Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN o0o ĐỖ THỊ BẮC Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THÍCH ỨNG CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP LÚA LAI F1 MỚI CHỌN TẠO TẠI LÀO CAI Chuyên ngành: Trồng trọt Mã số: 60.62.01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Hữu Hồng Thái Nguyên, 2010 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn mới và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn đều đã được cảm ơn. Các thông tin, tài liệu trình bày trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc. Thái Nguyên ,ngày 10 tháng 10 năm 2010 Tác giả luận văn Đỗ Thị Bắc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực tập và thực hiện đề tài này, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ của Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Khoa sau đại học, Viện nghiên cứu lúa Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Trung tâm Giống NLN Lào Cai, Phòng thí nghiệm trung tâm, các thầy giáo, cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Trước tiên tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Hữu Hồng - Trưởng phòng Đào tạo, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên - người hướng dẫn khoa học thứ nhất đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn này. Đồng thời tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể các thầy, cô giáo trong khoa Sau đại học Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, các thầy cô giáo giảng dạy chuyên ngành lúa thuộc Viện nghiên cứu lúa Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Trung tâm nghiên cứu lúa lai thuộc Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam đã giúp đỡ tôi hoàn thành tốt bản luận văn này. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất tới tất cả các thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp, cơ quan và gia đình đã quan tâm động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin trân thành cảm ơn! Tác giả Đỗ Thị Bắc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1.Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục tiêu nghiên cứu của của đề tài 3 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3 5. Phạm vi nghiên cứu của đề tài 3 Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 5 1.1. Tổng quan về lúa ưu thế lai và lịch sử nghiên cứu lúa ưu thế lai 5 1.2. Cơ sở sinh lý của hiện tượng ưu thế lai 12 1.3. Một số nghiên cứu xác định cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai 12 1.4. Sự biểu hiện ưu thế lai ở con lai F1 13 1.4.1. Ưu thế lai về bộ rễ 13 1.4.2. Ưu thế lai trên các cơ quan sinh sản 13 1.4.3. Ưu thế lai về chiều cao cây 15 1.4.4. Ưu thế lai về khả năng đẻ nhánh 16 1.4.5. Ưu thế lai về năng suất chất khô và chỉ số thu hoạch 16 1.4.6. Ưu thế lai về khả năng chống chịu 17 1.4.7. Ưu thế lai về một số chỉ tiêu sinh lý 18 1.5. Kết quả sản xuất hạt lai F1 ở Việt Nam những năm gần đây 18 1.6. Các phương pháp khai thác và sử dụng ưu thế lai ở lúa 19 1.6.1. Phương pháp “ba dòng” 20 1.6.2. Phương pháp “hai dòng” 34 1.6.3. Phương pháp chọn tạo giống lúa lai một dòng 39 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Chƣơng 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 2.1. Vật liệu nghiên cứu 44 2.2. Nội dung nghiên cứu 45 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 56 3.1. Một số đặc điểm chủ yếu về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hộị liên quan sản xuất nông nghiệp của Tỉnh Lào Cai 56 3.1.1. Vài nét về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội tỉnh Lào Cai 56 3.1.2. Điều kiện khí hậu 57 3.1.3. Tình hình sản xuất nông nghiệp ở Lào Cai những năm qua 59 3.2. Kết quả đánh giá một số tổ hợp lúa lai mới chọn tạo và sản xuất tại Lào Cai 61 3. 