Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xác định nguồn vật liệu chịu mặn phục vụ công tác chọn tạo giống ngô cho vùng duyên hải nam trung bộ và đồng bằng sông Cửu Long
Việt Nam có khoảng hơn 1 triệu ha đất bị nhiễm mặn, phân bố tập trung
ở các tỉnh vùng Duyên Hải và đồng bằng sông Cửu Long (Viện Thổ nhƣỡng
Nông hóa, 2010). Trong những năm gần đây do ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu
đặc biệt là sự nóng lên của trái đất và mực nƣớc biển dâng đã làm cho diện tích
đất nhiễm mặn ngày càng gia tăng. Sự xâm nhập mặn này sẽ ngày càng trầm
trọng hơn khi El Nino gây nên hạn hán không chỉ ở vùng đồng bằng mà còn trên
các vùng thƣợng lƣu, tác động trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp dẫn đến năng
suất cây trồng suy giảm, giá thành sản xuất tăng cao.
Nghiên cứu chọn tạo giống cây trồng có khả năng chống chịu tốt với môi
trƣờng bất thuận, đáp ứng với biến đổi khí hậu, nhằm tăng năng suất cây trồng
và đem lại hiệu quả kinh tế cho ngƣời sản xuất, đề tài “Nghiên cứu xác định
nguồn vật liệu chịu mặn phục vụ công tác chọn tạo giống ngô cho vùng
Duyên hải Nam Trung Bộ và đồng bằng sông Cửu Long” đƣợc tiến hành
nghiên cứu.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xác định nguồn vật liệu chịu mặn phục vụ công tác chọn tạo giống ngô cho vùng duyên hải nam trung bộ và đồng bằng sông Cửu Long
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN HỮU HÙNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH NGUỒN VẬT LIỆU CHỊU MẶN PHỤC VỤ CÔNG TÁC CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ CHO VÙNG DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ VÀ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 62 62 01 11 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Hà Nội – Năm 2017 Công trình đƣợc hoàn thành tại: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. TS. Lƣơng Văn Vàng 2. PGS. TS. Hồ Quang Đức Phản biện 1: .......................................................... Phản biện 2: .......................................................... Phản biện 3: .......................................................... Luận án sẽ đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm luận án cấp Viện họp tại: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi ... h ngày ... tháng ... năm 20... Có thể tìm hiểu luận án tại: 1. Thƣ Viện Quốc gia 2. Thƣ Viện Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 3. Thƣ Viện Viện Nghiên cứu Ngô 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Việt Nam có khoảng hơn 1 triệu ha đất bị nhiễm mặn, phân bố tập trung ở các tỉnh vùng Duyên Hải và đồng bằng sông Cửu Long (Viện Thổ nhƣỡng Nông hóa, 2010). Trong những năm gần đây do ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu đặc biệt là sự nóng lên của trái đất và mực nƣớc biển dâng đã làm cho diện tích đất nhiễm mặn ngày càng gia tăng. Sự xâm nhập mặn này sẽ ngày càng trầm trọng hơn khi El Nino gây nên hạn hán không chỉ ở vùng đồng bằng mà còn trên các vùng thƣợng lƣu, tác động trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp dẫn đến năng suất cây trồng suy giảm, giá thành sản xuất tăng cao. Nghiên cứu chọn tạo giống cây trồng có khả năng chống chịu tốt với môi trƣờng bất thuận, đáp ứng với biến đổi khí hậu, nhằm tăng năng suất cây trồng và đem lại hiệu quả kinh tế cho ngƣời sản xuất, đề tài “Nghiên cứu xác định nguồn vật liệu chịu mặn phục vụ công tác chọn tạo giống ngô cho vùng Duyên hải Nam Trung Bộ và đồng bằng sông Cửu Long” đƣợc tiến hành nghiên cứu. 2. Mục tiêu của đề tài Xác định đƣợc nguồn vật liệu (dòng thuần) chịu mặn phục vụ cho công tác chọn tạo giống ngô lai; Tạo giống ngô lai chịu mặn cho vùng Duyên hải Nam Trung Bộ và đồng bằng sông Cửu Long. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài Bổ sung lý thuyết về cơ sở chọn tạo giống ngô cho vùng khó khăn ở Việt Nam; Xác định đƣợc mức độ ảnh hƣởng của các độ mặn khác nhau đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất của ngô, trên cơ sở đó đƣa ra cơ chế chịu mặn ở ngô; Xác định đƣợc một số vật liệu ngô (dòng thuần) có khả năng ứng dụng trong tạo giống ngô lai chịu mặn phục vụ sản xuất cho những vùng khó khăn. 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Xác định đƣợc 4 dòng có khả năng chịu mặn tốt cho chƣơng trình chọn tạo giống ngô chịu mặn là STL2, STL6, STL28, STL30; Chọn tạo thành công giống ngô lai VS71 có khả năng chịu mặn, năng suất cao phục vụ sản xuất, đặc biệt là cho vùng Duyên hải Nam Trung Bộ và đồng bằng sông Cửu Long; 4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 4.1. Đối tƣợng nghiên cứu 32 dòng thuần tốt đã đƣợc chọn lọc, thuộc tập đoàn dòng công tác của Viện Nghiên cứu Ngô; Các tổ hợp lai (THL) đƣợc tạo ra từ các dòng đƣợc đánh giá có khả năng chịu mặn; Các giống ngô lai thƣơng mại đang đƣợc trồng phổ biến tại vùng Duyên hải Nam Trung Bộ và đồng bằng sông Cửu Long. 4.2. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu các đặc điểm nông sinh học, khả năng chịu mặn, khả năng kết hợp của các dòng ngô thuần; nghiên cứu các đặc điểm nông sinh học, khả năng chịu mặn của các tổ hợp ngô lai; Nghiên cứu đƣợc thực hiện tại Viện Nghiên cứu Ngô, Đan Phƣợng, Hà Nội và vùng Duyên hải Nam Trung Bộ và đồng bằng sông Cửu Long từ năm 2010 – 2015; 5. Tính mới của đề tài luận án Đây là công trình đầu tiên ở Việt nam nghiên cứu một cách hệ thống sử dụng phƣơng pháp đánh giá tính chịu mặn ở ngô bằng dung dịch dƣỡng mặn, trồng trong chậu để chọn lọc dòng thuần và lai tạo thành công giống ngô chịu mặn phục vụ sản xuất; Các thông tin khoa học trên cơ sở kết quả của các bƣớc tiến hành đánh giá vật liệu chịu mặn (dòng thuần), lai tạo và thử nghiệm giống ngô lai chịu mặn đã cung cấp cơ sở lý luận và thực tiễn vận dụng cho công tác chọn tạo giống ngô cho vùng khó khăn hiện nay. 6. Bố cục của luận án Nội dung chính của luận án gồm 160 trang đánh máy, có 80 bảng, 10 hình và ảnh, đƣợc trình bày trong 5 phần: Mở đầu (5 trang); Chƣơng 1. Tổng 3 quan tài liệu và cơ sở khoa học (39 trang); Chƣơng 2. Vật liệu, nội dung và phƣơng pháp (12 trang); Chƣơng 3. Kết quả và thảo luận (102 trang); Kết luận và đề nghị (2 trang). Tài liệu tham khảo gồm 191 tài liệu, trong đó 20 tài liệu tiếng Việt và 171 tài liệu tiếng Anh. Có 3 công trình liên quan đến luận án đã đƣợc công bố trên các tạp chí trong nƣớc. CHƢƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Tình hình nghiên cứu ngô chịu mặn trên thế giới và ở Việt Nam 1.1.1. Tình hình nghiên cứu ngô chịu mặn trên thế giới Nghiên cứu khả năng chịu mặn ở ngô đã đƣợc một số tác giả trên thế giới nghiên cứu từ thập niên 80 của thế kỷ trƣớc (Ashraf và McNeilly 1989; 1990). Trong những năm gần đây do ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu và quá trình đất mặn hóa ngày một gia tăng thì chọn tạo giống giống ngô chịu mặn đã đƣợc nhiều tác giả nghiên cứu. Hầu hết các nghiên cứu chỉ ra rằng ngô có khả năng chịu mặn và khả năng chịu mặn của các giống ngô là khác nhau. 1.1.2. Tình hình nghiên cứu ngô chịu mặn ở Việt Nam Nghiên cứu chọn tạo giống ngô chịu mặn ở Việt Nam là đề tài mới, chƣa có tài liệu nào đƣợc công bố liên quan đến tính chịu mặn ở ngô. 1.2. Cơ sở chọn tạo giống cây trồng chịu mặn Munns (2002; 2005) đã đƣa ra khái niệm “phản ứng hai giai đoạn của cây trồng với độ mặn”. Giai đoạn đầu giảm tăng trƣởng xảy ra một cách nhanh chóng sau khi tiếp xúc với độ mặn. Giai đoạn thứ hai diễn ra chậm hơn, có thể trong nhiều ngày, nhiều tuần hoặc nhiều tháng, đây là kết quả của sự tích tụ muối trong lá dẫn đến ngộ độc muối trong cây, chủ yếu diễn ra ở các lá già. 1.2.1. Cơ chế tác động của muối đối với cây trồng Theo Greenway và Munns (1980) độ mặn gây ra giảm tăng trƣởng thực vật vì nó có thể bị bốn loại stress là: Stress thẩm thấu