Khảo sát tập đoàn các dòng lúa cải tiến có gene năng suất cao trong vụ xuân 2021 tại gia lâm hà nội

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA NÔNG HỌC -  - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT TẬP ĐỒN CÁC DỊNG LÚA CẢI TIẾN CÓ GENE NĂNG SUẤT CAO TRONG VỤ XUÂN 2021 TẠI GIA LÂM-HÀ NỘI Người thực : NGUYỄN THỊ THANH TÂM Lớp : K62KHCTA Mã sinh viên : 621704 Chuyên ngành : KHOA HỌC CÂY TRỒNG Giáo viên hướng dẫn : GS.TS PHẠM VĂN CƯỜNG Bộ môn : CÂY LƯƠNG THỰC Hà Nội – 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu tơi Tất nội dung số liệu đề tài tơi tự tìm hiểu, nghiên cứu xây dựng, số liệu thu thập báo cáo theo kết thí nghiệm tơi thực tài liệu nghiên cứu hoàn toàn trung thực, có nguồn gốc rõ ràng Những kết báo cáo chưa công bố công trình khoa học i LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, ngồi cố gắng nổ lực thân Em nhận giúp đỡ quý báu tận tình cấp lãnh đạo, tập thể cá nhân Đầu tiên em xin bày tỏ lời cảm ơn trân thành sâu sắc đến GS.TS Phạm Văn Cường tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi suốt trình thực đề tài để em hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy cô giáo Bộ môn lương thực cán Trung tâm Nghiên cứu trồng Việt Nam Nhật - Khoa Nông học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam bảo tận tình hướng dẫn em để em hoàn thành báo cáo Cuối em xin gửi lời cảm ơn trân thành đến người thân, gia đình bạn bè ln bên cạnh giúp đỡ động viện em trình thực đề tài Hà Nội, ngày 02 tháng 09 năm 2021 Tác giả Nguyễn Thị Thanh Tâm ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi TÓM TẮT KHÓA LUẬN vii PHẦN I: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích, yêu cầu đề tài 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Yêu cầu PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tình hình sản xuất lúa giới Việt Nam 2.1.1 Tình hình sản xuất lúa giới 2.1.2 Tình hình sản xuất lúa Việt Nam 2.2 Tình hình nghiên cứu chọn tạo khảo nghiệm giống lúa 2.2.1 Tình hình nghiên cứu chọn tạo khảo nghiệm giống lúa giới 2.2.2 Tình hình nghiên cứu chọn tạo khảo nghiệm giống lúa Việt Nam 10 2.3 Đặc điểm sinh trưởng phát triển giống lúa Khang Dân 18 IR24 14 2.3.1 Giống lúa Khang Dân 18 14 2.3.2 Giống lúa IR24 15 2.4 Đặc điểm gene cải tiến 16 2.4.1 Đặc điểm gene suất cao 16 iii 2.4.2 Đặc điểm gene kháng bạc 17 PHẦN III: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 3.1 Vật liệu nghiên cứu 19 3.