Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân để cải tạo giống lúa chịu mặn cho vùng đồng bằng ven biển Bắc bộ
Hàng năm, đất cát phù sa bồi ra biển hàng trăm mét. Đi tiên phong trong việc chinh phục và giữ những miền đất mới này là quần thể cây Đước (Rhizophara apiculata), Mắm (Avicenia), Bần Ối (Sonneratia), Vẹt Dù (Bruguia), Sú (Agiceras) và Dừa Nước (Nipa fruticans). Vào sâu bên trong các quần thể này là vùng đất có độ mặn cao. Để trồng trọt được, người ta phải cải tạo bằng hệ thống kênh mương thuỷ lợi, bờ bao, ngăn phèn, mặn, do vậy đất đai vùng này có thể trồng lúa và cói. Ở vùng đất mặn ven biển Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định, người dân quen gieo trồng các loại giống lúa địa phương như: Cườm, Nhộng, Tẻ Tép, Tẻ Đỏ, Chiêm Bầu, Chiêm Cút, Cút Hương, năng suất rất thấp, chỉ đạt 18-20 tạ/ha. Các giống lúa mới có năng suất cao được đưa vào các vùng này cũng khó tồn tại vì không chịu nổi độ mặn và các điều kiện sinh thái khác. Mặt khác, ruộng ven biển nói chung là những ruộng lúa hai mùa, không sợ hạn trong mùa khô cũng như úng trong mùa mưa.
Vì vậy, việc cải tạo giống lúa có nguồn gốc địa phương bằng phương pháp sử dụng kỹ thuật hạt nhân cho năng suất cao, thích nghi với điều kiện sinh thái của vùng mặn, nhằm xoá đói giảm nghèo cho người dân nơi đây là điều kiện quan trọng và cần thiết hơn bao giờ hết.
Nghiên cứu về lượng muối tan tính bằng % ở các loại hình đất mặn nhiều, trung bình và ít cho thấy nếu nồng độ muối tan >0,4%, cây lúa của hầu hết các giống đều bị chết do mặn. Vì vậy, nhiều giống lúa có năng suất cao gieo trồng tốt trong vùng thâm canh khi đưa vào gieo cấy ở vùng mặn đều chết hết, độ mặn biến đổi trong năm nhưng cao nhất vào tháng 2, tháng 3. Có những giống mới được tạo ra cho vùng mặn lại không tồn tại được ở vùng mặn, nhưng tồn tại được ở vùng thâm canh như IR46. Giống IR 1960 là một giống lúa mới được tạo chọn, nếu gieo cấy ở vùng đất thâm canh thì năng suất gấp đôi giống Nona Bokra (giống lúa cổ truyền được IRRI đánh giá là giống chịu mặn nhất vẫn dùng trong sản xuất), nhưng nếu gieo trồng ở vùng đất mặn thì năng suất rất thấp từ 1,3-1,5 tấn/ha.
Hạt lúa Chiêm Bầu đã được chọn làm vật liệu để nghiên cứu. Đây là giống địa phương của thành phố Hải Phòng, có đặc điểm: chịu mặn cao, chống chịu sâu bệnh tốt, nhược điểm: cây cao, mềm yếu, hay bị đổ ngã khi hạt vào chắc và chín, hơn nữa, hạt gạo có cám đỏ, cơm nấu lên ăn khô, cứng, vì thế người dân ở đây quen gọi là Chiêm Đá hay Bầu Đá, nhìn chung, giống này không phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng. Các nhà nghiên cứu lấy hạt khô, sạch của giống lúa Chiêm Bầu, độ ẩm 13% đem đi xử lý với liều 15Krad, 20Krad và 25Krad. Nguồn xạ là tia Gamma ( 60Co) được chiếu bằng máy Chisoball II tại Bệnh viện K, Hà Nội. Hạt giống sau đó được ngâm ủ và gieo trồng theo phương pháp phả hệ (Pedigree).
