Nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Mỹ

Những kết quả

Ở Mỹ, lúa được trồng chủ yếu tại 6 bang: Arkansas, Lousiana, California, Texas, Mississppi và Missouri, trong đó Arkansas có diện tích lúa lớn nhất (43%). Bang California có năng suất lúa cao nhất, bình quân 9 tấn/ha. Tổng sản lượng gạo khoảng 10 triệu tấn, xuất khẩu trên 2 triệu tấn, trong khi đó lại nhập khoảng 300-400 ngàn tấn gạo Jasmine và Basmati, chủ yếu từ Thái Lan, Pakistan và ấn Độ. Mặc dù Mỹ không phải là quốc gia có diện tích trồng lúa lớn nhưng lại là một trong những nhà xuất khẩu gạo đứng thứ 3 thế giới (sau Thái Lan và Việt Nam). Sản xuất lúa gạo được cơ giới hoá hoàn toàn từ khâu gieo hạt tới thu hoạch, bảo quản và chế biến. Diện tích canh tác của mỗi nông hộ thường rất lớn, từ 200 đến 300 ha, nhiều khi lên tới hàng ngàn hecta.

Năm 1980, một công ty của Mỹ có tên là Ring Around Product (RAP) đã ký kết hợp đồng với Trung Quốc để được tiếp nhận nguồn gen và công nghệ sản xuất lúa lai của Trung Quốc. Năm 1986, RAP đã liên doanh với Công ty FOT để thành lập Công ty lúa lai đầu tiên tại Mỹ. 4 năm sau, do gặp một số khó khăn nên FOT phải giải thể dẫn đến Công ty nghiên cứu lúa lai đầu tiên của Mỹ phải giải thể theo. Nhân cơ hội này, Công ty RiceTec đã mua lại toàn bộ nguồn gen và bản quyền của RAP để làm nền tảng cho chương trình lai tạo lúa của Công ty này.

RiceTec được thành lập năm 1990, là một công ty chuyên lai tạo, sản xuất, phát triển và tiếp thị sản phẩm lúa gạo chất lượng cao tại Mỹ. Hiện tại sản phẩm của họ được bày bán trong 20 ngàn siêu thị tại Bắc Mỹ. RiceTec hiện là công ty duy nhất chuyên nghiên cứu và phát triển lúa lai tại Mỹ.

Năm 1993, RiceTec đã ký hợp đồng với Trung tâm Nghiên cứu lúa lai Hồ Nam để công ty này được phép tiếp cận liên tục nguồn gen và công nghệ lúa lai 2, 3 dòng mới của Trung Quốc. RiceTec còn thuê một số chuyên gia hàng đầu của Trung tâm nghiên cứu lúa lai Hồ Nam để giúp họ lai tạo các tổ hợp lúa lai 2, 3 dòng ngay tại trên đất Mỹ. Thêm vào đó, RiceTec cũng đã liên kết với một số trường đại học nổi tiếng ở Mỹ để được họ giúp đỡ trong lĩnh vực nghiên cứu mới mẻ này. Sau nhiều cố gắng, hiện RiceTec đã cho ra đời một số tổ hợp lúa lai có năng suất và chất lượng gạo cao, kháng sâu bệnh và chống đổ tốt.

Gần đây, RiceTec quay trở lại Trung Quốc đầu tư 10 triệu USD thành lập Công ty liên doanh với Trung tâm Nghiên cứu lúa lai Hồ Nam, mang tên Công ty TNHH Lúa lai quốc tế Viên Long Bình, với mục đích sản xuất và thương mại hoá hạt giống lúa lai trong và ngoài Trung Quốc.

Mục tiêu của chương trình nghiên cứu lúa gạo của Mỹ và RiceTec rất rõ ràng, đó là chọn tạo ra những giống lúa đáp ứng các chỉ tiêu: Năng suất cao; có khả năng chống bệnh phổ rộng; sinh trưởng và phát triển ổn định trong vùng sinh thái mục tiêu; sản phẩm đáp ứng yêu cầu người tiêu dùng; bảo vệ các đặc tính gia tăng (năng suất, kháng bệnh, chống đổ...); có khả năng mở rộng sản xuất nhanh. Các giống lúa lai ở Mỹ phải hội tụ 5 đặc tính cơ bản ở mức cao so với lúa thuần, bao gồm: Năng suất hạt, năng suất xay xát, khả năng chống bệnh, chất lượng gạo và khả năng chống đổ.