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 21 3.3 Nội dung nghiên cứu 22 3.4 Phương pháp nghiên cứu 22 3.4.1 Bố trí thí nghiệm 22 3.4.2 Biện pháp kỹ thuật áp dụng 22 3.4.3 Các tiêu theo dõi 23 PHẦN IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 4.1 Thời gian sinh trưởng dịng lúa thí nghiệm 27 4.2 Động thái tăng trưởng chiều cao 29 4.3 Khả đẻ nhánh 32 4.4 Động thái tăng trưởng số lúa thân số dịng/giống lúa thí nghiệm 36 4.5 Một số đặc điểm nông sinh học dịng, giống lúa thí nghiệm 39 4.5.1 Một số đặc điểm lúa 39 4.5.2 Một số tiêu thân 43 4.5.3 Đặc điểm cấu trúc lúa 45 4.6 Các yếu tố cấu thành suất suất dịng/giống lúa thí nghiệm 48 PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 5.1 Kết luận 53 5.2 Kiến nghị 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC 56 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1 Thời gian sinh trưởng dịng/giống lúa thí nghiệm qua giai đoạn sinh trưởng 27 Bảng 4.2 Động thái tăng trưởng chiều cao dịng/giống lúa thí nghiệm 30 Bảng 4.3 Động thái tăng trưởng số nhánh dịng/giống lúa thí nghiệm 33 Bảng 4.4 Động thái tăng trưởng số lúa thân dịng/giống lúa thí nghiệm 37 Bảng 4.5: Đặc điểm dịng/giống lúa thí nghiệm 40 Bảng 4.6: Một số tiêu theo dõi thân lúa dịng/giống lúa thí nghiệm 43 Bảng 4.7: Một số đặc điểm cấu trúc lúa dịng/giống lúa thí nghiệm 45 Bảng 4.8 Các yếu tố cấu thành suất suất dịng/giống lúa thí nghiệm 48 v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CCCC Chiều cao cuối ĐC Đối chứng TSC Tuần sau cấy NSCT Năng suất cá thể NSLT Năng suất lý thuyết NSTT Năng suất thực thu SNHH Số nhánh hữu hiệu TGST Thời gian sinh trưởng vi TÓM TẮT KHÓA LUẬN Mục đích: Chọn dịng ưu tú có đặc điểm nông sinh học tốt, suất cao chất lượng tốt, chống chịu sâu bệnh thích ứng với điều kiện mơi trường Phương pháp nghiên cứu: Thí nghiệm tiến hành vụ Xuân 2021 Khu thí nghiệm đồng ruộng khoa Nông học, Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Thí nghiệm bố trí theo phương pháp khảo sát tập đồn, kiểu khơng nhắc lại Mật độ: dảnh/khóm, 33 cây/m2, khoảng cách : câcây = 12cm, hàng×hàng = 25cm Kết kết luận: Qua nghiên cứu khảo sát đánh giá xác định đặc điểm sinh trưởng phát triển, đặc điểm nông sinh học, suất mức độ nhiễm sâu bệnh 30 dịng/giống lúa thí nghiệm vụ Xuân 2021 Qua đánh giá tổng hợp suất chất lượng chọn dịng có triển vọng D01, D27, D29, D64, D116 vii PHẦN I: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Lúa (Oryza sativa L.)là lương thực quan trọng Việt Nam, đồng thời nguồn thức ăn quan trọng cho nửa dân số giới.Việt Nam nước xuất gạo đứng hàng thứ giới sau Thái Lan Lúa gạo nguồn thu ngoại tệ lớn nông nghiệp xuất Việt Nam nguồn thức ăn 90 triệu dân số nước Đồng Sông Hồng đồng sơng Cửu Long có sản lượng gạo 17% 50% Diện tích đất dành cho canh tác lúa không tăng dân số giới liên tục tăng Do vậy, vấn đề lương thực đặt mối đe dọa đến an ninh ổn định giới nói chung nước ta nói riêng tương lai Theo dự đoán chuyên gia dân số học, dân số giới tiếp tục tăng vòng 20 năm tới sản lượng lúa gạo phải tăng 80% đáp