Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp i BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI PHẠM VĂN THÀNH XÁC ðỊNH MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT PHÙ HỢP NHẰM PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT HẠT LAI F1 TỔ HỢP VIỆT LAI 50 TẠI THANH HOÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : Trồng trọt Mã số : 60.62.01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN HOAN Hà Nội - 2010 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ii LỜI CAM ðOAN - Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. - Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2010 Tác giả luận văn Phạm Văn Thành Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp iii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ sự biết ơn tới các thầy cô giáo Khoa sau ñại học, Khoa nông học, ñặc biệt là các thầy cô giáo trong bộ môn Di truyền giống Trường ñại học Nông nghiệp Hà Nội. Thầy giáo PGS-TS Nguyễn Văn Hoan người ñã hướng dẫn, giúp ñỡ tận tình trong suốt thời gian thực hiện ñề tài và trong quá trình hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Cho phép tôi bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới Phòng trồng trọt Sở NN & PTNT Thanh Hoá; Ban Giám ñốc và Phòng kỹ thuật Trung Tâm NCƯD - KHKT giống cây trồng nông nghiệp Thanh Hoá, nơi tôi thực hiện ñề tài, ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi nhất giúp tôi hoàn thành ñề tài theo kế hoạch của nhà trường ñề ra. Tôi xin chân thành cảm ơn gia ñình, bạn bè ñồng nghiệp ñã ñộng viên khích lệ giúp tôi hoàn thành ñề tài này. Tôi xin trân trọng cám ơn những tình cảm cao quí ñó! Tác giả luận văn Phạm Văn Thành Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp iv MỤC LỤC Lời cam ñoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục iv Danh mục các chữ viết tắt vi Danh mục bảng vii Danh mục sơ ñồ ix Danh mục biểu ñồ ix 1 MỞ ðẦU 1 1.1 Tính cấp thiết của ñề tài 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu của ñề tài 2 1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 3 1.4 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài 3 2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1 Cơ sở khoa học của ñề tài 4 2.1.1 Khái niệm ưu thế lai và lịch sử nghiên cứu lúa lai 4 2.1.2 Cơ sở sinh lý của hiện tượng ưu thế lai 6 2.1.3 Sự biểu hiện ưu thế lai ở con lai F1 6 2.1.4 Cơ sở khoa học của việc khai thác khai thác và sử dụng ưu thế lai ở lúa 8 2.2 Những thành tựu nghiên cứu công nghệ sản xuất hạt giống lai F1 hệ hai dòng cảm ứng với nhiệt ñộ (TGMS) 16 2.2.1 Xác ñịnh thời vụ gieo dòng bố mẹ 16 2.2.2 ðảm bảo sự trỗ bông và nở hoa trùng khớp giữa dòng bố và dòng mẹ 16 2.2.3 Xây dựng kết cấu quần thể dòng bố mẹ năng suất cao 23 2.2.4 Quản lý ñồng ruộng 26 2.2.5 Nâng cao tỷ lệ ñậu hạt F1 28 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp v 2.2.6 ðảm bảo chất lượng và phẩm cấp hạt giống 32 2.3 Tình hình nghiên cứu phát triển lúa lai trên thế giới và Việt Nam 35 2.3.1 Tình hình nghiên cứu lúa lai trên thế giới 35 2.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 39 2.4 ðịnh hướng phát triển lúa lai trong thời gian tới tại Thanh Hóa 42 3 VẬT LIỆU – NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 3.1 Vật liệu nghiên cứu 44 3.2 Thời gian và ñịa ñiểm tiến hành 44 3.