gây ra thiếu hụt nƣớc; Ngộ độc ion do nồng độ cao của Natri và Clo; Mất cân bằng dinh dƣỡng ion, do mức 4 độ cao của Na+ và Cl- , làm giảm sự hấp thu K+, NO-, PO4, PO3,; Tăng các chất phản ứng chứa ôxy phá hoại các đại phân tử. 1.2.2. Cơ chế chịu mặn của cây trồng Chịu mặn là hệ phức hợp đƣợc quy định bởi nhiều gen (Shannon 1997; Flowers 2004). Cơ chế chịu mặn của cây trồng chƣa đƣợc hiểu một cách rõ ràng nhƣng một số nhà nghiên cứu đã chứng minh cơ chế chịu mặn dựa vào các yếu tố nhƣ: Loại trừ ion muối (Abel 1969; Noble et al. 1984); Sự tích tụ các ion muối trong không bào (Xue et al. 2004) và; sản xuất các chất tan tƣơng thích để cân bằng áp suất thẩm thấu và tăng cƣờng hoạt động của các emzim (Grumet và Hanson 1986; Wyn Jones et al. 1977). 1.3. Chọn tạo giống ngô chịu mặn 1.3.1. Nguồn vật liệu chọn tạo dòng Theo Ngô Hữu Tình (2009) gần đây việc sử dụng các giống ngô TPTD đã không đƣợc các nhà tạo giống ƣa chuộng, các quần thể phân ly từ các giống lai thƣơng mại hoặc từ các cặp lai ƣu tú đƣợc sử dụng phổ biến hơn trong chọn tạo giống ngô lai. Theo Vasal (1999) nguồn vật liệu cho chọn tạo giống ngô cần phải có các đặc tính nhất định, có khả năng kết hợp tốt với các nguồn khác, chịu đƣợc áp lực tự phối, có ƣu thế lai cao, có nhiều đặc tính mong muốn khác. 1.3.2. Một số phƣơng pháp tạo dòng thuần Từ nguồn vật liệu khởi đầu, có nhiều phƣơng pháp khác nhau để tạo và phát triển dòng thuần nhƣ: phƣơng pháp tự phối (Self-pollination); phƣơng pháp cận phối (Fullsib hoặc Halfsib); phƣơng pháp lai trở lại (back cross); phƣơng pháp thuần hóa tích hợp (Additivo cumulative inbreeding); phƣơng pháp tạo dòng đơn bội kép (Double Haploid). 1.3.3. Khả năng kết hợp Khả năng kết hợp là khả năng tƣơng tác của một kiểu gen để truyền hiệu suất mong muốn của nó đến các con lai. Các khái niệm về khả năng kết hợp chung (General Combining Ability - GCA) và khả năng kết hợp riêng (Specific Combining Ability - SCA) đƣợc xác định bởi Sprague và Tatum (1942). 5 1.3.4. Chọn tạo giống ngô chịu mặn bằng phƣơng pháp truyền thống Việc trực tiếp chọn lọc các kiểu gen chịu mặn trên đồng ruộng bị cản trở bởi sự ảnh hƣởng đáng kể của các yếu tố môi trƣờng làm cho quá trình chọn tạo trở lên khó khăn. Với phƣơng pháp sử dụng dung dịch dƣỡng mặn để gieo trồng ở giai đoạn cây con và bằng phƣơng pháp gieo trồng trong chậu là môi trƣờng chọn lọc làm tăng khả năng chịu mặn ở ngô (Khan et al., 2003). Thông qua phƣơng pháp này có thể đánh giá và xác định đƣợc các nguồn ngô có khả năng chịu mặn đáp nhu cầu sản xuất. 1.3.5. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống ngô chịu mặn Ứng dụng các kỹ thuật chỉ thị phân tử trong đánh giá kiểu gen chịu mặn đã đƣợc thực hiện bởi Abdel-Bary et al., (2005), Wang et al., (2012), Xiang et al., (2014), Saputro et al., (2016), Rajurkar và Shankarrao (2013), Mohammad et al., (2015) hầu hết các nghiên cứu đã tìm ra các chỉ thị liên kết với khả năng chịu mặn có thể đƣợc sử dụng trong chƣơng trình tạo giống MAS và phát triển kiểu gen chịu mặn bằng biến đổi gen. 1.3.6. Công nghệ gen trong chọn tạo giống ngô chịu mặn Yin et al., (2004) ghi nhận rằng chuyển gen AtNHX1 đã làm tăng khả năng chịu mặn ở ngô khi trồng trong môi trƣờng mặn. Các giống ngô đƣợc chuyển gen chịu mặn OsNHX1 cho khả năng tích lũy chất khô cao hơn với giống thƣờng khi trồng trong dung dịch mặn 200 mM và cho năng suất hạt cao hơn khi trồng trong điều kiện mặn (Chen et al. 2007). Tóm lại: Trên cơ sở tổng quan tài liệu, mặc dù các nghiên cứu về chọn tạo giống ngô chịu mặn ở Việt Nam chƣa đƣợc tiến hành từ trƣớc đến nay, nhƣng với những kiến thức và hiểu biết về phƣơng pháp, cơ sở khoa học qua những công trình đã nghiên cứu kể trên và kinh nghiệm đƣợc tích luỹ trong thời gian công tác, đề tài “Nghiên cứu xác định nguồn vật liệu chịu mặn phục vụ công tác chọn tạo giống ngô cho vùng Duyên hải Nam Trung Bộ và đồng