Đánh giá khả năng chịu hạn của một số giống lúa địa phương vùng núi tây bắc sau chọn lọc trong vụ xuân 2004 tại gia lâm, hà nội

Đánh giá khả năng chịu hạn của một số giống lúa địa phương vùng núi tây bắc sau chọn lọc trong vụ xuân 2004 tại gia lâm, hà nội

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng Đại học nông nghiệp I Vũ thị bích hạnh Đánh giá khả năng chịu hạn của một số giống lúa địa phơng vùng núi Tây Bắc sau chọn lọc trong vụ xuân 2004 tại Gia Lâm, Hà Nội Chuyên ngành: Chọn tạo và nhân giống Mã số: 4 01 05 Luận văn thạc sĩ nông nghiệp Ngời hớng dẫn: Tiến sĩ Vũ Văn Liết Hà Nội-2004 43 Lời cam đoan - Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và cha hề đợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào. - Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã đợc chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả Vũ Thị Bích Hạnh. 44 Lời cảm ơn Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, cán bộ, công nhân viên ở Bộ môn Di truyền chọn giống và Trung tâm VAC đã góp ý, tạo mọi điều kiện và giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện đề tài tại đây! Đặc biệt, tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Tiến sĩ Vũ Văn Liết trong việc định hớng đề tài cũng nh trong suốt quá trình thực hiện, hoàn thiện luận văn tốt nghiệp của tôi! Tôi xin chân thành cảm ơn sự cộng tác nhiệt tình của sinh viên Nguyễn Tài Toàn trong quá trình thực hiện đề tài! Qua đây, tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, ngời thân, bạn bè, là những ngời luôn ủng hộ tôi trong quá trình học tập và thực tập tốt nghiệp! Tác giả Vũ Thị Bích Hạnh Mục lục trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii 45 Danh mục chữ viết tắt và kí hiệu vii Phần 1 mở đầu 1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài 3 1.2.1 Mục đích 3 1.2.2 Yêu cầu 3 phần 2 Tổng quan tài liệu 4 2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 4 2.1.1 Một số khái niệm về lúa cạn và lúa chịu hạn 4 2.1.2 Hạn: khái niệm, bản chất tự nhiên và phân loại 5 2.1.2.1 Một số khái niệm về hạn 5 2.1.2.2 Bản chất tự nhiên và phân loại hạn 6 2.1.3 Khái niệm về khả năng chống, né, tránh, chịu hạn, khả năng phục hồi và các cơ chế của chúng 7 2.1.3.1 Khái niệm về khả năng chống, né, tránh, chịu hạn và khả năng phục hồi sau hạn 7 2.1.3.2 Các cơ chế chống chịu hạn và những đặc tính có liên quan 8 2.1.3.2.1 Cơ chế né (thoát hạn) 8 2.1.3.2.2 Cơ chế tránh hạn 8 2.1.3.2.3 Cơ chế chịu hạn 9 2.1.3.2.4 Cơ chế phục hồi 10 2.1.3.2.5 Cơ chế chống hạn 10 46 2.1.4 Bản chất của tính chống chịu hạn ở thực vật và cây lúa 11 2.1.5 Tác động của hạn đến sản xuất nông nghiệp và sinh trởng cây lúa 12 2.1.6 Những biện pháp nâng cao năng suất và khả năng chống chịu hạn ở cây lúa 13 2.2 Tình hình nghiên cứu, sản xuất lúa cạn, lúa chịu hạn trên thế giới và Việt Nam 14 2.2.1 Nguồn gốc và sự phân bố của cây lúa cạn 14 2.2.1.1 Nguồn gốc lúa cạn 14 2.2.1.2 Phân bố của cây lúa cạn trên thế giới và tại Việt Nam 14 2.2.2 Tình hình sản xuất lúa cạn, lúa chịu hạn 15 2.2.2.1 Sản xuất lúa cạn trên thế giới 15 2.2.2.2 Sản xuất lúa cạn ở Việt Nam 16 2.2.3 Nghiên cứu về lúa cạn và lúa chịu hạn ở trong và ngoài nớc 17 2.2.3.1 Nghiên cứu về lúa cạn và lúa chịu hạn trên thế giới 17 2.2.3.1.1 Nghiên cứu về đặc trng hình thái và sinh trởng 18 2.2.3.1.2 Nghiên cứu về cấu tạo giải phẫu và hoạt động sinh lý chống 47 chịu hạn 21 2.2.3.1.3 Nghiên cứu về di truyền tính chịu hạn 23 2.2.3.1.4 Nghiên cứu chọn tạo giống lúa cạn và lúa chịu hạn 26 2.2.3.2 Phơng hớng chọn tạo giống lúa chịu hạn 28 2.2.3.3 Nghiên cứu về lúa cạn và lúa chịu hạn tại Việt Nam 29 2.2.4 Tơng lai của cây lúa cạn và lúa chịu hạn 33 2.3 Những kết luận rút ra từ nghiên cứu tổng quan 34 Phần 3: Vật liệu, nội dung và phơng pháp nghiên cứu 36 3.1 Vật liệu nghiên cứu 36 3.2 Nội dung nghiên cứu 36 3.2.1 Đánh giá, phân loại khả năng chịu hạn của các mẫu dòng giống lúa địa phơng 36 3.2.2 Nghiên cứu một số đặc trng hình thái cơ bản có liên quan đến khả năng chịu hạn của các dòng giống lúa 37 3.2.3 Theo dõi các yếu tố cấu thành năng suất và đánh giá tình trạng