Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và giá trị chọn giống của một số dòng lạc được tạo ra bằng đột biến cảm ứng

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Nguồn gốc và giá trị cây lạc 1.1.1. Nguồn gốc cây lạc Qua nghiên cứu tìm hiểu biết đƣợc lạc (Arachis hypogeae L) thuộc họ đậu (Fabaceae). Quê hƣơng của cây lạc là một vùng hẹp nằm ở phía Bắc Achentina và nam Bôlivia. Lạc đƣợc trồng lâu đời ở trung tâm nông nghiệp cổ Pêru, sau phát triển ra toàn vùng nhiệt đới và cận nhiệt của Nam Mỹ. Đến khoảng đầu thế kỷ XVI lạc mới đƣợc di cƣ sang Châu Phi và vùng Đông Nam Á đồng thời nhanh chóng trở thành cây trồng phổ biến ở vùng này. Từ các vùng nhiệt đới, lạc dần lan sang các vùng cận nhiệt đới và ôn đới. Ở Liên Xô cũ lạc đƣợc trồng vào cuối thế kỷ XVIII, còn ở Hoa Kỳ mãi tới thế kỷ XIX mới đƣợc trồng. Cây Lạc đƣợc du nhập vào nƣớc ta và đƣợc trồng từ bao giờ không có tài liệu nào xác minh cụ thể. Căn cứ vào tên gọi – từ “Lạc” có lẽ xuất phát từ âm Hán “Lạc Hoa Sinh” thì Lạc ở Việt Nam có thể đƣợc du nhập ở Trung Quốc. Tóm lại từ vùng nguyên sản ở Nam Mỹ, bằng nhiều con đƣờng lạc đã đƣợc đƣa đi khắp nơi trên thế giới. Hiện nay vùng sản xuất lạc chủ yếu là vùng nhiệt đới và á nhiệt đới của lục địa Á – Phi. Ở Việt Nam lạc đƣợc trồng rộng khắp ở trên nhiều loại đất và địa hình khác nhau. Từ một vài dòng lạc hoang dại hiện nay đã hình thành nhiều dòng, giống lạc khác nhau (Nguyễn Văn Bình 1997). 1.1.2. Giá trị kinh tế của cây lạc Lạc là cây công nghiệp ngắn ngày, cây thực phẩm có giá trị kinh tế cao, đồng thời là cây có giá trị cải tạo đất. Bộ phận đƣợc sử dụng chủ yếu của lạc là hạt. Trong hạt lạc có tới 40 – 60% lipit, 26 – 34% protein, một số vitamin B1, B2, PP.. So với vừng, lạc có tỉ lệ dầu tƣơng đƣơng nhƣng tỉ lệ đạm cao hơn nhiều. So với đậu tƣơng, lạc hơn về tỉ lệ dầu nhƣng thua kém về tỉ lệ đạm. Dầu lạc là một loại lipit dễ tiêu, làm dầu ăn tốt, protein của lạc chứa nhiều axit amin quý. Lạc là thức ăn bổ sung cho những khẩu phần hạt ngũ cốc trong gạo, ngô, bột mì thƣờng thiếu lizin, trong lạc thƣờng thiếu methionin, 2 bên bổ sung cho nhau. Do đó lạc đƣa vào khẩu phần ăn là hƣớng quan trọng bổ sung protein, đặc biệt là những nƣớc nghèo, lạc hậu và đang phát triển thì tình trạng thiếu protein chiếm tỉ lệ cao. Khi làm thực phẩm lạc có thể dùng trực tiếp (rang, luộc) hoặc qua chế biến nhƣ phomat lạc, chao, dầu, bánh kẹo... Lạc dùng để chế biến một số dƣợc phẩm và mỹ phẩm, dầu lạc còn dùng để chế biến xà phòng, khô dầu lạc để chế biến magi, chế biến thức ăn chăn nuôi. Đồng thời lạc cũng là một sản phẩm có giá trị xuất khẩu của nhiều nƣớc trên thế giới. Lạc là cây trồng thuộc bộ Đậu (Leguminosae) rễ có nhiều nốt sần trong đó có vi khuẩn Rizobium có khả năng cố định đạm từ nitơ (N 2) trong không khí để cung cấp cho cây. Do đó lạc có giá trị cải tạo đất nên đƣợc trồng xen canh hoặc luân canh với cây trồng khác. Mặt khác do không đòi hỏi khắt khe về độ phì của đất nên lạc thƣờng trồng ở những nơi đất xấu, nghèo dinh dƣỡng đặc biệt ở những nơi việc cung cấp nƣớc gặp nhiều khó khăn (Nguyễn Văn Thắng và Trần Đình Long, 2001- 2002). Chính từ những lí do trên mà diện tích gieo trồng lạc trên thế giới ngày càng tăng. Hiện nay cây lạc đang giữ vị trí quan trọng trong nền kinh tế thế giới với diện tích gieo trồng lớn ở 100 nƣớc. Theo số