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 44 3.4 Phương pháp xử lý số liệu 50 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 51 4.1 Một số ñặc ñiểm chủ yếu về ñiều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội liên quan ñến sản xuất nông nghiệp của tỉnh Thanh Hoá. 51 4.1.1 Vài nét về ñiều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của tỉnh Thanh Hoá 51 4.1.2 ðiều kiện khí hậu 52 4.1.3 Tình hình sản xuất nông nghiệp ở Thanh Hoá những năm qua 57 4.2 Kết quả thí nghiệm triển khai trong ñề tài 59 4.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến dòng bố mẹ tổ hợp Việt Lai 50 ñảm bảo trỗ bông trùng khớp 66 4.3.3 Xác ñịnh liều lượng phun GA3 hợp lý cho tổ hợp Việt Lai 50 70 4.3.4 Nghiên cứu kết cấu quần thể hợp lý trong sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Việt Lai 50 ở vụ mùa 75 4.3.5 ðánh giá chất lượng của hạt lai sản xuất 85 5 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 88 5.1 Kết luận 88 5.2 ðề nghị 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 PHỤ LỤC 96 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip vi DANH MC CC CH VIT TT TGMS Temprature sensiticve genic male sterility (bất dục đực cảm ứng với nhiệt độ) PGMS Pho periodic - sensiticve genic male sterility (bất dục đực cảm ứng với quang chu kỳ) R Restorer: Dòng phục hồi hữu dục S Dòng bất dục đực chức năng di truyền nhân cảm ứng với điều kiện môi trờng trong hệ thống lúa lai hai dòng A Dòng bất dục đực tế bào chất B Dòng duy trì bất dục đực tế bào chất CMS Cytoplasmic Male Sterility (Bất dục đực tế bào chất) CS Cộng sự GA3 Gibberellic Acid 3a IRRI International Rice research Institute Viện nghiên cứu lúa Quốc tế KHKT Khoa học kỹ thuật KN & KL Khuyến nông và khuyến lâm NN & PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn NSLT Năng suất lý thuyết NSTT Năng suất thực thu NS Năng suất TBC Tế bào chất TGST Thời gian sinh trởng CT Công thức TN Thí nghiệm TTNC & PTL Trung tâm nghiên cứu và phát triển lúa TTNCƯD-KHKT GCT NNTH Trung tâm nghiên cứu ứng dụng khoa học kỹ thuật giống cây trồng nông nghiệp Thanh Hoá UTL u thế lai WA Wild Abortion: Bất dục đực hoang dại Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp vii DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 4.1. Diễn biến một số yếu tố khí hậu chính qua các tháng trong năm 2009 53 4.2. Diễn biến tỷ lệ cơ cấu lúa lai và năng suất ở tỉnh Thanh Hoá 57 4.3. ðặc ñiểm nông sinh học của dòng mẹ 135S và dòng bố R50 59 4.4. ðộng thái ra lá của dòng mẹ 135S và dòng bố R50 61 4.5. ðộng thái nở hoa/bông của dòng mẹ 135S và dòng bố R50 62 4.6. ðộng thái trỗ bông/ngày của dòng mẹ 135S và dòng bố R50 64 4.7. Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến thời gian sinh trưởng của dòng mẹ 135S và dòng bố R50 67 4.8. Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai F1. 69 4.9. Ảnh hưởng của liều lượng GA3 tới chiều cao cây cuối cùng của dòng mẹ 135S và dòng bố R50. 71 4.10. Ảnh hưởng của lượng GA3 tới tỷ lệ hoa trỗ thoát dòng 135S 72 4.11. Ảnh hưởng của lượng GA3 tới lệ tỷ ñậu hạt và năng suất hạt F1 74 4.12. Ảnh hưởng của tỉ lệ hàng S/R và mật ñộ cấy dòng 135S tới số bông/khóm của dòng 135S 76 4.13. Ảnh hưởng của tỉ lệ hàng S/R và mật ñộ cấy dòng 135S tới số bông/m 2 của dòng 135S 77 4.14. Ảnh hưởng của tỉ lệ hàng S/R và mật ñộ cấy dòng 135S tới số hoa/ha của dòng S và dòng R 79 4.15. Ảnh hưởng của tỉ lệ hàng S/R và mật ñộ cấy dòng 135S tới tỉ lệ hoa S/R 80 4.16. Ảnh hưởng của tỉ lệ hàng S/R và mật ñộ cấy dòng 135S tới năng suất hạt lai F1 81 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp viii 4.17. Ảnh hưởng của tỉ lệ hàng S/R và mật ñộ cấy dòng 135S ñến sự phát sinh, phát triển sâu, bệnh hại 83 4.18. Sinh trưởng, phát triển và ñộ thuần ñồng ruộng qua hậu kiểm 85 4.19. ðánh