoá giai đoạn 2000- 2005. [4] Nguyễn Thị Trâm và CS, 2002- Nghiên cứu chọn thuần dòng Pei ải 64S ải 64S và kỹ thuật nhân dòng mẹ, sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Bồi tạp sơn thanh tại Việt Nam. Đề tài KHCN 08-01. [5] Nguyễn Bá Thông, Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp, 2001.