Số liệu thu thập được xử lý bằng phương pháp phân tích thống kê toán học trên phần mềm Microsoft Office Excel.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 32
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đánh giá đặc điểm nông sinh học, khả năng chống chịu và năng suất của dòng kích tạo đơn bội UH400 trong điều kiện vụ xuân 2013 tại Gia Lâm, Hà Nội.
UH400 là dòng kích tạo đơn bội (inducer haploid) dùng cho cảm ứng tạo đơn bội ngô in vivo, là một trong những thành tựu tạo giống của Trường Đại học Hohenheim, Cộng hòa Liên bang Đức. Nó được phát triển từ dòng kích tạo khác là KEMS (Krasnador Embryo Marker Synthetic) (Chang và Coe, 2009). Dòng KEMS được thu nhận từ một phép lai (Shatskaya và cs, 1994b). UH400 được sử dụng để cho phấn (pollinator) nhằm tạo ra nguồn đơn bội/đơn bội kép (hạt/phôi) ở các thế hệ con cháu. UH400 là một dòng kích tạo có tỉ lệ kích tạo đơn bội khá cao 8-10% (thông tin cá nhân từ Schipprack, 2011), rất có ý nghĩa trong kĩ thuật tạo đơn bội kép in vivo. Tuy nhiên, hiện nay trên thế giới và Việt Nam, các công trình nghiên cứu tạo dòng đơn bội kép có sử dụng dòng kích tạo đơn bội UH400 còn chưa nhiều. Do đó, việc thử nghiệm đánh giá khả năng thích ứng của dòng UH400 trong điều kiện Việt Nam là rất có ý nghĩa.
Theo nghiên cứu của Phạm Quang Tuân và cs (2013) đã đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của dòng UH400 trong điều kiện 04 thời vụ năm 2012, kết quả cho thấy, dòng UH400 là dòng có nguồn gốc ôn đới nên phù hợp với điều kiện nhân duy trì ở vụ Đông Sớm (gieo bầu ngày 4/10/2012) và không phù hợp với điều kiện sinh thái vụ Xuân Hè (gieo bầu ngày 12/4/2012). Do đó, trên cơ sở những kết quả nghiên cứu trước đó về dòng UH400, chúng tôi tiến hành bố trí thí nghiệm đánh giá sinh trưởng và phát triển của các dòng kích tạo đơn bội vào vụ Xuân 2013 (trà sớm, gieo ngày 1/2/2013) để tránh điều kiện thời tiết bất thuận vào cuối vụ gieo trồng. Kết quả theo dõi đặc điểm sinh trưởng, khả năng thích ứng của dòng kích tạo UH400 trong điều kiện gieo trồng vụ xuân 2013 tại Gia Lâm, Hà Nội được trình bày chi tiết ở các bảng 3.1, 3.2, 3.3.
3.1.1. Tỷ lệ nảy mầm và các giai đoạn sinh trưởng của dòng kích tạo đơn bội UH400
Tỷ lệ nảy mầm của các dòng kích tạo đơn bội phụ thuộc vào sức sống hạt giống và điều kiện môi trường. Thời gian sinh trưởng là toàn bộ thời gian cây trồng có mặt trên đồng ruộng, chỉ tiêu này cho biết một cách chi tiết từng giai đoạn sinh
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 33 trưởng sinh dưỡng cũng như trong giai đoạn sinh trưởng sinh thực của từng dòng. Thời gian sinh trưởng ngắn hay dài phụ thuộc vào dòng, giống, mùa vụ, kỹ thuật trồng trọt, chăm sóc và điều kiện sinh thái của từng vùng. Đánh giá tỷ lệ nảy mầm và thời gian sinh trưởng của các dòng kích tạo đơn bội ở điều kiện gieo trồng tối ưu làm cơ sở cho việc bố trí thời vụ gieo trồng hợp lý, tạo điều kiện thích hợp cho thí nghiệm lai kích tạo đơn bội với các dòng mẹ. Kết quả sau khi theo dõi, đánh giá dòng kích tạo UH400 trong điều kiện vụ Xuân 2013 tại Gia Lâm, Hà Nội chúng tôi thu được kết quả trong bảng 3.1.
Bảng 3.1: Tỷ lệ nảy mầm và thời gian sinh trưởng của dòng kích tạo đơn bội UH400 trong điều kiện trồng tại Gia Lâm, Hà Nội
Kí hiệu dòng Ngày gieo Tỷ lệ nảy mầm (%) G-TP (ngày) G-PR (ngày) Chênh lệch TP- PR (ngày) TGST (ngày) UH400 1/2/2013 100 47±2 50±1 3 89±2
Qua bảng 3.1 ta thấy, tỷ lệ nảy mầm của dòng kích tạo đơn bội UH400 trong điều kiện gieo trồng vụ Xuân 2013 tại Gia Lâm, Hà Nội đạt 100%. Điều đó cho thấy, tuy là dòng nhập nội nhưng UH400 lại có sức sống khá cao, khả năng bật mầm tốt và bước đầu thích hợp với điều kiện sinh thái thổ nhưỡng vụ Xuân 2013 (trà sớm) tại miền bắc Việt Nam.
