Nghiên cứu giống ngô lai chịu hạn, ngắn ngày và biện pháp canh tác cho một số tỉnh phía Nam nhằm ứng phó với biến đổi khí hậu

Ảnh hưởng của ẩm độ đất đến khả năng sinh trưởng của ngô

Mất nước đến điểm héo cây trong khoảng 6-8 ngày (chu kỳ này tương tự với tổng số ngày khô hạn ở một giai đoạn sinh trưởng của thí nghiệm trồng cây trong chậu) làm giảm năng suất khoảng 50%. Sự tương đồng giữa các kết quả trong nghiên cứu này và những nghiên cứu của Robins và Domingo (1953) [149] cho thấy rằng, việc ước lượng chính xác các ảnh hưởng về định lượng ẩm độ đất thấp trên năng suất ngô là có thể thực hiện được.

Ảnh hưởng của việc thiếu nước đến các giai đọan sinh sản của cây ngô Giai đoạn nhạy cảm nhất của cây ngô đối với việc thiếu nước là giai đoạn

Vì thế, Schoper và cộng sự (1987)[161] quan tâm nhiều đến sự nhạy cảm của hạt phấn ở nhiệt độ cao bởi vì nhiệt độ cao thường đi cùng với hàm lượng nước trong đất thấp trên đồng ruộng và nhận thấy có sự thay đổi kiểu di truyền về sự nhạy cảm này. Edmeades và cộng sự (1993) [79] đã chọn kiểu di truyền có sự phát triển của râu sớm, nghĩa là xuất hiện trước khi hạt phấn rụng, điều này cho phép râu duy trì sự sống trong một quãng thời gian mặc dù bị ảnh hưởng do sự thiếu nước.

Ảnh hưởng của hạn hán đến sự thụ phấn, thụ tinh và hình thành hạt Quá trình phát triển quyết định số hạt trên bắp có thể được chia thành ba giai

Kiểu gen với sự nảy mầm sớm của râu được phát triển rộng rãi trong các giống ngô lai hiện đại và đóng góp một cách có ý nghĩa trong tiến trình cải tiến tính chịu hạn của ngô (Boyer và Westgate, 2004) [44]. Cây bị héo bốn ngày liên tiếp trong giai đoạn phun râu và thụ phấn có thể làm giảm năng suất hạt 40-50% bởi vì sự phát triển râu sẽ dừng hẳn đồng thời sẽ thúc đẩy sự tung phấn nhanh hơn.

Ảnh hưởng của việc thiếu nước đến sự tiếp nhận của râu ngô

Ba là, các bộ phận liên quan đến việc thụ phấn, thụ tinh thậm chí có thể ngừng phát triển nếu thiếu nước xảy ra trước khi thụ phấn (Westgate và Boyer, 1985) [180]. Vì vậy, sự thiếu nước trong giai đoạn nở hoa là nguyên nhân làm giảm khả năng sinh sản râu bắp và đặc biệt khi tiềm năng nước của râu thấp xảy ra trên 5 ngày sau khi những râu đầu tiên xuất hiện.

Sự sinh sản của ngô ở thế năng nước thấp

Những kết quả đó cho thấy rằng, ảnh hưởng bất lợi của râu trong việc không tạo thành hạt tùy thuộc vào giai đoạn phát triển của hoa khi thiếu nước xảy ra. Thứ hai, cờ có thể không xuất hiện, bao phấn không tung ra, râu có thể không kéo dài dẫn đến sự phát triển không đồng bộ về phát triển hoa và thụ phấn.

Giảm năng suất do bị gián đoạn ở giai đoạn làm đầy hạt

Hạn hán ảnh hưởng đến tất cả các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây, thiệt hại sau cùng là giảm năng suất hạt, trong đó ảnh hưởng nghiêm trọng nhất khi khô hạn xảy trong khoảng thời gian trổ cờ và phun râu do hạn hạn làm kéo dài khoảng cách giữa trổ cờ và phun râu. Hiện nay, chưa có một công trình nào ở phía Nam nghiên cứu về giống ngô chịu hạn, vì vậy đây là cơ sở khoa học và thực tiễn để nghiên cứu ảnh hưởng của khô hạn đến sinh trưởng, phát triển của ngô.