bằng sông Cửu Long” sẽ đƣợc thực hiện thành công. Thành công của đề tài không những sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cho ngƣời trồng ngô ở những vùng khó khăn mà còn là cơ sở khoa học cho công tác nghiên cứu chọn tạo các giống ngô chịu mặn cho các giai đoạn tiếp theo. 6 CHƢƠNG II VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu Vật liệu gồm 32 dòng ngô thuần, là những dòng đã đƣợc chọn lọc và đánh giá KNKH thuộc tập đoàn dòng công tác của Viện Nghiên cứu Ngô đƣợc ghi mã tên theo thứ tự từ STL1 đến STL32; 28 tổ hợp lai luân phiên của 8 dòng thuần có khả năng chịu mặn tốt (ký hiệu STM1 đến STM28); Đối chứng là các giống ngô lai thƣơng mại đang đƣợc trồng phổ biến tại các địa phƣơng thực hiện thí nghiệm là C919, NK67, NK7328, CP333, CP888, DK9901... 2.2. Nội dung nghiên cứu 2.2.1. Đánh giá khả năng chịu mặn của tập đoàn dòng bằng phƣơng pháp nhân tạo 2.2.2. Đánh giá đặc điểm nông sinh học và khả năng kết hợp của các dòng có khả năng chịu mặn 2.2.3. Đánh giá khả năng chịu mặn của các tổ hợp lai bằng phƣơng pháp nhân tạo 2.2.4. Khảo sát đánh giá các tổ hợp lai chịu mặn tại Duyên hải Nam Trung Bộ, đồng bằng sông Cửu Long và phát triển giống mới 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu: 2.3.1. Phƣơng pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm Phân tích hàm lƣợng ion Na+, K+ Phân tích hàm lƣợng Na+, K+, trong thân lá đƣợc thực hiện theo phƣơng pháp của Wolf (1982). 2.3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu trong nhà lƣới 2.3.2.1. Đánh giá khả năng chịu mặn của ngô ở giai đoạn cây con trong dung dịch dƣỡng mặn Các nguồn ngô đƣợc trồng trong rổ trấu sạch, đặt trong khay dung dịch dƣỡng Yoshida (1976) ở các nồng độ muối lần lƣợt là: 50 mM; 100 mM; 150 mM; 200 mM, đối chứng 0 mM. Sau 17 ngày, cây con đƣợc thu hoạch và đo 7 đếm các chỉ tiêu sinh trƣởng, sau đó đƣợc sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 70 0C ± 2 0 C đến khi khối lƣợng không đổi để đo khối lƣợng chất khô và tính chỉ số chịu mặn (CSCM) theo công thức: CSCM (%) = Tổng khối lƣợng chất khô ở công thức Sx x 100 Tổng khối lƣợng chất khô ở công thức S0 Sx: công thức ở nồng độ muối thứ x; S0: công thức ở nồng độ muối bằng 0. Đánh giá hình thái và mức độ chịu mặn ở gai đoạn cây con trong dung dịch dƣỡng mặn đƣợc thực hiện theo phƣơng pháp của Faustino (Bảng 2.3). Bảng 2.3. Bảng đánh giá mức độ chịu mặn của ngô ở giai đoạn cây con bằng phƣơng pháp trồng trong dung dịch dƣỡng mặn Cấp độ Mức độ chịu mặn Mô tả 1 Chịu mặn tốt Cây khỏe mạnh, không còi cọc, không bị tổn thƣơng hoặc héo 2 Chịu mặn khá Một số lá già phía dƣới hơi cuộn lại 3 Chịu mặn trung bình Cây con bị tổn thƣơng hoặc mép và chóp lá già bị úa 4 Mẫn cảm Cây con bị tổn thƣơng hoặc lá già bị úa hoặc vàng 5 Rất mẫn cảm Cây còi cọc, lá bị úa, tổn thƣơng xuất hiện cả ở lá già và lá non, một số trƣờng hợp cây bị chết 2.3.2.2. Đánh giá khả năng chịu mặn của ngô bằng phƣơng pháp trồng trong chậu Các nguồn ngô đƣợc gieo trồng trong chậu nhựa có kích thƣớc 30 x 22 cm (cao x đƣờng kính). Đất đƣợc đƣợc làm mặn ở các độ mặn lần lƣợt là: S0 = 0 dS/m (đối chứng); S1= 4 dS/m; S2 = 8 dS/m; S3 = 12 dS/m. Muối đƣợc cung cấp từng lƣợng nhỏ cho đến khi đạt nồng độ 4; 8 và 12 dS/m. Đánh giá hình thái và mức độ chịu mặn của cây trồng trong chậu đƣợc thực hiện theo phƣơng pháp của Faustino (Bảng 2.5). 8 Bảng 2.5. Bảng đánh giá mức độ chịu mặn của ngô bằng phƣơng pháp trồng trong chậu Cấp độ Mức độ chịu mặn Mô tả 1 Chịu mặn tốt Cây có thể ra cờ, bắp và râu, lá vẫn xanh 2 Chịu mặn khá Cây có thể ra cờ, bắp và râu nhƣng một số lá bị tổn thƣơng 3 Chịu mặn trung bình Cây có thể ra cờ (tung phấn) và râu (phun râu) nhƣng thời gian tung phấn và phun râu bị lệch nhau 4 Mẫn cảm Cây bị chết sau khi ra cờ và râu 5 Rất mẫn cảm Cây chết sớm 2.3.