Nghiên cứu ưu thế lai về một số đặc tính nông sinh học liên quan đến khả năng chịu hạn của lúa lai f1

luận văn, khóa luận, cao học, thạc sĩ, tiến sĩ, đề tài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ----------      ---------- PHẠM HỒNG SƠN NGHIÊN CỨU ƯU THẾ LAI VỀ MỘT SỐ ðẶC TÍNH NÔNG SINH HỌC LIÊN QUAN ðẾN KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA LÚA LAI F1 LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : TRỒNG TRỌT Mã số : 60.62.01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHẠM VĂN CƯỜNG HÀ NỘI - 2010 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . i LỜI CAM ðOAN - Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. - Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 18 tháng 10 năm 2010 Tác giả luận văn Phạm Hồng Sơn Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . ii LI CM N Trong quá trình thực tập làm đề tài, ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi luôn nhận đợc sự chỉ bảo, giúp đỡ của thầy giáo PGS.TS. Phạm Văn Cờng, Bộ môn Cây lơng thực, Khoa Nông học, Trờng đại học Nông nghiệp Hà Nội. Nhân dịp này cho phép tôi đợc bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến thầy. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo, cán bộ công nhân viên của Bộ môn Cây lơng thực, Khoa Nông học, Trờng ĐH Nông nghiệp Hà Nội đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình thực tập và hoàn thành đề tài này. Qua đây, tôi cũng xin đợc gửi lời cảm ơn chân thành tới các Thầy cô giáo trong Khoa Nông học, cùng tập thể các thầy cô giáo trờng đại học Nông nghiệp Hà Nội đã dìu dắt, truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập tại trờng. Xin cảm ơn gia đình, bạn bè và ngời thân, những ngời đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua. Tôi xin chân thành cảm ơn! H Ni, ngy 18 thỏng 10 nm 2010 Tỏc gi lun vn Phm Hng Sn Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục ñồ thị viii 1 MỞ ðẦU 1 1.1 ðặt vấn ñề 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 2.1 Vấn ñề khô hạn ñối với sản xuất lúa trên Thế giới và Việt Nam 3 2.2 Tính trạng liên quan ñến tính chống chịu hạn của cây lúa 11 2.3 Di truyền các tính trạng liên quan tới khả năng chống chịu hạn của cây lúa 18 2.4 Thể hiện ưu thế lai của cây lúa trong ñiều kiện bất thuận về nước, nhiệt ñộ và ánh sáng 24 3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 3.1 Vật liệu nghiên cứu 27 3.2 Nội dung nghiên cứu 27 3.3 Phương pháp nghiên cứu 27 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 33 4.1 Khảo sát ñặc ñiểm nông sinh học của một số dòng lúa cạn trong vụ mùa 2009 33 4.1.1 Một số chỉ tiêu sinh trưởng của các dòng lúa cạn 33 4.1.2 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của một số dòng lúa cạn 34 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . iv 4.2 ðánh giá ƯTL về một số ñặc tính quang hợp và ñặc ñiểm nông sinh học liên quan ñến khả năng chịu hạn của lúa lai F1 35 4.2.1 ðặc tính quang hợp và ƯTL ñặc tính