Hiện tại, RiceTec có 55 nhà khoa học, kỹ thuật viên nghiên cứu và làm việc trong nhiều lĩnh vực khác nhau như lai tạo thử nghiệm, kỹ thuật gen, kỹ thuật tế bào... Các nhà khoa học của RiceTec đang sử dụng kỹ thuật lai tạo phân tử (Molecular breeding) nhằm xác định những tổ hợp lai mới với những đặc tính mà thị trường đòi hỏi. Kỹ thuật này giúp họ có thể giảm bớt 5-6 thế hệ trong chu kỳ chọn tạo bố mẹ, tương đương với khoảng thời gian là 2-3 năm. Điều này giúp RiceTec trong một thời gian ngắn có thể đưa ra hàng loạt các tổ hợp lai đáp ứng yêu cầu sản xuất và tiêu thụ lúa gạo tại Mỹ.

Ngoài đồng ruộng các nhà khoa học của RiceTec được yêu cầu thực hiện 4 bước đánh giá cơ bản đối với các tổ hợp lúa lai: Năm thứ nhất: Đánh giá năng suất và khả năng chống đổ; năm thứ hai: Ngoài hai chỉ tiêu trên bổ sung chỉ tiêu về chất lượng hạt; năm thứ ba: Bổ sung thêm hai chỉ tiêu là khả năng thích ứng và kháng bệnh; năm thứ 4: Đánh giá tính ổn định về năng suất và khả năng thích ứng. Chính vì vậy, từ trên 1.000 tổ hợp lai ban đầu, sau 4 năm họ chọn ra được 2-3 tổ hợp tốt nhất để có thể đưa vào sản xuất thử tại 60 khu vực khác nhau. Sau rất nhiều cố gắng, năm 2000 RiceTec đã đưa ra sản xuất tổ hợp lúa lai đầu tiên có tên là XL6 và ngay trong năm đó khoảng 5.000 ha đã được trồng bằng giống này. Đây là mốc quan trọng trong lịch sử nghiên cứu và phát triển lúa lai tại Mỹ và của RiceTec. Năng suất lúa của tổ hợp này rất cao, xấp xỉ 10 tấn/ha, cao hơn 20% so với những giống lúa thuần tốt nhất hiện có của Mỹ và 50% so với năng suất lúa bình quân của nước này. Mặc dầu vậy, tổ hợp này còn có một số nhược điểm như khả năng chống đổ kém và năng suất xay xát gạo thấp và điều này đã không mang lại nhiều sự quan tâm của thị trường tiêu thụ hạt giống tại Mỹ. Từ năm 2001 đến 2005, các nhà khoa học của RiceTec đã tiến hành 1.200 thí nghiệm khác nhau tại 320 điểm nghiên cứu trong vùng thị trường mục tiêu của công ty. Hiện tại, RiceTec có khoảng 6.000 tổ hợp phục vụ quá trình nghiên cứu chọn lọc và dự định mỗi năm đưa ra sản xuất 2-3 tổ hợp.

Năm 2002, RiceTec lại tiếp tục đưa ra thị trường 2 tổ hợp lúa lai mới, đó là XL7 và XL8. Cả hai tổ hợp này đều cho năng suất lúa tương tự như XL6 nhưng có năng khả năng chống đổ và chất lượng xay xát gạo tốt hơn. Tổ hợp XL7 có thời gian sinh trưởng ngắn hơn bất kỳ giống lúa nào đang được trồng tại Mỹ và vì thế tổ hợp này được nhiều nhà sản xuất chọn để trồng thêm một vụ sau khi thu hoạch lúa mỳ. Tổ hợp XL8 có khả năng cạnh tranh trực tiếp với 2 giống lúa thuần đang dẫn đầu thị trường lúa gạo phía Nam nước Mỹ, đó là Cocodrie và Wells (hai giống này hiện đang chiếm 80% thị phần khu vực này). So với Cocodrie, XL8 vượt trội về năng suất từ 15-20% và khả năng cải thiện năng suất từ 20-40%.