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ngoài đồng ruộng 3.3.3.1. Lai tạo và đánh giá khả năng kết hợp của các dòng có khả năng chịu mặn Đánh giá khả năng kết hợp của các dòng đƣợc thực hiện theo phƣơng pháp Griffing 4 (Griffing 1956) 2.3.3.2. Khảo sát, đánh giá các tổ hợp lai, xây dựng mô hình trình diễn, quy trình thâm canh giống mới Thí nghiệm đƣợc bố trí theo phƣơng pháp chuẩn của Viện Nghiên cứu Ngô và Trung tâm cải tạo ngô và lúa mỳ quốc tế CIMMYT. 2.3.3.3. Khảo nghiệm: Khảo nghiệm đƣợc thực hiện theo “Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng của giống ngô” QCVN 01-56: 2011/BNNPTNT. 2.4. Chỉ tiêu theo dõi Các chỉ tiêu theo dõi đƣợc thực hiện theo phƣơng pháp chuẩn của Viện Nghiên cứu Ngô và Trung tâm cải tạo ngô và lúa mỳ quốc tế CIMMYT. 2.5. Xử lý số liệu Số liệu đƣợc xử lý bằng phần mềm IRRISTAT 5.0 và phần mềm trƣơng tr ... L đều có biểu hiện héo lá và giảm sinh trƣởng sau khi cấy chuyển vào dung dịch dƣỡng mặn, mức độ héo và giảm sinh trƣởng ở các nồng độ mặn của các THL là khác nhau. Không có THL nào bị chết sau 17 ngày trong dung dịch dƣỡng mặn 200 mM, nhƣng cây con của các THL STM15, STM16, STM17 và STM24 bị úa vàng, các lá phía dƣới bị cháy khô trong khi STM21 vẫn sinh trƣởng bình thƣờng và thân và lá vẫn còn xanh (Hình 3.7). Hình 3.7. Sinh trƣởng của một số THL sau 17 ngày trồng trong dung dịch dƣỡng ở nồng độ mặn 200 mM NaCl (S4) Các chỉ tiêu sinh trƣởng, chiều dài thân lá, chiều dài rễ, khối lƣợng cây con tƣơi và khô đều giảm trong môi trƣờng mặn, tuy nhiên mức giảm giữa THL là khác nhau. Trên cơ sở bảng phân loại đánh giá khả năng chịu mặn ở giai đoạn cây con của Faustino cho thấy trong số các THL tham gia thí nghiệm có 6 THL đƣợc đánh giá ở cấp độ 4 (mẫn cảm); 11 THL ở cấp độ 3 (chịu mặn trung bình); 6 THL ở cấp độ 2 (chịu mặn trung khá); 1 THL ở cấp độ 1 (chịu mặn tốt). 17 3.3.2. Đánh giá khả năng chịu mặn của các tổ hợp lai bằng phƣơng pháp trồng trong chậu Từ 24 THL thông qua thí nghiệm đánh giá khả năng chịu mặn ở giai đoạn cây con, 10 THL đƣợc đánh giá có khả năng chịu mặn tốt là STM1, STM2, STM3, STM5, STM10, STM12, STM13, STM19, STM21, STM22 tiếp tục đƣợc nghiên cứu và đánh giá khả năng chịu mặn bằng phƣơng pháp trồng trong chậu tại Viện Nghiên cứu Ngô trong vụ Thu 2013. Qua theo dõi cho thấy hầu hết các THL đều giảm sinh trƣởng khi trồng trong môi trƣờng đất mặn, mức độ giảm tỷ lệ thuận với nồng độ mặn, nhƣng mức độ giảm của các THL là khác nhau, trong đó STM2, STM7 và STM9 có khả năng chịu mặn tốt sinh trƣởng, phát triển bình thƣờng và giữ đƣợc bộ lá xanh bền và khỏe mạnh hơn các THL còn lại. Bảng 3.40. Ảnh hƣởng của độ mặn đến tỷ lệ Na+/K+ trong cây của các THL trong vụ Thu 2013 TT Tên THL Tỷ lệ Na+/K+ trong cây S0 (0dS/m) S1 (4dS/m) S2 (8dS/m) S3 (12dS/m) Trung bình 1 STM1 0,099 0,364 0,872 1,936 0,818 2 STM2 0,101 0,281 0,605 1,488 0,619 3 STM3 0,113 0,314 0,701 1,629 0,689 4 STM5 0,101 0,332 0,889 1,974 0,824 5 STM10 0,106 0,295 0,620 1,477 0,624 6 STM12 0,093 0,341 0,819 1,817 0,768 7 STM13 0,098 0,282 0,525 1,453 0,589 8 STM19 0,101 0,332 0,855 2,215 0,876 9 STM21 0,098 0,282 0,525 1,425 0,582 10 STM22 0,093 0,341 0,819 1,817 0,768 Trung bình 0,101 0,316 0,723 1,723 0,716 Nhân tố TN THL Muối THL x Muối LSD 0.05 0,089 0.056 0,177 CV% 15,3 18 Tỷ lệ Na+/K+ thể hiện khả năng chịu mặn của cây, các giống duy trì đƣợc khả năng hấp thụ ion K+, khả năng loại trừ ion Na+ tốt trong môi trƣờng mặn và có tỷ lệ Na+/K+ thấp là giống có khả năng sinh trƣởng, phát triển tốt trong môi trƣờng mặn hay giống có khả năng chịu mặn tốt. Trong số các THL tham gia thí nghiệm thì STM19 có tỷ lệ Na+/K+ trung bình cao nhất (0,876), tiếp đến là STM5 (0,824), trong khi STM21 có tỷ lệ trung bình thấp nhất (Bảng 3.40). Năng suất là yếu tố cuối cùng và quan trọng nhất quyết định khả năng chịu mặn đối với cây trồng. Qua thí nghiệm cho thấy năng suất hạt của ngô cũng bị tác động mạnh bởi độ mặn. Tuy nhiên, giá trị năng suất của các THL thể hiện khác nhau, STM1 có năng suất thấp nhất (94,3 g/cây), tiếp theo là STM19 (103,2 g/cây), STM21 có năng suất cao nhất (111,6 g/cây). Tỷ lệ giảm năng suất trung bình của các THL giữa công thức S0 và công thức S3 là 35,5% trong đó STM10, STM13, STM21 và STM22 thuộc nhóm THL có năng suất giảm ít (29,1 – 31,9%), STM1 và STM 19 đƣợc ghi nhận giảm năng suất nhiều nhất với trên 40% (Bảng 3.46). Bảng 3.46. Ảnh hƣởng của độ mặn đến năng suất hạt của các THL trong vụ Thu 2013 TT Tên THL Năng suất hạt (g/cây) Tỷ lệ % giảm (S3 so S0) S0 (0dS/m) S1 (4dS/m) S2 (8dS/m) S3 (12dS/m) Trung bình 1 STM1 117,5 103,0 86,9 70,0 94,3 40,5 2 STM2 126,9 114,7 94,4 86,0 105,5 32,2 3 STM3 130,7 116,8 97,0 81,4 106,5 37,7 4 STM5 130,0 116,4 106,9 79,9 108,3 38,5 5 STM10 123,4 112,6 101,2 84,0 105,3 31,9 6 STM12 122,6 112,7 102,8 79,2 104,3 35,4 7 STM13 123,5 111,3 103,8 87,6 106,6 29,1 8 STM19 129,2 106,9 101,3 75,5 103,2 41,6 9 STM21 132,8 114,0 107,3 92,3 111,6 30,5 10 STM22 124,9 112,3 99,2 87,2 105,9 30,1 Trung bình 126,3 112,1 100,2 81,3 105,0 35,5 Nhân tố TN THL Muối THL x Muối LSD 0.05 12,75 7,74 24,50 CV% 11,1 19 3.4. Khảo sát, đánh giá các THL chịu mặn tại Duyên hải Nam Trung Bộ, đồng bằng sông Cửu Long và phát triển giống mới 3.4.1. Khảo sát, đánh giá THL chịu mặn tại Duyên hải Nam Trung Bộ, đồng bằng sông Cửu Long Trên cơ sở kết quả đánh giá khả năng chịu mặn của các tổ hợp lai ở giai đoạn cây con, 5 THL có năng suất cao, khả năng chịu mặn tốt là STM2, STM3, STM10, STM13, STM21 đƣợc lựa chọn để đánh giá trên đồng ruộng tại vùng Duyên hải Nam Trung Bộ (Ninh Thuận và Bình Định) và đồng bằng sông Cửu Long (Long An, Đồng Tháp và Hậu Giang). Kết quả tại vùng Duyên hải Nam Trung Bộ cho thấy các THL sinh trƣởng phát triển tốt, trong đó tại Ninh Thuận STM21 đạt năng suất cao nhất (72,3 tạ/ha), tƣơng đƣơng NK67 (72,1 tạ/ha) và cao hơn C919 (65,9 tạ/ha). Còn tại Bình Định STM13 có năng suất cao nhất (88,5 tạ/ha) cao hơn cả 2 đối chứng NK67 (86,7 tạ/ha) và CP333 (82,1 tạ/ha) (Bảng 3.50). Bảng 3.50. Tỷ lệ hạt/bắp, khối lƣợng 1000 hạt và năng suất của các THL tại các tỉnh DHNTB trong vụ Đông-Xuân 2013 và Hè Thu 2014 TT Tên THL Tỷ lệ hạt/bắp (%) P 1000 hạt (g) Năng suất (tạ/ha) Ninh Thuận Bình Định Ninh Thuận Bình Định Ninh Thuận Bình Định Trung bình 1 STM2 76,7 78,3 266,7 275,4 66,8 72,2 69,5 2 STM3 75,4 76,7 273,4 268,8 60,5 68,4 64,5 3 STM10 78,2 77,5 277,9 280,7 62,3 70,6 66,5 4 STM13 78,7 79,9 282,6 277,9 65,7 88,5 77,1 5 STM21 78,5 78,8 290,2 289,5 72,3 85,8 79,1 6 NK67 77,9 79,6 278,7 285,1 72,1 86,7 79,4 7 C919 78,1 276,4 65,9 65,9 8 CP333 78,4 273,6 82,1 82,1 Trung bình 77,6 78,5 278,0 278,7 66,5 79,2 73,0 LSD 0.05 3,12 2,78 23,8 31,4 7,2 9,3 CV% 14,3 16,4 12,7 15,3 9,6 12,8 Tại đồng bằng sông Cửu Long cho thấy hầu hết các THL có thời gian sinh trƣởng thuộc nhóm chín trung bình sớm. Qua đánh giá cho thấy STM10 có 20 thời gian sinh trƣởng trung bình tại các địa điểm ngắn nhất (92,3 ngày), tiếp đến là STM13 (93,0 ngày), các THL STM2, STM3, STM 21 có thời gian sinh trƣởng trung bình tƣơng đƣơng với 3 đối chứng C919 (95,0 ngày), NK67 (95,0 ngày) và DK9901 (94,5 ngày) nhƣng thấp hơn CP888 (97,0 ngày). Thống kê về năng suất cho thấy trong số các địa điểm thực hiện thí nghiệm thì năng suất trung bình của các THL tại Long An cao nhất (91,9 tạ/ha). Trong đó STM13 và STM21 cho năng suất trên 100 tạ/ha, cao hơn nhiều so với đối chứng C919 (89,6 tạ/ha) và CP888 (88,3 tạ/ha), các THL còn lại đều có năng suất thấp hơn cả 2 đối chứng. Tại Đồng Tháp STM13 cho năng suất cao nhất (60,8 tạ/ha) tiếp đến là STM1 (58,4 tạ/ha), trong khi dối chứng NK67 là 40,7 tạ/ha và DK9901 là 55,1 tạ/ha. Ở Hậu Giang STM21 cho năng suất cao nhất (66,9 tạ/ha) và STM10 cho năng suất thấp nhất (44,5 ta/ha) (Bảng 3.57). Bảng 3.57. Năng suất của các THL tại các tỉnh ĐBSCL trong vụ Đông - Xuân 2013 và Hè - Thu 2014 TT Tên THL Năng suất (tạ/ha) Trung bình Long An Đồng Tháp Hậu Giang 1 STM2 87,6 58,4 45,1 63,7 2 STM3 82,5 46,3 53,6 60,8 3 STM10 84,3 50,5 44,5 59,8 4 STM13 102,4 60,8 52,7 72,0 5 STM21 108,9 53,9 66,9 76,6 6 C919 89,6 89,6 7 CP888 88,3 88,3 8 NK67 40,7 47,0 43,9 9 DK9901 55,1 51,3 53,2 Trung bình 91,9 52,2 51,6 65,3 LSD 0.05 12,7 9,3 8,6 CV% 12,9 10,5 9,8 Thông qua các thí nghiệm đánh giá khảo sát 5 THL tại các địa điểm thuộc vùng Duyên hải Nam Trung Bộ và đồng bằng sông Cửu Long cho thấy các THL có khả năng thích ứng, chống chịu sâu bệnh tốt tại địa phƣơng. Đã xác 21 định đƣợc STM13 và STM21 cho năng suất cao. Tại vùng Duyên hải Nam Trung Bộ 2 THL này cho năng suất tƣơng đƣơng đối chứng NK67, C919, CP333 nhƣng ở đồng bằng sông Cửu Long chúng lại cho năng suất cao hơn cả 4 đối chứng là C919, CP888, NK67 và DK9901. 3.4.2. Phát triển giống mới Song song với quá trình chọn tạo, đánh giá khả năng chịu mặn, tổ hợp lai STM21 (STL28 X STL31) đƣợc lựa chọn tiến hành khảo nghiệm tác giả, khảo nghiệm VCU và khảo nghiệm sản xuất tại khu vực phía Bắc và các tỉnh phía Nam với tên là VS71. 3.4.2.1. Kết quả khảo nghiệm tác giả Khảo nghiệm tác giả đƣợc thực hiện tại 2 địa điểm là Hà Nội và Hòa Bình trong 3 vụ là Xuân 2011, Thu 2011 và vụ Xuân năm 2012. Giống đối chứng đƣợc dùng để so sánh là NK67 và C919, đây là 2 giống của công ty đa quốc gia đang đƣợc trồng phổ biến tại các địa điểm thực hiện thí nghiệm. Thời gian sinh trƣởng trung bình của VS71 là 117,5 ngày, tƣơng đƣơng với NK67 (116,5 ngày), C919 có thời gian sinh trƣởng ngắn nhất (114,0 ngày). Qua 3 vụ khảo nghiệm cho thấy, năng suất trung bình của VS71 ở tất cả các thí nghiệm tại các địa điểm khác nhau cao hơn trung bình của NK67 là 14,2%, C919 là 12,4% và trung bình cả 2 đối chứng là 13,4%. 3.4.2.2. Kết quả khảo nghiệm VCU Qua kết quả khảo nghiệm cho thấy VS71 có độ đồng đều cao, thời gian sinh trƣởng thuộc nhóm chín trung bình, cây sinh trƣởng phát triển khoẻ, lá bi bao kín bắp, nhiễm nhẹ bệnh khô vằn và sâu đục thân, chống đổ, chịu hạn khá, chịu rét tốt. Kết quả khảo nghiệm tại khu vực phía Bắc và Bắc Trung Bộ Vụ Đông 2011 năng suất trung bình của VS71 67,06 tạ/ha; cao hơn cả 2 đối chứng là NK4300 (64,97 tạ/ha) và C919 (62,17 tạ/ha). Vụ Xuân 2012 VS71 22 có năng suất trung bình ở 7 điểm khảo nghiệm đạt 67,55 tạ/ha cao nhất trong số các giống tham gia thí nghiệm. Điển hình tại một số địa điểm VS71 có năng suất vƣợt trội nhƣ Hải Dƣơng 79,56 tạ/ha, Nghệ An 73,36 tạ/ha và cao hơn các đối chứng. Vụ Đông 2012 VS71 có năng suất trung bình tƣơng đƣơng đối chứng. Kết quả khảo nghiệm tại 5 điểm thuộc các tỉnh phía Nam Vụ Thu Đông 2011 VS71 có năng suất trung bình đạt 66,1 tạ/ha, cao hơn đối chứng C919 (61,9 tạ/ha) và CP888 (53,8 tạ/ha). Vụ Hè Thu 2012 năng suất trung bình của VS71 có năng suất trung bình đạt 77,6 tạ/ha, tƣơng đƣơng với C919 (76,4 tạ/ha), cao hơn CP888 (72,1 tạ/ha). Vụ Thu Đông năm 2012 năng suất VS71 là 67,8 tạ/ha cao hơn cả 2 đối chứng C919 (63,2 tạ/ha) và CP888 (60,07tạ/ha). 3.4.2.3. Kết quả khảo nghiệm sản xuất Qua 5 điểm khảo nghiệm sản xuất cho thấy năng suất của VS71 đạt cao nhất tại Đắc Lắc (93,9 tạ/ha), tiếp theo là Lâm Đồng (92,5 tạ/ha) và đạt thấp nhất tại Trảng Bom (54,8 tạ/ha). Tổng hợp trung bình năng suất tại các địa điểm khảo nghiệm, năng suất của VS71 đạt 77,6 tạ/ha vƣợt cả 2 đối chứng là C919 (76,4 tạ/ha) và CP888 (72,1 tạ/ha). Nhƣ vậy VS71 có khả năng chống chịu, tính thích ứng tốt và cho năng suất cao tại các tỉnh phía Nam. 3.4.2.4. Xây dựng mô hình trình diễn Trong vụ Xuân 2014 và vụ Xuân 2015 VS71 đƣợc tiến hành xây dựng mô hình trình diễn tại 2 địa điểm Long An và Bình Định. Đối chứng là DK9901 và CP333, đây là 2 giống đang đƣợc trồng phổ biến tại địa phƣơng thực hiện mô hình. Qua 2 địa điểm xây dựng mô hình cho thấy VS71 có độ đồng đều cao, sinh trƣởng, phát triển tốt, năng suất cao