quang hợp liên quan ñến khả năng chịu hạn của lúa lai F1 35 4.2.2 ƯTL về một số ñặc ñiểm nông sinh học liên quan ñến khả năng chịu hạn của lúa lai F1 57 4.2.3 ƯTL về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai F 1 trong ñiều kiện hạn ở thời vụ 1 73 4.2.4 Mối tương quan giữa năng suất cá thể và các yếu tố liên quan ở thời vụ 1 76 5 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 81 5.1 Kết luận 81 5.2 ðề nghị 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . v DANH MỤC VIẾT TẮT CðQH Cường ñộ quang hợp Ci nồng ñộ CO 2 trong gian bào ð/C ðối chứng DM Khối lượng chất khô tích lũy Gs ðộ nhạy khí khổng Hb % Ưu thế lai thực Ht % Ưu thế lai giả ñịnh KL Khối lượng NSCT Năng suất cá thể SLA Chỉ số ñộ dày lá TB Trung bình THL Tổ hợp lai Tr tốc ñộ thoát hơi nước TSC Tuần sau cấy ƯTL Ưu thế lai WUE Hiệu suất sử dụng nước Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . vi DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.1 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa chịu hạn trên thế giới 4 2.2 Diện tích lúa gạo dễ bị hạn hán tại Châu Á (Triệu ha) 9 3.1 Nguồn gốc của các dòng lúa thí nghiệm 27 3.2 Phương pháp bón phân thí nghiệm 29 3.3 Lượng phân bón và phương pháp bón cho 1 chậu thí nghiêm: 29 4.1 Một số chỉ tiêu sinh trưởng của các dòng lúa cạn 33 4.2 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của một số dòng lúa cạn 34 4.3a Cường ñộ quang hợp và ƯTL về cường ñộ quang hợp qua các thời kỳ ở thời vụ 1 36 4.3b Cường ñộ quang hợp và ƯTL cường ñộ quang hợp của lúa lai F1 qua các thời kỳ ở thời vụ 2 37 4.4a Chỉ số SPAD và ƯTL về chỉ số SPAD qua các thời kỳ ở thời vụ 1 39 4.4b Chỉ số SPAD và ƯTL chỉ số SPAD qua các thời ở thời vụ 2 40 4.5a ðộ nhạy khí khổng và ƯTL về ñộ nhạy khí khí khổng qua các thời kỳ ở thời vụ 1 42 4.5b ðộ nhạy khí khổng và ƯTL về ñộ nhạy khí khí khổng qua các thời kỳ ở thời vụ 2 43 4.6a Nồng ñộ CO 2 trong gian bào (Ci) và ƯTL về Ci qua các thời kỳ ở thời vụ 1 45 4.6b Nồng ñộ CO 2 trong gian bào (Ci) và ƯTL về Ci qua các thời kỳ ở thời vụ 2 46 4.7a Tốc ñộ thoát hơi nước và ƯTL về tốc ñộ thoát hơi nước qua các thời kỳ ở thời vụ 1 48 4.7b Tốc ñộ thoát hơi nước và ƯTL về tốc ñộ thoát hơi nước qua các thời kỳ xử lý hạn, thời vụ 2 49 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . vii 4.8a Hiệu suất sử dụng nước(WUE) và ƯTL về WUE qua các thời kỳ ở thời vụ 1 51 4.8b Hiệu suất sử dụng nước(WUE) và ƯTL về WUE qua các thời kỳ ở thời vụ 2 52 4.9a Hiệu suất sử dụng lượng tử ánh sáng(Fv/Fm) và ƯTL về Fv/Fm qua các thời kỳ ở thời vụ 1 54 4.9b Hiệu suất sử dụng lượng tử ánh sáng(Fv/Fm) và ƯTL về Fv/Fm qua các thời kỳ ở thời vụ 2 55 4.10a Chiều cao cây và ƯTL chiều cao cây qua các thời kỳ ở thời vụ 1 57 4.10b Chiều cao cây và ƯTL chiều cao cây qua các thời kỳ ở thời vụ 2 58 4.11a Số nhánh và ƯTL về số nhánh qua các thời kỳ ở thời vụ 1 61 4.11b Số nhánh và ƯTL về số nhánh qua các thời kỳ ở thời vụ 2 62 4.12a Ưu thế lai về một số ñặc ñiểm bộ lá