Đa dạng di truyền và công tác chọn tạo giống ngô

Ý nghĩa và công dụng của phân tích đa dạng di truyền bằng chỉ thị phân tử

Ngày nay, để đánh giá đa dạng di truyền của một loài, người ta không chỉ dựa vào các đặc điểm thực vật học dễ nhận biết và riêng rẽ mà cần phân tích trên cơ sở nhiều tính trạng để phân biệt các nhóm cách biệt di truyền thông qua khoảng cách Ơ Clit hoặc khoảng cách Mahalanobis. Trong nhiều năm qua, nhiều dòng tự phối và nhập nội được sử dụng trong nghiên cứu chọn tạo giống ở Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam, tuy nhiên vẫn chưa có đánh giá đa dạng nguồn vật liệu này bằng chỉ thị phân tử để làm cơ sở cho việc xác định sơ đồ lai hợp lý để tiết kiệm thời gian, chi phí.

Tương tác giữa kiểu gen và môi trường

Tương tác giữa kiểu gen và môi trường được xem là giao thoa, hoặc có tính biểu hiện theo chất lượng nếu nó làm cho kiểu gen thay đổi một cách tương đối trong điều kiện khác nhau của môi trường.Tuơng tác giữa kiểu gen và môi trường được xem là không giao thoa, hoặc biểu hiện theo kiểu số lượng, nếu nó tạo ra kết quả khác nhau về giá trị trung bình, nhưng không khác nhau về kiểu gen. Hiệp phương sai kiểu gen được dùng để phân tích về tổng của các ngày tăng trưởng cần thiết từ gieo đến nở hoa và từ nở hoa cho đến trưởng thành; nhiệt độ trung bình từ lúc gieo cho đến giai đọan 12 lá và nhiệt độ trung bình từ lúc 12 lá cho đến cuối giai đọan làm đầy hạt; sự cân bằng nước xung quanh việc nở hoa và tổng bức xạ mặt trời xung quanh việc nở hoa.

Nghiên cứu cải thiện tính chống chịu hạn ở ngô

Những nghiên cứu về biện pháp kỹ thuật để tăng năng suất ngô

Vật liệu nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

• Nghiên cứu khả năng chịu hạn giai đoạn cây con, đặc điểm nông học và mức độ đa dạng di truyền của 62 dòng ngô thuần dựa vào chỉ thị phân tử
• Khảo sát khả năng sinh trưởng và năng suất các tổ hợp lai được tạo ra từ việc đánh giá đa dạng di truyền dựa vào chỉ thị phân tử và các tổ hợp
• Đánh giá một số tổ hợp lai ưu tú có liên quan đến tính chịu hạn
• Nghiên cứu mật độ trồng và liều lượng NPK hợp lý cho tổ hợp lai mới Nghiên cứu về mật độ trồng, liều lượng phân bón NPK hợp lý cho ngô được

Dựa vào kết quả đánh giá khả năng sinh trưởng và năng suất của các tổ hợp lai ưu tú qua các địa điểm, mùa vụ khác nhau trong vụ Thu Đông và Thu Đông muộn năm 2011 tại Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc - Đồng Nai (2 vụ), Bà Rịa-Vũng Tàu (2 vụ), Đắc Lắc (2 điểm), Đắc Nông để phân tích, đánh giá tính ổn định, tính thích của các tổ hợp lai ưu tú bằng phần mềm IRRISTAT 5.0. Gồm các thí nghiệm so sánh tổ hợp lai VK1 x NK67-2 (được mã hóa là MN- 1) và các giống thương mại của các công ty Monsanto, Syngenta, CP Group do Trung tâm khảo kiểm nghiệm giống và sản phẩm cây trồng khu vực Nam bộ thực hiện trong vụ Thu Đông năm 2011 và Đông Xuân 2011-2012.

