Header Page of 148 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ - - TRẦN VĂN MẠNH NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN GIỐNG LÚA NGẮN NGÀY VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THÂM CANH PHỤC VỤ SẢN XUẤT TẠI VÙNG DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HUẾ, NĂM 2015 Footer Page of 148 Header Page of 148 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ - - TRẦN VĂN MẠNH NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN GIỐNG LÚA NGẮN NGÀY VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THÂM CANH PHỤC VỤ SẢN XUẤT TẠI VÙNG DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG MÃ SỐ: 62.62.01.10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN MINH HIẾU TS NGUYỄN NHƯ HẢI HUẾ, NĂM 2015 Footer Page of 148 Header Page of 148 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tôi, kết nghiên cứu trình bày luận án trung thực, khách quan chưa công bố công trình khoa học khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận án cảm ơn, thông tin trích dẫn luận án rõ nguồn gốc Nếu có sai sót xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Huế, ngày 19 tháng năm 2015 Tác giả luận án Trần Văn Mạnh Trần Văn Mạnh i Footer Page of 148 Header Page of 148 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, nỗ lực thân, nhận giúp đỡ nhiều mặt cấp lãnh đạo, tập thể cá nhân Qua đây, Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc kính trọng tới PGS.TS Nguyễn Minh Hiếu TS Nguyễn Như Hải, người thầy hướng dẫn khoa học tận tình giúp đỡ suốt trình thực đề tài nghiên cứu hoàn thành luận án này; Tôi xin chân thành cảm ơn Ban đào tạo, Đại học Huế; Lãnh đạo Trường Đại học Nông Lâm Huế, Phòng Đào tạo Sau đại học thầy, cô giáo Khoa Nông học nhiệt tình giảng dạy tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu; Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn đến lãnh đạo công chức, viên chức thuộc Cục Trồng trọt; Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm trồng Quốc gia; Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm trồng Miền Trung; nhà khoa học bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện, động viên có nhiều ý kiến đóng góp cho việc thực đề tài nghiên cứu hoàn thành luận án; Tôi vô biết ơn ba mẹ người sinh thành, chịu nhiều vất vả để nuôi dưỡng nên người; xin cảm ơn đến người vợ hiền tạo điều kiện động viên suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận án Xin trân trọng cảm ơn! Huế, ngày 19 tháng năm 2015 Tác giả luận án Trần Văn Mạnh ii Footer Page of 148 Header Page of 148 DANH MỤC VIẾT TẮT BNN PTNT: Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn BVTV: Bảo vệ thực vật DHNTB: Duyên hải Nam Trung D/R: Dài/rộng ĐBSCL: Đồng sông Cửu Long Đ/C: Đối chứng ĐX: Đông Xuân FAO: Food and Agriculture Organization (Tổ chức Nông nghiệp lương thực Liên hợp quốc) GCT: Giống trồng HT: Hè Thu Kg: Kilôgam KL1.000 hạt: Khối lượng 1.000 hạt KT: Kỹ thuật MT: Miền Trung N/P/K: Đạm/Lân/Kali NLN: Nông Lâm nghiệp NSLT: Năng