Sau khi được xử lý phóng xạ bằng tia gamma với liều lượng 20Krad các lô được gieo trồng đã tách được một dòng số 4, ký hiệu là CM1. Dòng chịu mặn CM1 có nhiều đặc tính ưu viện hơn hẳn giống gốc như dạng hình được cải thiện từ dạng xoè thành đứng, chiều cao cây giảm đáng kể dẫn tới khả năng chống đổ tốt hơn, số hạt/bông đã tăng từ 90 hạt lên 150 hạt/bông, tỷ lệ lép giảm xuống. Năng suất của CM1 cao hơn hẳn giống gốc (45,1 tạ/ha so với 18,2 tạ/ha năm 1998). Hàm lượng Protêin ở CM1 cao hơn giống đối chứng (Chiêm Bầu), hàm lượng Amylose của Chiêm Bầu lại cao hơn của CM1, điều này giải thích tại sao cơm của giống gốc lại cứng hơn cơm của giống CM1 cải tiến. Giống CM1 ra đời đã kế thừa được những đặc tính quý của giống gốc như chịu mặn tốt, khắc phục được nhược điểm dạng hình xoè, năng suất cao hơn, thấp cây hơn, chống chịu được tốt với các điều kiện bất thuận của môi trường. Năng suất tương đối ổn định ở các vùng khác nhau của Hải Phòng, Thái Bình và Quảng Ninh. Giống CM1 đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn công nhận là giống quốc gia 1/1999.
Bên cạnh đó, hạt lúa của giống Chiêm Bầu sau khi được xử lý bằng tia gamma với liều lượng 25Krad được gieo trồng và chọn lọc theo phương pháp phả hệ (Pedigree) cũng đã tạo nên dòng mới được đặt tên là CM5 có nhiều ưu điểm nổi bật so với giống gốc như về dạng hình cây (giống gốc xoè, lá rủ giống mới tạo ra gọn, đứng thẳng), chiều cao giảm đi dẫn tới khả năng chống đổ tốt hơn, số hạt chắc/bông cũng tăng, tỷ lệ hạt lép, khả năng chống rầy và khô vằn cũng tốt hơn giống gốc.
Đẻ khảo sát năng suất của CM5, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm với 4 lần nhắc lại, mỗi ô với diện tích 10m 2, đất thí nghiệm là đất mặn với nồng độ Nacl là 0,6%. Liều lượng phân bón như sau: phân chuồng: 6000 kg/ha, phân đạm: 60 kg/ha, phân lân (P 2O 5): 60 kg/ha, phân kali (K 2O): 40 kg/ha (tương ứng với 2 tạ phân chuồng/sào; 2,1 kg đạm/sào; 2,1 kg lân/sào; 1,44 kg kali/sào), kết quả cho thấy với nền phân bón như nhau, giống gốc Chiêm Bầu cho năng suất thấp (18,1 tạ/ha) trong khi đó CM5 cho năng suất cao (45,1 tạ/ha). Vì vậy CM5 đã được nhân nhanh để đưa vào sản xuất. Dòng CM5 đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn công nhận là giống khu vực hoá tháng 5/2000.
Qua hai dẫn chứng trên, có thể kết luận rằng phương pháp gây đột biến nhân tạo với nguồn 60Co khi chiếu xạ khô là phương pháp có hiệu quả cao trong chọn, tạo giống lúa. Liều xạ cao 20Krad và 25Krad cho những đột biến có lợi cho chọn giống. CM1, CM5 là những giống được tạo ra cho vùng chịu mặn, đã kết hợp được những đặc tính chống chịu mặn, kháng đổ, kháng bệnh và cho năng suất cao, có thể thay thế cho những giống lúa địa phương có năng suất thấp tại các vùng đất mặn.
Viện di truyền nông nghiệp cần tiếp tục nghiên cứu, mở rộng diện tích các giống CM1 và CM5 ra các vùng đất mặn khác thuộc ven biển cả nước. Đồng thời, tiếp tục sử dụng phương pháp gây đột biến nhân tạo như là một công cụ hữu ích để cải tạo giống lúa cho vùng đất phèn mặn trên cả nước vì phương pháp này có hiệu quả nhanh và diện tích đất mặn là rất lớn (300 000 ha).
Nguồn: Thông tin KH và CN hạt nhân, số 4, 2004, tr 28-30