Nghiên cứu khả năng chịu hạn, đặc điểm nông học và mức độ đa dạng di truyền của 62 dòng ngô thuần dựa vào chỉ thị phân tử

Nghiên cứu khả năng chịu hạn giai đoạn cây con và đặc điểm nông học, năng suất của 62 dòng ngô thuần

Trong bốn dòng đối chứng DF2, CML 161, D12 và VE8, hai dòng DF2, CML 161 được đánh giá là có khả năng chịu hạn khá và có khả năng kết hợp tốt, trong khi hai dòng D12 và VE8 có những đặc điểm nông học và khả năng kết hợp rất tốt nhưng khả năng phục hồi sau khi tưới kém hơn. Trong vụ Đông Xuân 2009-2010, tập đoàn 62 dòng được khảo sát lại kỹ lưỡng về khả năng sinh trưởng, năng suất và đánh giá khả năng chịu hạn trong hai chế độ tưới vì đây là vụ trồng nhờ nước tưới hoàn toàn nhằm đánh giá chính xác hơn đặc điểm nông học của tập đoàn dòng ngô thuần.

Đánh giá đa dạng di truyền dựa vào chỉ thị phân tử Số alen

Với những tính trạng nông sinh học quan trọng phản ảnh đặc điểm sinh trưởng, phát triển, hình thái cấu trúc, năng suất và chất lượng của dòng được lựa chọn và sử dụng vào các mô hình thống kê sinh học để phân nhóm, nghiên cứu khoảng cách di truyền làm cơ sở để thực hiện những phép lai giúp tiết kiệm thời gian, công sức. Kết quả phân nhóm theo khoảng cách di truyền dựa trên một số tính trạng nông sinh học có thể cung cấp thông tin ban đầu cho các nhà chọn giống xác định cặp bố mẹ có kiểu hình khác nhau, giúp cho nhà chọn giống định hướng nguồn vật liệu lai tạo, dự kiến quy trình chọn lọc đạt hiệu quả cao.

Khảo sát khả năng sinh trưởng và năng suất của các tổ hợp lai tạo ra từ kết quả đánh giá đa dạng di truyền và từ các dòng hồi giao với cây thử

Dựa trên cơ sở kết quả đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng thuần giai đoạn cây con, kết quả khảo sát về đặc điểm nông học của tập đoàn dòng thuần và dựa vào kết quả so sánh các tổ hợp lai trong 5 bộ thí nghiệm được thực hiện trong hai vụ Hè Thu và Thu Đông, những tổ hợp lai triển vọng nhất được trình bày trong bảng 3.21 Những tổ hợp lai này được chọn để đánh giá tính thích nghi, ổn định trên một số vùng sinh thái ở giai đoạn tiếp theo. Những tổ hợp lai được đánh giá có triển vọng trong những thí nghiệm này cùng với những tổ hợp lai đã được đánh giá tốt về đặc điểm nông học, năng suất trong vụ Hè Thu và Thu Đông 2010 sẽ được đánh giá trên các địa điểm, mùa vụ khác nhau để đánh giá tính ổn định, khả năng chịu hạn, từ đó chọn những tổ hợp lai ưu tú nhất.

Đánh giá các tổ hợp lai ưu tú liên quan đến tính chịu hạn

Đánh giá khả năng sinh trưởng và năng suất của một số tổ hơp lai ưu tú Trong vụ Thu Đông 2011 tại Đồng Nai, hầu hết các tổ hợp lai đều cho năng

Kết quả trên cho thấy rằng, bên cạnh các dòng tham gia vào các tổ hợp lai nêu trên đã được đánh giá khá tốt về đặc điểm nông học và năng suất thì một số dòng hồi giao như BC3F3-1, BC3F3-26 đó thể hiện ưu thế lai rừ rệt khi tham gia vào tổ hợp lai. Nhỡn chung, trong điều kiện thời tiết ở Đắc Lắc, một số tổ hợp lai thể hiện rừ ưu thế về năng suất khi so sánh với các giống đối chứng, đặc biệt là đối với giống C.919, là giống ngắn ngày được trồng phổ biến lại các tỉnh phía Nam.

Đánh giá khả năng chịu hạn của một số tổ hợp lai ưu tú

Tổ hợp VK1 x NK67-2 có tiềm năng về năng suất và khả năng chịu hạn tương tự với giống chịu hạn P.30Y87 nhưng hạt có dạng đá, màu vàng cam, dễ được nông dân chấp nhận hơn sẽ là tổ hợp lai mới có tiềm năng đưa vào sản xuất. Quá trình khảo sát tính chịu hạn của các tổ hợp lai cho thấy, các tổ hợp lai có năng suất cao trong điều kiện canh tác thông thường (tưới đủ nước khi trời chấm dứt mưa) của vụ Thu Đông muộn thì cũng sẽ cho năng suất cao trong điều kiện tạo hạn.

Phân tích tính ổn định, tính thích nghi của các tổ hợp lai

Điều này cho thấy rằng, các dòng được đánh giá tốt trong điều kiện hạn ở giai đoạn cây con và các dòng mang gen chịu hạn trong lai hồi giao đã tham gia vào trong các tổ hợp lai cho năng suất cao và chịu hạn tốt. 8,46 tấn/ha), nhưng cho năng suất thấp nhất tại điểm Dlac2 (4,2 tấn/ha), trong khi các tổ hợp lai khác đều biểu hiện năng suất cao tại hai điểm này. Tóm lại, qua phân tích tương tác giữa kiểu gen và môi trường, hai tổ hợp lai VK1 x NK67-2 và VE8 x BC3F3-26 thích nghi cao nhất trong tất cả các môi trường khảo nghiệm, thể hiện ở chỉ số ổn định tiến đến giá trị 0, chỉ số thích nghi bi xung quanh giá trị 1.

Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác để nâng cao năng suất ngô .1 Nghiên cứu về mật độ trồng thích hợp

Hiệu quả kinh tế

+ một số yếu tố cấu thành năng suất như trọng lượng bắp, trọng lượng 1.000 hạt là khá cao ở các công thức đối chứng hoặc ở công thức trồng thưa hơn và các yếu tố này thường giảm khi tăng mật độ trồng. Như vậy có thể thấy rằng, tăng mật độ trồng hợp lý và thu hẹp khoảng cách hàng đồng thời tăng khoảng cách giữa các cây là biện pháp cần thiết để tăng năng suất ngô.

Nghiên cứu liều lượng NPK thích hợp cho ngô

Tăng chi (đồng). Tỷ suất lợi. nhuận biên ấn/ha) Bà Rịa Vũng Tàu. Ghi chú: Tăng thu = Tổng thu của công thức – tổng thu của công thức đối chứng. Tăng chi = Chi phí phân bón của công thức – chi phí phân bón của công thức đối chứng Tỷ số lợi nhuận biên = Tăng thu/tăng chi. Phân bón hữu cơ giữ một vai trò quan trọng đối với sinh trưởng, phát triển của cây trồng nói chung và đối với ngô nói riêng. Phân hữu cơ cải thiện tính chất lý hóa học đất, qua đó góp phần giúp cây sinh trưởng tối ưu để đạt năng suất tối đa. i) Thí nghiệm tại Bà Rịa Vũng Tàu Đối với yếu chính ( liều lượng NPK). Đối với chỉ tiêu năng suất, kết quả cho thấy hai công thức trồng với mật độ 66.666 cây/ha nhưng với khoảng cách hàng hẹp hơn so với công thức đối chứng 2 có năng suất đạt (8,48 tấn/ha và 8,32 tấn/ha) cao hơn có ý nghĩa thống kê so với tất cả các công thức còn lại.

Kết quả khảo nghiệm cơ bản giống ngô lai MN-1

Khi bổ sung 5 tấn/ha năng suất, năng suất tăng không có ý nghĩa so với không bón phân hữu cơ, nhưng năng suất tăng có ý nghĩa khi bón với liều lượng 10 tấn/ha. Một số dòng thuần có khả năng chịu hạn ở giai đoạn cây con và một số dòng hồi giao được chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử hình thành nên tổ hợp lai cũng có biểu hiện chịu hạn ở giai đoạn sau.

Đề nghị

Trương Vĩnh Hải, Trần Kim Định, Nguyễn Thị Lang, Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thế Hùng và Trương Quốc Ánh, Lý Hậu Giang, Nguyễn Hữu Để, Nguyễn Văn Đoan (2011).Phân tích nguồn vật liệu trong chọn giống ngô chịu hạn cho các tỉnh phía Nam- Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn số 8/2011. Nghiên cứu xác định bản đồ QTSs quy định khoảng cách trỗ cờ phun râu và năng suất trong điều kiện khô hạn Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn số 19/2011.