Năm 2003, diện tích lúa lai của Mỹ đạt khoảng 10 ngàn hecta. 3 năm gần đây, RiceTec lại liên tục đưa ra những tổ hợp lai mới có những tính năng đáp ứng nhu cầu sản xuất và thị trường tiêu thụ ngày một tốt hơn, bao gồm các tổ hợp XL723, Clearfield XL8, Clearfield XL730, XP710, XP721 và XP316M . Năm 2004, tổng diện tích lúa lai đạt trên 40 ngàn hecta, gấp hơn 8 lần năm 2001 và chiếm 2% diện tích lúa toàn nước Mỹ.

Những thách thức

Sản xuất lúa ở Mỹ được cơ giới hoá toàn bộ, từ khâu gieo hạt tới khâu thu hoạch, bảo quản đóng gói..., chính vì thế năng suất lao động rất cao. Khác với chương trình lúa lai ở các nước châu á, các tổ hợp lúa lai đưa ra sản xuất không chỉ cần đáp ứng các chỉ tiêu về năng suất, chất lượng mà còn phải có khả năng chống đổ tốt. Lúa đổ làm tăng chi phí sản xuất và giảm năng suất xay xát, gạo bị gãy nhiều hơn. Chỉ tiêu năng suất xay xát quan trọng không kém chỉ tiêu khả năng chống đổ (tại Mỹ nếu thóc có tỷ lệ gạo nguyên hạt dưới 55% sẽ bị các nhà xay xát từ chối thu mua). Giống XL6 mặc dù có năng suất cao nhưng khả năng chống đổ và chất lượng gạo lại kém nên đã không được nông dân trồng lúa ở Mỹ quan tâm nhiều. Nông dân phía Nam nước Mỹ thường gieo lúa dày, phải dùng tới 90-130 kg thóc giống cho 1 ha và giá hạt giống lúa thuần rất rẻ. Điều này đòi hỏi các nhà tạo giống của RiceTec phải nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế của việc sản xuất hạt giống lai F1. Hiện tại ở Mỹ, do sản xuất hạt lúa lai F1ở quy mô lớn từ 100-1.000 ha thay vì 5-10 ha như ở Trung Quốc hay Việt Nam và chiều rộng băng mẹ lên tới 10 m thay vì 1-1,5 m như ở nhiều nước khác, nên họ phải sử dụng máy bay lên thẳng để thụ phấn bổ sung. Cơ giới hoá cao sẽ giảm chi phí công lao động nhưng cũng giảm khả năng quản lý mang tính chuyên sâu trong sản xuất hạt giống, dẫn đến năng suất hạt F1 không cao. Chính vì vậy đòi hỏi các nhà nghiên cứu phải chọn tạo ra những cặp bố mẹ có khả năng kết hợp cao để có thể dễ dàng cho năng suất hạt F1 cao. Yêu cầu về chất lượng gạo ở Mỹ rất cao, trong khi có tới 75% nguồn gen dùng để lai tạo lúa lai của RiceTec có nguồn gốc Indica không thích hợp với thị trường Mỹ. Điều này đòi hỏi các nhà khoa học của RiceTec phải tìm ra những nguồn gen mới cho chương trình lai tạo lúa của mình nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường nội địa Mỹ và cho xuất khẩu.

Sau hơn 12 năm thực sự bắt tay vào nghiên cứu, RiceTec đã cho ra đời một loạt tổ hợp lúa lai có sức thuyết phục thị trường lúa gạo tại Mỹ. Các tổ hợp này không những cho năng suất và chất lượng gạo cao, đáp ứng yêu cầu của thị trường mà còn có khả năng chống bệnh và chống đổ tốt, phù hợp với nền sản xuất lúa cơ giới hoá cao ở Mỹ. Việc kiên trì nghiên cứu kết hợp với ứng dụng những công nghệ hiện đại vào lai tạo giống lúa lai đã giúp họ đi đến những thành công đầy sức thuyết phục. Thành công của RiceTec là bài học kinh nghiệm, khuyến khích nhiều quốc gia quan tâm đầu tư hơn nữa cho nghiên cứu phát triển lúa lai, trong đó có Việt Nam .

Nguồn: Tạp chí Hoạt động khoa học, 09/2006