ứng đủ nhu cầu Vì thế, suất lúa điều quan tâm hàng đầu Năng suất tính trạng số lượng phức tạp, tổng hợp nhiều tính trạng khác Năng suất có hệ số di truyền thấp, ảnh hưởng lớn yếu tố môi trường tính số tấn/ha Ở lúa, suất tính tích số số lượng hạt lúa bông, số lượng hữu hiệu m2, tỷ lệ hạt khối lượng hạt (1000 hạt) Năng suất đặc tính mang tính quần thể thực tế sản xuất tính trạng ln so sánh diện tích sản xuất với hàng nghìn, hàng vạn khơng cá thể đơn lẻ, song nghiên cứu quy mô nhỏ bước khởi đầu để khảo sát đại trà diện tích lớn Để tăng suất, nghiên cứu thường tập trung vào tăng số lượng hạt lúa (grain number) số (panicle number) Đây đại lượng đo đếm cách xác, tiêu quan trọng công tác chọn tạo giống để cải thiện nâng cao suất lúa nay( Tăng Thị Hạnh cs, 2015) Với hợp tác Cơ quan hợp tác quốc tế Nhật Bản (JICA) Học viện Nông Nghiệp Việt Nam (VNUA), Dự án JICA – DCG ( Phát triển trồng cải tiến cho Trung Du, miền núi phía Bắc Việt Nam) chọn lọc dòng lúa Khang Dân 18 cải tiến mang gen ngắn ngày (Hd9) tăng số hạt Gn1 (grain number 1) gen tăng số gié cấp bơng WFP1 ( wealthy farmer’s panicle 1) Các dịng lúa có di truyền giống KD18, tạo phương pháp lai lại KD18 với ST-12 kết hợp chọn lọc thị phân tử (maker phân tử) Dịng lúa hệ có tiềm thời gian sinh trưởng ngắn suất cao ( Tăng Thị Hạnh cs, 2015) Trên sở đó, dịng lúa cải tiến cần nghiên cứu, đánh giá, mơ tả xác đặc điểm nơng sinh học, tính thích nghi mức độ chống chịu với tiềm năng suất, chất lượng để phục vụ cho sản xuất làm phong phú thêm giống lúa tương lai Chúng tiến hành thực đề tài : “Khảo sát tập đồn dịng lúa cải tiến có gene suất cao vụ xuân 2021 Gia Lâm-Hà Nội” 1.2 Mục đích, yêu cầu đề tài 1.2.1 Mục đích - Chọn dịng ưu tú có đặc điểm nông sinh học tốt, suất cao chất lượng tốt, chống chịu sâu bệnh thích ứng với điều kiện môi trường 1.2.2 Yêu cầu - Theo dõi đánh giá tiêu nông sinh học tiêu lúa , thân lúa lúa - Theo dõi đánh giá tiêu đặc điểm hình thái mức độ nhiễm sâu bệnh sâu đục thân, sâu lá, rầy nâu - Theo dõi đánh giá tiêu suất yếu tố cấu thành suất số bơng/khóm, số hạt/bông tỷ lệ hạt chắc, khối lượng 1000 hạt, suất lý thuyết suất thực thu, suất cá thể D62, D65, D66, D68, D95, D97 có số gié lớn hai giống đối chứng.Ta thấy dịng có số gié cấp cao có số hạt/bông lớn 4.6 Các yếu tố cấu thành suất suất dịng/giống lúa thí nghiệm Năng suất yếu tố quan tâm hàng đầu nghiên cứu lúa giới Việt Nam từ trước đến nay, suất lúa có tầm quan trọng an ninh lương thực quốc gia kinh tế đất nước Năng suất lúa cấu thành yếu tố số bông/m2, số hạt/bông, tỷ lệ hạt khối lượng nghìn hạt nên yếu tố thay dổi dẫn đến suất lúa thay đổi Giữa dịng thí nghiệm suất lúa khác thể bảng 4.8 Bảng 4.8 Các yếu tố cấu thành suất suất dịng/giống lúa thí nghiệm