suất lý thuyết NSTT: Năng suất thực thu QCVN: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia SD: Độ lệch chuẩn SE: Sai số chuẩn TB: Trung Bình TCN: Tiêu chuẩn nghành TCVN: Tiêu chuẩn quốc gia TGST: Thời gian sinh trưởng TLGN: Tỷ lệ gạo nguyên TLGX: Tỷ lệ gạo xay TTKKNG, SPCT: Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm trồng iii Footer Page of 148 Header Page of 148 MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC VIẾT TẮT iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH x MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Phạm vi nghiên cứu đề tài Những đóng góp luận án CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở khoa học kết nghiên cứu tuyển chọn giống lúa 1.1.2 Những nghiên cứu yếu tố cấu thành suất lúa 1.1.3 Nghiên cứu mối quan hệ suất lúa yếu tố liên quan 12 1.1.4 Nghiên cứu chất lượng gạo, cơm yếu tố ảnh hưởng 14 1.1.5 Những nghiên cứu lĩnh vực chọn tạo giống lúa 21 1.2 Cơ sở khoa học kết nghiên cứu mật độ gieo cấy phân bón cho lúa 28 1.2.1 Cơ sở khoa học kết nghiên cứu mật độ gieo cấy cho lúa 28 1.2.2 Cơ sở khoa học nghiên cứu phân bón cho lúa 31 1.3 Cơ sở khoa học kết nghiên cứu thời vụ gieo, cấy lúa 44 Footer Page of 148 iv Header Page of 148 1.3.1 Ảnh hưởng yếu tố thời tiết đến sinh trưởng lúa 44 1.3.2 Nghiên cứu mùa vụ gieo, cấy lúa 45 CHƯƠNG 2.ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47 2.1 Đối tượng nghiên cứu 47 2.2 Nội dung nghiên cứu 48 2.2.1 Tuyển chọn giống lúa có thời gian sinh trưởng ngắn, suất chất lượng khá, thích nghi với điều kiện sản xuất vùng Duyên hải Nam Trung 48 2.2.2 Nghiên cứu số biện pháp kỹ thuật hoàn thiện quy trình thâm canh giống lúa ngắn ngày tuyển chọn đất phù sa không bồi hàng năm 48 2.2.3 Xây dựng mô hình hoàn thiện quy trình kỹ thuật thâm canh giống lúa ngắn ngày tuyển chọn vùng nghiên cứu 48 2.3 Phương pháp nghiên cứu 48 2.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 49 2.3.2 Các tiêu nghiên cứu phương pháp đánh giá 51 2.3.3 Phương pháp phân tích xử lý số liệu 56 CHƯƠNG 3.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 57 3.1 Kết nghiên cứu tuyển chọn giống lúa có thời gian sinh trưởng ngắn, suất chất lượng khá, thích nghi với điều kiện sản xuất vùng Duyên hải Nam Trung 57 3.1.1 Một số đặc điểm nông sinh học giống lúa thí nghiệm 57 3.1.2 Phản ứng giống lúa thí nghiệm với số loại sâu bệnh hại 59 3.1.3 Các yếu tố cấu thành suất suất giống thí nghiệm 60 3.1.4 Kết đánh giá tính thích nghi độ ổn định suất giống lúa thí nghiệm vùng nghiên cứu 67 3.1.5 Đánh giá chất lượng giống lúa thí nghiệm 71 Footer Page of 148 v Header Page of 148 3.2 Kết nghiên cứu số biện pháp kỹ thuật hoàn thiện quy trình thâm canh giống lúa cực ngắn ngày triển vọng đất phù sa không bồi hàng năm vùng nghiên cứu 75 3.2.1 Kết nghiên cứu liều lượng bón đạm lượng giống gieo sạ thích hợp giống lúa MT18cs đất phù sa không bồi hàng năm Quảng Ngãi 75 3.2.2 Kết nghiên cứu thời vụ gieo sạ thích hợp giống lúa MT18cs vùng nghiên cứu 106 3.3 Kết xây dựng mô hình