trong thời kỳ hạn ở thời vụ 1 63 4.12b ƯTL Diện tích lá và chỉ số ñộ dày lá(SLA) qua các thời kỳ ở thời vụ 2 64 4.13a Chiều dài rễ, khối lượng rễ khô và ƯTL về hai chỉ tiêu này trong thời kỳ hạn ở thời vụ 1 67 4.13b Khối lượng rễ khô, tỷ lệ rễ/thân lá và ƯTL về hai chỉ tiêu này qua các thời kỳ ở thời vụ 2 68 4.14a Khối lượng chất khô tích lũy và ƯTL về khối lượng chất khô tích lũy ở thời vụ 1 70 4.14b Khối lượng chất khô tích lũy và ƯTL Khối lượng chất khô tích lũy qua các thời kỳ ở thời vụ 2 71 4.15a Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của dòng bố, mẹ và các tổ hợp lai F 1 trong thời kỳ ở thời vụ 1 74 4.15b ƯTL về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai F 1 trong ñiều kiện hạn ở thời vụ 1 75 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . viii DANH MỤC ðỒ THỊ STT Tên ñồ thị Trang 4.1 ðồ thị tương quan giữa cường ñộ quang hợp (CER) với năng suất cá thể (NSCT) ở thời vụ 1 77 4.2 ðồ thị tương quan giữa chất khô tích lũy (DM) với năng suất cá thể ở thời vụ 1 78 4.3 ðồ thị tương quan giữa năng suất cá thể (NSCT) và các yếu tố cấu thành năng suất ở thời vụ 1 79 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . 1 1. MỞ ðẦU 1.1. ðặt vấn ñề Cây lúa (Oryza sativa L.) là cây trồng cung cấp nguồn lương thực quan trọng nhất của loài người. Khoảng 40% dân số thế giới sử dụng lúa gạo làm thức ăn chính và 25% dân số thế giới sử dụng lúa gạo trên 1/2 khẩu phần lương thực hàng ngày. Như vậy, lúa gạo có ảnh hưởng ñến ñời sống ít nhất 65% dân số thế giới. Song cuộc khủng hoảng nước ñang dần xuất hiện và ñe dọa tới nguồn cung cấp lương thực chủ yếu này. Khô hạn là yếu tố quan trọng bậc nhất ảnh hưởng tới an toàn lương thực trên toàn thế giới, có thể làm giảm 70% năng suất cây trồng nói chung. Nó cũng là yếu tố chính làm giảm năng suất lúa, ñã gây ra thiệt hại khoảng 18 triệu tấn dưới ñiều kiện canh tác nước trời và sự thiếu nước tưới ngày càng nghiêm trọng hơn ở vùng có nước tưới cũng như vùng lúa rẫy. Hiện nay, trên thế giới có khoảng 40 – 60% diện tích ñất trồng bị hạn hán trong ñó 35% diện tích bị khô hạn và nửa khô hạn, 25% bị khô hạn trong những thời gian khác nhau (Nabor,1983). Diện tích lúa chịu hạn chiếm 13% diện tích ñồng ruộng. Trong khi ñó hạn hán diễn ra liên tục và ngày càng khóc liệt trên quy mô toàn cầu. Theo các nhà khoa học liên hợp quốc ñã cảnh báo trong năm 2005, trên thế giới cứ 6 quốc gia thì có một quốc gia phải ñối mặt với tình hình thiếu lương thực vì những ñợt hạn hán liên tục do biến ñổi khí hậu. Hơn 10 năm nay, nhiều nước bị mất mùa và trong một vài năm trở lại ñây chịu tới 3 ñến 4 lần hạn hán khắc nghiệt. Tổ chức lương thực thế giới cho biết, trong những năm tới không phải là lũ lụt hay mưa bão mà là khô hạn sẽ quay trở lại ñe doạ Châu Á, và gây hậu quả nghiêm trọng cho nền kinh tế khu vực này. Trong khi ñó khoảng 1/5 diện tích lúa trồng ở Châu Á luôn nằm trong vùng hạn hán quanh năm. Với tầm quan trọng như vậy, người ta ñã hoạch ñịnh thứ tự ưu