2.1 Kết quả khảo nghiệm một số tổ hợp lúa lai mới chọn tạo tại Lào Cai -vụ Xuân 2009 62 3.2.2. Kết quả khảo nghiệm một số tổ hợp lúa lai vụ Mùa 2009 70 3.3. Thử nghiệm sản xuất - vụ Xuân 2010 80 3.3.1. Tình hình sinh trưởng và phát triển của tổ hợp lúa lai ưu tú tham gia khảo nghiệm tại một số vùng sinh thái của Lào Cai. 80 3.3.2 Tình hình sâu bệnh hại trên đồng ruộng và tính thích ứng của tổ hợp lúa lai ưu tú tham gia thử nghiệm 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 1. Kết luận 84 2. Kiến nghị 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Các giống lúa lai tham gia khảo nghiệm ở vụ Xuân, Mùa 200944 Bảng 3.1: Diễn biến một số yếu tố khí hậu chính qua các tháng trong năm trung bình 5 năm 2005 – 2010 tại Lào Cai 58 Bảng 3.2: Diễn biến diện tích, năng suất lúa trung bình toàn tỉnh Lào Cai 59 Bảng 3.3: Cơ cấu lúa lai và năng suất lúa tại Lào Cai 60 Bảng 3. 4: Các giai đoạn sinh trưởng của các giống lúa lai mới chọn tạo tại Lào Cai Vụ Xuân 2009 63 Bảng 3.5 : Một số đặc điểm hình thái của các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm vụ Xuân 2009 64 Bảng 3.6. Đặc tính nông sinh học các tổ hợp lúa lai tham gia thí nghiệm . 65 Bảng 3.7. Tính chống chịu đồng ruộng của các giống lúa lai qua đánh giá vụ Xuân 2009 66 Bảng 3.8: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lúa lai mới chọn tạo tại Lào Cai - vụ Xuân 2009 68 Bảng 3.9. Ưu thế lai tiêu chuẩn về chiều dài bông, số hạt/bông và năng suất 69 Bảng 3.10: Các giai đoạn sinh trưởng của các tổ hợp lúa lai tại Lào Cai 71 vụ Mùa 2009 71 Bảng 3.11. Một số đặc điểm các tính trạng hình thái và số lượng của các tổ hợp lúa lai vụ Mùa 2009 73 Bảng 3.12. Đặc tính nông sinh học các tổ hợp lai trong vụ Mùa 2009 74 Bảng 3.13. Tính chống chịu đồng ruộng của các tổ hợp tham gia thí nghiệm đối với một số sâu bệnh hại chính ở vụ Mùa 2009 75 Bảng 3.14. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lúa lai tại Lào Cai - vụ Mùa 2009 77 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 3.15. Ưu thế lai tiêu chuẩn một số chỉ tiêu số lượng và năng suất các tổ hợp lai - vụ Mùa 2009 79 Bảng 3.16:Tình hình sinh trưởng và phát triển của hai tổ hợp lúa lai 80 Bảng 3.17: Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh của hai tổ hợp lai ưu tú lúa lai chọn tạo được 81 Bảng 3.18: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của tổ hợp lai tham gia khảo nghiệm 82 Bảng 3.19: Năng suất của tổ hợp lúa lai tham gia thử nghiệm tại các vùng sinh thái của Lào Cai - vụ xuân 2010 83 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1 Năng suất trung bình lúa lai và năng suất lúa trung bình toàn tỉnh Lào Cai 60 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài Lúa gạo là lương thực của 3 tỉ người trên thế giới, phần lớn lúa