Dịng Số Số Tỷ lệ hạt /m2 hạt Khối Năng lượng suất lý 1000 hạt thuyết (gam) (tạ/ha) Năng suất thực thu (tạ/ha) (bông) /bông /bông(%) D01 352,0 215,3 93,6 24,0 177,9 124,52 D22 231,0 202,9 92,4 22,0 98,1 50,82 D23 297,0 225,1 94,6 21,9 140,3 68,31 D24 231,0 240,6 91,4 21,9 113,0 52,36 D25 242,0 234,0 95,0 19,0 102,3 50,93 D26 275,0 187,4 93,5 23,7 115,5 61,05 D27 264,0 206,6 94,4 25,0 129,0 93,72 D28 297,0 221,3 93,7 24,1 148,9 59,62 48 D29 330,0 297,2 94,9 19,0 177,2 107,80 D30 220,0 274,1 90,6 17,4 94,6 54,56 D31 253,0 291,0 93,2 20,3 137,7 76,45 D32 264,0 244,7 94,6 21,5 131,3 89,98 D33 220,0 295,0 96,1 21,5 133,7 69,41 D34 264,0 255,8 95,5 20,0 127,0 85,36 D35 297,0 253,2 96,1 20,1 149,9 74,25 D36 275,0 200,9 95,8 19,7 104,2 71,06 D62 319,0 271,7 95,9 19,7 161,3 81,18 D63 275,0 218,6 92,9 21,6 121,0 73,70 D64 297,0 293,1 94,5 18,2 153,4 94,05 D65 286,0 283,1 93,9 18,9 145,6 81,51 D66 374,0 272,1 94,4 17,5 170,4 80,08 D67 264,0 225,1 94,6 19,8 111,3 72,27 D68 374,0 282,0 93,9 18,7 187,6 63,25 D69 297,0 246,6 90,9 18,5 128,2 89,98 D70 286,0 264,7 94,7 18,2 130,2 86,46 D95 330,0 294,9 93,8 19,5 182,4 85,58 D97 242,0 299,4 96,8 21,0 139,8 36,96 D116 363,0 267,8 95,9 21,1 191,4 94,05 KD18 264,0 245,0 96,0 19,0 115,5 99,55 49 IR24 Độ lệch chuẩn Trung bình 352,0 222,8 96,1 23,3 171,8 82,28 44,01 32,80 1,54 2,02 27,43 18,49 287,8 251,1 94,3 20,5 139,7 77,0 Số bông/m2: yếu tố quan định tới suất lúa Yếu tố định từ đẻ nhánh kết thúc đẻ nhánh, nên thời kỳ phải có biện pháp tác động kịp thời để kích thích cho lúa đẻ nhánh tập trung để tăng khả hình thành nhánh hữu hiệu Hai dịng D66 D68 có số bơng/m2 lớn 374 bơng/m2 thấp dịng D33 với 220 bơng/m2 KD18 có số bơng/m2 nhỏ trung bình (287,8 bơng/m2) IR24 có số bơng/m2 cao 352 bơng Số hạt/bơng: nhiều hay tùy thuộc vào số gié, số hoa phân hóa thối hóa Tồn q trình nằm thời kỳ sinh trưởng sinh thực (từ làm đòng đến trỗ) Và số lượng gié, hoa phân hóa định từ thời kỳ đầu trình làm đòng (bước 1-3 vòng từ 7-10 ngày) Thời kỳ bị ảnh hưởng sinh trưởng lúa điều kiện ngoại cảnh, yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến thối hóa hoa Thời kỳ thối hóa hoa thường bắt đầu vào bước (hình thành nhị nhụy) kết thúc vào bước 6, tức khoảng 10-12 ngày trước trỗ Nguyên nhân chủ yếu thiếu dinh dưỡng thời kỳ làm đòng ngoại cảnh bất thuận trời rét, âm u, thiếu ánh sáng, bị ngập, hạn, sâu bệnh ngồi có ngun nhân đặc điểm số giống Số hạt/bơng dịng/giống thí nghiệm trung bình 251,1 hạt/bơng Thấp D26 với 187,4 hạt/bông cao D97(299,4 hạt/bông) Hai giống đối chứng có số hạt bơng thấp trung bình Một số dịng thí nghiệm có số hạt cao đối chứng D29, D30, D31, D33, D34, D35, D62, D64, D65, D66, D68, D69, D70, D95, D97, D116 50 Tỷ lệ hạt chắc/bông: tăng tỷ lệ hạt chắc/bơng hay nói cách khác giảm tỷ lệ hạt lép/bông yếu tố quan trọng định suất Tỷ lệ hạt chắc/bông định thời kỳ trước sau trỗ, gặp điều kiện bất thuận thời kỳ tỷ lệ hạt lép cao Qua bảng theo dõi cho thấy tỉ lệ hạt chắc/bông cao từ 90,6-96,1% Cao dòng D35 giống đối chứng IR24 Giống đối chứng KD18 cao mức 96% Khối lượng 1000 hạt: yếu tố biến động không nhiều điều kiện dinh dưỡng ngoại cảnh mà chủ yếu phụ thuộc vào yếu tố giống Khối lượng 1000 hạt cấu thành yếu tố: khối lượng vỏ trấu (thường chiếm khoảng 20%) khối lượng hạt gạo (thường chiếm khoảng 80%) Vì muốn khối lượng hạt gạo cao, phải tác động vào yếu tố Dịng có khối lượng 1000 hạt cao D27(25g) thấp D30(17,4g) Hai giống đối chứng KD18 IR24 có khối lượng 1000 hạt trung bình cao (19 23,3g) Một số dịng có khối lượng 1000 hạt cao D01, D26, D27, D28(23,7-25g) Các dịng có khối lượng 1000 hạt thấp D30, D64, D65, D66, D68, D69, D70(17,4-18,9g) Năng suất lý thuyết (NSLT): tiềm năng suất cao đạt dịng, giống điều kiện cụ thể Biết tiềm năng suất yếu tố cấu thành suất cho phép có sở để xây dựng quy trình kỹ thuật hợp lý để thu suất thực cao Qua bảng 4.7 cho thấy suất lý thuyết dòng, giống dao động từ 94,6-191,4 tạ/ha Cao dòng D116 (191,4 tạ/ha), thấp D30(94,6 tạ/ha) Năng suất lý thuyết trung bình 139,3 tạ/ha Các dịng D01, D29, D68, D95, D116 có suất lý thuyết lớn hai giống đối chứng KD18 thấp suất trung bình IR24 cao suất trung bình Năng suất thực thu (NSTT): dòng, giống theo dõi dao động khoảng 36,96- 124,52tạ/ha D01 dịng có suất cao cao dịng đối chứng D97 có suất thấp 36,96 tạ/ha Các dịng có suất cao tương đối D27, D29, D64, D116 51 52 PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Các dịng có thời gian sinh trưởng ngắn dòng D22, D23, D24,D25 D116 Dịng D01 có chiều cao cuối thấp nhất(82,3cm), cao dịng D29(108,2cm) Các dịng có chiều cao cuối cao hai giống đối chứng D31, D33, D35, D95 D66 dịng có số nhánh hữu hiệu cao (11,2 nhánh/khóm) Các dịng có số nhiều D25, D27, D29, D36, D64, D116 từ 13,6-13,8 Chiều dài đòng dòng, giống tham gia thí nghiệm dao động từ 30,0-53,3cm, cao dòng D66(53,3cm), tiếp đến D64 D65(49,0 cm) Chiều rộng đòng dòng dao động từ 1,5 – 2,1 cm Trong D31, D32 dịng có chiều rộng địng lớn (2,1 cm) Góc độ địng dịng, giống tham gia thí nghiệm chênh lệch lớn, dao động từ 11,7° - 19,7° Lá cơng có chiều dài dao động khoảng từ 34,5 –58 cm cao dịng D26 Chiều rộng cơng dao động từ 1,1-1,7cm.Lá thứ có kích thước chiều dài cao 54,7cm dòng D27 thấp dòng D63 (33,5cm) Về chiều rộng dịng D25, D30 có độ rộng lớn 1,5 cm lớn đối chứng, nhỏ 1,0 cm dòng D67, D68 hay D70 Chiều dài lóng dịng/giống lúa thí nghiệm dao động từ 57,2 đến 80,0 Một số dịng có chiều dài lóng vượt trội D29, D30, D31, D33, D35, D95 (78,3-80cm) Đường