liệu thống kê của FAO, năm 1997 diện tích gieo trồng đã đạt 23.647.000 ha với sản lƣợng 30.337.000 tấn, trong đó Trung Quốc và Ấn Độ là hai quốc gia có diện tích lạc đứng đầu thế giới (Nguyễn Tiên Phong và Phạm Thị Tài, 2002). Với mục tiêu: Năng suất cao, phẩm chất tốt và khả năng thích ứng, chống chịu của các giống lạc. Đến nay trên thế giới đã có nhiều thành công chọn tạo giống lạc bằng lai tạo, gây đột biến. Ở Việt Nam trong những năm gần đây các công trình nghiên cứu về lạc ở nƣớc ta đã đƣợc đẩy mạnh và khá toàn diện từ khâu chọn tạo giống mới, xây dựng qui trình kỹ thuật thích hợp cho từng vùng cũng nhƣ phƣơng pháp bảo quản và chế biến. Cây lạc đã dần dần giữ vị trí quan trọng trong nền kinh tế sản suất góp phần cải tạo đất đai và khai thác thế lợi của vùng khí hậu nhiệt đới. Diện tích trồng lạc ở Việt Nam là 265.000 ha với sản lƣợng 360.000 tấn. Các vùng trồng lạc chủ yếu ở nƣớc ta là vùng trung du phía bắc, Thanh Hóa, Nghệ An, Đông Nam Bộ. Đất canh tác cây lạc ở vùng này thƣờng là đất pha cát, bạc màu, chua, có khả năng giữ nƣớc kém. Điều đó chứng tỏ cây lạc có ý nghĩa rất quan trọng trong việc cải tạo đất. Bảng 1.1: Diện tích, năng suất và sản lƣợng lạc của Việt Nam giai đoạn 2005-2009 Năm Diện tích x Chỉ số 1000 ha phát triển Năng suất Tạ/ha Sản lƣợng Chỉ số phát x Chỉ số triển (%) 1000 ha phát triển (%) (%) 2005 169,6 102,2 18,1 102,0 489,3 104,3 2006 426,7 911,5 18,7 103,0 462,5 94,5 2007 254,5 103,2 20,0 107,0 510,0 11,3 2008 255,3 100,0 20,8 104,0 530,2 104,0 2009 249,2 97,6 21,1 101,0 525,1 99,0 Nguồn: Tổng cục thống kê (2009)[18] Mặc dù còn khó khăn, nhƣng ở nhiều địa phƣơng cây lạc vẫn đƣợc coi là cây trồng chủ đạo. Năm 2008, FAO đã đánh giá Việt Nam là một trong 10 nƣớc đứng đầu thế giới về sản xuất lạc với tổng sản lƣợng đạt 490.000 tấn (Nguyễn Thị chinh, 2005).Tuy nhiên sự phát triển của cây lạc ở nƣớc ta vẫn còn ở mức chƣa tƣơng xứng với tiềm năng của nó (http://www.gso.gov.vn) kết quả nghiên cứu trên bảng 1.1 cho thấy sự không ổn định về các chỉ số phát triển của cây lạc. Tóm lại lạc không chỉ có ý nghĩa về mặt kinh tế và dinh dƣỡng, mà còn giữ vị trí quan trọng trong hệ thống canh tác, luân canh, xen canh tăng vụ cũng nhƣ góp phần quan trọng tăng độ màu mỡ cho đất và sử dụng lâu bền nguồn tài nguyên đất. 1.2. Đặc điểm sinh trƣởng và phát triển của cây lạc Chu kì sinh trƣởng của cây lạc trên thế giới nói chung dài từ 85 ngày (đối với giống chín sớm ở vùng nhiệt đới) đến 170 – 180 ngày (đối với những giống muộn ở các vùng núi cao hay vùng ôn đới ở gần mức giới hạn phân bố cây lạc). Các giống lạc trồng ở Việt Nam có thời gian sinh trƣởng từ 3 tháng đến 4 tháng (100 – 125 ngày). Các giống muộn có thời gian sinh trƣởng dài từ 5 – 6 tháng, hiện nay ít đƣợc trồng trên diện tích lớn. Trong suốt quá trình cây lạc sinh trƣởng và phát triển luôn luôn chịu sự tác động của các nhân tố sinh thái khác nhau. 1.2.1. Tác động của một số yếu tố ngoại cảnh Đây là những yếu tố ngoại cảnh có ảnh hƣởng rõ rệt đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất của lạc, đồng thời là nhân tố quyết định sự phân bố lạc trên thế giới. * Nhiệt độ Lạc thích ứng với khí hậu nóng. Nhiệt độ xuống tới 0 oC trong thời gian ngắn cây có thể bị chết. Nhiệt độ trung bình 18o – 20oC kéo dài thời gian sinh trƣởng, chậm lại nhiều hoặc bị đình chỉ. Lạc ƣa nhiệt