gạo tên thế giới được tiêu thụ bởi những nông dân trồng lúa. Sản lượng lúa gia tăng trong thời gian qua đã góp phần xoá đói, giảm nghèo, mang lại an sinh xã hội. Hơn một thập kỷ qua, việc áp dụng các tiến bộ kỹ thuật về ưu thế lai trong sản xuất lúa gạo đã đạt được những thành công hết sức to lớn. Lúa ưu thế lai với diện tích gieo trồng hàng chục triệu ha ở Trung Quốc đã góp phần tạo nên một cuộc “cách mạng xanh” ở đất nước có trên một tỷ dân này. Ở Việt Nam, mặc dù mãi đến đầu thập kỷ 90 lúa lai mới bắt đầu được gieo trồng ở các tỉnh phía Bắc, các chương trình dự án nghiên cứu và phát triển lúa lai được triển khai nhờ sự trợ giúp của FAO và Trung Quốc, nhưng chúng ta rất tự hào về những gì mà các nhà khoa học nông nghiệp Việt Nam đã đạt được. Diện tích lúa lai của Việt Nam đã đạt gần nửa triệu ha, lúa lai đã làm nên một bước đột phá mới về năng suất lúa, rút ngắn chênh lệch năng suất lúa giữa các vùng. Cũng gần 20 năm qua, nhiều thế hệ giống lúa ưu thế lai nhập từ Trung Quốc đã được chúng ta đánh giá, lựa chọn và khuyến cáo để nông dân mở rộng ra sản xuất, chương trình nghiên cứu tạo giống và sản xuất hạt lai với giống Bác ưu 64, Bác ưu 903, Nhị ưu 63, Nhị ưu 838… từ nguồn bố mẹ của nước ngoài cũng đã được chúng ta ứng dụng thành công. Nhiều giống lúa ưu thế lai trong nước cũng đã được công nhận giống quốc gia hoặc khu vực hóa, như VL-20, TH3-3, HYT-57, HYT-83 và khuyến cáo cho nông dân mở rộng. Các giống này có ưu thế lai không chỉ về năng suất mà cả về tính chống chịu, phẩm chất ăn uống và được đánh giá tương đương các giống của Trung Quốc. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 Tuy nhiên, sản xuất lúa lai của Việt Nam còn nhiều bất cập: ưu thế lai, độ thuần dòng mẹ, dòng bố của các tổ hợp có nguồn gốc từ Trung Quốc mà chúng ta duy trì chưa cao, tâm lý sùng ngoại của nông dân, và những tổ hợp đang phổ biến đã bộc lộ những điểm yếu cả về năng suất và chống chịu. Phần lớn giống lai ở vụ Xuân chúng ta phải nhập từ Trung Quốc, các giống cho vụ Mùa thì đơn điệu và nhiễm bệnh bạc lá nặng. Nằm trong khu vực miền núi phía Bắc, Lào Cai là một trong những tỉnh đi đầu trong phong trào sản xuất hạt lai và mở rộng diện tích lúa lai F1 với gần 60% diện tích trong tỷ lệ cơ cấu giống lúa, tỉnh đã chủ động sản xuất và cung ứng giống lúa lai F1 là VL20, Bác ưu 903, Bác ưu 253 và một số giống lúa lai do Lào Cai chọn tạo như LC25, LC212, LC270. Thành công này đã góp phần vô cùng quan trọng trong việc ổn định sản lượng và nâng cao năng suất lúa của Lào Cai khi mà một phần diện tích trồng lúa đã được dành cho công nghiệp, dịch vụ và chuyển đổi sang trồng các cây trồng khác. Những bất cập về mở rộng diện tích lúa lai một cách vững chắc và chủ động sản xuất cung ứng hạt lai F1 của Lào Cai cũng không nằm ngoài các vấn đề đã nêu trên. Cho nên, nghiên cứu chọn tạo và đánh giá để cho ra đời các tổ hợp lai mới phục vụ sản xuất trong nước là hết sức cần thiết nhằm tìm ra các giống, các tổ hợp thực sự có ưu thế về năng suất, có khả năng chống chịu và chất lượng gạo tốt đáp ứng tốt hơn nhu cầu của người tiêu dùng. Đặc biệt việc khảo nghiệm đánh giá sẽ giúp các địa phương trong đó có Lào Cai lựa chọn được các tổ hợp lai, sản xuất hạt lai mang thương hiệu “Lào Cai” thực sự để chúng ta chủ động hơn trong sản xuất và cung ứng hạt lai, để lúa ưu thế lai có thể phát triển ổn định và bền vững. Vì những lý do đó chúng tôi lựa chọn và tiến hành đề tài: “ Đánh giá khả năng thích ứng của một số tổ hợp lúa lai F1 mới chọn tạo tại Lào Cai ” Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 2. Mục tiêu nghiên cứu của của đề tài - Tiến hành khảo nghiệm, so sánh, đánh giá được tính thích ứng và ưu thế lai, các đặc điểm nông sinh học cũng như chống chịu của các tổ hợp lai, nhằm tìm ra 1-2 tổ hợp có các ưu điểm nổi bật. - Lựa chọn 1-2 tổ hợp tốt nhất tiến hành thử nghiệm sản xuất nhằm đánh giá khả năng sinh trưởng, khả năng thích ứng và cho năng suất tại một số vùng sinh thái của Lào Cai. 3. Yêu cầu của đề tài: - Nghiên cứu các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển, các đặc điểm nông sinh học , khả năng chống chịu sâu bệnh, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lúa lai. - Đề xuất một số tổ hợp có triển vọng và tiến hành thử nghiệm sản xuất đánh giá năng suất, khả năng thích ứng của một số tổ hợp lai có triển vọng tại một số huyện của tỉnh Lào Cai. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài + Từ việc nghiên cứu các giống lúa lai và đánh giá các chỉ tiêu nông, sinh học của các giống đó sẽ góp phần chọn lọc, đề xuất được các tổ hợp mới không chỉ có ưu thế về tiềm năng năng suất mà còn cả các khía cạnh về chống chịu và chất lượng phục vụ cho việc ổn định và mở rộng diện tích lúa lai vụ Xuân cũng như vụ Mùa trên địa bàn Lào Cai + Tập hợp được các thông số kỹ thuật, tiến tới xây dựng và hoàn thiện quy trình phục vụ triển khai sản xuất một số tổ hợp lai triển vọng 5. Phạm vi nghiên cứu của đề tài Đề tài thực hiện trên địa bàn tỉnh Lào Cai- một tỉnh nông nghiệp của vùng miền núi phía Bắc phục vụ mục tiêu nâng cao năng suất và chất lượng [...]... gia năm 2009 Qua dự án giống lúa lai hàng trăm tấn giống bố mẹ được nhân ở trong nước đã được đưa vào sản xuất hạt lai F1 Chương trình chọn tạo giống lúa lai chất lượng cao cũng thu được những kết quả đáng khích lệ Tổ hợp lúa lai 3 dòng chất lượng cao, thích ứng rộng HYT- 83 cùng với tổ hợp lúa lai 2 dòng chất lượng cao TH3-3 đã được công nhận tạm thời năm 2003 Hai tổ hợp này nhanh chóng được sản xuất... (1982) [74] cho rằng ưu thế lai cao về năng suất hạt là do ưu thế lai của một hoặc nhiều yếu tố cấu thành năng suất Tại Ân Độ, một số giống lúa được tạo ra từ nguồn mẹ nhập nội như IR58025A (IRRI) lai với một số dòng bố trong nước Các giống lúa lai này cho năng suất cao hơn đối chứng thuần trong ruộng trình diễn từ 16,2- 44,2% (Siddig, 1996) [ 68] Ở Việt Nam các giống lúa lai đã được trồng thử nghiệm... cho biết lúa lai có khả năng chịu hạn khá, đặc biệt là khả năng chịu mặn tốt Theo các báo cáo khảo nghiệm của Thái Bình, Hải Phòng, Nam Định và một số tỉnh ven biển Bắc Bộ, Akbar M; Yabuno T.T, 1975 [32] cho biết: lúa lai ở các vùng đất có vấn đề có ưu thế trội hơn hẳn các giống lúa thường không chỉ về năng suất mà còn khả năng chịu phèn, mặn, khả năng hút dinh dưỡng và kháng lại các độc tố Một số kết... QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan về lúa ƣu thế lai và lịch sử nghiên cứu lúa ƣu thế lai Ưu thế lai (heterosis) là một thuật ngữ để chỉ tính hơn hẳn của con lai F1 so với bố mẹ chúng về các đặc tính hình thái, khả năng sinh trưởng, sức sống, sức sinh sản, khả năng chống chịu và thích nghi, năng suất, chất lượng hạt và các đặc tính khác [9] Ưu thế lai (heterosis) cũng được định... tính của các gen (Hoàng Tuyết Minh, 2002) [ 9 ] 1.4 Sự biểu hiện ƣu thế lai ở con lai F1 1.4.1 Ưu thế lai về bộ rễ Ưu thế lai về bộ rễ là một trong các chỉ tiêu được các nhà chọn tạo giống đánh giá cao đối với con lai F1 Nhiều kết quả nghiên cứu đã xác định con lai F1 có bộ rễ khoẻ, phát triển mạnh, sớm có ưu thế hơn so với các giống lúa thường về mật độ, số lượng rễ, khối lượng chất khô, số rễ phụ, số. .. thấy con lai F1 có khả năng tái sinh và chịu ngập tốt (Lin & Yuan, 1985) [52], (Kaw & Khush, 1985) [45] Con lai cũng có khả năng thích ứng rộng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau (Lin và Yuan L.P, 1980) [53] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 18 Lúa lai cũng được đánh giá là có tính thích ứng rộng Kết quả theo dõi khi gieo trồng rộng rãi các giống lúa lai của Trung... được hoàn thiện và lúa lai đã được gieo trồng trên diện tích đại trà ở nhiều tỉnh thành Năm 1976, Trung Quốc đã sản xuất được một lượng lớn hạt lúa lai F1 và đã gieo cấy tới 140 ngàn ha Do có ưu thế lai cao về năng suất nên diện tích lúa lai đã không ngừng được mở rộng, năm 1992 Trung Quốc đã gieo trồng được 17,58 triệu ha lúa lai, chiếm tới 53,9% tổng diện tích lúa Năng suất lúa lai của Trung Quốc cao... xuất hạt lai F1 cũng đã được đề nghị gieo cấy trên tổ hợp 2R:14A [9] Lúa lai được triển khai nghiên cứu ở Ấn Độ từ khá sớm, và đã xây dựng được mạng lưới nghiên cứu lúa lai gồm 12 Trung tâm Năm 1996, Ân Độ đã sản xuất được 1.300 tấn hạt lai F1 và gieo cấy được 50.000 ha lúa lai, nhiều kết luận khoa học rất có giá trị đã được ghi nhận, đặc biệt việc tạo dòng CMS mới bằng lai xa giữa lúa trồng với lúa dại... từ 1972 đến 1975 trên nhiều tổ hợp lai triển vọng cho năng suất cao hơn đối chứng thuần từ 20-30% (Lin và Yuan, 1980) [ 52] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 14 Yuan L.P (1985) [ 87] khảo sát trên 29 tổ hợp lai thì thấy 28 tổ hợp có ưu thế lai thực có giá trị dương ở tính trạng năng suất hạt, chiếm 96,5% trong đó có 18 tổ hợp có năng suất cao đáng tin cậy... cao nửa lùn sẽ tạo ra các con lai có chiều cao bằng hoặc cao hơn chút ít so với bố mẹ Do vậy cả bố và mẹ của lúa lai nên chọn giống có gen lùn Một số tác giả cho rằng chiều cao cây có liên quan tới tính chống đổ trên đồng ruộng nên khi chọn bố mẹ phải làm sao cho con lai F1 cao tương đương với giống lúa nửa lùn cải tiến là thích hợp (Nguyễn Thị Trâm, 1995) [16] 1.4.4 Ưu thế lai về khả năng đẻ nhánh . nghiệp ở Lào Cai những năm qua 59 3.2. Kết quả đánh giá một số tổ hợp lúa lai mới chọn tạo và sản xuất tại Lào Cai 61 3. 2.1 Kết quả khảo nghiệm một số tổ hợp lúa lai mới chọn tạo tại Lào Cai -vụ. vững. Vì những lý do đó chúng tôi lựa chọn và tiến hành đề tài: “ Đánh giá khả năng thích ứng của một số tổ hợp lúa lai F1 mới chọn tạo tại Lào Cai ” Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học. bệnh của hai tổ hợp lai ưu tú lúa lai chọn tạo được 81 Bảng 3.18: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của tổ hợp lai tham gia khảo nghiệm 82 Bảng 3.19: Năng suất của tổ hợp lúa lai