ứng dụng số biện pháp kỹ thuật thâm canh giống lúa ngắn ngày đề tài đề xuất vùng nghiên cứu 114 3.3.1 Quy trình kỹ thuật thâm canh giống lúa có thời gian sinh trưởng cực ngắn ngày vùng Duyên hải Nam Trung đề tài nghiên cứu đề xuất 114 3.3.2 Kết xây dựng mô hình ứng dụng biện pháp kỹ thuật đề tài nghiên cứu đề xuất 115 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 120 Kết luận 120 Đề nghị 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO 123 Footer Page of 148 vi Header Page of 148 DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Trang Nguồn vật liệu giống lúa đưa vào nghiên cứu 47 Công thức thí nghiệm liều lượng phân đạm lượng giống gieo sạ 50 Một số đặc điểm nông sinh học giống lúa thí nghiệm 58 Tình hình sâu bệnh hại giống lúa thí nghiệm 60 Các yếu tố cấu thành suất suất lý thuyết giống lúa thí nghiệm 61 Bảng 3.4 Năng suất thực thu giống lúa điểm thí nghiệm vụ ĐX 2011- 2012 ĐX 2012- 2013 (tạ/ha) 63 Bảng 3.5 Năng suất thực thu giống lúa điểmthí nghiệm vụ HT 2012 HT 2013 (tạ/ha) 65 Bảng 3.6 Độ ổn định suất giống lúa thí nghiệm vụ Đông Xuân 69 Bảng 3.7 Độ ổn định suất giống lúa thí nghiệm vụ Hè Thu 70 Bảng 3.8 Chỉ số môi trường điểm thí nghiệm (Ij) 71 Bảng 3.9 Một số tiêu chất lượng gạo giống lúa thí nghiệm 72 Bảng 3.10 Đặc tính chất lượng gạo giống lúa thí nghiệm 73 Bảng 3.11 Chất lượng cơm giống lúa tham gia thí nghiệm 74 Bảng 3.12 Thời gian qua giai đoạn sinh trưởng giống lúa MT18cs vụ ĐX 2012- 2013 Quảng Ngãi 76 Bảng 3.13 Thời gian qua giai đoạn sinh trưởng giống lúa MT18cs vụ Hè Thu 2013 Quảng Ngãi 77 Bảng 3.14 Ảnh hưởng lượng giống gieo sạ lượng đạm bón đến khả đẻ nhánh chiều cao giống lúa MT18cs 80 Bảng 3.15 Ảnh hưởng lượng giống gieo sạ đến khả đẻ nhánh chiều cao giống lúa MT18cs vụ ĐX 2012- 2013 HT2013 Quảng Ngãi 81 Bảng 3.16 Ảnh hưởng lượng đạm bón đến khả đẻ nhánh chiều cao giống lúa MT18cs vụ ĐX 2012- 2013 HT2013 Quảng Ngãi 82 Footer Page of 148 vii Header Page 10 of 148 Bảng 3.17 Ảnh hưởng lượng giống gieo sạ lượng đạm bón đến số diện tích lá, diện tích đòng độ tàn giống MT18cs vụ ĐX 2012- 2013 HT2013 Quảng Ngãi 83 Bảng 3.18 Ảnh hưởng lượng giống gieo sạ đến số diện tích lá, diện tích đòng độ tàn giống MT18cs vụ ĐX 2012- 2013 HT2013 Quảng Ngãi 85 Bảng 3.19 Ảnh hưởng lượng đạm bón đến số diện tích lá, diện tích đòng độ tàn giống MT18cs vụ ĐX 2012- 2013 HT2013 Quảng Ngãi 85 Bảng 3.20 Ảnh hưởng của lượng giống gieo sạ lượng đạm bón đến khả tích lũy chất khô giống lúa MT18cs 88 Bảng 3.21 Ảnh hưởng lượng giống gieo sạ đến khả tích lũy chất khô giống lúa MT18cs 89 Bảng 3.22 Ảnh hưởng lượng đạm bón đến khả tích lũy chất khô giống lúa MT18cs 89 Bảng 3.23 Tình hình sâu hại giống lúa MT18cs công thức thí nghiệm 91 Bảng 3.24 Tình tình bệnh hại khả chống đổ ngã giống lúa MT18cs công thức thí nghiệm 92 Bảng 3.25 Ảnh hưởng lượng giống gieo sạ lượng đạm bón đến yếu tố cấu thành suất giống lúa MT18cs vụ ĐX 20122013 HT2013 Quảng Ngãi 94 Bảng 3.26 Ảnh hưởng lượng giống gieo sạ đến yếu tố cấu thành suất giống lúa MT18cs