giá ñộ ñồng ñều của hạt. 86 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ix DANH MỤC SƠ ðỒ STT Tên sơ ñồ Trang 2.1 Hệ thống lúa lai ba dòng 9 2.2 Mối quan hệ giữa nhiệt ñộ và ñộ dài ngày ñối với dòng TGMS 12 2.3 Hệ thống lúa lai hai dòng 15 DANH MỤC BIỂU ðỒ STT Tên biểu ñồ Trang 4.1 ðộng thái nở hoa/bông của dòng mẹ 135S và dòng bố R50 63 4.2 ðộng thái trỗ bông/ngày của dòng mẹ 135S và dòng bố R50 65 4.3 Ảnh hưởng của lượng phun GA3 ñến năng suất hạt F1 75 4.4 Ảnh hưởng của tỉ lệ hàng S/R và mật ñộ cấy dòng 135S tới năng suất hạt lai F1 82 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip 1 1. M U 1.1 Tớnh cp thit ca ủ ti Lúa (Oryza sativa. L) là cây lơng thực đợc trồng phổ biến từ lâu và gắn liền với lịch sử tiến hoá của loài ngời, nhất là ở các nớc châu á và cũng là cây lơng thực đứng thứ hai sau lúa mì, cung cấp lơng thực cho hơn 54% dân số thế giới. Với tốc độ dân số ngày một tăng nhanh, sản lợng lơng thực khó đáp ứng nổi đời sống đói nghèo của hơn 800 triệu ngời dân hiện nay và có thể trên 1 tỉ ngời vào những năm đầu của thế kỷ XXI. Do đó tăng tiềm năng năng suất lúa trên toàn cầu là một việc làm cần thiết. Để giải quyết vấn đề này toàn thế giới đang tập chung nghiên cứu, khai thác u thế lai về lúa và một số cây trồng khác. Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu lúa lai từ năm 1964 bởi Yuan Long Ping, chỉ sau 12 năm (1976) Trung Quốc là quốc gia đầu tiên và duy nhất đ đa lúa lai vào sản xuất, đ thành công trên diện tích hàng trục triệu ha trong 2 thập kỷ qua. Năm 2007 diện tích trồng lúa lai tại đất nớc này đ đạt tới 17,5 triệu ha, năng suất cao hơn lúa thờng t 15- 20%. Hiện nay, ngoài Trung Quốc việc nghiên cứu lúa lai đ mở rộng ra nhiều nớc trên thế giới nh: ấn Độ, Philippine, Brazil, Ai Cập, Mỹ, Bangladesh, Việt Nam [22] Vit Nam, tuy mi bt ủu nghiờn cu v phỏt trin lỳa lai vo nhng nm ủu ca thp k 90 ti cỏc Vin nghiờn cu v cỏc Trng ủi hc. Ngun vt liu dựng cho nghiờn cu ch yu cú ngun gc t Trung Quc, Vin lỳa quc t (IRRI) v n . Vi phng chõm ủi tt ủún ủu ỏp dng thnh tu khoa hc v lỳa lai trờn th gii. Vit Nam bc ủu ủó thu ủc nhiu kt qu ủỏng khớch l. Chỳng ta ủó lm ch ủc cụng ngh chn to, duy trỡ nhõn dũng b m lỳa lai h 3 dũng v 2 dũng cng nh cụng ngh sn sut ht lai F1. [...]... năng su t cao, phù h p v i ñi u ki n khí h u, ñ t ñai và trình ñ t p quán canh tác ñ a phương Xu t phát t th c t trên chúng tôi ti n hành th c hi n ñ tài: Xác ñ nh m t s bi n pháp k thu t phù h p nh m phát tri n công ngh s n xu t h t lai F1 t h p Vi t Lai 50 t i Thanh Hoá 1.2 M c tiêu nghiên c u c a ñ tài Xác ñ nh ñư c m t s bi n pháp k thu t trong s n xu t h t lai F1 t h p Vi t Lai 50 ñ t năng su... thu c vào công tác nh p n i gi ng lai F1 t Trung Qu c 1.3.2 Ý nghĩa th c ti n - K t qu nghiên c u c a ñ tài giúp cho t nh b sung ñư c ngu n gi ng m i và ch ñ ng s n xu t ñư c h t gi ng lúa lai F1 - ð tài kh c ph c ñư c các y u t k thu t trong s n xu t h t lai F1 t h p Vi t Lai 50 T ñó ñ tìm ra ñư c công ngh s n xu t h t lai F1 phù h p nh t, áp d ng cho các cơ s có kh năng s n xu t ñư c h t lai F1 trên... t gi ng lúa lai F1 ñã phát tri n lên g n 500 ha, s n lư ng d ki n ñ t g n 1000 t n Thanh Hoá cũng ñã làm ch ñư c công ngh ch n tao, duy trì và công ngh s n su t h t lai trên các t h p lúa lai h 3 dòng như: gi ng lúa lai Nh ưu 63, Nh ưu 838, Băc ưu 903, HYT 83 và h 2 dòng như: gi ng lúa lai TH3-3, TH3-4, VL20, VL24…và trong nh ng năm ti p theo không ng ng tuy n ch n và du nh p các t h p lai m i cho năng... c u c a ñ tài là: Xác ñ nh ñư c công ngh s n xu t h t