sâu bệnh trên các giống lúa thí nghiệm ở hai điều kiện môi trờng 37 48 3.3 Phơng pháp nghiên cứu 37 3.3.1 Đánh giá nhân tạo trong phòng thí nghiệm 37 3.3.2 Đánh giá nhân tạo bằng chậu vại trong nhà lới 39 3.3.3 Kỹ thuật hộp rễ 40 3.3.4 Xác định sự phân bố rễ theo chiều sâu tầng đất 40 3.3.5 Đánh giá trên đồng ruộng 41 3.3.6 Phơng pháp phân tích xử lý số liệu 42 Phần 4: kết quả và thảo luận 43 4.1 Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn 43 4.1.1 Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn nhân tạo 43 4.1.2 Đánh giá khả năng chống chịu hạn trên đồng ruộng 47 4.1.2.1 Đặc điểm môi trờng nơi làm thí nghiệm 47 4.1.2.2 Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn trên đồng ruộng 48 4.2 Một số đặc điểm hình thái của các dòng giống lúa thí nghiệm 52 4.3 Đặc trng sinh trởng của các dòng giống lúa thí nghiệm 52 49 4.3.1 Bộ rễ lúa 52 4.3.2 Các bộ phận trên mặt đất 59 4.3.2.1 Chiều cao cây lúa ở hai điều kiện môi trờng 59 4.3.2.2 Khả năng đẻ nhánh của các dòng giống lúa ở hai điều kiện môi trờng 62 4.3.2.3 Kích thớc lá đòng 64 4.3.2.4 Đặc điểm bông và hạt ở 2 điều kiện môi trờng 66 4.3.2.5 ảnh hởng của điều kiện gieo cạn, không có tới đến thời gian sinh trởng 70 4.4 Một số chỉ tiêu sinh lý của các dòng giống lúa thí nghiệm 71 4.5 Khả năng chống chịu sâu bệnh của các dòng giống lúa thí nghiệm 74 4.6 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 77 4.7 Đề xuất mô hình giống lúa cạn chịu hạn ở vùng Tây Bắc, Việt Nam 79 4.8 Xếp loại khả năng chịu hạn và năng suất của các dòng giống lúa thí nghiệm 81 Phần 5: kết luận và đề nghị 83 1 Kết luận 83 50 2 §Ò nghÞ 84 tµi liÖu tham kh¶o phô lôc 51 Phần 1 Mở đầu 1.1 tính cấp thiết của đề tài Trên thế giới, ớc tính có hơn 2,7 tỉ ngời dân đang sử dụng lúa gạo trong các bữa ăn hàng ngày. Cây lúa đợc trồng trên một phần mời diện tích đất canh tác của thế giới. Nhng trong 130 triệu ha đất trồng lúa hiện nay, có khoảng 20 % diện tích đang canh tác trong điều kiện khô hạn hoặc phụ thuộc vào nớc ma tự nhiên [68]. Sự khan hiếm nớc tới phục vụ cho nông nghiệp đã đợc báo động trong nhiều hội nghị khoa học của thế giới gần đây. Các nhà khoa học đều khẳng định, khô hạn ảnh hởng nghiêm trọng đến an toàn lơng thực của nhân loại và tài nguyên nớc phục vụ cho nông nghiệp không phải là vô tận. Bên cạnh đó, áp lực dân số kèm theo sự phát triển của các đô thị đã làm gia tăng nhu cầu nớc phục vụ dân sinh và các ngành công nghiệp. Chính vì vậy, thiếu nớc tới trong sản xuất nông nghiệp là vấn đề đang đợc dự báo cấp thiết trên qui mô toàn cầu. Theo một báo cáo của Liên Hiệp Quốc, nhiệt độ khí quyển tăng lên sẽ làm mất đi một phần ba nguồn nớc đang sử dụng của thế giới trong vòng 20 năm tới [2]. Với tầm quan trọng nh vậy, ngời ta đã hoạch định một thứ tự u tiên cho đầu t nghiên cứu tính chống chịu khô hạn và chịu mặn trong lĩnh vực cải tiến giống cây trồng trên toàn thế giới. Trồng lúa cần rất nhiều nớc tới. Hiện nay, để tạo ra 1 kg thóc phải sử dụng 5000 lít nớc. Một số quốc gia nh Ai Cập, Nhật Bản, úc đã cố gắng cải tiến nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nớc trong sản xuất lúa xuống còn 1,3m 3 nớc/1 kg thóc. Tại Trung Quốc, các nhà khoa học đang tiến hành hớng chọn giống lúa canh tác trên đất thoáng khí với thuật ngữ aerobic rice. Bộ rễ lúa sẽ phát triển nh cây trồng cạn với chế độ tới cải tiến, nhằm tiết kiệm nớc tối đa [2]. Nhờ cuộc cách mạng xanh và các thành tựu khoa học kỹ thuật nông nghiệp, nhiều quốc gia sản xuất lúa ở Châu á đã vợt qua tình trạng thiếu đói lơng thực, trở thành các cờng quốc về xuất khẩu gạo. Các giống lúa cải tiến, các giống lúa u thế lai ra đời đã tạo nên những kì tích về năng suất và sản lợng lúa gạo. Thế nhng tại các vùng khô hạn và khan hiếm nớc tới, các giống lúa lai và lúa cải 52 . chịu hạn của lúa cạn, lúa chịu hạn, chúng tôi tiến hành: Đánh giá khả năng chịu hạn của một số giống lúa địa phơng vùng núi Tây Bắc sau chọn lọc trong vụ xuân. Bộ giáo dục và đào tạo Trờng Đại học nông nghiệp I Vũ thị bích hạnh Đánh giá khả năng chịu hạn của một số giống lúa địa phơng vùng núi Tây Bắc sau chọn lọc