Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất hạt giống lúa lai f1

luận văn

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp……………… 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM -----------***---------- NguyỄN VĂN NĂM NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT HẠT GIỐNGLÚA LAI F 1 TỔ HỢP HYT 102 LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Trồng trọt Mã số : 60.62.01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Trí Hoàn HÀ NỘI - 2009 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp……………… 2 LỜI CẢM ƠN Trong su ốt quá trình học tập và nghiên cứu, ñể hoàn thành ñược luận văn th ạc sĩ này, ngoài sự nỗ lực phấn ñấu của bản thân, tôi ñã nhận ñược nhiều sự giúp ñỡ quý báu của các thầy giáo, cô giáo, cá nhân, tập thể, bạn bè và gia ñình. Nhân d ịp này tôi xin chân trọng gửi lời cảm ơn ñến: - PGS. TS Nguy ễn Trí Hoàn - Người hướng dẫn khoa học. - Ban ñào tạo sau ñại học - Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam - Các th ầy giáo, cô giáo tham gia giảng dạy ñã nhiệt tình truyền ñạt kiến th ức cũng như tạo ñiều kiện tốt cho chúng tôi trong suốt quá trình học tập và th ực hiện ñề tài. - Ban giám ñốc Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển lúa lai và các bạn bè ñồng nghiệp ñã cung cấp những vấn ñề thiết thực có liên quan tới ñề tài. - S ự ñộng viên cũng như ñóng góp công sức của gia ñình chúng tôi. M ột lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn. H ọc viên Nguy ễn Văn Năm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp……………… 3 LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các k ết quả nghiên cứu ñược trình bày trong luận văn này là hoàn toàn trung th ực và chưa từng sử dụng, công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Các thông tin trích d ẫn trong ñề tài ñều ñược chú thích một cách cụ th ể và ñã ghi rõ nguồn gốc./ Hà n ội, tháng 11 năm 2009 H ọc viên Nguyễn Văn Năm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp……………… 4 M ỤC LỤC Trang i ii iii viii ix Trang phụ bìa L ời cảm ơn L ời cam ñoan M ục lục Danh m ục các ký hiệu, các chữ viết tắt Danh m ục các bảng Danh m ục các hình ix M Ở ðẦU 1. Tính cấp thiết của ñề tài 1 2. Mục tiêu và yêu cầu của ñề tài 3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 3 4. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài 3 CHƯƠNG 1 T ỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI 1.1. C ơ sở khoa học của ñề tài 4 1.2. Cơ sở khoa học của việc khai thác và sử dụng lúa lai hệ hai dòng 5 1.2.1. Bất dục ñực chức năng di truyền nhân cảm ứng nhiệt ñộ (Thermo Sensitive Genic Male Sterility TGMS) 5 1.2.2. Các dòng TPGMS và PTGMS 7 1.2.3. Những ưu ñiểm và hạn chế của lúa lai 2 dòng 8 1.3. Những thành tựu nghiên cứu về kỹ thuật sản xuất hạt lúa lai F 1 hệ 2 dòng c ảm ứng nhiệt ñộ (TGMS) 9 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp……………… 5 1.3.1. Xác ñịnh thời vụ sản xuất hạt lai F 1 10 1.3.2. ðảm bảo sự trỗbông và nở hoa trùng khớp giữa dòng bố và dòng mẹ 11 1.3.3 Tạo quần thể dòng bố, mẹ năng suất cao 18 1.3.4 Nâng cao tỷ lệ ñậu hạt 22 1.3.5 Các biện pháp nâng cao chất lượng hạt giống 28 1.4. Những thành tựu trong nghiên cứu và phát triển lúa lai trong và ngoài n ước 29 1.4.1 Ngoài nước 29 1.4.2 Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam 32 CHƯƠNG 2 N ỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nội dung nghiên cứu 39 2.1.1. Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất hạt lai F 1 tổ hợp HYT102 39 2.1.2. Thử nghiệm quy trình công nghệ sản xuất hạt giống lúa lai F 1 tổ hợp HYT102 ở các vùng sinh thái Hải Dương, Thanh Hoá 39 2.2. Vật liệu nghiên cứu 39 2.3. Thời gian và ñịa ñiểm tiến hành thí nghiệm 40 2.4. Phương pháp nghiên cứu 40 2.4.1. Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ñặc ñiểm nông sinh học của dòng bố, mẹ t ổ hợp HYT102 40 2.4.2. Thí nghiệm 2: Nghiên cứu kết cấu quần thể hợp lý cho tổ hợp HYT102 v ụ mùa 2007 41 2.4.3. Thí nghiệm 3: Nghiên cứu thời vụ gieo cấy dòng bố, mẹ ñảm bảo tr ỗ bông trùng khớp 42 2.4.4. Thí nghiệm 4: Nghiên cứu ñộng thái trỗ bông và tiến ñộ nở hoa của 42 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp……………… 6 dòng bố, mẹ tổ hợp HYT102 2.4.5. Thí nghi ệm 5: Nghiên cứu cải tiến quần thể dòng bố, mẹ ñạt năng su ất cao cho tổ hợp HYT102 vụ mùa 2008 43 2.4.6. Thí nghiệm 6: Xác ñịnh liều lượng GA 3 hợp lý cho tổ hợp HYT102 45 2.4.7 Thí nghiệm 7: Nghiên cứu sử dụng một số hoá chất nâng cao năng su ất hạt lai F1 46 2.5. Thử nghiệm quy trình sản xuất hạt lai F 1 tại một số vùng sinh thái 47 CHƯƠNG 3 K ẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Nghiên cứu ñiều kiện ñất ñai, khí hậu chung về khu nhân giống gốc Ba Vì, Hà N ội 48 3.1.1. ðịa hình và ñất ñai 48 3.1.2. ðiều kiện khí hậu, thời tiết 48 3.2. Kết quả nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất hạt gi ống lúa lai F 1 tổ hợp HYT102 49 3.2.1. Vấn ñề trỗ bông trùng khớp của dòng bố và dòng mẹ 49 3.2.2. Kết quả ñánh giá ñộ thuần dòng S và dòng R 50 3.2.3 ðặc ñiểm nông sinh học và một số chỉ tiêu theo dõi trên dòng bố (GR10) và dòng m ẹ AM30s( 827S) 50 3.2.4 Bố trí các dòng bố, mẹ ñảm bảo trỗ bông và nở hoa trùng khớp 51 3.2.4.1 Thời gian sinh trưởng từ gieo ñển trỗ 10% của dòng bố GR10 và dòng m ẹ 827S 52 3.2.4.2 Diễn biến phát triển số lá của dòng S và dòng R tổ hợp HYT102 53 3.2.5 Nghiên cứu tạo kết cấu quần thể dòng bố, mẹ hợp lý cho tổ hợp 56 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp……………… 7 HYT102 vụ mùa 2007 3.2.5.1 Nhận xét chung về tiến trình thực hiện thí nghiệm 56 3.2.5.2 Số khóm/m 2 của dòng R (GR10) và dòng S (827S) 56 3.2.5.3 Số bông/khóm của dòng R (GR10) và dòng S (827S) 58 3.2.5.4 Số bông/m 2 của dòng bố (GR10) và dòng mẹ (827S) 59 3.2.5.5 Số hoa/ha của dòng S và dòng R 62 3.2.5.6 Tỷ lệ hoa S/R 64 3.2.5.7 Năng suất hạt lai F 1 64 3.2.5.8 Mức ñộ sâu bệnh gây hại trên tổ hợp lai HYT102 vụ mùa năm 2007 66 3.3. Nghiên cứu ñộng thái trỗ bông và nở hoa của dòng bố và dòng mẹ 67 3.4. Nghiên cứu cải tiến quần thể dòng bố, mẹ ñạt năng suất hạt lai F 1 cao 68 3.5. Xác ñịnh liều lượng GA 3 hợp lý cho sản xuất hạt lai tổ hợp HYT102 70 3.5.1. Ảnh hưởng của liều lượng GA 3 ñến chiều cao cây dòng S và R 70 3.5.2. Ảnh hưởng của liều lượng GA 3 ñến tỷ lệ hoa trỗ thoát dòng S 71 3.5.3. Tỷ lệ ñậu hạt và năng suất thực thu 72 3.6. Kết quả sử dụng một số hoá chất nâng cao năng suất hạt lai F 1 . 