lai F1 t h p Vi t Lai 50 ñ t năng su t cao t i t nh Thanh Hoá Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ nông nghi p 3 2 CƠ S KHOA H C C A ð TÀI VÀ T NG QUAN TÀI LI U 2.1 Cơ s khoa h c c a ñ tài 2.1.1 Khái ni m ưu th lai và l ch s nghiên c u lúa lai Ưu th lai (heterosis) là m t thu t ng ñ ch tính hơn h n c a con lai F1 so v i b m chúng... xu t h t lai F1 t h p Vi t Lai 50, giúp nông dân có th ng d ng công ngh s n xu t h t lai m t cách d dàng, v i m c ñ u tư th p Bên c nh ñó ñáp ng ñư c nhu c u m r ng di n tích s n xu t h t lai F1 ñ t năng su t cao trên m t ñơn v di n tích cho ñ a phương 1.4 ð i tư ng và ph m vi nghiên c u c a ñ tài - ð i tư ng nghiên c u là t h p lúa lai 2 dòng m i Vi t Lai 50 (Dòng m là 135S và dòng b là R50) - Ph... Yuan L.P ngư i kh i xư ng ra chương trình lúa lai ñã ñ ra chi n lư c phát tri n lúa lai theo ba bư c và ñ ng th i cũng là 3 phương pháp ñ khai thác ưu th lai 2.1.4.1 Phương pháp ch n t o gi ng lúa lai h "ba dòng" Lúa lai h "ba dòng" s d ng ba dòng v t li u có b n ch t di truy n khác bi t nhau làm b m ñ lai Các v t li u di truy n cơ b n nh t ñ t o nên gi ng lai "ba dòng" là: - Dòng b t d c ñ c di truy... b ng gi ng lúa lai ñã lên t i 111.253 ha chi m 44% di n tích lúa c y, các gi ng lúa lai ch y u ñư c nh p t Trung Qu c, T năm 2000 ñ n nay ñ kh c ph c k p th i s thi u gi ng lúa lai trên ñ a bàn t nh UBND t nh Thanh Hoá cho phép th c hi n chương trình t s n xu t h t gi ng lúa lai F1 và ñ ra nhi u chính sách ưu tiên Năm 1999 s n xu t h t gi ng lúa lai m i ch có 44,1 ha, s n lư ng h t lai ñ t 88 t n ð... cao, ch t lư ng t t phù h p v i ñi u ki n khí h u và trình ñ s n xu t t nh Thanh Hoá Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ nông nghi p 2 1.3 Ý nghĩa khoa h c và th c ti n c a ñ tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa h c - Không ng ng b sung ngu n gi ng lúa lai ch t lư ng cao vào s n xu t trên ñ a bàn t nh - Vi c ng d ng s n xu t thành công các công ngh s n xu t h t lai 2 dòng t i Thanh Hoá cũng như Vi... c quan tr ng b t ñ u s nghi p phát tri n nghiên c u lúa lai [22] Sau 9 năm lai l i v i các d ng lúa tr ng, h ñã thành công trong vi c chuy n gen b t d c TBC vào loài (Oryza Sativa) lúa tr ng và t o ra các dòng b t d c ñ c TBC có các ñ c ñi m nông sinh h c quý tương ñ i n ñ nh có ưu th lai cao ðây là cơ s ñ s n xu t h t gi ng lúa lai F1 h 3 dòng Năm 1976, v i quy trình công ngh duy trì dòng CMS và s... thu n kém, ưu th lai suy gi m gây thi t h i cho ngư i s n xu t Dòng EGMS Dòng cho ph n (T th ) (T th ) Dòng EGMS X Dòng cho ph n F1 Sơ ñ h 2.3 H th ng lúa lai hai dòng Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ nông nghi p 15 2.2 Nh ng thành t u nghiên c u công ngh s n xu t h t gi ng lai F1 h hai dòng c m ng v i nhi t ñ (TGMS) 2.2.1 Xác ñ nh th i v gieo dòng b m Khác v i lúa lai ba dòng, trong . ñịnh một số biện pháp kỹ thuật phù hợp nhằm phát triển công nghệ sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Việt Lai 50 tại Thanh Hoá . 1.2 Mục tiêu nghiên cứu của ñề tài Xác ñịnh ñược một số biện pháp kỹ thuật. HÀ NỘI PHẠM VĂN THÀNH XÁC ðỊNH MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT PHÙ HỢP NHẰM PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT HẠT LAI F1 TỔ HỢP VIỆT LAI 50 TẠI THANH HOÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP. ñược hạt giống lúa lai F1 - ðề tài khắc phục ñược các yếu tố kỹ thuật trong sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Việt Lai 50. Từ ñó ñể tìm ra ñược công nghệ sản xuất hạt lai F1 phù hợp nhất, áp dụng cho