MỤC LỤC
Lời cam đoan...................................................................................................... ii
Lời cảm ơn ........................................................................................................ iii
Mục lục ............................................................................................................ iv
Danh mục các từ viết tắt ................................................................................... vii
Danh mục bảng ............................................................................................... viii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề ...................................................................................................... 1
2. Mục đích và yêu cầu của đề tài ....................................................................... 2
2.1. Mục đích ..................................................................................................... 2
2.2. Yêu cầu của đề tài........................................................................................ 2
3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài ............................................ 2
3.1. Ý nghĩa khoa học ......................................................................................... 2
3.2. Ý nghĩa thực tiễn ......................................................................................... 3
Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 4
1.1. Khái niệm về lúa lai ..................................................................................... 4
1.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai ...................................................... 4
1.2.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai trên Thế giới ....................... 4
1.2.2 Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam ........................ 7
1.3. Cơ sở khoa học của hiện tượng ưu thế lai .................................................. 14
1.3.1. Khái niệm ƯTL ............................................................................... 14
1.3.2. Phân loại ưu thế lai .......................................................................... 14
1.3.3. Xác định mức biểu hiện ƯTL .......................................................... 15
1.4. Các yếu tố dinh dưỡng khoáng chính của cây lúa và kỹ thuật bón phân
cho lúa lai.................................................................................................... 16
1.4.1. Yêu cầu dinh dưỡng đạm của cây lúa ............................................... 16
1.4.2. Yêu cầu dinh dưỡng lân của cây lúa................................................. 17
1.4.3. Yêu cầu dinh dưỡng kali của cây lúa................................................ 18
1.5. Lúa lai hệ hai dòng .................................................................................... 20
1.5.1. Khái niệm hệ lúa lai hai dòng .......................................................... 20

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page iv


1.5.2. Ưu diểm và hạn chế của lúa lai 2 dòng............................................. 20
1.6. Đặc điểm sinh lý cây lúa lai ....................................................................... 21
1.6.1. Đặc điểm của hệ rễ lúa lai ................................................................ 21
1.6.2. Đặc điểm đẻ nhánh của lúa lai ......................................................... 22
1.6.3. Đặc điểm bộ lá của lúa lai ................................................................ 23
1.6.4. Đặc điểm cấu tạo của bông lúa......................................................... 24
1.7. Nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai mới tại Việt Nam.................................. 25
1.7.1. Chọn tạo lúa lai ba dòng .................................................................. 25
1.7.2. Chọn tạo lúa lai hai dòng ................................................................. 25
1.8. Kết quả nghiên cứu các vùng sản xuất hạt lai F1 khác nhau ....................... 26
Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................... 29
2.1.Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu .................................................. 29
2.1.1. Vật liệu nghiên cứu .......................................................................... 29
2.1.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ................................................... 30
2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 30
2.3. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 30
2.3.1. Bố trí thí nghiệm .............................................................................. 30
2.3.2. Điều kiện thời tiết và thổ nhưỡng của hai vùng sinh thái. ................. 31
2.3.3. Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp theo dõi ................................. 32
2.3.4. Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu theo dõi ..................................... 35
2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu............................................................... 35
Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................................. 36
3.1. Kết quả đánh giá các tổ hợp lai tại Hà Nội vụ Xuân 2015 .......................... 36
3.1.1. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của tổ hợp lai .................... 36
3.1.2. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các tổ hợp lai tại Hà Nội .......... 37

3.1.3. Động thái ra lá của các tổ hợp lai tại Hà Nội ................................... 38
3.1.4. Động thái đẻ nhánh của các tổ hợp lai tại Hà Nội............................ 40
3.1.5. Một số tính trạng số lượng của các tổ hợp lai tại Hà Nội .................. 41
3.1.6. Đặc điểm bông của các tổ hợp lai tại Hà Nội ................................... 42
3.2. Đánh giá các tổ hợp lai tại Tân Yên - Bắc Giang trong vụ Xuân 2015 ....... 44
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page v


3.2.1. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của tổ hợp lai tại Bắc
Giang vụ Xuân 2015......................................................................... 44
3.2.2. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các tổ hợp lai tại Bắc Giang ..........45
3.2.3. Động thái ra lá của các tổ hợp lai tại Bắc Giang ............................... 47
3.2.4. Động thái đẻ nhánh của các tổ hợp lai tại Bắc Giang ....................... 48
3.2.5. Một số tính trạng số lượng của các tổ hợp lai tại Bắc Giang ............ 49
3.2.6. Đặc điểm bông của các tổ hợp lai tại Bắc Giang ............................. 50
3.3. Kết quả đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh của các tổ hợp lai tại 2 vùng
sinh thái ..................................................................................................... 51
3.4. Kết quả đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các
tổ hợp lai vụ Xuân 2015 tại 2 vùng sinh thái. ............................................. 53
3.5. Đánh giá ưu thế lai chuẩn (HB) của các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm
tại 2 vùng sinh thái. ................................................................................... 55
3.6. Đánh giá chất lượng ................................................................................... 57
3.6.1. Chất lượng xay xát........................................................................... 57
3.6.2 Kết quả đánh giá chất lượng cơm các tổ hợp lai ................................ 58
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .............................................................................. 60
Kết luận ............................................................................................................ 60
Đề nghị............................................................................................................. 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 62


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page vi


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BNN&PTNT

Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn

cs

Cộng sự

BVTV

Bảo vệ thực vật

CMS

Cytoplasmic Male Steriity – Bất dục tế bào chất

Đ/C

Đối chứng

HN


Hà Nội

BG

Bắc Giang

FAO

Food and Agricuture Organization

IRRI

International Rice Research Institute – Viện nghiên cứu
lúa Quốc tế

EGMS

Environment-sensitive Genic Male Sterility- Bất dục đực
chức năng di truyền mẫm cảm với môi trường

PGMS

Photoperiod-sensitive Genic Male Sterile – Bất dục chức
năng di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ

TGST

Thời gian sinh trưởng

UTL


Ưu thế lai

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page vii


DANH MỤC BẢNG
Số bảng
3.1:

Tên bảng

Trang

Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của tổ hợp lai tại Hà Nội
vụ Xuân 2015 ...................................................................................... 36

3.2:

Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các tổ hợp lai tại Hà Nội
vụ Xuân 2015 ...................................................................................... 38

3.3:

Động thái ra lá của các tổ hợp lai tại Hà Nội vụ Xuân 2015 ................ 39

3.4:


Động thái đẻ nhánh của các tổ hợp lai tại Hà Nội vụ Xuân 2015 ......... 40

3.5:

Đặc điểm lá đòng của các tổ hợp lai tại Hà Nội vụ Xuân 2015 ............ 42

3.6:

Đặc điểm bông của các tổ hợp lai tại Hà Nội vụ Xuân 2015 ................ 43

3.7:

Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của các tổ hợp lai tại Bắc
Giang trong vụ Xuân 2015 .................................................................. 44

3.8:

Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các tổ hợp lai tại Bắc
Giang trong vụ Xuân 2015 .................................................................. 46

3.9:

Động thái ra lá của các tổ hợp lai tại Bắc Giang trong vụ Xuân
2015 .................................................................................................... 47

3.10:

Động thái đẻ nhánh của các tổ hợp lai tại Bắc Giang trong vụ Xuân
2015 .................................................................................................... 48


3.11:

Đặc điểm lá đòng của các tổ hợp lai tại Bắc Giang trong vụ Xuân
2015 .................................................................................................... 50

3.12:

Đặc điểm bông của các tổ hợp lai tại Bắc Giang trong vụ Xuân
2015 .................................................................................................... 51

3.13:

Mức độ nhiễm sâu bệnh của các tổ hợp lai trong vụ Xuân 2015 tại
2 vùng sinh thái ................................................................................... 52

3.14.

Một số yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai vụ xuân 2015
tại 2 vùng sinh thái .............................................................................. 54

3.15.