73 3.7. Kết quả thử nghiệm quy trình sản xuất hạt lúa lai F 1 tổ hợp HYT102 t ại một số vùng sinh thái 74 3.8. Những kết quả nghiên cứu chính rút ra từ thí nghiệm và thử nghiệm ñể phục vụ xây dựng quy trình sản xuất hạt giống lúa lai F 1 tổ hợp HYT102 77 K ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 86 Kiến nghị 86 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp……………… 8 TÀI LI ỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt 88 Tài liệu tiếng Anh 91 PH Ụ LỤC Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp……………… 9 NH ỮNG KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ðBSH ðồng bằng sông Hồng S Dòng m ẹ R Dòng ph ục hồi tính hữu thụ (Restorer) TGMS Dòng m ẹ bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với ñiều kiện nhi ệt ñộ (Thermosensitve Genic Male Sterile) PGMS Dòng m ẹ bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với ñiều kiện ánh sáng (Photoperiodsensitive Genic Male Steri le) IRRI Int ernational Rice Resarch Institute GA 3 Gibberelic acid WA Bất dục ñực hoang dại (Wild Abortive) CMS Bất dục ñực tế bào chất (Cytoplasmic Male Sterility) EGMS B ất dục ñực chức năng di truyền nhân cảm ứng với ñiều kiện môi tr ường B ộ NN&PTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn C ục KN&KL Cục Khuyến nông và Khuyến lâm Vi ện B.V.T.V Viện Bảo vệ Thực vật T.T.N.C&PT Lúa lai Trung tâm Nghiên c ứu và Phát triển lúa lai CS C ộng sự TB Trung bình Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp……………… 10 DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ CÁC HÌNH B ảng Tên bảng Trang 3.1. ðặc ñiểm nông sinh học và một số chỉ tiêu theo dõi trên dòng bố 51 (GR10) và dòng m ẹ AMS30s( 827S). 3.2. Th ời gian sinh trưởng từ gieo ñến trỗ 10% của dòng S và R trong tổ 53 h ợp lai HYT 102. 3.3. ðộng thái ra lá của các dòng S và R trong tổ hợp lai HTY102 54 v ụ mùa 2007 tại Ba Vì, Hà Nội 3.4. S ố khóm /m 2 của dòng bố dòng mẹ vụ mùa 2007 tại Ba Vì, Hà Nội. 57 3.5. Số bông/khóm của dòng R và dòng S vụ mùa 2007 Ba Vì, Hà Nội 59 3.6. S ố bông/m 2 dòng bố (GR10) và dòng mẹ 827S. 61 3.7. S ố hoa/ ha của dòng S và dòng R (triệu hoa). 63 3.8. T ỷ lệ hoa S/R vụ mùa 2007 Ba Vì, Hà Nội 64 3.9. N ăng suất hạt lai F 1 (kg/ha) vụ mùa 2007 Ba Vì, Hà Nội . 66 3.10. Mức ñộ sâu bệnh gây hại trên tổ hợp lai HYT 102 vụ mùa năm 2007. 67 3.11. ðộng thái trỗ bông và nở hoa của dòng bố GR10 và dòng mẹ 827S. 68 3.12. S ố hoa dòng bố khi ñược cải tiến (triệu hoa/ha) vụ mùa 2008 Ba Vì, Hà Nội. 69 3.13. Năng suất hạt lai F1 của các công thức cấy cải tiến dòng bố. 69 3.14. Ảnh hưởng của liều lượng GA 3 ñến chiều cao cây dòng S và R. 71 3.15. Ảnh hưởng của liều lượng GA 3 ñến tỷ lệ hoa trỗ thoát của dòng S. 72 3.16. Ảnh hưởng của liều lượng GA 3 ñến tỷ lệ ñậu hạt và năng suất thực thu. 73 3.17. Kết quả sử dụng một số hoá chất nâng cao năng suất hạt lai F 1 74 [...]... bi n pháp k thu t nâng cao t l ñ u h t F1 trong s n xu t h t lai 3.1.3 Hoàn thi n quy trình công ngh s n xu t h t gi ng F1 ñ i v i t h p lúa lai 2 dòng HYT102 Ba Vì, Hà Tây (nay là Hà N i) và m t s vùng s n xu t h t lai F1 ñ i trà 3.2 Ý nghĩa th c ti n - Hoàn thi n quy trình k thu t s n xu t h t lai F1 t h p HYT102, góp ph n làm tăng năng su t h t gi ng lúa lai F1, ti t ki m di n tích và h giá thành... có tính c p thi t, c n ph i t p trung nghiên c u ðó cũng là cơ s khoa h c c a ñ tài Nghiên c u xây d ng quy trình công ngh s n xu t h t gi ng lúa lai F1 t h p HYT102” 1.2 Cơ s khoa h c c a vi c khai thác và s d ng lúa lai h hai dòng Lúa lai h hai dòng là bư c ti n m i c a con ngư i trong công cu c ng d ng ưu th lai cây lúa Hai công c cơ b n ñ phát tri n h lúa lai hai dòng là dòng b t d c ñ c ch c... ngư i kh i xư ng vi c phát tri n lúa lai Trung Qu c ñã ñ ra chi n lư c phát tri n lúa lai theo ba bư c: Bư c 1: Phát tri n lúa lai "ba dòng"; bư c hai: Phát tri n lúa lai "hai dòng" và bư c ba