Nghiên cứu một số đặc điểm di truyền của ba giống lạc l14, sen lai 7523 trồng tại nghi ân, nghi lộc, nghệ an

Mở đầu Lý do chọn đề tài. Loài lạc trồng (Arachis hypogeaeL.) thuộc bộ đậu (Fabaceae) là cây trồng ngắn hạn, cây thực phẩm có giá trị dinh dỡng cao, cây công nghiệp quan trọng, và gắn liền với đời sống của nhân dân. Trớc hết, lạc đợc dùng làm thực phẩm cho con ngời. Hạt lạc chứa trung bình 50% lipit, 22 - 25% protein còn lại là gluxit, một số vitamin và chất khoáng [7]. Do vậy, lạc là cây trồng quan trọng cung cấp đạm, chất béo, vitamin, chất khoáng cho con ngời và vật nuôi. Dầu lạc là loại lipit dễ tiêu làm dầu ăn tốt nếu nh đợc lọc cẩn thận. Protein của lạc thờng chứa nhiều axitamin quý. Lạc là thức ăn bổ sung cho những khẩu phần hạt cốc [7]. Trong chăn nuôi lạc dùng làm nguồn thức ăn tốt cho các đàn gia súc nh: trâu, bò, lợn ngoài việc dùng hạt lạc còn tận dụng các phần khác nh thân, lá, vỏ lạc, khô dầu lạc làm thức ăn và làm phân bón. Trong các ngành công nghiệp nh công nghiệp thực phẩm, công nghiệp ép dầu, công nghiệp xà phòng dùng lạc làm nguồn nguyên liệu chính. Sản phẩm của lạc (nh lạc nhân, dầu lạc) là mặt hàng có kim ngạch xuất khẩu tơng đối cao. Ngoài ra, lạc cũng là cây trồng có vị trí quan trọng trong sản xuất nông nghiệp nh trồng xen, trồng gối, tăng vụ, cải tạo đất, chống xói mòn, phủ xanh đồi trọc rễ lạc có nhiều nốt sần có chứa vi khuẩn ký sinh, chủ yếu là vi khuẩn Rhyzobium có khả năng tự tổng hợp đạm từ nitơ không khí để tự cung cấp đạm cho cây trồng và cho đất. Từ đó, lạc góp phần vào việc cải tạo đất rất tốt. Lạc bên cạnh những giống truyền thống nh V79, sen Nghệ An, lạc Cúc, LVT, có phẩm chất tốt, có khả năng chống chịu cao thì còn có những giống lạc có năng suất cao nh : L14, Sen lai 75/23, L08, L02, L20 Nghệ An là tỉnh có vị thế cao cả về diện tích trồng và sản lợng lạc hàng năm nhng ở Nghệ An khí hậu khá khắc nghiệt, mùa hè chịu ảnh hởng của gió Tây Nam (gió Lào) khô, nóng làm nhiệt độ tăng cao từ 33 37 0 C. Mùa đông lại chịu ảnh hởng của gió mùa đông Bắc lạnh giá và ma phùn làm nhiệt độ xuống thấp. Điều kiện đó đã khiến cây cối, động vật khó có thể phát triển tốt. Đối với ngời nông dân trình độ kỹ thuật còn hạn chế, việc tiếp cận tiến bộ khoa học còn chậm, nên việc sử dụng giống cao sản, chọn giống mới, phục tráng giống cũ còn gặp nhiều khó khăn. Vì thế, theo dõi một số đặc điểm di truyền của các giống lạc là một trong những vấn đề cấp thiết. Từ đó, góp phần nào trong việc tăng năng suất sản lợng lạc. Với những lý do trên, chúng tôi chọn và thực hiện đề tài Nghiên cứu một số đặc điểm di truyền ba giống lạc L14, Sen lai 75/23, L20 