hơn cả 2 giống đối chứng DK9901 và CP333. Tại Long An VS71 đạt năng suất 85,3 tạ/ha, cao hơn DK9901 (79,2 tạ/ha) 6,1 tạ/ha, tại Bình Định VS71 đạt 82,5 tạ/ha, cao hơn CP333 (73,4 tạ/ha) 23 9,1 tạ/ha. VS71 đƣợc đông đảo bà con nông dân tại địa điểm làm mô hình đánh giá cao và đề nghị cơ quan tác giả sớm phát triển vào sản xuất. 3.4.2.5. Xây dựng quy trình thâm canh giống ngô lai VS71 Qua 2 vụ thực hiện thí nghiệm ảnh hƣởng của 9 mật độ gieo trồng và 4 mức phân bón khác nhau đến giống ngô VS71 cho thấy các chỉ tiêu sinh trƣởng, phát triển và đặc biệt là năng suất của VS71 bị tác động bởi các công thức mật độ, lƣợng phân bón khác nhau. Từ kết quả và những phân tích trên có thể đƣa ra công thức mật độ, lƣợng phân bón thích hợp cho quy trình thâm canh giống ngô lai VS71 là M5 (ở mật độ 66.660 cây/ha ở khoảng cách 60 x 25 cm) và P3 (160N; 100P2O5; 80K2O). KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận 1. Muối tác động mạnh tới sinh trƣởng, phát triển và năng suất của các dòng ngô, nhƣng mức độ tác động đối với các dòng ngô là khác nhau. Từ 32 dòng ƣu tú tham gia thí nghiệm đã xác định đƣợc 4 dòng có khả năng chịu mặn tốt (sinh trƣởng tốt trong môi trƣờng mặn 200 mM sau 17 ngày cấy chuyển) là STL2 , STL6, STL28, STL31 cho chƣơng trình chọn tạo giống ngô chịu mặn; 2. Dòng STL28 có giá trị khả năng kết hợp chung cao nhất (vụ Thu 2010: 2,555; vụ Xuân 2011: 2,263) trong số các dòng tham gia thí nghiệm, và dòng STL31 có giá trị khả năng kết hợp riêng cao nhất (vụ Thu 2010: 1,090; vụ Xuân 2011: 2,421) khi kết hợp với dòng STL28; 3. Tỷ lệ suy giảm năng suất trung bình của các THL khi trồng trong chậu dƣỡng mặn giữa công thức S0 và công thức S3 là 35,5%. Trong đó STM2, STM10, STM13, STM21 và STM22 thuộc nhóm THL có năng suất suy giảm thấp (29,1 – 32,2%), STM1 và STM19 giảm năng suất cao nhất (40,5 24 và 41,6%). Tổ hợp lai STM21 (STL28 x STL31) sinh trƣởng, phát triển tốt, năng suất cao khi trồng ở mức muối S3 ( đạt 111,6 g/cây) và đƣợc đánh giá là có khả năng chịu mặn tốt nhất trong số 24 THL tham gia thí nghiệm; 4. Giống ngô lai VS71 (THL STM21) sinh trƣởng phát triển khỏe, khả năng chống chịu với sâu bệnh, điều kiện ngoại cảnh tốt và năng suất cao, ổn định (70,0 – 120,0 tạ/ha). Công thức mật độ, lƣợng phân bón thích hợp cho quy trình thâm canh giống ngô lai VS71 là M5 (ở mật độ 66.600 cây/ha với khoảng cách 60 x 25 cm) và P3 (160N; 100P2O5; 80K2O). VS71 đã đƣợc công nhận giống cho sản xuất thử theo quyết định số: 10/QĐ-TT-CLT ngày 16/01/2014 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Đề nghị Tiếp tục đầu tƣ nghiên cứu và chọn tạo giống ngô chịu mặn nhằm đƣa ra những cơ sở lý luận về khả năng chịu mặn ở ngô, đồng thời chọn tạo ra những giống ngô có khả năng chịu mặn đáp ứng yêu cầu sản xuất nhằm thích ứng với những biến đổi khí hậu; Tiếp tục có những chính sách hỗ trợ để giống ngô VS71 nhanh chóng phát triển sâu rộng ở vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ và đồng bằng sông Cửu Long nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cho ngƣời sản xuất. 25 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. Nguyễn Hữu Hùng, Lƣơng Văn Vàng, Ngô Thị Minh Tâm (2012), “Nghiên cứu khả năng chịu mặn của tập đoàn dòng ngô thuần ở giai đoạn cây con”, tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 5 (35), tr. 25-32. 2. Nguyễn Hữu Hùng, Lƣơng Văn Vàng, Ngô Thị Minh Tâm, Vũ Hoài Sơn (2013), “Đánh giá khả năng chịu mặn của các tổ hợp ngô lai ở giai đoạn cây con”, tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 1 (40), tr. 36-42. 3. Nguyễn Hữu Hùng, Lƣơng Văn Vàng, Lƣơng Thái Hà, Nguyễn Chí Thành (2016), “Đánh giá khả năng chịu mặn của các tổ hợp ngô lai bằng phƣơng pháp trồng trong chậu”, tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 3 (64), tr. 72-76.
File đính kèm:
- tom_tat_luan_an_nghien_cuu_xac_dinh_nguon_vat_lieu_chiu_man.pdf