Ưu thế lai về các yếu tố cấu thành năng suất ................................ 56

3.16:

Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các tổ hợp lai ................................ 58

3.17:


Đánh giá chất lượng cơm các tổ hợp lai vụ Xuân 2015........................ 59

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page viii


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Lúa (Oryza sativa L.) là một trong những cây trồng chính cung cấp nguồn
lương thực quan trọng nhất của loài người, với 40% dân số thế giới sử dụng lúa
gạo làm thức ăn chính và có ảnh hưởng đến đời sống của ít nhất 65% dân số thế
giới. Theo dự báo của FAO (2005), thế giới đang có nguy cơ thiếu hụt lương
thực do dân số tăng nhanh (khoảng hơn chín tỷ người vào năm 2050), sức mua
lương thực, thực phẩm tại nhiều nước tăng, biến đổi khí hậu toàn cầu khắc nghiệt
diễn ra khô hạn, bão lụt và quá trình đô thị hoá làm giảm đất lúa. Nhiều nước
phải dành quỹ đất để trồng cây lúa nước, lúa chịu hạn và chịu ngập úng. Chính vì
vậy, an ninh lương thực là vấn đề cấp thiết hàng đầu của Thế giới ở hiện tại và
trong tương lai.
Lúa ưu thế lai hay gọi tắt là lúa lai là một khám phá lớn để nâng cao năng
suất, sản lượng và hiệu quả canh tác lúa. Hiện nay có nhiều nước đang tập trung
nghiên cứu về chọn tạo sản xuất lúa lai. Ở Việt Nam cây lúa là cây trồng chính,
diện tích gieo cấy lúa lai khoảng 600-700 nghìn ha/năm. Việc sử dụng lúa lai đã
góp phần nâng cao năng suất và sản lượng lúa. đảm bảo an ninh lương thực, tăng
thu nhập và tạo thêm việc làm cho nông dân thông qua việc sản xuất hạt giống
lúa lai F1. Mục tiêu sản xuất lúa của Việt Nam là duy trì ổn định diện tích trồng
lúa ở mức 3,8 triệu ha và sản lượng dự kiến 40 triệu tấn lượng thực.
Hiện nay, Việt Nam đang cần nhu cầu sản lượng hạt lai F1 hàng năm là
17.482 tấn để phục vụ gieo cấy cho toàn bộ diện tích là 750 ngàn ha diện tích lúa
lai ở miền Bắc (Cục trồng trọt, 2012). Trong đó Việt Nam đang tự túc sản xuất

được 21,33% sản lượng hạt lai F1 trên. Do đó Việt Nam hàng năm cần nhập sản
lượng hạt giống lúa lai là 13.753 tấn/năm từ nước ngoài (Nguyễn Thị Trâm và
cs., 2010). Theo kế hoạch, từ năm 2013 – 2020, diện tích lúa lai thương phẩm
hàng năm sẽ đạt khoảng 700- 800 nghìn ha. Sản xuất hạt lai F1 trong nước cung
cấp 70% nhu cầu hạt giống cho sản xuất lúa lai đại trà, năng suất F1 đạt trên 3
tấn/ha. Vì vậy, việc chủ động chọn tạo được giống lúa có năng suất cao, chất
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 1


lượng tốt là nhu cầu cần thiết của sản xuất lúa lai ở Việt Nam ( Nguyễn Trí Hoàn,
2006 ). Để tạo ra các tổ hợp lai triển vọng nhằm phát triển thành các giống lúa lai
sản suất tại Việt Nam đã và đang trở thành vấn đề cấp thiết đối với các nhà khoa
học. Để đánh giá khách quan việc khảo nghiệm các giống lúa ở các vùng sinh
thái khác nhau là cần thiết, đồng thời xác định được mức độ phản ứng của những
tổ hợp lúa lai với điều kiện sinh thái của từng vùng.
Để góp một phần giải quyết vấn đề trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Đánh
giá sinh trưởng và phát triển của một số tổ hợp lúa lai hai dòng mới trong vụ
Xuân năm 2015 tại một số vùng sinh thái”.
2. Mục đích và yêu cầu của đề tài
2.1. Mục đích
Đánh giá một số tổ hợp lai hai dòng mới nhằm tuyển chọn được tổ hợp lúa
lai hai dòng có năng suất, chất lượng, chống chịu được một số sâu bệnh hại ở một
số vùng sinh thái.
2.2. Yêu cầu của đề tài
- Đánh giá đặc điểm sinh trưởng phát triển, đặc điểm nông sinh học, đặc
điểm hình thái của các tổ hợp lai mới trong điều kiện vụ Xuân 2015 tại 2 vùng
sinh thái Gia Lâm - Hà Nội và Tân Yên - Bắc Giang.
- Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh hại tự nhiên và khả năng chống chịu

của các tổ hợp lai.
- Xác định các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lai.
- Đánh giá chất lượng gạo của các tổ hợp lai.
- Tuyển chọn được một số tổ hợp lúa lai hai dòng mới có năng suất, chất
lượng, nhiễm nhẹ sâu bệnh để sản xuất thử và mở rộng sản xuất.
3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả của đề tài sẽ góp phần định hướng cho các nhà chọn tạo giống
tiến hành nghiên cứu, sản xuất hạt giống lúa lai hai dòng ở Việt Nam.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 2


3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả của đề tài sẽ góp phần đa dạng hoá bộ giống lúa lai, nhất là các
giống lúa lai được chọn tạo và sản xuất trong nước nhằm chủ động nguồn giống,
hạ giá thành hạt F1, mở rộng diện tích gieo cấy lúa lai hai dòng, tăng sản lượng
lương thực và tăng thu nhập cho người nông dân.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 3


Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Khái niệm về lúa lai
Lúa lai (Hybrid rice) là danh từ gọi tắt của lúa ưu thế lai. Lúa ưu thế lai là

các giống lúa ứng dụng hiệu ứng ưu thế lai đời F1. Lúa lai khác lúa thường ở chỗ
hạt giống lúa lai chỉ sử dụng một lần do hiệu ứng ưu thế lai thể hiện mạnh nhất
(Nguyễn Công Tạn và cộng sự, 2002).
1.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai
1.2.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai trên Thế giới
Trung Quốc là nước nghiên cứu về ƯTL chậm hơn các nước Mỹ, Nhật
Bản, Ấn Độ nhưng lại là nước đầu tiên trên thế giới sử dụng thành công ƯTL vào
sản xuất. Năm 1976, sau khi hoàn thiện công nghệ lúa lai ba dòng, diện tích lúa
lai của Trung Quốc đạt 133 ngàn ha, đến năm 1994 đạt tới 18 triệu ha. Theo báo
cáo của giáo sư Yuan (2008) tại Hội nghị lúa lai lần thứ 4 tháng 5/2001 tổ chức
tại Hà Nội, diện tích lúa toàn Trung Quốc năm 2001 là 31 triệu ha trong đó diện
tích lúa lai 16 triệu ha năng suất bình quân riêng lúa lai là 6,9 tấn/ha, lúa thuần là
5,4 tấn/ha tăng 1,5 tấn/ha trên toàn bộ diện tích. Diện tích sản xuất hạt lai F1 là
140,000 ha năng suất bình quân 2,5 tấn/ha. Những năm gần đây, ngày càng nhiều
dòng bố mẹ được chọn tạo, các dòng mới có nhiều ưu điểm như: nguồn tế bào
chất bất dục phong phú, khả năng kết hợp cao, khả năng nhận phấn ngoài tốt. Tại
Hội nghị lúa lai Quốc tế lần thứ 5 năm 2008 Yuan nêu lại mục tiêu chọn giống
lúa lai siêu cao sản ở pha III (2006-2015) là: năng suất bình quân 13,5 tấn/ha trên
cơ sở cải tiến kiểu hình cây: tán lá cao thẳng, bản lá hẹp lòng mo, vị trí đỉnh bông
thấp, bông to, năng suất tích lũy cao trên cơ sở sử dụng bố mẹ xa huyết thống
(indica/japonica) và sử dụng gen tương hợp rộng để khắc phục hiện tượng hạt
lép lửng (Yuan, 1997).

Hạt giống lúa lai của Trung Quốc đã được thử nghiệm ở IRRI
(1979), Indonesia, ấn Độ (1990), Mỹ (1993) đều cho năng suất cao hơn các
giống lúa thuần địa phương một cách đáng tin cậy (Quách Ngọc Ân, 1998)
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 4



Theo tổng kết của Ma (2000) thì 50% diện tích lúa lai đóng góp 60% sản
lượng, góp phần tăng sản lượng thóc 22,5 triệu tấn/ năm, tạo điều kiện để Trung
Quốc giảm 6 triệu ha đất trồng lúa kém hiệu quả sang trồng những cây có hiệu
quả kinh tế cao hơn.
Cheng et al. (2008) cho rằng đã có 2 cuộc cách mạng cải tiến giống lúa là
cách mạng xanh lần thứ nhất khai thác tính ưu việt của gen lùn sd1 đưa năng suất
lúa từ 2 tấn lên 5 tấn/ha. Cách mạng xanh lần thứ hai khai thác gen Ms (CMS.
tms. pms) và Rf, đưa năng suất từ 5 tấn lên 7 tấn/ha. Ông cho rằng cần có chiến
lược khai thác ưu thế lai hợp lý, cụ thể. Khai thác và sử dụng nguồn bất dục đực
đa dạng. Hiện đã tìm kiếm và khai thác 9 kiểu bất dục đực di truyền tế bào chất:
Kiểu WA (Hải Nam), kiểu G (Gambiaka), kiểu D (Disi D52/37), kiểu ID
(Indonexia 6), kiểu DA (Dwarf wild rice), kiểu K (Japonica K52), kiểu HL (Redawned wild rice), kiểu BT (Chishurat BoroII/Taichung 65), kiểu DT (Japonica
Đài Bắc 8). Phát triển các dòng bất dục đực có chất lượng gạo cao, nhận phấn
ngoài cao. Chọn tổ hợp lai mới có kiểu cây lý tưởng với ưu thế lai giữa các loài
phụ. Hiện nay các giống lúa lai mới như Quốc đạo 1, 2, 3 có bố là dòng R8006
(mang gen kháng bạc lá Xa21) đang phát triển mạnh. Sử dụng chọn lọc có sự trợ
giúp của chỉ thị phân tử MAS (Cheng et al., 2008).
Năm 1991, các nhà khoa học Nhật Bản đã áp dụng phương pháp gây đột
biến nhân tạo để tạo ra dòng bất dục đực mẫn cảm với nhiệt độ (Yuan, 1992).
Chương trình phát triển lúa lai giữa các loài phụ (indica/Japonica) được bắt đầu
năm 1987 nhờ sự phát hiện và sử dụng gen tương hợp rộng, mở ra tiềm năng về
năng suất cao cho các giống lúa lai hai dòng (Lu Xing Gui, 1994).
Tại Ấn Độ Viraktamath and Nirmala (2008) báo cáo rằng diện tích sử
dụng lúa lai tăng nhanh. Năm 1995 mới là 0,1 triệu ha, đến 2007 đã là 1,1 triệu
ha, đã chọn tạo và công nhận được 33 tổ hợp lai. Kế hoạch năm 2010 sẽ gieo cấy
3 triệu ha và 2020 là 6 triệu ha. Việc mở rộng diện tích lúa lai hoàn toàn phụ
thuộc vào hiệu quả kinh tế của sản xuất hạt lai F1. Năm 1995 sản lượng F1 là 200
tấn, năm 2007 là 19.000 tấn, và đến năm 2010 và 2020 sẽ phải đạt 50.000 và
100.000 tấn tương ứng. Hiện nay tại Ấn Độ 95% hạt lai F1 do công ty tư nhân

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 5


sản xuất, cả nước có 30 công ty giống tư nhân, trong đó 10 công ty lớn, 20 trung
bình và nhỏ, các công ty này chủ yếu sản xuất hạt lai. Tỷ suất lợi nhuận của sản
xuất hạt lai F1 là 1,84 nên có thể coi đây là ngành kỹ thuật có hiệu quả kinh tế
cao. Trên 90% hạt lai được sản xuất tại 2 bang của Ấn Độ là: Andhra Pradesh.
viz.. Karimnagar and Warangal. Nếu nhu cầu hạt lai F1 tăng, tất yếu phải tăng
diện tích sản xuất, cần xác định thêm vùng phù hợp cho sản xuất hạt lai trên diện
tích rộng.
Tại Malayxia, năm 1984 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 48,6 tạ/ha so với giống lúa MR84 là cao hơn 58,6%, IR62829A/IR46R có
năng suất cao hơn MR 84 26,1% đã chọn tạo được một số dòng CMS địa phương
như: MH1805A, MH1821A. Đến năm 1999, Malaysia đã xác định được 131
dòng phục hồi để sản xuất hạt lai.
Tại Indonesia, theo Suprihatno et al. (1994) nghiên cứu và phát triển lúa
lai từ năm 1983, người ta đã đánh giá và phát triển nhiều dòng CMS nhập nội để
đưa vào chương trình chọn tạo lúa lai. Vụ xuân năm 1994 ba tổ hợp lúa lai ba
dòng là: IR5988025A/BR827, IR58025A/IR53942 và IR5802A/IR54852 được
thử nghiệm ở Kunigon đã cho năng suất trên 7 tấn/ha, cao hơn IR64 từ 20 – 40%.
Theo hiệp hội hạt giống Châu Á – Thái Bình Dương (APSA, 2014) thì
diện tích lúa lai chiếm 12% diện tích lúa trồng trên thế giới và có năng suất cao
hơn giống lúa thuần từ 15 – 35%, sinh trưởng và phát triển tốt đặc biệt là trong
điều kiện biến đổi khí hậu như hiện nay. APSA (2014) cũng dự tính, diện tích lúa
lai tăng lên vào năm 2020 và 30% vào năm 2030.
Sự phát triển thành công của công nghệ sản xuất lúa lai ở Trung Quốc đã
được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới. Hiện nay, có 17 nước nghiên

cứu và sản xuất lúa lai đã đưa tổng diện tích lúa lai của thế giới lên khoảng 10%
tổng diện tích trồng lúa và chiếm 20% tổng sản lượng lúa gạo toàn thế giới, song
phát triển mạnh nhất vẫn là Việt Nam và Ấn Độ. Lúa lai thực sự đã mở ra hướng
phát triển mới để nâng cao năng suất và sản lượng lúa cho xã hội loài người
( Nguyễn Thị Trâm và cộng sự, 2005).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 6


1.2.2 Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam
1.2.2.1 Nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai trong nước
Việt Nam bắt đầu nghiên cứu lúa lai vào những năm 80. Nguồn vật liệu
dùng cho nghiên cứu được nhập chủ yếu từ Viện nghiên cứu lúa quốc tế.Năm
1989, lúa lai F1được nhập qua biên giới Việt Trung gieo trồng ở một số xã miền
núi đã cho năng suất cao đáng ngạc nhiên. Năm 1990, Bộ nông nghiệp đã nhập
một số tổ hợp lúa lai gieo trồng thử ở đồng bằng Bắc Bộ và cũng cho năng suất
cao hơn lúa thường đáng tin cậy ( Nguyễn Thị Trâm, 2000).
Nhưng đến năm 1992, chương trình nghiên cứu lúa lai của quóc gia mới
thực sự được hình thành. Dự án TCP/VIE/2251 và TCP/VIE/6614 do FAO tài trợ
là những bước khởi đầu thúc đẩy việc hình thành cơ sở nghiên cứu lúa lai ở nước
ta tại Viện Khoa học kỹ thuật nông nghiệp, Viện Di truyền nông nghiệp, Viện lúa
đồng bằng sông Cửu Long, Viện cây lương thực và cây thực phẩm, Viện nông
hóa thổ nhưỡng, Viện bảo vệ thực vật, Trường Đại học nông nghiệp I Hà Nội. Từ
năm 1994, Việt Nam đã nhập vào các dòng A, B và R để tạo ra tổ hợp lai Shán
ưu 63, tiến hành đánh giá 24 dòng CMS và 8 dòng phục hồi R là Minh hiu 63,
Quế 99, Minh hiu 67, Trắc 64, Minh Dương 46, IR544742...Sau một thời gian
ngắn thực hiện chương trình nghiên cứu lúa lai Việt Nam cũng thu được một số
kết quả như: có khoảng 2000 tổ hợp lai đã được tiến hành tại trung tâm nghiên
cứu lúa lai, Viện bảo vệ thực vật đã lai tạo hai tổ hợp gen kháng rầy nâu biotype

là C95-1 ( có mẹ là Kim23A) và C95-2 ( có mẹ là BoA). Nhiều tổ hợp cho năng
suất cao cũng được tạo ra, tiêu biểu là tổ hợp BoA/D12 cho năng suất 7,5-10
tấn/ha, có tính thích ứng cao và đã được chọn lựa để đưa ra sản xuất thử. Việt
Nam đã triển khai được một số mạng lưới sản xuất hạt lai F1 tai 18 tỉnh thành
trong cả nước. Đây là cách làm sáng tạo giữa nghiên cứu và phát triển nhằm đón
đầu các tiến bộ kĩ thuật và chuyển giao công nghệ cho các địa phương sản xuất,
rút ngắn thời gian tới đích và tiết kiệm hàng tỷ đồng cho nhà nước (Chu Thị
Thơm và cộng sự, 2006). Đồng thời với việc nghiên cứu và phát triển lúa lai ba
dòng, các nhà khoa học trong nước đã nghiên cứu và phát triển lúa lai hai
dòng.Việt Nam là một trong những nước thuộc vùng khí hậu cận nhiệt đới và
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 7


nhiệt đới, do đó việc sử dụng các dòng TGMS trong công nghệ sản xuất lúa lai
hai dòng là rất thuận tiện. Sau một thời gian nghiên cứu các nhà khoa học đã
công bố các công trình nghiên cứu chọn lọc các dòng TMGS và kết quả sử dụng
các dòng TMGS mới chọn tạo trong việc sản xuất lúa lai hai dòng ở Việt Nam.
Kết quả bước đầu trong việc nghiên cứu phổ phục hồi hữu dục, khả năng giao
phấn tự do và một số đặc tính sinh học của các dòng TGMS đã được các tác giả
thuộc Viện cây lương thực và cây thực phẩm công bố.
Bằng đột biến thực nghiệm kết hợp với các phương pháp lai tạo, chọn lọc
và nuôi cấy mô tế bào, các nhà khoa học đã tạo ra một số dòng TGMS mới. Trên
cơ sở các dòng lúa này, các tổ hợp lúa lai hai dòng đầu tiên của Việt Nam:
TGMS-VN1/D21, TGMS-VN1/D24, VN01/D118 và NV01/212 đã được tạo ra.
Đặc biệt, quy trình sản xuất hạt lai F1 của tổ hợp lúa lai 2 dòng ( Bồi tạp/ Sơn
thanh) cũng đã được nghiên cứu hoàn thiện và chuyển giao. Đồng thời các nhà
khoa học đã nghiên cứu phát hiện và lập bản đồ gen tms của dòng lúa TGMSVN1 và xác định được gen tms của dòng S-VN1 là một gen mới, nằm trên vai
ngắn và ngay sát tâm động thuộc NST số 2 của lúa và đặt tên là tms-4 ( Chu Thị

Thơm và cộng sự, 2006).
Những dòng TGMS mới được sử dụng ở Việt Nam trong giai đoạn 20012005 như P5s ( từ nguồn T1s x Peiai 64), T4s (T1s x Peiai 64), P47s (chọn lọc từ
Peiai 64s), AMS32s (CL 64 x VN292-1), 103s, T1s-96, 135s...Trong đó T1s-96,
103s được sử dụng làm dòng mẹ để tạo ra các tổ hợp lai hai dòng như VL20
(103s/R20), VL24 (103s/R24), TH3-3 (T1s-96/R3), TH3-4 (T1s-96/R4), HC1 đã
được công nhận là giống quốc gia và ứng dụng vào sản xuất đại trà. Một số dòng
TGMS khác như P5s, AMS 29s, AMS 30s, TGMS1, TGMS 20 làm mẹ cho tổ
hợp lúa lai đầy triển vọng như HYT102, HYT103, HYT107, LHD4, LHD5.
Vũ Hồng Quảng (2003) đã chọn tạo được dòng 135s từ phép lai giữa dòng
TGMS 103s/Peiai 64s bằng phương pháp chọn lọc phả hệ trong suốt giai đoạn từ
2003-2006. 135s là dòng mẹ có thời gian sinh trưởng ngắn ( 78-80 ngày), cho ưu
thế lai và năng suất hạt lai cao.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 8


Nguyễn Thị Trâm, Trần Văn Quang và cộng sự (2008 ) đã sử dụng buồng
khí hậu nhân tạo để xử lý nhiệt độ và độ dài ngày mong muốn vào thời kỳ mẫn
cảm của lúa thì có thể tách riêng dòng bât dục đực mẫn cảm nhiệt độ và dòng bất
dục mẫn cảm quang chu kỳ. Chọn tạo được hai dòng bất dục mẫn cảm quang chu
kỳ là P5s vaf P28s có ngưỡng chuyển đổi tính dục phù hợp với điều kiện Việt
Nam là 12h16 phút – 12h18 phút nên có thể nhân dòng và sản xuất hạt lai vào
các thời vụ thích hợp. Chúng có thời gian bất dục đực trong năm tại Hà Nội từ
12/4 – 26/9 ( 167 ngày ), thời gian hữu dục từ 28/9 – 8/4 ( 198 ngày ), có thể sắp
xếp chúng để sản xuất hạt lai và nhân dòng bất dục vào các vụ lúa thích hợp ở
các vùng khác nhằm phát triển lúa lai hai dòng ( Nguyễn Thị Trâm, Trần Văn
Quang và cộng sự., 2008 ).
Từ 2005 đến nay, diện tích sản xuất F1 các giống lúa lai Trung Quốc thu

hẹp vì chưa duy trì tốt các cặp A/B nên thiếu hạt dòng mẹ. Năng suất hạt lai F1
phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện thời tiết nên sản xuất thường xuyên gặp rủi ro,
chất lượng gieo trồng của hạt giống sản xuất trong nước chưa cao làm ảnh hưởng
đến tiềm năng ưu thế lai (Cục Trồng trọt, 2012).
Bộ Nông nghiệp &PTNT khuyến khích nghiên cứu thử nghiệm sản xuất
F1ở các tỉnh Nam Trung bộ và Tây nguyên. Sau khi thử nghiệm đã xác định rằng
điều kiện thời tiết, khí hậu, đất đai, nước tưới tại đây thuận lợi để phát triển sản
xuất F1 trong vụ Đông-Xuân. Một số Công ty Giống đã tổ chức sản xuất lúa lai
ba dòng: Bác ưu 903, Nhị ưu 838, HYT100, Bio404, Trang nông 15... và hai
dòng: TH3-3, TH3-4, HC1, VL20, HYT108...đạt năng suất khá cao 2- 4 tấn/ha
(Cục Trồng trọt, 2012).
Theo Nguyễn Thị Trâm (2010 ) các tổ hợp lai hai dòng trong nước thích
ứng cao với khí hậu đất đai của Việt Nam, các dòng bất dục đực nhận phấn ngoài
rất tốt như 11A (tỷ lệ nhận phấn 50-70%), T1S-96, 103S (tỷ lệ nhận phấn 6080%), nhạy cảm GA3 (phun GA3 1 lần, lượng 120-150 gam/ha, trỗ thoát hoàn
toàn nên giảm chi phí đầu vào, tăng năng suất và hạ giá thành. Các tổ hợp lai mới
có qui trình nhân dòng và qui trình sản xuất hạt lai phù hợp, năng suất hạt lai F1
cao và ổn định (2,5-4 tấn/ha) nên có thể hạ giá hạt giống cho nông dân, có cơ hội
cạnh tranh trên thị trường.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 9


Hiện nay ở Việt Nam đã có nhiều dòng TGMS nhập nội, TGMS chọn lọc
từ các tổ hợp lai, những dòng có thể sử dụng để tạo giống lúa lai 2 dòng. Nghiên
cứu và sử dụng ƯTL trong sản xuất tại Việt Nam là bước quan trọng, đánh dấu
cuộc cách mạng mới trong nghề trồng lúa.
1.2.2.2 Tình hình nghiên cứu chọn tạo bố mẹ và tổ hợp lai mới trong nước
Nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai mới trong nước bắt đầu từ năm 1994
cùng với việc thành lập Trung tâm nghiên cứu lúa lai thuộc Viện Khoa học kỹ

thuật Nông nghiệp Việt Nam.

Việc tạo các dòng TGMS mới thông qua nuôi cấy túi phấn, ở Viện
khoa học Nông nghiệp đã tạo đựơc 9 dòng TGMS mới bằng nuôi cấy túi
phấn, qua nghiên cứu chọn tạo được 2 dòng tốt nhất CNSH1 và CNSH2
đưa vào sử dụng. Viện cây lương thực và cây thực phẩm tạo được dòng
TGMS H20 và TGMS H7. Qua nuôi cấy hạt phấn con lai TGMS với lúa
thuần, Viện Di truyền Nông Nghiệp đã thành công trong việc tạo TGMS
mới như TGMS CN1 và TGMS CN2. Cả hai dòng này đều cho TGST
ngắn, số lá trên thân chính 13- 13,7 lá, độ bất dục hạt phấn tốt (100%), đặc
biệt tỷ lệ thò vòi nhuỵ cao >80%. Đây là những dòng dễ sản xuất hạt lai đạt
năng suất cao (Bùi Chí Bửu, 2007).
Mạng lưới nghiên cứu lúa lai trong nước đã tiến hành chọn tạo bố mẹ và
tổ hợp lai hai dòng, ba dòng. Đến cuối năm 2013 đã có 9 giống lúa lai ba dòng
(HYT83, HYT100, Bác ưu 903KBL, Nam ưu 603, Nam ưu 604, Nam ưu-1,
LC25, CT16, HR182) và 11 giống lúa lai hai dòng (VL 20, TH3-3, TH3-4, TH35, TH7-2, HC1, VL 24, LC212, LC270, Thanh ưu 3, HYT108) đã được công
nhận giống Quốc gia. Đồng thời công nhận sản xuất thử nhiều giống lúa lai hai
dòng, ba dòng có tiềm năng ( Cục trồng trọt, 2014). Một số mục tiêu nghiên cứu
chọn giống lúa lai được các nhà chọn giống trong nước đề ra là:
Chọn giống lúa lai năng suất cao: Tập trung khai thác các dòng bố mẹ có
kiểu cây thâm canh: thân thấp, lóng ngắn, thành lóng dầy cứng, chống đổ tốt, bản
lá dầy đứng, xanh đậm, bông to, nhiều hạt có thể di truyền những tính trạng tốt
này sang con lai (Nguyễn Thị Trâm, 2010).

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 10


Chọn giống lúa lai chất lượng cao, gạo thơm: Tiến hành lai cải tiến dòng

bố mẹ theo hướng chất lượng cơm ngon, thơm, hạt gạo dài trong, đồng đều.
Chọn giống lúa lai kháng sâu bệnh, nhận phấn ngoài tốt. Để thực hiện mục
tiêu này, các nhà chọn giống trong nước đã tìm các gen kháng, xác định gen
kháng trội, lặn, và lai qui tụ vào dòng bố hoặc dòng mẹ để tạo các bố mẹ kháng (
Phan Hữu Tôn, 2005).
Tóm lại, trong gói công nghệ lúa lai thì khâu công nghệ then chốt nhất là lai
tạo giống mới năng suất cao, chất lượng tốt, kháng sâu bệnh, TGST ngắn, thích
ứng rộng, nhân dòng mẹ và sản xuất hạt lai F1 có năng suất cao, hạ giá thành hạt
giống để nông dân có cơ hội lựa chọn giống tốt với giá hợp lý nhất cho từng
vùng, từng vụ. Nhìn lại kết quả triển khai trong 20 năm qua, khâu công nghệ yếu
nhất của Việt Nam lại là khâu công nghệ then chốt này. Tất nhiên không chỉ
riêng ở Việt Nam, đây cũng là thách thức chung cho các nhà chọn giống lúa lai
trên thế giới.
Công nghệ lúa lai đáp ứng tất cả các nhu cầu về năng suất, chất lượng, hiệu
quả kinh tế và an ninh lương thực khi biến đổi khí hậu diễn ra ngày càng khốc
liệt. Tuy nhiên, năng suất hạt lai F1 đến năm 2008 vẫn chưa có tiến bộ đột phá
nào. Năng suất F1 bình quân chung thế giới đạt 1,5 tấn/ha, Trung Quốc dẫn đầu
về sản xuất lúa lai mới chỉ đạt 2,75 tấn/ha. Điều này cho thấy hiệu quả kinh tế từ
lúa lai không cao vượt trội. Đây là nguyên nhân cơ bản hạn chế việc mở rộng
diện tích lúa lai. Vì vậy các nhà khoa học phải đẩy mạnh nghiên cứu chọn tạo
giống mới song song với nghiên cứu kỹ thuật hạt lai để năng suất F1 cao làm hạ
giá hạt giống cho nông dân (Trần Văn Đạt, 2007).
Theo tổng kết của cục trồng trọt (2012), các nhà khoa học Việt Nam đã
chọn tạo và tuyển chọn được 26 dòng bất dục (CMS, TGMS), 10 dòng duy trì,
nhiều dòng phục hồi, đặc biệt các nhà chọn tạo giống lúa lai trong nước đã chọn
tạo được một số dòng TGMS (dòng bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với
nhiêt độ) thích hợp với điều kiện khí hậu của Việt Nam. Những dòng này có tính
bất dục ổn định, nhận phấn ngoài rất tốt, một số dòng bố có khả năng kháng bệnh
bạc lá tốt, khả năng kết hợp và cho ưu thế lai. Các giống lúa lai chọn tạo trong
nước có ưu điểm vượt trội là: TGST ngắn (vụ Mùa 100-115 ngày), chất lượng

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 11


gạo ngon, chống chịu sâu bệnh khá, thích ứng tốt hơn với điều kiện sản xuất
trong nước nhất là điều kiện nắng nóng, hạn, úng, gió bão, áp lực sâu bệnh cao ở
các vùng trong vụ Mùa và vụ Hè- thu. Các giống mới có năng suất hạt lai F1 cao
nên giá hạt giống thấp, được nông dân dễ chấp nhận.
1.2.2.3 Mở rộng diện tích lúa lai thương phẩm ở Việt Nam
Hiện nay, diện tích đất trồng lúa ở nước ta thu hẹp nhanh. Năm 2010 còn
khoảng 4 triệu ha và tới năm 2020 sẽ giảm còn 3,6 triệu ha; khi đó năng suất phải
đạt 6,0 tấn/ha/vụ mới có đủ lương thực cho khoảng 100 triệu người. Để đạt được
năng suất lúa 6 tấn/ha cần chọn tạo và sử dụng giống lúa mới có tiềm năng năng
suất 10-12 tấn/ha, như vậy chọn tạo giống lúa lai là một trong những giải pháp
khả thi cần được lựa chọn đầu tư thích đáng.
Năm 1990, nước ta mới trồng thử 100 ha lúa lai, thì đến năm năm 2014
diện tích lúa lai vào khoảng 635.200 ha, năng suất đạt 6,26 tấn/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 Đảng và chính sách hợp
lý của Nhà nước ( Cục trồng trọt, 2014).
Diện tích, năng suất, sản lượng lúa lai Việt Nam từ năm 2001 – 2014
Năm
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007

2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014

Diện tích
(ha)
480.000
500.000
600.000
577.000
553.000
572.700
620.000
560.000
709.816
605.642
595.000
613.117
655.000
635.200

Năng suất
Sản lượng
(tấn/ha)
(triệu tấn)
6,09

2,92
6,06
3,03
5,91
3,55
6,06
3,50
6,05
3,35
6,23
3,57
6,10
3,78
6,17
3,46
6,21
4,41
6,41
3,88
6,40
3,81
6,46
3,96
6,17
4,08
6,26
4,01
(Nguồn: Cục trồng trọt, 2014)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp


Page 12


Hiện nay, lúa lai đã đứng vững trong cơ cấu giống vụ Xuân, vụ Mùa và vụ
Hè thu không chỉ ở miền Bắc mà đã tiến sâu vào miền Trung, Tây Nguyên, Nam
Trung bộ và một số tỉnh Nam Bộ. Trong vụ Xuân lúa lai ba dòng có năng suất cao
và ổn định (8-9 tấn/ha), chủng loại giống phong phú nên diện tích trồng đã đạt
350-450 ngàn ha/năm. Vụ Mùa với điều kiện khí hậu khắc nghiệt, nắng nóng gay
gắt, mưa gió bão lụt thường xuyên, không thuận lợi cho các giống lúa lai nhập từ
phương Bắc nên diện tích lúa lai ít hơn vụ Xuân. Các giống lúa lai hai dòng chọn
tạo trong nước có năng suất, chất lượng khá, TGST ngắn, kháng bạc lá, rầy nâu,
chịu nóng nên phát triển tốt trong vụ Mùa và Hè -Thu.
So với diện tích lúa cả nước, lúa lai chỉ chiếm 12-15%; tuy nhiên lúa lai
đóng vai trò quan trọng ở phía Bắc với diện tích chiếm 32-33% trong vụ Đông
Xuân và khoảng 17-20% trong vụ Hè Thu, vụ Mùa đặc biệt ở các tỉnh Trung du
miền núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ, cơ cấu lúa lai ngày càng đa dạng và phong
phú. Các tỉnh phía Bắc có diện tích lúa lai lớn trong vụ Đông Xuân là Thanh Hóa
57-60% diện tích, Nghệ An 72-73% diện tích, Lào Cai 80% diện tích, Tuyên
Quang 60-70% diện tích, Yên Bái 60-65% diện tích và Phú Thọ khoảng 50%
diện tích (Cục trồng trọt, 2012).
Đánh giá khả năng thích ứng của lúa lai, các nhà khoa học cho rằng giống
lúa lai thích ứng rất cao với khí hậu các tỉnh Trung du, Miền núi phía Bắc, thích
ứng tốt với khí hậu vùng đồng bằng sông Hồng, khu 4 cũ, Nam Trung bộ và Tây
Nguyên. Những vùng có điều kiện khí hậu, thời tiết khó khăn, đất chua mặn, hạn,
nghèo dinh dưỡng nên chọn giống lúa lai để giữ vững năng suất và ổn định đời
sống. Việt Nam nên giữ khoảng 10-15% diện tích trồng lúa lai hàng năm là hợp lý
(Nguyễn Thị Trâm, 2011).
Về năng suất lúa lai cao hơn lúa thuần từ 10- 20% trong cùng điều kiện canh
tác. Năng suất bình quân đạt 6,5 tấn/ha ( lúa thuần đạt 5,27 tấn/ha ). Nhiều diện

tích lúa lai đạt 9- 10 tấn/ha, nơi cao nhất đạt 11 – 14 tấn/ha (Cục trồng trọt, 2012 )
Do vậy nghiên cứu và sử dụng ưu thế lai trong sản xuất lúa lai tại Việt
Nam là một mốc quan trọng, đánh dấu cuộc cách mạng mới trong nghề trồng lúa.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 13


Chương trình lúa lai đã mang lại kết quả và triển vọng to lớn, góp phần đảm bảo
an ninh lương thực trong hệ sinh thái bền vững nâng cao thu nhập cho nông dân.
1.3. Cơ sở khoa học của hiện tượng ưu thế lai
1.3.1. Khái niệm ƯTL
Lúa lai là danh từ dùng để gọi các giống lúa sử dụng hiệu ứng ưu thế lai ở
đời F1. Lúa lai khác với lúa thuần ở chỗ hạt giống lúa lai chỉ sử dụng ở đời thứ
nhất khi hiệu ứng ƯTL biểu hiện mạnh nhất. “Lúa lai” là từ gọi tắt của “lúa ưu
thế lai”.
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 đã được sử dụng rộng rãi trong chọn giống cây trồng. Tuy nhiên,
các nhà khoa học chưa đưa ra được một số giả thuyết để giải thích hiện tượng
ưu thế lai ( Chao, 1972).
1.3.2. Phân loại ưu thế lai
Ưu thế lai ở cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng được biểu hiện trên
các đặc tính sinh lý, hóa sinh, các tính trạng năng suất, chất lượng, khả năng
thích nghi và thời gian sinh trưởng v.v… Để thuận tiện cho việc đánh giá ƯTL ở
cây trồng người ta chia thành các loại như sau:
- Ưu thế lai sinh sản: Là sự vượt trội về khả năng sinh sản của con lai F1 so

với bố mẹ của chúng, cụ thể là cây lai ra nhiều hoa, hạt nhiều, hạt to mẩy, có
khối lượng riêng cao, độ hữu dục cao, dẫn tới năng suất cao. ƯTL sinh sản là loại
ƯTL quan trọng hàng đầu trong chọn tạo giống ƯTL vì hiện nay ứng dụng ƯTL
chủ yếu trong sản xuất nông nghiệp, là ứng dụng đối với cây lương thực lấy hạt
(lúa, ngô) và một số loại cây thực phẩm.
- Ưu thế lai sinh dưỡng: Là sự biểu hiện vượt trội của con lai so với bố mẹ
về số đo của các cơ quan sinh dưỡng (rễ, thân, lá, nhánh…). Con lai có nhiều
nhánh, thân lá lớn hơn, tích lũy nhiều sản phẩm quang hợp hơn, thu được tổng
lượng chất khô cao hơn. Đặc biệt đối với các cây sử dụng bộ phận sinh dưỡng
thân, lá, củ như cây mía, đay, các loại rau ăn lá, bắp cải, hành tây, khoai tây…

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 14


- Ưu thế lai thích ứng: Được biểu hiện thông qua sự tăng sức sống của cây
mầm và sự sinh trưởng phát triển trong suốt chu kỳ sống, tăng khả năng chống
chịu với các loại sâu bệnh gây hại và sinh trưởng tốt ở điều kiện môi trường, khí
hậu đất đai khác nhau, đặc biệt là các điều kiện ngoại cảnh bất thuận: Rét, nóng,
hạn, úng, chua, mặn, phèn, nghèo dinh dưỡng…Sự biểu hiện ưu thế lai không
nhất thiết phải quan sát được ở tất cả các tính trạng của con lai. Tùy từng tổ hợp
lai, UTL có thể biểu hiện rõ tính trạng này nhưng chưa rõ ở tính trạng khác. Có
những tính trạng con người quan tâm chọn lọc khi giá trị phải vượt hơn bố mẹ
như năng suất phải cao hơn, số hạt nhiều hơn, khối lượng hạt lớn hơn, chống
bệnh khỏe hơn. Trái lại có những tính trạng nhà chọn giống quan tâm chọn khi có
biểu hiện suy giảm ví dụ chiều cao cây giảm hơn để tăng khả năng chống đổ, thời
gian sinh trưởng ngắn đi để dễ bố trí vào cơ cấu cây trồng, hàm lượng amyloze ở
gạo thấp hơn để cơm mềm hơn.
1.3.3. Xác định mức biểu hiện ƯTL

Trong quá trình chọn tạo giống cần phải xác định mức độ biểu hiện ƯTL
để giúp nhà chọn giống đánh giá tiềm năng của các vật liệu trong vườn tập đoàn
công tác. Người ta quy định một số thông số giúp cho việc đánh giá giá trị UTL.
Các thông số sau đây được sử dụng để tính toán ƯTL (Virmani, 1996).
Ưu thế lai chuẩn (Standard heterosis): Được sử dụng để đánh giá trong thí
nghiệm khảo sát các tổ hợp lai thử, lai thử lại và trong thí nghiệm so sánh giống
lai hoặc các thí nghiệm khảo nghiệm Quốc gia nhằm tìm ra các tổ hợp mới hơn
hẳn các giống đang sử dụng trong sản xuất về năng suất, các yếu tố cấu thành
năng suất, TGST, chiều cao, chất lượng nông sản, khả năng chống chịu sâu bệnh,
điều kiện ngoại cảnh bất thuận…

F1- S
Hs% =

x 100
S

Trong đó: Hs là ƯTL chuẩn.
F1 là số đo tính trạng của con lai F1
S là số đo tính trạng của giống đối chứng.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 15


1.4. Các yếu tố dinh dưỡng khoáng chính của cây lúa và kỹ thuật bón phân
cho lúa lai
1.4.1. Yêu cầu dinh dưỡng đạm của cây lúa
Đạm là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến sinh trưởng và năng suất cây

lúa. Các giống lúa có thời gian sinh trưởng khác nhau thì khả năng sử dụng phân
đạm khác nhau. Trong các giống lúa thì lúa lai có khả năng hút đạm mạnh hơn so
với lúa thuần ở giai đoạn đầu của quá trình sinh trưởng do ưu thế lai về bộ rễ và
khả năng hút đạm (Kobayashi et al., 1995) . Theo tính toán của các nhà khoa học
Trung Quốc vào thời kỳ đẻ rộ đến bắt đầu phân hoá đòng lúa lai hấp thu 3.520
gam N/ha/ngày, chiếm 34,68% tổng lượng đạm hấp thu trong suốt quá trình sinh
trưởng. Giai đoạn từ bắt đầu đẻ nhánh đến đẻ rộ hấp thu 2.737 gam N/ha/ngày,
chiếm 26.82%. Như vậy quá trình hấp thu đạm của lúa lai rất tập trung, nên kỹ
thuật bón phân cho lúa lai cần cải tiến so với lúa thường, cụ thể là: tập trung
mạnh ở thời kỳ đầu, phải bón lót nhiều và bón thúc sớm hơn hẳn so với lúa
thường (sau cấy 7-10 ngày phải bón xong lần thứ nhất). Vào giai đoạn cuối của
quá trình sinh trưởng sức hấp thu đạm của lúa lai giảm hơn giai đoạn đầu, nên
không cần cung cấp thêm nhiều đạm, cây lúa có thể sử dụng lượng đạm dự trữ,
khi trỗ xong có thể bón bổ sung ít để nuôi hạt, giúp cho bộ lá lâu tàn, hạt sẽ mẩy,
chất lượng gạo tốt hơn. Phạm Văn Cường (2005). Ngoài ra, hiệu suất sử dụng
đạm đối với quang hợp cũng như năng suất chất khô và năng suất hạt của lúa lai
cao hơn hẳn so với lúa thuần (Cuong Van Pham et al., 2003).
Khi nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón tới năng suất và chất lượng hạt
lúa đã kết luận: năng suất của các giống lúa tăng dần theo lượng đạm bón. Nếu
bón 100 - 150 kg N/ha có thể tăng năng suất thêm từ 10,34 đến 28,92 tạ/ha
(Yoshida, 1981) .
Viện Nông hóa -Thổ nhưỡng đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của đất,
mùa vụ và liều lượng phân đạm bón đến tỷ lệ đạm cây hút. Không phải do bón
nhiều đạm thì tỷ lệ đạm của cây lúa sử dụng nhiều. Ở mức đạm 80 kgN/ha, tỷ lệ
sử dụng đạm là 46,6%, so với mức đạm này có sử dụng phân chuồng tỷ lệ đạm
hút được là 47,4%. Nếu tiếp tục tăng liều lượng đạm đến 160N và 240N có phân
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 16



chuồng thì tỷ lệ sử dụng đạm của cây lúa cũng giảm xuống. Trên đất bạc màu so
với đất phù sa sông Hồng thì hiệu suất sử dụng đạm của cây lúa thấp hơn. Khi
bón liều lượng đạm từ 40N-120N thì hiệu suất sử dụng phân giảm xuống, tuy
lượng đạm tuyệt đối do lúa sử dụng vẫn tăng lên (Nguyễn Thị Lẫm, 1994).
Đạm có vai trò rất quan trọng đối với cây lúa. Khi bón thiếu hay thừa đạm
đều ảnh hưởng tới sinh trưởng và phát triển, năng suất và các yếu tố cấu thành
năng suất, khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh bất thuận. Vì vậy cần
bón phân đạm cân đối cho mỗi giống lúa, hợp lý cho từng thời kỳ của lúa trong
những điều kiện cụ thể (chất đất, điều kiện khí hậu, kỹ thuật thâm canh, vốn đầu
tư…) để mỗi giống lúa đó đặc biệt là lúa lai thể hiện được hết tiềm năng năng
suất của giống (Nguyễn Thị Lẫm, 1994).
1.4.2. Yêu cầu dinh dưỡng lân của cây lúa
Lân có liên quan chặt chẽ đến sức sống của cây. Nếu không có lân thì
không có hoạt động sống. Tác dụng chủ yếu của lân được thể hiện trên một số
mặt sau:
Xúc tiến sự phát triển của bộ rễ lúa, đặc biệt là rễ bên và lông hút.
Làm tăng số nhánh và tốc độ đẻ nhánh lúa, sớm đạt số nhánh cực đại, tạo
thuận lợi cho việc tăng số nhánh hữu hiệu, dẫn đến làm tăng năng suất lúa.
Thúc đẩy việc ra hoa, hình thành quả, tăng nhanh quá trình trỗ, chín của
lúa và ảnh hưởng tích cực đến chất lượng hạt.
Tăng khả năng chống chịu với các điều kiện bất thuận và sâu bệnh hại.
Thúc đẩy phân chia tế bào, tạo thành các hợp chất béo và protein.
Ngoài ra, lân còn có mối quan hệ chặt chẽ với sự hình thành diệp lục,
protit và sự vận chuyển tinh bột.
Lân rất cần thiết với đời sống của cây. Thiếu lân làm giảm tốc độ hấp thụ
oxy, làm biến đổi hoạt tính của các ezim tham gia vào trao đổi hô hấp. Trong
điều kiện thiếu lân, gia tăng quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ chứa
photphat, các polysacarit, các quá trình tổng hợp protein và các nucleotit tự do bị
ức chế. Thiếu lân lá có màu xanh đậm và nhỏ, cây thấp, đẻ nhánh kém, trổ bông

chậm và chín muộn. Bón đầy đủ lân cây ra rễ mạnh, đẻ nhánh khỏe, xúc tiến các
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 17