trồng tại Nghi Ân - Nghi Lộc - Nghệ An. Mục đích của đề tài. + Tìm hiểu giống và kỹ thuật bón phân cho lạc tại địa phơng. + Theo dõi và phân tích một số đặc điểm di truyền của ba giống lạc L14, Sen lai 75/23, L20. + Rèn luyện cho bản thân một số kỹ năng thí nghiệm đồng thời làm quen với phơng pháp nghiên cứu. Yêu cầu của đề tài + Trồng thí nghiệm tại xã Nghi Ân Nghi Lộc Nghệ An. + Quan sát, xác định một số đặc điểm sinh lý, sinh hoá, năng suất và chất lợng ba giống lạc. Do hạn chế về thời gian điều kiện thí nghiệm nên chúng tôi chỉ nghiên cứu ba giống lạc là L14, Sen lai 75/23 và L20. Hy vọng kết quả này sẽ góp phần vào sự phát triển của cây lạc ở tỉnh nhà. Chơng 1 Tổng quan tài liệu nghiên cứu cây lạc 1.1. Nguồn gốc cây lạc (Arachis hypogeaeL.). Cho đến nay đã có nhiều quan điểm khác nhau về nguồn gốc cây lạc. Cho đến cuối thế kỷ XIX nhiều tác giả cho rằng : cây lạc có nguồn gốc từ châu Phi. Căn cứ vào sự mô tả của Theophraste và Pline (họ đã dùng từ Hy Lạp Arakos và Latin Arachidna để gọi một cây thuộc bộ đậu có bộ phận dới đất ăn đợc và đợc trồng ở Ai Cập và một số vùng Địa Trung Hải. Đến mãi thế kỷ XX ngời ta mới khẳng định cây đợc gọi là Arakos và Arachidna trớc đây không phải là cây lạc mà là cây Latyrustuberosa [7]. Một dẫn chứng khách quan về nguồn gốc cây lạc ở châu Mỹ là năm 1875 E.G. Squier đã tìm thấy trong ngôi mộ cổ ở Anconpachacamae và nhiều nơi khác thuộc Peru, những hạt và quả giống nh những hạt đang trồng lúc đó ở Peru [7]. Năm 1976 Nicolas Monarder một nhà vật lý cây lạc và ghi chú giống cây trồng này đợc gửi cho tôi từ Peru [8]. Quả lạc đợc vẻ hình đầu tiên trong cuốn sách của Janderlaet (1529). Một tác giả nh Margraue đã mô tả nhầm là quả lạc đợc phát sinh từ rễ, một số tác giả khác lại mô tả quả lạc đợc phát sinh từ hoa nh: Poitran (1806), Richard (1823) [5]. Ngày nay, căn cứ trên các tài liệu khảo cổ học về thực vật dân tộc học, về ngôn ngữ học về sự phân bố các kiểu giống lạc, mặc dù trên thế giới hiện nay không tìm thấy loại Arachis hypogeae (lạc trồng), ở trạng thái hoang dại ngời ta đã khẳng định Arachis hypogeae có nguồn gốc từ Nam Mỹ [7]. Dùng phơng pháp Cacbon phóng xạ nhiều nhà khoa học đã xác định cây lạc đợc trồng cách đây 3200 3500 năm và cây lạc đợc ghi vào sử sách từ thế kỷ XVI. Đầu thế kỷ XVIII Nisole đã trồng tại vờn thực vật Montpellier và năm 1723 đã thông báo cho viện Hàn Lâm Pháp. Năm 1753 C.Line đã mô tả cụ thể và phân loại nó, đồng thời đặt tên khoa học là Arachis hypogeae [11]. Đầu thế kỷ XIX ngời Bồ Đào Nha đã nhập cây lạc vào bờ biển Tây Phi do các thuyền buôn bán nô lệ, từ đây lạc lan sang Trung Quốc, Nhật Bản, Đông Nam á, ấn Độ và bờ biển phía đông Austraylia [7]. Cây lạc vào nớc ta bằng con đờng nào và từ lúc nào thì cho đến nay vẫn cha có ai quan tâm, nghiên cứu. Năm 1961 Nguyễn Hữu Quán đã đa ra một nhận định không có dẫn chứng, chứng minh Lạc vào nớc ta từ Trung Quốc vào đầu thế kỷ XIX. Sách Vân đài loại ngữ của Lê Quý Đôn cũng đề cập đến. Nhng căn cứ vào tên gọi mà xét đoán thì danh từ lạc có thể do từ Hán lạc hoa sinh là từ của ngời Trung Quốc thờng gọi cho cây lạc. Vì vậy cây lạc đến nớc ta từ Trung Quốc vào khoảng thế kỷ thứ XVII, XVIII [5]. 1.2. Giá trị cây lạc. 1.2.1. Giá trị dinh dỡng. Quả lạc gồm có vỏ quả, vỏ lụa, mầm và lá mầm. Tỷ lệ phần trăm cấu tạo quả thay đổi theo giống và điều kiện ngoại cảnh. Bảng 1: Theo Nguyễn Danh Đông - Thành phần dinh dỡng cuả lạc. Thành phần % Vỏ quả Vỏ lụa Mầm lạc Lá mầm Gluxit 80 90 Protein 4 7 13 27 30 Lipit 2 - 3 1 42 50 Xenlulo 18 Khoáng 2 Tinh bột Sắc tố và Tanin 7 Bảng 2: Theo tác giả Lê Doãn Diên (1993) thì thành phần dinh dỡng của lạc nh sau: Thành phần % Vỏ quả Vỏ lụa Lá mầm Gluxit 10,6 21,2 48,3 52,2 31,2 Protein 4,8 7,2 11-13,4 43,2 Lipit 1,2 2,8 0,5 1,9 16,6 Xenlulo 65,7 79,3 21,4 34,9 Khoáng 1,9 4,6 21 63 Tinh bột 0,7 Thành phần hoá học trung bình của lạc khoảng 22% 26% protein, 45% - 50% dầu (lipit), là nguồn bổ sung đạm, chất béo, vitamin, chất khoáng quan trọng cho con ngời. Đặc biệt, dầu lạc không chứa Cholesterol làm xơ cứng động mạch, không bị ôi nhanh trong điều kiện bảo quản bình thờng [11]. Lạc trên thế giới có đến 80% dùng để chế biến dầu ăn, trên 12% dùng để chế biến bánh, mứt, bơ, kẹo, khoảng 6% dùng cho chăn nuôi. Trong đó, Việt Nam dùng lạc cho xuất khẩu khoảng 70%, lạc là giống cây trồng thu ngoại tệ quan trọng. Khô dầu lạc bằng nguồn bổ sung chất béo quan trọng trong chế biến thức ăn gia súc tổng hợp, thân, lá lạc dùng làm thức ăn cho trâu, bò hoặc làm phân bón hữu cơ. Rễ lạc có chứa nhiều nốt sần làm giàu đạm cho đất nên là cây cải tạo đất lý tởng trong chế độ canh tác, luân canh, trồng xen với các cây trồng khác [11]. 1.2.2. Vai trò của cây lạc trong hệ sinh thái. Theo Lê Minh Dụ (1993) trồng cây họ đậu ở một số loại đất dốc ổn định làm tăng nguồn hữu cơ với kháng sắt di động và khoáng di động, tăng hàm lợng lân dễ tiêu trong đất, làm cho hàm lợng phôtphat trong đất có sự biến đổi, nhóm phôtphat can xi tăng lên, nhóm phôtphat sắt và nhôm giảm xuống. Cây lạc có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái là cây có khả năng tổng hợp đợc đạm từ nitơ khí trời, nhờ đó mà có khả năng cải tạo đất làm tăng hàm lợng đạm trong đất, do rễ lạc có các nốt sần chứa loại vi khuẩn cố định đạm Rhizobium, nó làm tăng lợng đạm dự trữ trong đất, làm giàu thêm nguồn dinh dỡng cho đất trồng. 1.3. Tình hình sản xuất lạc trên thế giới, Việt Nam và Nghệ An 1.3.1. Tình hình sản xuất lạc trên thế giới. Cây lạc là cây trồng có sản lợng đứng thứ hai sau cây đậu tơng trong các cây đậu đỗ. Tính đến năm 2000 diện tích trồng lạc của thế giới là 21,35 triệu ha, năng suất 14,3 tạ/ha, sản lợng 3,53 triệu tấn [8]. Khoảng hơn 90% diện tích trồng lạc trên thế giới tập trung ở lục địa á Phi, ở châu á chiếm 64% lớn nhất thế giới, châu Phi 30% còn lại 6% ở châu Mỹ và châu Âu. Diện tích lạc trên thế giới năm 1989 mới chỉ là 19.912.000 ha. Trong đó 5 nớc sản xuất lạc lớn nhất là: ấn Độ 8,1 triệu ha Trung Quốc 3.012.000 ha Senegal 800.000 ha Nigeria 784.000 ha Mỹ 666.000 ha ở Việt Nam tính đến năm 1990 diện tích lạc cả nớc là 20 vạn ha [11]. Đến 1995 diện tích trồng lạc trên thế giới là 20.573.000 ha trong đó 6 nớc có diện tích trồng lạc lớn nhất: ấn Độ 8.450.000ha Trung Quốc 2.999.000 ha Senegal 925.000 ha Su Đăng 762.000 ha Nigeria 1000.000 ha Mỹ 688.000 ha Năng suất cao nhất là Arhentina đạt 2.888kg/ha, sau đó là Mỹ : 2,261kg/ha và Trung Quốc đạt 2,201kg/ha [12]. Bảng 3: Một số nớc có diện tích cao nhất thế giới về trồng lạc (Đơn vị: nghìn ha) [Nguyễn Thế Mạnh 1995] Năm Tên nớc 1979 - 1981 1991 1992 1993 ấn Độ 7132 8297 8350 8600 Trung Quốc 2346 2941 3060 2655 Nigeria 572 1000 1046 1000 Senegal 1053 914 877 926 Mỹ 595 732 816 684 1.3.2.Tình hình sản xuất lạc ở Việt Nam. Trong hơn 25 nớc trồng lạc ở châu á, Việt Nam là nớc đứng thứ năm về sản xuất lạc sau ấn Độ, Trung Quốc, Indonexia, Mianma [8]. Vào những năm 1985 đến 1990 sản lợng lạc cả nớc là 218 ngàn tấn, tăng lên 322,6 ngàn tấn vào 1995. sản xuất lạc ở Việt Nam có thể chia thành 5 vùng chính: Vùng Bắc Bộ (50nghìn ha), khu IV cũ và Duyên Hải Trung Bộ (65 nghìn ha), Tây Nguyên (20 nghìn ha) [8]. Bảng 4: Theo niên giám thống kê Việt Nam thì tình hình sản xuất và xuất khẩu lạc ở Việt Nam nh sau: Năm Chỉ tiêu 1991 1992 1993 1995 1998 Diện tích (nghìn ha) 210,9 217,3 240,0 259,0 269,14 Năng suất (tạ/ha) 11,9 10,4 10,7 12,8 14,3 Sản lợng (nghìn tấn) 234,8 226,7 239,7 322,6 385,2 Xuất khẩu (nghìn tấn) 78,9 62,8 85,1 Giá trị xuất khẩu USD/tấn 618,0 520,0 582,0 Năm 1998 diện tích trồng lạc của nớc ta cao nhất và đạt 269,4 nghìn ha, năng suất bình quân 14,3 tạ/ha. Theo thống kê của FAO 1998 thì Việt Nam là 5 trong 15 nớc có diện tích và sản lợng lạc lớn trên thế giới sau ấn Độ, Trung Quốc, Indonexia, Mianmar. Về năng suất: Mỹ 2968kg/ha Trung Quốc 2584kg/ha Argentina 2412kg/ha Indonexia 1521kg/ha Việt Nam 1425kg/ha Trong đó, Tây Ninh là tỉnh có diện tích trồng lạc lớn nhất (40 nghìn ha). Sau đó là Nghệ An (26 nghìn ha), các tỉnh Long An, Trà Vinh, Bến Tre, Hải Phòng và Thái Bình có diện tích trồng lạc đạt (18,2 nghìn ha) [12]. Theo kế hoạch nhà nớc dự kiến đa sản lợng lạc cả nớc ta lên 900 nghìn tấn năm 2010 nhằm đáp ứng nhu cầu trong nớc và xuất khẩu. Muốn nh vậy, chúng ta phải mở rộng diện tích của cả nớc lên tới 400 ha vào 2005 và 2010 với năng suất đạt bình quân 15 20 tạ/ha. ở vùng có điều kiện thâm canh phải đạt từ 25 30tạ/ha. 1.3.3. Tình hình sản xuất lạc ở Nghệ An. Nhìn chung, diện tích của cả nớc, Nghệ An là tỉnh đứng thứ hai về diện tích và sản lợng lạc với diện tích 30 nghìn ha sau Tây Ninh [17]. Với diện tích nh vậy thì Nghệ An đã đạt đợc sản lợng 30 nghìn tấn so với 90 nghìn tấn thóc và đã mang lại thu nhập lớn cho ngời nông dân và xuất khẩu của tỉnh. Vì thế, phát triển nghề trồng lạc tăng khối lợng nông sản là một hớng đang đợc quan tâm hơn. Trong những năm gần đây, cây lạc đợc phân bố trên khắp 19 huyện trong tỉnh tập trung chủ yếu : Quỳnh Lu, Diễn Châu, Thanh Chơng, Nam Đàn, Nghi Lộc Tuy nhiên năng suất giữa các huyện là không đồng đều, ngay trong một xã cũng có sự khác nhau khá lớn nh : xã Hng Lam, Nghi Hoa, Nghi Long đạt tới 17 30 tạ/ha đối với những giống lạc Sen lai 75/23, lạc sen và V79 [17]. Theo điều tra của Nguyễn Thanh Huỳnh về tình hình sản xuất lạc của một số huyện năm 2001 nh sau: Huyện Diện tích (ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lợng (tấn) Diễn Châu 3500 16,4 5740 Nghi Lộc 4800 16,3 7224 Nam Đàn 2000 16,9 3384 Hng Nguyên 546 16,5 9009 1.4. Sinh trởng và phát triển của cây lạc. Sự sinh trởng và phát triển của cây lạc đợc chia làm nhiều giai đoạn, bắt đầu từ giai đoạn hạt nảy mầm tức là lạc chuyển từ giai đoạn tiềm sinh sang trạng thái sinh trởng gồm sự phát triển thân, cành, bộ lá, bộ rễ, sự hình thành nốt sần, sự ra hoa, đâm tia và hình thành quả lạc. 1.4.1. Sự nảy mầm của hạt. Sự nảy mầm của hạt đợc trải qua ba giai đoạn. + Sự hút nớc của lạc: hạt hút nớc để hoạt hoá các men, hạt lạc có thể hút lợng nớc bằng 60 65% trọng lợng hạt, điều kiện tốt nhất cho hạt nảy mầm là độ ẩm 100%, nhiệt độ khoảng 30 0 C [7]. + Hoạt động của các men phân giải. Sau khi hút đủ nớc để tạo điều kiện cho các enzim bắt đầu hoạt động. Trong hệ thống men hoạt động trong hạt, quan trọng nhất là các men lipaza và protein. Lipaza thuỷ phân lipit sau đó chuyển hoá thành đờng glucoza, sự phân giải chủ yếu xẩy ra ở nội nhũ của hạt để tổng hợp protein cấu tạo nên cây con và giải phóng năng lợng để sử dụng trong hoạt động sống. Quá trình tạo thành từ glucoza từ lipit đòi hỏi lợng lớn oxi, nguồn oxi ngoài lấy từ glucoza và lipit thì nó còn lấy từ môi trờng nhờ quá trình hô hấp của hạt. + Sự nảy mầm của hạt. Nhờ có các phản ứng hoá sinh trên, hạt mới có thể nảy mầm đợc. Biểu hiện là trục phôi dài ra đâm thủng vỏ hạt lộ ra ngoài, trong điều kiện thuận lợi, chỉ khoảng 30 40 giờ sau khi gieo đã có thể quan sát đợc trục phôi này. Trục phôi dài ra sau 4 ngày có thể đạt 2 3 cm và thấy rõ phần cổ rễ. Phần dới cổ rễ là rễ, trên cổ rễ là thân dới lá mầm. ở lạc sự nảy mầm đợc diễn ra theo kiểu nâng hạt, lá mầm dần dần đợc nâng lên khỏi mặt đất [7]. Sức nảy mầm và tỷ lệ nảy mầm có quan hệ nhiều đến năng suất của lạc [8]. 1.4.2. Sự phát triển thân cành [7]. Sự phát triển thân cành của lạc đợc tính: thân lạc tơng đối cao, có thể tới 2m. Những quan sát ở nớc ta cho thấy: chiều cao thân phụ thuộc vào đặc điểm di truyền của giống và điều kiện ngoại cảnh, chăm sóc. Tốc độ sinh trởng chiều cao thân cây lạc tăng dần từ khi mọc cho đến khi đâm tia rộ, hình thành quả, sau đó giảm dần tới khi thu hoạch. Chiều cao thân chính ở một mức độ nhất định có thể là chỉ tiêu để đánh giá sinh trởng và khả năng cho năng suất của lạc. Cây lạc sinh trởng tốt thờng có chiều cao thích hợp, cân đối với các bộ phận sinh dỡng khác và thân không đổ, đốt phía dới ngắn, thân mập và cứng. + Sự phát triển của cành: Khả năng đâm cành của lạc khá lớn và diễn ra sớm . Tuỳ vào từng giống mà sự đâm cành cấp 1 và cấp 2 là không giống nhau. - Cành cấp 1: Thờng có từ 2-6 cành. Hai cành đầu tiên mọc từ nách lá mầm nên mọc đối, thờng xuất hiện khi lạc có ba lá thật. Các cành tiếp theo có thể mọc từ nách lá thật thứ 3, thứ 4 và mọc cách do lá lạc mọc cách. - Cành cấp 2: Thờng có 4 cành cấp 2 mọc trên hai cành cấp 1 và 2 trên thân cây lạc. Cành cấp 2 thờng ngắn, lá trên những cành này thờng nhỏ hơn và ít có khả năng quang hợp. Số cành trên cây lạc liên quan trực tiếp đến số quả. Cành trực tiếp là cành quả, vì vậy cành phát triển nhiều, khoẻ sẽ cho nhiều hoa và nhiều quả. 1.4.3. Sự phát triển của bộ lá và bộ rễ [7]. +Sự phát triển của bộ lá : Trên thân chính của lạc có thể chứa 20 28 lá, tổng số lá trên cây có thể đạt 50 80 lá. Nhng số lá xanh trên cây thờng cao nhất khoảng 40 60 lá vào thời kỳ đâm tia và hình thành quả. Theo kết quả của trờng đại học nông nghiệp I đối với giống V79 trong điều kiện vụ xuân diện tích lá cao nhất vào thời kỳ hình thành quả. Do vậy, cần có các biện pháp kỹ thuật thích đáng nhằm nâng cao diện tích lá, tăng diện tích quang hợp của lạc, tăng năng suất. + Sự phát triển của bộ rễ: Rễ lạc là bộ phận rễ cọc gồm một rễ chính ăn sâu và hệ thống rễ bên rất phát triển. Trọng lợng rễ biến thiên theo nhịp