Thời gian từ khi gieo đến tung phấn và phun râu là một trong các giai đoạn sinh trưởng của cây ngô. Giai đoạn này cây ngô kết thúc giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng bắt đầu giai đoạn sinh trưởng sinh thực, sau đó hầu như cây không tăng thêm về chiều cao và ra thêm lá. Trong giai đoạn này cần chú ý tạo điều kiện tối ưu cho dòng kích tạo đơn bội sinh trưởng và phát triển một cách tốt nhất như: điều kiện bón thúc phân, tưới nước, chăm sóc…
Qua bảng 3.1 cho thấy, thời gian từ gieo đến trỗ cờ của dòng kích tạo đơn bội UH400 dao động trong khoảng 47±2 ngày, thời gian từ gieo đến phun râu là từ 50±1 ngày và từ gieo đến khi chín (thời gian sinh trưởng) là 89±2 ngày. Kết quả trên cho thấy UH400 là dòng ngô có thời gian sinh trưởng khá ngắn (trung bình là 89 ngày), ngắn hơn so với thời gian sinh trưởng của dòng kích tạo đơn bội có nguồn gốc từ Việt Nam là dòng HUA2 (trung bình là 95 ngày, trong điều kiện vụ xuân hè
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 34 2012) (Phạm Quang Tuân, 2013). Theo Cao Đắc Điểm (1998), đã phân chia thời gian sinh trưởng của các giống ngô ở Việt Nam như sau: i) Nhóm ngắn ngày có thời gian sinh trưởng < 95 ngày; ii) Nhóm trung ngày có thời gian sinh trưởng 96 – 120 ngày; iii) Nhóm dài ngày có thời gian sinh trưởng > 120 ngày. Do đó, có thể kết luận rằng, dòng ngô kích tạo đơn bội UH400 là dòng thuộc nhóm ngắn ngày.
Kết quả theo dõi đánh giá các giai đoạn sinh trưởng của dòng kích tạo đơn bội UH400 có ý nghĩa rất lớn cho công tác lai tạo hạt đơn bội sau này. Thời gian sinh trưởng ngắn làm giảm công chăm sóc và chi phí sản xuất hơn so với các dòng, giống kích tạo khác. Do có thời gian sinh trưởng ngắn nên cần chú ý để bố trí thời vụ gieo trồng hợp lý khi tiến hành kích tạo đơn bội với các dòng mẹ.
Sau khi bông cờ tung phấn thì ngô bắt đầu phun râu, cây ngô lúc này chuyển sang giai đoạn sinh trưởng sinh thực, râu ngô nhận hạt phấn để tiến hành thụ tinh hình thành hạt. Số noãn được thụ tinh sẽ hình thành hạt ở thời kỳ nay, noãn không được thụ tinh sẽ không hình thành hạt và thoái hóa, gây hiện tượng “ngô đuôi chuột”. Thời gian tung phấn - phun râu là giai đoạn quan trọng nhất quyết định đến năng suất cũng như chất lượng của cây ngô. Việc trỗ cờ, tung phấn, phun râu của các giống ngô nói chung phụ thuộc vào giống, điều kiện thời tiết khí hậu, vùng sinh thái, thời vụ gieo trồng và chế độ chăm sóc. Xu thế của các nhà chọn giống thông thường lựa chọn khoảng cách trỗ cờ - tung phấn - phun râu không lớn. Khoảng cách từ tung phấn đến phun râu càng ngắn thì càng tốt cho quá trình hình thành hạt.
Qua số liệu trình bày tại bảng 3.1 cho thấy, thời điểm cây tung phấn vẫn xảy ra trước phun râu dao động trong khoảng 3 ngày. Đây là hiện tượng phổ biến của ngô khi trồng trong điều kiện nhiệt đới, mặc dù đã bố trí thời điểm gieo trồng cho phù hợp với đặc điểm sinh thái của dòng. Khoảng thời gian tung phấn – phun râu của dòng UH400 là tương đối ngắn (3 ngày) nằm trong khoảng cho phép của các nhà chọn giống, điều này có lợi cho việc tạo hạt.
3.1.2. Đặc điểm nông sinh học
Đặc điểm nông sinh học của các giống cây trồng là những chỉ tiêu có liên quan chặt chẽ đến khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của chúng. Mