CHIẾN LƯỢC LAI TẠO LÚA CHO VÙNG KHÓ KHĂN Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG ThS Dương Thành Tài1 Các vùng đất trồng lúa khó khăn Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) có xu hướng mở rộng diện tích gia tăng mức độ khó khăn tương lai Vạch chiến lược yếu tố quan trọng cho việc lai tạo giống lúa cho vùng khó khăn, đáp ứng nhu cầu lương thực ngày tăng điều kiện nguồn tài nguyên ngày khan hiếm, suy thoái Các loại đất khó khăn ĐBSCL xu hướng biến đổi Đồng sông Cửu Long có loại đất khó khăn: - Đất phèn (1,4 triệu ha): Các loại đất đặc trưng độ axit cao, nồng độ độc tố nhôm tiềm tàng cao thiếu lân Nhóm đất bao gồm loại đất phèn nhiễm mặn nặng trung bình Các loại đất phèn tập trung Đồng Tháp Mười Tứ Giác Long Xuyên, loại đất phèn mặn tập trung vùng trung tâm bán đảo Cà Mau - Đất nhiễm mặn (0,75 triệu ha): Các loại đất chịu ảnh hưởng nước mặn mùa khô Các vùng đất khó cung cấp nước Hiện lúa trồng vào mùa mưa số khu vực người ta nuôi tôm mùa khô - Các loại đất khác (0,35 triệu ha): Gồm đất than bùn (vùng rừng U Minh), đất xám phù sa cổ (cực Bắc ĐBSCL) đất đồi núi (phía Tây-Bắc ĐBSCL) Đất trồng lúa ĐBSCL thay đổi tác động chính: họat động nông nghiệp người, việc xây dựng đập thủy điện thượng nguồn biến đổi khí hậu 1.1 Hoạt động nông nghiệp người Năm 1975, vùng ĐBSCL với tổng diện tích tự nhiên 3,97 triệu canh tác 2,039 triệu lúa, phần lớn lúa mùa 26,9% lúa cao sản, tổng sản lượng lúa đạt 5,141 triệu Sau cố gắng cải thiện chất lượng đất, nước giải pháp khác áp dụng từ chương trình Chính phủ, tỉnh ĐBSCL quốc tế, đến năm 2009, diện tích sản xuất nông nghiệp lên đến 2,60 triệu (chiếm 65% diện tích ĐBSCL); diện tích canh tác lúa tăng lên 2,34 triệu (trên 90% diện tích sản xuất nông nghiệp), riêng lúa cao sản chiếm 83,17 %, đạt sản lượng 21,2 triệu (Thống kê, 2009) Các biện pháp thủy lợi, thau chua rửa phèn, ngăn mặn, ngăn lũ, làm cho vùng đất khó khăn ĐBSCL giảm bớt mức độ khó khăn, ranh giới vùng trở nên mờ nhạt, chồng lấn trước, xu đất lúa chủ động nước 2-3 vụ lúa tăng lên Nhờ giải pháp tổng hợp áp dụng, đặc biệt giải pháp sử dụng nguồn nước sông Mê Kông để cải thiện chất lượng đất, cung cấp nước cho phát triển nông nghiệp, Việt Nam trở thành nước xuất gạo lớn giới, với lượng xuất 6,7 triệu vào năm 2010 - Cty Giống trồng miền Nam 1.2 Tác động đập thủy điện thượng nguồn Trung Quốc, Lào Chỉ với đập Cảnh Loan, Tiểu Loan Trung Quốc, Theo TS Lê Anh Tuấn, Viện Nghiên cứu biến đổi khí hậu - Đại học Cần Thơ, nguồn nước thượng nguồn sông Mêkông đổ Việt Nam có xu giảm dần, mực nước lũ năm 2010 thấp 10 năm trước 2,4 mét Chất lượng nước xấu đi, lượng phù sa giảm, ô nhiễm tăng Động thái nước thay đổi theo hướng đầu mùa lũ chậm, cuối mùa lũ lại rút muộn Nếu đập Lào xây dựng tiếp tình hình thêm trầm trọng Hệ tác động lớn tới tài nguyên đất ĐBSCL (TS Lê Phát Quới) Thứ nhất, ĐBSCL thiếu dưỡng chất từ phù sa để cung cấp cho đất, vùng đất xám bạc màu, đất phù sa canh tác vụ vốn dưỡng chất, khiến đất ngày thoái hóa Hiện nay, hai vùng có nguy bị ảnh hưởng nghiêm trọng vạt đất chạy dài giáp biên giới Campuchia thuộc tỉnh Kiên Giang, An Giang, Đồng Tháp, Long An, vùng đất xám dễ bị bạc màu; vùng ven biển tỉnh Tiền Giang, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau ảnh hưởng xâm nhập mặn lấn sâu vào nội đồng Thứ hai, thiếu nguồn nước từ sông Mê Kông mùa khô đầu mùa mưa khiến gia tăng tượng xâm nhập mặn từ biển vào sông, kênh rạch nội đồng, mở rộng diện tích đất nhiễm mặn Cuối cùng, ĐBSCL không đủ nguồn nước để ém phèn, vùng Đồng Tháp Mười, Tứ giác Long Xuyên phần Tây Nam Sông Hậu, gây tượng phèn hoá đất, thiệt hại cho canh tác nông nghiệp Hiện mùa khô diện tích nhiễm mặn lên đến 50% diện tích trồng lúa ĐBSCL Khoảng 500.000 lúa ĐBSCL đứng trước nguy thiếu nước tưới vụ Đông Xuân 2010 - 2011 100.000 lúa có nguy bị nước mặn xâm nhập nặng nề, chủ yếu tỉnh Tiền Giang, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Kiên Giang, Bến Tre Hậu Giang 1.3 Tác động biến đổi khí hậu Các mô hình dự báo tác động biến đổi khí hậu vùng ĐBSCL cho thấy xu lũ giai đọan 2030-2040 khác so với nay: diện tích vùng ĐBSCL bị ngập mở rộng phía Bạc liêu-Cà Mau số ngày chịu ngập tỉnh đầu nguồn giảm; nhiệt độ gia tăng, lượng mưa giảm, diện tích lũ mở rộng nước biển dâng cao (TS Lê Anh Tuấn) Điều làm biến đổi sâu sắc hệ sinh thái trồng lúa theo hướng xấu đi: suy thoái độ phì lũ phù sa đầu nguồn, tăng nhiễm mặn ngập úng hạ lưu Như biến đổi khí hậu với đập thủy điện đầu nguồn hai nguyên nhân làm suy thoáii độ phì, tăng diện tích ngập lũ, nhiễm mặn hạ nguồn, tăng nguy hạn hán thiếu mưa, lũ nhiệt độ cao Xác định mục tiêu lai tạo cho vùng khó khăn ĐBSCL Vùng phèn Đồng Tháp Mười Tứ giác Long Xuyên: cải tạo nhiều nhờ biện pháp thủy lợi canh tác, giảm nhiều độc tố sắt nhôm, pH tăng lên Vụ ĐX nhiều vùng lúa rốn phèn Đồng Tháp Muời, Tứ giác Long Xuyên dễ dàng đạt 6-7 t/ha Diện tích đất phèn nặng giảm nhiều, chưa có số liệu thống kê xác chắn giảm nhiều so với số thập niên 80 kỷ trước Do vấn đề đất phèn nội địa cân dinh dưỡng, thiếu nguyên tố kiềm (Ca, Mg), thiếu P, Zn Vùng đất nhiễm mặn (phèn) bán đảo Cà Mau, ven biển vùng ven sông Cửu Long hạ lưu, ước tính 1,4 triệu ngày trở nên khó khăn cho ĐBSCL tác động kép nước biển dâng biến đổi khí hậu thiếu nước đập thủy điện thượng nguồn Đất mặn tác hại đến lúa nhiều nhân tố độ mặn tình trạng nhiễm phèn sắt nhôm, ngộ độc hữu cơ, thiếu P Zn Do lai tạo giống lúa chống chịu mặn phải chiếm trọng tâm chương trình lai tạo lúa cho vùng khó khăn ĐBSCL Ngoài tác hại phi sinh học, ĐBSCL chịu ảnh hưởng tác hại sinh học Thâm canh tăng vụ liên tục, độc canh lúa, lạm dụng thuốc trừ sâu làm cho số đối tượng sâu bệnh hại trở nên trầm trọng, thường thay đổi nòi dạng sinh học, tăng độc tính, gây trận dịch lớn Nguy hàng đầu rầy nâu bệnh virus rầy nâu truyền (vàng lùn), bệnh đạo ôn Tóm lại vấn đề khó khăn tương lai ĐBSCL tác hại mặn, phèn dịch rầy nâu-vàng lùn, đạo ôn Nhận định xu hướng thay đổi vùng đất khó khăn ĐBSCL, nhà lai tạo cần nhận định mục tiêu nào, tính trạng luôn cần thiết, mục tiêu sẽ phát sinh Vấn đề chung cho tất vùng có chung tác hại sinh học rầy nâu-bệnh vàng lùn, đạo ôn, sọc trong… Do lai tạo giống lúa kháng tác hại mục tiêu chung cho tất vùng sinh thái, dù vùng có mức độ khó khăn khác tác hại thứ tự khó khăn tác hại khác Kế đến giống lúa phải chống chịu tác hại mặn khô hạn ngày trầm trọng thêm biến đổi khí hậu xây dựng thủy điện thượng nguồn Chiến lược lai tạo giống đối phó với tác hại sinh học Quần thể rầy nâu tiến hóa thay đổi độc tính để phản ứng lại áp lực gene kháng ký chủ Từ xảy trận đại dịch rầy nâu ĐBSCL đến dịch rầy nâu bộc phát nhiều lần theo chu kỳ không rầy nâu ĐBSCL có độc tính cao so với quần thể khác giới Sự tiến hóa mối quan hệ lúa với nấm bệnh đạo ôn vi khuẩn bệnh bạc diễn theo qui luật tương tự Giống kháng sâu bệnh hại thành phần yếu hệ thống quản lý dịch hại tổng hợp (IPM), quản lý trồng tổng hợp (ICM) Giống kháng giúp giảm lượng thuốc sử dụng, gia tăng thiên địch, ngược lại biện pháp khác giảm tăng giúp trì tuổi thọ giống kháng Lai tạo giống cho suất cao ổn định, nông dân chấp nhận diện tích lớn nhiều năm điều cực khó khó đự đoán Từ năm 1975 đến có hàng ngàn giống lúa phóng thích cho ĐBSCL có vài giống trồng rộng rãi lâu dài (mega variety-“siêu giống“) MTL58, IR42, IR64, IR50404,OM 576, Jasmine, VD 20 Đó genotypope quí đòi hỏi nhiều hệ nhà lai tạo, công sức nông dân xác định “siêu giống“ Theo thời gian giống giữ tính chống chịu phi sinh học chất lượng trở nên nhiễm loại sâu bệnh quan trong, đặc biệt rầy nâu, đạo ôn Cải thiện tính kháng sâu bệnh “siêu giống“ giúp kéo dài tuổi thọ chúng, tiết kiệm nguồn lực cho việc lai tạo giống Có thể chuyển gene kháng tác hại sinh học vào “siêu giống“ theo hai cách: a) Lai tạo loạt giống lúa đẳng gene (isogenic) mang gene kháng/chống chịu tác hại sinh học (rầy nâu, đạo ôn, cháy bìa lá…) giống lúa có tính chống chịu tác hại phi sinh học thích nghi tốt Hiện có 22 gene kháng rầy nâu phát giới Một số gene có tính kháng cao từ loài lúa hoang Tuy chưa có nghiên cứu phản ứng rầy nâu ĐBSCL với tất gene thực tiễn lai tạo du nhập giống cho thấy có nhiều nguồn kháng quần thể rầy nay, số nguồn kháng tốt Rathuheenati (Bph3), Sinna sivapu, CST3, IR54742 (Bph10)…Có đến 26 gene kháng bạc (Xa1-Xa 26) phát hiện, Xa 21 xem có phổ kháng rộng tính kháng bền nhiều nòi vi khuẩn Xoo giới Lai tạo loạt giống isogenic chống chịu tác hại sinh học hay thay đổi rầy nâu, đạo ôn, bạc lá…là dùng phương pháp hồi giao kết hợp với lọc nhân tạo đưa gene kháng mạnh khác vào siêu giống, ví dụ dòng isogenic Jasmine (Bph3) có gene Bph3, Jasmine (Bph10), …Jasmine (Bph 22) Tùy theo tình hình biến đổi độc tính sâu bệnh hại đồng ruộng mà nhân giống phóng thích dòng isogenic có tính kháng mong muốn kịp thời Đối với bệnh bạc gene Xa 21, Xa 7, Xa 5, Xa 13 khai thác nhiều nơi b) Lai tạo giống có tính kháng/chống chịu bền vững tích hợp 2-3 gene (pyramiding genes) siêu giống lúa có tính chống chịu tác hại phi sinh học thích nghi tốt Tích hợp -3 gene kháng rầy nâu vào genotype cho thấy có tính kháng bền với nhiều quần thể VD giống lúa Ptb33 (Bph1 + Bph3) thường dùng làm chuẩn kháng thí nghiệm lọc rầy nâu quốc tế Đối với bệnh bạc kiểu tích hợp Xa 7+ Xa 21, Xa 5+ Xa 13 +Xa 21 …chứng tỏ tính kháng với nhiều nòi vi khuẩn bệnh bạc lọc nhiều quan nghiên cứu quốc tế quốc gia Chiến lược lai tạo giống lúa chống chịu tác hại phi sinh học 4.1 Lai giống lúa cực ngắn né tránh lũ, hạn, mặn Giống cực sớm giúp có khoảng thời gian cắt vụ, tiết kiệm tài nguyên nước, có thời gian thau chua rửa mặn Thực tiễn ĐBSCL cho thấy trở ngại lai tạo giống lúa cực sớm NS 7-8 t/ha, chất lượng cơm gạo ngon, kháng rầy nâu, vàng lùn, đạo ôn Vùng lúa vụ nên lai tạo giống lúa ngắn ngày (85-90 ngày) để tranh thủ làm vụ mùa nắng: ĐX sớm XH, lúa vụ không cần dạng suất cao có tính chống chịu sâu bệnh cao, có khả kết hạt tốt điều kiện mưa nhiều, nắng có khả huy động dinh dưỡng tốt từ đất vốn bị huy động nhiều từ hai vụ lúa cao sản trước Điển hình: giống lúa IR50404, OMCS 2000, OM 3536 đạt suất 7-8 T/ha, lúa lai có giống PAC 807 thời gian sinh trưởng 85-90 ngày đạt suất 8-9 T/ha 4.2 Lai tạo giống lúa chống chịu tốt tác hại phi sinh học Có thời gian sinh trưởng 110-120 ngày, suất chấp nhận có phẩm chất cơm gạo tốt (lúa đặc sản), đặc biệt có tính chống chịu tốt với số sâu bệnh hại để đưa vào mô hình lúa-tôm, lúa-cá Các giống lúa suất không cao giúp nông dân tăng thu nhập nhờ giá cao chất lượng tốt cải thiện môi trường giúp nuôi tôm cá bền vững Điển hình loại giống giống lúa đặc sản ST5 Tính chịu mặn tăng cường tương tự tính chống chịu sâu bệnh: kết hợp nhiều gene kháng hay nhiền nhóm gene (QTL) kháng Theo Dr G.B Gregorio, IRRI, lai tạo giống lúa kháng mặn góp phần 40-50% để tăng suất lúa đất nhiễm mặn, 50-60% lại biện pháp canh tác Tích hợp nhóm gene hay QTL giúp nâng tính kháng mặn lên đến 12 dS/m.vd IR70869-B-P series (Pokkali//IR20/IR24) hay IR70870b-P-series (Pokkali//IR20/IR26) [IR20: kháng mặn mức mô tế bào, IR24 IR26 ngăn chặn di chuyển muối từ già sang non, Pokkali kháng theo chế thải loại muối khỏi cây, ngăn chuyển muối từ rễ lên thân 4.3 Lai tạo giống lúa có khả tái sinh chét tốt Trên giới mô hình vụ lúa + vụ lúa chét áp dụng phổ biến Louisiana (Mỹ), rải rác qui mô nhỏ Philippines, India, Thái Lan Trung Quốc báo cáo nhiều mô hình lúa chét thành công với giống lúa lai, hai vụ cho suất tổng cộng 12-14 T/ha (8 T/ha vụ +6 T/ha vụ chét hay T/ha vụ +4 T/ha vụ chét) phát triển gói kỹ thuật hoàn chỉnh cho lúa để chét (rãi phân Urea Kali trước thu hoạch, cắt gốc chét cao 30-40 cm, phun GA3 sau thu hoạch vụ, điều tiết nước hợp lý Lúa chét có lợi ích:  Giảm chi phí sản xuất, bao gồm giảm chi phí làm đất, giảm lượng hạt giống, giảm chi phí trừ cỏ ốc bươu vàng  Năng suất đat 3-5 T/ha, hoàn toàn sánh với vụ lúa gieo trồng  Thu hoạch sớm vụ lúa gieo trồng loại giống 15-30 ngày Trên vùng đất vụ lúa/năm, thường có vụ lúa ĐX XH HT có suất cao, vụ (TĐ) cho suất thấp Nếu trồng lúa vụ ĐX để chét