hoạt động sinh lý làm cho hạt chắc có màu vàng sáng. Lân dùng để bón lót cho
lúa là chủ yếu và được đất giữ lại ít bị rửa trôi (Nguyễn Thị Thanh Hằng, 2005).
Vũ Hữu Yêm (1995) cho rằng: cây non rất mẫn cảm với việc thiếu lân.
Thiếu lân trong thời kỳ cây còn non cho hiệu quả rất xấu, sau này dù bón nhiều
lân cây cũng trỗ bông không đều. Do vậy cần bón đủ lân ngay từ giai đoạn đầu
và bón lót phân lân rất có hiệu quả (Nguyễn Văn Hoan, 2000).
Theo Nguyễn Thị Thanh Hằng (2005), trong điều kiện thâm canh trung
bình (10 tấn phân chuồng + 90 - 120 N + 60 K2O)/ha, để nâng cao hiệu quả phân
lân cho lúa ngắn ngày thì nên bón lân với lượng bón 80 - 90 kg P2O5/ha và chủ
yếu bón lót.
Lượng phân lân bón cho cây lúa thay đổi theo thời tiết, mùa vụ và từng
loại đất.Trên đa số các loại đất chân lúa cao sản thường bón lượng lân 60 kg
P2O5/ha, riêng đối với đất xám bạc màu có thể bón 80 - 90 kg P2O5/ha.
Lân là nguyên tố có trong thành phần cấu tạo nên tế bào, mặt khác nó còn
cung cấp năng lượng cho các hoạt động của các enzim tạo thành các phân tử cao
năng (ATP) trong quá trình trao đổi chất của cây, đối với loại cây trồng sinh
trưởng nhanh mạnh như lúa lai cần cung cấp lân đầy đủ giúp cho cây sinh trưởng
phát triển cân đối, tất yếu sẽ cho năng suất cao.
1.4.3. Yêu cầu dinh dưỡng kali của cây lúa
Kali là một trong ba nguyên tố quan trọng đối với cây trồng. Tuy không
tham gia vào thành phần cấu tạo tế bào nhưng kali tham gia vào các phản ứng
trao đổi chất của cây thông qua tác dụng hoạt hóa các enzim xúc tiến phản ứng
quan trọng trong cây. Tác dụng của kali thể hiện ở một số mặt sau (Nguyễn Thị
Thanh Hằng, 2005) .

Theo Nguyễn Như Hà và Lê Bích Đào (1995) Kali điều tiết khả năng chịu
hạn, chịu rét của cây. Kali cần cho quá trình hút và vận chuyển nước của cây.
Tăng tích lũy tinh bột, tích lũy monosacarit, xenlulo, hemixenlulo và các
chất pectin trong vách tế bào vì vậy tính chống lốp đổ của cây tăng lên.
Xúc tiến sự hấp thu ion amon NH+4 của cây.
Kali giữ vai trò quan trọng trong việc vận chuyển và tích lũy các sản phẩm
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 18


quang hợp, đặc biệt là gluxit từ thân lá về bông hạt.
Ngoài ra kali còn có tác dụng kéo dài tuổi thọ lá ở giai đoạn sau trỗ, từ đó
ảnh hưởng đến quang hợp.
Cây thiếu kali, hàm lượng nước trong cây giảm, tế bào già nhanh, áp suất
thẩm thấu, tính thấm nước và độ dính của nguyên sinh chất giảm. Thiếu kali quá
trình hô hấp tăng mạnh, đường khử được tích lũy nhiều, quá trình tổng hợp tinh
bột bị cản trở. Trong điều kiện thời tiết khí hậu không thuận lợi như nhiệt độ thấp,
thiếu ánh sáng thì kali xúc tiến quá trình quang hợp và các quá trình sinh lý khác.
Bón kali không đầy đủ không những làm cho quá trình trao đổi cacbon bị
thay đổi mà quá trình trao đổi đạm cũng bị rối loạn, lượng đạm amon (NH+4)
tăng lên rõ rệt. Từ giai đoạn đẻ nhánh đến khi lúa trỗ cường độ hút kali của lúa
lai như lúa thuần. Tuy nhiên sau trỗ lúa thuần hút rất ít kali, trong khi đó lúa lai
vẫn duy trì sức hút kali mạnh, mỗi ngày hút 0,67 g/ha (chiếm 8,7% tổng lượng
hút). Như vậy trong suốt quá trình sinh trưởng cường độ hút kali của lúa lai luôn
cao. Đây là điểm rất đặc trưng về sức hút các chất dinh dưỡng của lúa lai. Từ các
đặc điểm nêu trên có thể thấy rằng, để lúa lai có năng suất cao cần coi trọng thời
kỳ bón, liều lượng và tỷ lệ loại phân cần bón (Nguyễn Như Hà và Lê Bích Đào
1995). Sự có mặt của kali thời kỳ sau trỗ ở lúa lai là một ưu thế thúc đẩy quá trình
vào mẩy của hạt giúp nâng cao năng suất. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu này mà

trong quá trình bón phân, người ta luôn coi trọng yếu tố kali đối với lúa lai.
Lượng kali cây hút để tạo ra 1 tấn thóc ở các vùng khác nhau thì cũng khác
nhau. Để tạo ra 1 tấn thóc trung bình cây lúa hút 31,6 kg K2O, trong đó tích lũy
chủ yếu trong rơm rạ (28,4 kg) (Nguyễn Như Hà và Lê Bích Đào, 1995).
Thiếu kali, lá lúa bị xém nâu, cây phát triển chậm và còi cọc, thân yếu và dễ
bị đổ, hạt teo quắt. Thiếu kali làm cây lúa dễ bị nấm bệnh, vi khuẩn… Theo
Nguyễn Vi, với các giống lúa hiện nay, tỷ lệ hạt chắc tăng từ 30-57% do bón kali
và khối lượng hạt cũng tăng từ 12-30%, (Đào Thế Tuấn và Đào Thị Lương, 1999).
Không bón kali làm giảm tích luỹ kali và đạm trong sản phẩm thu hoạch,
đạm tích luỹ nhiều trong rơm rạ không được vận chuyển về hạt là nguyên nhân
làm giảm năng suất và chất lượng gạo (Nguyễn Như Hà và Lê Bích Đào,1995).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 19


1.5. Lúa lai hệ hai dòng
1.5.1. Khái niệm hệ lúa lai hai dòng
Yuan LP đề nghị một chiến lược mới cho chọn tạo giống lúa lai không
bao gồm dòng B (dòng duy trì) gọi là lúa lai hai dòng (S và R). Bất cứ dòng hữu
thụ nào có thể sử dụng như dòng bố để tạo nên giống lai. Dòng bất dục đực di
chuyền rất mẫn cảm môi trường (Enivronment sensitive genic sterile (EGMS)
line) được chia làm hai nhóm: Photothermosensitive genic male sterile (PGMS)
và Themosensitive genic male sterile (TGMS) phụ thuộc vào điều kiện môi
trường bên ngoài mà sự hữu dục hay bất dục xảy ra (Yuan, 1997) .
Phương pháp sản xuất hạt lai F1 dựa trên hai loại công cụ di truyền mới
là: Photosensitive genic male sterile (PGMS) và Themosensitive genic male
sterile (TGMS) và đã thành công. Tính bất dục đực chủ yếu được điều khiển bởi
một hoặc hai gen lặn trong nhân không có liên quan tới tế bào chất.
Các dòng PGMS trong điều kiện ngày dài hơn gây bất dục hạt phấn và

trong điều kiện ngày ngắn thì chuyển đổi tính dục thành hữu dục. Dòng TGMS
trong điều kiện nhiệt độ cao >240C gây bất dục hoàn toàn (như vậy ứng dụng
trong sản xuất hạt lai F1), trong điều kiện môi trường có ít nhất 6 ngày liên tiếp
có nhiệt độ trung bình ngày < 230C sẽ gây hữu dục hạt phấn và đậu hạt của dòng
mẹ (gọi là giai đoạn duy trì dòng mẹ).
1.5.2. Ưu diểm và hạn chế của lúa lai 2 dòng
1.5.2.1. Ưu điểm của lúa lai 2 dòng
Theo Nguyễn Văn Hoan (2000), việc ứng dụng các dòng EGMS để phát
triển lúa lai so với ứng dụng dòng CMS kinh điển có các ưu thế hơn hẳn sau:
Quá trình phát triển hạt lai được đơn giản hoá, không phải tổ chức một lần
lai để duy trì dòng bất dục như hệ “ba dòng” và không cần dòng B.
Do tính bất dục đực được kiểm soát bởi gen lặn nên hầu hết các giống lúa
thuờng đều phục hồi phấn được cho các dòng EGMS. Vì vậy việc chọn dòng
phục hồi sẽ dễ dàng hơn, phổ cập hơn, có thể mở rộng ra ngoài phạm vi của một
loài phụ và khả năng tạo ra các tổ hợp năng suất cao hơn được tăng lên đáng kể.
Kiểu gen của EGMS dễ dàng được chuyển sang giống khác nhờ các giống
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 20