độ ổn định, nhiệt độ thích hợp nhất từ 25o – 35oC. Tuy nhiên cây lạc có khả năng thích ứng với nhiều vùng địa lý vì chu kỳ sinh trƣởng ngắn và nhiều giống có khả năng thích ứng khác nhau. Nhiệt độ tác động đến tốc độ sinh trƣởng và thời gian các giai đoạn sinh trƣởng. - Thời kỳ sinh trƣởng sinh dƣỡng: Nhiệt độ tối thích hợp là 250C. Nhiệt độ này các quá trình sinh trƣởng sinh dƣỡng đƣợc tiến hành thuận lợi nhất là sự phân cành và phát triển bộ rễ. Nhiệt độ không khí quá cao (300C – 350C) sẽ rút ngắn thời kỳ sinh trƣởng sinh dƣỡng, làm giảm chất khô tích lũy và giảm hoa/cây, do đó làm giảm số quả và trọng lƣợng hạt của lạc. Tuy nhiên, nhiệt độ thấp dƣới (180C – 200C) làm giảm sự ức chế sinh trƣởng và phát triển của lạc. - Thời kỳ ra hoa: Cây đòi hỏi nhiệt độ tƣơng đối cao. Thời gian ra hoa, tổng số hoa, tỷ lệ thụ tinh phụ thuộc vào nhiệt độ của thời kỳ này. Nhiệt độ thuận lợi cho sự ra hoa lạc là 240C – 330C, số hoa hữu hiệu cao nhất đạt đƣợc ở nhiệt độ ban ngày là 290C ban đêm là 230C. - Thời kỳ chín: Cây cần nhiệt độ giảm so với thời kỳ trƣớc, nhiệt độ thích hợp 250C – 280C, thuận lợi khi t0C ban đêm 190C, ban ngày 280C. Nhiệt độ thấp dƣới 250C làm cản trở quá trình vận chuyển chất dinh dƣỡng vào hạt và khi t0 xuống thấp dƣới 150C – 160C quá trình này bị đình chỉ, hạt không chín. * Ánh sáng Lạc là cây trồng ngắn ngày, phản ứng với quang chu kỳ rất yếu, một số có phản ứng trung tính với quang chu kỳ. Số giờ nắng/ngày có ảnh hƣởng rõ rệt tới sự sinh trƣởng và phát dục của lạc. Ánh sáng đầy đủ cây lạc đốt ngắn, phân cành mạnh, ra hoa muộn. Quá trình nở hoa thuận lợi khi số giờ nắng đạt khoảng 200 giờ/tháng, nếu số giờ nắng thấp làm giảm số hoa nở/ngày kéo dài thời gian ra hoa, làm giảm tổng số hoa. Trong thời kỳ nở hoa vào những ngày nắng hoa nở sớm (6-8 giờ sáng), nở tập trung và quá trình thụ tinh cũng thuận lợi hơn so với những ngày không có nắng. * Nước Nƣớc là yếu tố có ảnh hƣởng lớn nhất đến sinh trƣởng, phát triển tạo năng suất của cây lạc. Độ ẩm trong suốt thời gian sinh trƣởng của cây lạc cần đảm bảo từ 70 – 80%. Ở giai đoạn ra hoa, yêu cầu này cần cao hơn( 80%85%) , tới giai đoạn chín giảm đi. Tổng nhu cầu về nƣớc trong suốt thời gian sinh trƣởng của lạc từ khi mọc cho đến khi thu hoạch là 450 – 700mm. Nhu cầu này thay đổi theo từng giống và từng giai đoan sinh trƣởng khác nhau. Giai đoạn khủng hoảng nƣớc của lạc là giai đoạn ra hoa rộ, giai đoạn đâm tia, hình thành quả và hạt. Giai đoạn ra hoa rộ mẫn cảm nhất với sự thiếu nƣớc. Do vậy cần chú ý cung cấp nƣớc cho cây lạc vào giai đoạn này. Với cây lạc, các chất dinh dƣỡng có vai trò rất quan trọng, nó tham gia vào thành phần tế bào chất, điều hòa áp suất thẩm thấu, ảnh hƣởng đến độ pH của dịch tế bào và hệ thống đệm. Thiếu dinh dƣỡng là một trong những nguyên nhân làm giảm năng suất lạc. 1.3. Vai trò của đột biến thực nghiệm trong chọn tạo giống lạc Ngày nay, phần lớn các giống cây trồng áp dụng vào sản xuất đã đáp ứng đƣợc mục tiêu của công tác tạo giống. Các giống cây trồng đƣợc tạo ra không chỉ bằng những công nghệ hiện đại nuôi cấy tế bào xôma, cấy túi phấn, chuyển nạp gen mục tiêu, công nghệ vi ghép đỉnh sinh trƣởng tạo cây sạch bệnh ... Đặc biệt có nhiều thành công trong tạo giống cây trồng bằng phƣơng pháp gây đột biến. Ngƣời ta sử dụng các tác nhân vật lý, hóa học tác động đến