XH hay lúa HT để chét TĐ, vụ chét cho suất 50-60% vụ kinh tế làm vụ không công dọn ruộng, làm đất, dành thêm thời gian để nuôi thủy sản làm vụ lúa trung ngày chất lượng cao… Năng suất vụ chét cao hai yếu tố: khả tái sinh cao giống lúa kỷ thuật canh tác Có thể lọc tính trạng tái sinh cao giống lúa, khai thác ưu lai chuyển gene tái sinh từ lúa hoang loài lân cận vào lúa trồng thông qua biện pháp lai cổ điển, lai xa, chuyển gene CNSH…lúa lai có khả tái sinh tốt lúa thường (Sán ưu 63, Nhị ưu 86, Lưỡng ưu bồi cửu…) 4.4 Lai tạo lúa lai Mục tiêu tăng thêm 15-20% suất điều kiện môi trường nhờ ưu lai suất, tính chống chịu Lúa lai giúp tích hợp nhanh dễ dàng gene trội kháng sâu bệnh gene trội chống chịu tác hại phi sinh học dòng lai F1 nhận allen từ bố từ mẹ, cho phép khai thác hiệu ứng cộng, trội siêu trội Ưu lai chuẩn suất 15-20% thực tế chứng minh vùng lúa nhiệt đới ĐBSCL (giống lúa lai BTE 1, PAC 807, HR182) Vấn đề giá hạt giống cao suất hạt giống F1 thấp có giải pháp với hệ dòng CMS từ IRRI có khả thụ phấn chéo cao, cho suất hạt F1 3-4 t/ha Ngoài quản lý cấu giống lúa tốt giúp phát huy tác dụng giống lúa lai tạo đưa vào sử dụng - Cơ cấu giống lúa đa dạng để khai thác tối đa lợi môi truờng Ở vùng nhiễm phèn ngập lũ, vụ ĐX vụ thuận lợi nhất: mức độ nhiễm phèn, hạn, bị giảm thấp, áp lực sâu bệnh thấp nguồn ký chủ mùa lũ Nên lai tạo giống lúa theo hướng suất, chất lượng cao cho vụ ĐX lai tạo giống lúa chống chịu tốt sâu bệnh, phèn, mặn cho vụ HT - Tăng hiệu sử dụng giống có cách kéo dài đời sống giống lúa Hiện tượng nông dân nhanh chóng thay giống không hẳn giống giống cũ mà lý khác có sẳn nhiều giống để chọn lựa, giống không phục tráng, muốn bán giống Hậu công ty giống không sản xuất cấp giống tốt (từ cấp siêu nguyên chủng đến giống xác nhận cần 3-4 vụ lúa), nông dân khó thâm canh rõ đặc tính giống, cạn kiệt nguồn gene kháng phơi bày nhiều gene kháng trước sinh vật gây hại…Biện pháp thường xuyên phục tráng giống, tạo thương hiệu vùng, quốc gia cho giống Các viện trường phóng thích giống giống thật xuất sắc giống cũ Tài liệu tham khảo Lê Anh Tuấn, 2009 Tác động biến đổi khí hậu lên hệ sinh thái phát triển nông thôn vùng ĐBSCL Diễn đàn “Dự trữ sinh phát triển nông thôn bền vững ĐBSCL”, Tp Cần thơ, 5-6/6/2009 Lê Phát Quới, 2011 Đồng Bằng Sông Cửu Long: khắc khoải phù sa http://www.thiennhien.net/2011/04/18/dbscl-khac-khoai-phu-sa, 18/4/2011  ... tiêu lai tạo cho vùng khó khăn ĐBSCL Vùng phèn Đồng Tháp Mười Tứ giác Long Xuyên: cải tạo nhiều nhờ biện pháp thủy lợi canh tác, giảm nhiều độc tố sắt nhôm, pH tăng lên Vụ ĐX nhiều vùng lúa rốn... hại đến lúa nhiều nhân tố độ mặn tình trạng nhiễm phèn sắt nhôm, ngộ độc hữu cơ, thiếu P Zn Do lai tạo giống lúa chống chịu mặn phải chiếm trọng tâm chương trình lai tạo lúa cho vùng khó khăn ĐBSCL... từ lúa hoang loài lân cận vào lúa trồng thông qua biện pháp lai cổ điển, lai xa, chuyển gene CNSH lúa lai có khả tái sinh tốt lúa thường (Sán ưu 63, Nhị ưu 86, Lưỡng ưu bồi cửu ) 4.4 Lai tạo lúa