kính lóng dao động khoảng 5,3- 8,3mm Đường kính cổ bơng trung bình rơi vào khoảng 2,4mm, dao động từ 2-3,3mm Lớn D66 với đường kính 3,3mm Độ cứng đánh giá thang điểm 1: không bị đổ Chiều dài bơng dịng/giống dao động từ 20,5-27,2 Dịng có chiều dài bơng lớn D33 ngắn D22 Số gié cấp dao động từ 8,8 đến 11,9 Gié cấp dao động từ 34,7 đến 64,2 gié 53 - Hai dịng D66 D68 có số bơng/m2 lớn 374 bơng/m2 thấp dịng D33 với 220 bơng/m2 - Số hạt/bơng dịng/giống thí nghiệm trung bình 251,1 hạt/bơng Thấp D26 với 187,4 hạt/bông cao D97(299,4 hạt/bông) - Tỉ lệ hạt chắc/bông cao từ 90,6-96,1% Cao dòng D35 giống đối chứng IR24 - Năng suất thực thu: dòng, giống theo dõi dao động khoảng 36,96- 124,52tạ/ha D01 dịng có suất cao cao dòng đối chứng Các dịng có suất cao tương đối D27, D29, D64, D116 Các dịng có suất cao tương đối D27, D29, D64, D116 5.2 Kiến nghị Tiếp tục gieo cấy dòng lúa vào vụ mùa năm So sánh, đánh giá thời gian sinh trưởng suất hai vụ, tìm thời vụ thích hợp cho gieo cấy 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tăng Thị Hạnh, Phan Thị Hồng Nhung, Nguyễn Trung Đức Phạm Văn Cường (2015) “Đánh giá biểu gien GN1 WFP1 qua số tính trạng nơng sinh học suất dịng lúa Khang Dân 18 cải tiến”,Tạp chí Nơng Nghiệp & Phát Triển Nông Thôn số 10/2015, trang 1823 Phạm Văn Cường Nguyễn Hồng Hạnh, Nguyễn Văn Hoan (2018) “Ảnh hưởng mật độ cấy phân bón đến sinh trưởng, phát triển suất giống lúa DCG66 so với Khang dân 18 Gia Lâm, Hà Nội” ,Tạp chí Nơng nghiệp phát triển nơng thơn, trang 33-40 Phạm Văn Cường Nguyễn Hồng Hạnh, Nguyễn Văn Hoan (2017), “Đặc điểm hình thái, giải phẫu dịng lúa mang đoạn nhiễm sắc thể từ giống lúa japonica asominori di truyền giống lúa Indica IR24”, Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam, trang 20-26 Hạnh Nguyên(2019), “Làm chủ nhiều công nghệ chọn tạo giống lúa mới”, Truyền thông khoa học công nghệ TS Trần Duy Dương Và Cộng Sự - Viện Di Truyền Nông Nghiệp (2016) “Hiện trạng công nghệ chọn tạo giống lúa Việt Nam”, Bnews Bộ Nông Nghiệp Phát Triển Nông Thôn (2011), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khảo nghiệm giá trị canh tác giá trị sử dụng giống lúa Ký hiệu: QCVN 01-55 : 2011/BNNPTNT, Hà Nội Phạm Văn Cường, Tăng Thị Hạnh, Vũ Văn Liết, Nguyễn Thiện Huyên, Nguyễn Hữu Tề, Giáo trình lúa Nhà xuất Nông Nghiệp, Hà Nội Trung tâm tài nguyên di truyền viện nghiên cứu lúa quốc tế(IRRI, 1996) Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen lúa, xuất lần thứ tháng 7/1996, Philipines( Dịch tiếng việt: Viện Khoa Học Nông Nghiệp Việt Nam) 55 PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM Hình Ruộng lúa cấy xong Hình Ruộng lúa sau tuần cấy 56 Hình Giai đoạn trỗ Hình Giai đoạn chín 57 Hình Cấu trúc bơng dịng 58 59 60 61 62