vụ ĐX 2012- 2013 HT2013 Quảng Ngãi 97 Bảng 3.27 Ảnh hưởng lượng đạm bón đến yếu tố cấu thành suất giống lúa MT18cs vụ ĐX 2012- 2013 HT2013 Quảng Ngãi 97 Bảng 3.28 Ảnh hưởng lượng giống gieo sạ lượng đạm bón đến suất lý thuyết suất thực thu giống lúa MT18cs vụ ĐX 2012- 2013 HT2013 Quảng Ngãi 98 Bảng 3.29 Ảnh hưởng lượng giống gieo sạ đến suất giống lúa MT18cs vụ ĐX 2012- 2013 HT2013 Quảng Ngãi 99 Footer Page 10 of 148 viii Header Page 151 of 148 - Kết phép thử trung bình cộng hai lần xác định song song mẫu thử sai khác chúng không vượt 1% giá trị trung bình Báo cáo kết xác đến chữ số thập phân 3.3 Phương pháp xác định kích thước hạt gạo áp dụng theo TCVN 8371:2010 - Kích thước hạt gạo chiều dài chiều rộng hạt gạo không bị gãy vỡ tính milimet - Từ mẫu thử tách hạt nguyên trên, nhặt ngẫu nhiên 100 hạt gạo lật nguyên vẹn Tiến hành đo chiều dài chiều rộng hạt (tính mm) dụng cụ đo kích thước hạt Tính chiều dài rộng trung bình để phân loại gạo lật - Phân loại theo chiều dài: Hạt dài: >7,0 mm; Hạt dài: 6,0 đến 7,0 mm; Hạt ngắn: 3,0; Hạt trung bình: 2,1- 3,0; hạt bầu: 740C Độ phân hủy kiềm hạt gạo xát đánh giá qua thang điểm từ 17 tỷ lệ nghịch với nhiệt độ hóa hồ theo mối tương quan sau: điểm 1-3: Cao; điểm 4- 5: Trung bình; điểm 6- 7: Thấp Dùng dung dịch kali hydroxyt 1,7% phân hủy hạt gạo xát nguyên nhiệt độ 800C 23 Dựa vào hình dáng mức độ bị phân hủy kiềm cách so sánh mẫu gạo thí nghiệm với mẫu chuẩn thang điểm chuẩn, từ qui nhiệt hóa hồ mẫu Footer Page 157 of 148 Header Page 158 of 148 Phân hủy kiềm: Lấy hạt gạo xát nguyên, với lần phân tích nhắc lại, đặt vào hộp nhựa vuông 4,6 x 4,6 x 1,9cm, xếp cho hạt không chạm vào Dùng pipet cho vào hộp dung dịch kali hydroxyt 1,7% Nếu dùng hộp petri cần đưa vào lượng dung dịch kali hydroxyt có chiều dày 4,5 mm để ngập hạt gạo Đậy hộp lại để nhiệt độ 300C 23 Hình dạng mức độ bị kiềm phân hủy hạt gạo đánh giá mắt sau ủ ấm dựa thang điểm sau: Điểm 1: hạt gạo không bị phân hủy; Điểm 2: hạt gạo bị trương lên; Điểm 3: hạt gạo bị trương lên, vành keo không hoàn thiện hep; Điểm 4: hạt gạo bị trương lên, vành keo hoàn chỉnh rộng; Điểm 5: hạt gạo bị nứt vỡ thành mẫu nhỏ, vành keo hoàn chỉnh rộng; Điểm 6: hạt gạo bị phân tán, hòa tan với vành keo; Điểm 7: hạt gạo bị phân tán trộn lẫn hoàn toàn Điểm phân hủy kiềm mẫu thử giá trị trung bình sáu điểm tính riêng cho hạt kết cuối trị số trung bình hai lần xác định song song Từ điểm số trung bình nhận dựa vào mối tương quan độ phân hủy kiềm nhiệt độ hóa hồ để qui nhiệt độ hóa hồ mẫu thử 3.10 Phương pháp xác định hàm lương protein theo Bradford Cách tiến hành hạt lúa bóc vỏ, sau nghiền mịn thành bột cối sứ Cân 10 mg bột, bổ sung 300 μl đệm Hirata, vontex mẫu ủ qua đêm 40C Ly tâm mẫu 15.000 vòng/phút 15 phút 40C, loại bỏ kết tủa Lấy μl dịch bổ sung thêm 200 μl thuốc nhuộm Bradford 1X, trộn đem đo bước sóng 595 nm máy quang phổ Biomate hãng Thermo Mẫu trắng đệm Hirata Tính toán kết quả: Dựng đường chuẩn theo kit hãng BioRad với thang nồng độ 