ti p theo là phát tri n lúa lai "m t dòng" ð n nay Trung Qu c ñã ch n t o ñư c nhi u gi ng lúa lai siêu năng su t, ti m năng năng su t có th ñ t 17 - 18 t n/ha Năng su t h t lai F1 cũng ñã ñ t ñ n m c k l c là... hành th c hi n ñ tài "Nghiên c u xây d ng quy trình công ngh s n xu t h t gi ng lúa lai F1 t h p HYT102" 2 M c tiêu và yêu c u c a ñ tài Hoàn thi n quy trình công ngh s n xu t h t lai F1, t h p HYT 102 ñ t năng su t ≥ 2,5 t n/ha 3 Ý nghĩa khoa h c và th c ti n c a ñ tài 3.1 Ý nghĩa khoa h c 3.1.1 Xác ñ nh nh ng y u t chính c a c u trúc qu n th dòng b , m h p lý cho s n xu t h t F1 t h p HYT102 ñ t năng... tài Quá trình s n xu t h t gi ng lúa lai h 2 dòng g m hai bư c cơ b n: Nhân dòng TGMS (Dòng m ) và s n xu t h t gi ng lúa lai F1 (S/R) S n xu t h t gi ng lúa lai khác v i nhân gi ng lúa thu n v b n ch t và nguyên lý, ñư c ti n hành theo phương pháp riêng và yêu c u nh ng khâu k thu t ñ c bi t Trong khi các gi ng lúa thu n t th ph n r t nghiêm ng t thì trong quá trình s n xu t h t gi ng lúa lai, dòng... n năng su t h t lai th p, ñ thu n kém, không ñ t tiêu chu n ch t lư ng, ưu th lai suy gi m gây thi t h i cho s n xu t ñ i trà 1.3 Nh ng thành t u nghiên c u v k thu t s n xu t h t gi ng lúa lai F1 h hai dòng c m ng v i nhi t ñ (TGMS) K thu t s n xu t h t lúa lai F1 c a h hai dòng ñư c ti n hành tương t như s n xu t lúa lai h ba dòng S khác nhau gi a chúng là trong s n xu t h t lai F1 h ba dòng, dòng... trung nghiên c u, ch n t o các gi ng lúa năng su t cao, có kh năng thích ng r ng v i ñi u ki n sinh thái nh m góp ph n tăng s n lư ng lúa Nghiên c u v ưu th lai lúa ñã ñư c ti n hành t hàng trăm năm nay Năm 1926, J.W.Jone l n ñ u tiên báo cáo v s xu t hi n ưu th lai trên nh ng tính tr ng s lư ng và năng su t Trung Qu c là nư c ñ u tiên thành công trong lĩnh v c khai thác ưu th lai lúa T i H i ngh Lúa lai. .. gi ng lúa lai có năng su t cao, th i gian sinh trư ng ng n, cơm ngon, thích h p cho v Xuân mu n, Mùa s m B c, Hè - Thu vùng ðBSH và mi n núi phía các t nh B c Trung b Tuy nhiên vi c m r ng s n xu t t h p lúa lai HYT102 còn h n ch do gi ng m i ñư c công nh n, chưa có nghiên c u ñ y ñ v công ngh s n xu t h t lai F1 Trong s n xu t th , năng su t h t lai m i ch ñ t x p x 2,0 t n/ha, giá thành h t lai còn... lúa lai F1 ph thu c vào nhi u bi n pháp k thu t, t p trung vào các v n ñ chính sau: 1 Xác ñ nh th i v gieo dòng b , m 2 ð m b o s tr bông và n hoa trùng kh p gi a dòng b và dòng m 3 T o qu n th ñ dòng b , m ñ t năng su t cao 4 Nâng cao t l ñ u h t 5 ð m b o ch t lư ng h t gi ng lai F1 1.3.1 Xác ñ nh th i v s n xu t h t lai F1 Mu n s n xu t h t lai F1 h hai dòng thành công c n b trí th i v sao cho lúa. .. b và vùng Duyên h i Nam Trung b Nh ng t h p lúa lai 2 dòng không nh ng làm gi m giá thành h t lai mà còn có kh năng m r ng ph m vi lai t o, nâng cao giá tr ưu th lai, c i t o ch t lư ng h t và tính ch ng ch u sâu b nh, Nguy n Th Trâm, 2000 [28] Vì v y, xu th t t y u là chúng ta ph i t ng bư c thay th lúa lai 3 dòng b ng lúa lai 2 dòng T h p HYT102 là con lai c a dòng m AMS30S (827S) và dòng b GR10 . 2.1.1. Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất hạt lai F 1 tổ hợp HYT102 39 2.1.2. Thử nghiệm quy trình công nghệ sản xuất hạt giống lúa lai F 1 tổ hợp HYT102. rộng sản xuất tổ hợp lúa lai HYT102 còn h ạn chế do giống mới ñược công nhận, chưa có nghiên cứu ñầy ñủ về công nghệ sản xuất hạt lai F 1 . Trong sản xuất