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25; 1,34 mg/ml Hàm lượng protein tính dựa đường chuẩn Footer Page 158 of 148 Header Page 159 of 148 3.11 Phương pháp đánh giá chất lượng cơm theo TCVN 8373:2010 - Mẫu thử nghiệm phải mẫu đại diện không bị suy giảm chất lượng hay bị thay đổi trình vận chuyển bảo quản Lượng mẫu lấy không kg gạo trắng, loại đá, cát sạn tạp chất khác Đựng mẫu túi nilon dán kín bảo quản tủ đựng mẫu Trước nấu, mẫu thử cần giữ phòng thử nghiệm điều kiện nhiệt độ độ ẩm điều tiết khoảng thời gian thích hợp để có độ ẩm giống nhau, tốt khoảng 14 % Khi đánh giá cảm quan cơm giống lúa, tùy theo yêu cầu tách riêng hạt nguyên tấm, sau tiến hành đánh giá từ mẫu gạo hạt nguyên mẫu gạo nguyên pha 5%, 10% - Cân 200 g gạo trắng chuẩn bị, xác đến 0,01 g, cho vào hộp nhôm nồi nhôm nhỏ biết trước khối lượng Vo nhanh hai lần nước khoảng từ đến Cho hộp nhôm có chứa gạo vo lên cân thêm tiếp lượng nước cho đủ khối lượng để đạt tỉ lệ tính Đặt hộp nhôm có chứa gạo nước vào nồi cơm điện có sẵn 100 ml nước, đậy lại bật công tắc Tiến hành nấu cách thủy đến rơle tự ngắt (khoảng 20 min) tiếp tục giữ ấm 20 sau rơle ngắt - Cơm nấu từ gạo tẻ thường thử nếm để đánh giá chất lượng cảm quan khoảng 1h sau nấu chín Xới cơm vào cốc thủy tinh, đậy kín đặt vào khay Trên khay đặt từ cốc đến cốc đựng mẫu cơm khác mã hóa xếp cách ngẫu nhiên - Một thành viên hội đồng đánh giá cảm quan nhận khay đựng mẫu cơm cần đánh giá chuẩn bị, thìa xúc cốc nước đun sôi để nguội, mùi vị lạ dùng để tráng miệng Các tiêu đánh giá thang điểm sau: + Mùi nhận biết cách ngửi cho điểm từ 1- 5: Không có mùi đặc trưng; Có mùi hương thơm đặc trưng; Thơm nhẹ đặc trưng; Thơm đặc trưng; Rất thơm, đặc trưng Footer Page 159 of 148 Header Page 160 of 148 + Độ trắng quan sát mắt qua bề cơm sau nấu cho điểm từ 1- 5: Nâu; Trắng ngả nâu; Trắng xám; Trắng ngà; Rất trắng + Độ mềm dẻo nhận biết miết tay nhai cho điểm từ 1- 5: Rất cứng; Cứng; Hơi mềm; Mềm dẻo; Rất mềm dẻo + Vị ngon cảm giác tổng hợp người nhận ăn cho điểm từ 1- 5: Không ngon; Chấp nhận được; Ngon; Khá ngon; Rất ngon Các thành viên tiến hành đánh giá cẩn thận tiêu chất lượng cảm quan cơm cho điểm theo quy định, sau ghi kết vào phiếu đánh giá cảm quan cho mẫu với tiêu sau lần thử Điểm trung bình tiêu điểm trung bình cộng tất ủy viên hội đồng tham gia đánh giá tiêu ấy, tính đến chữ số thập phân Khi có ủy viên hội đồng đánh giá cảm quan cho điểm lệch với điểm trung bình hội đồng từ 1,5 điểm trở lên mà ủy viên có đủ lập luận chứng rõ ràng điểm hội đồng bị bác bỏ ngược lại Chỉ cần có ủy viên cho tiêu điểm hội đồng nên thử lại tiêu Trong trường hợp nghi ngờ, cần lặp lại mẫu thử Kết thử lại kết cuối Chất lượng cảm quan cơm nấu mẫu gạo trắng đánh giá qua điểm tổng hợp (D) theo công thức: D= D i i 1 Trong đó: Di điểm trung bình toàn hội đồng cho tiêu thứ i Theo mức điểm, chất lượng cảm quan cơm nấu từ mẫu gạo trắng xếp thành hạng theo quy định: Tốt (18,6- 20,0 điểm); Khá (15,2- 18,5 điểm); Trung bình (11,2- 15,1 điểm); Kém (7,2- 11,1 điểm); Rất (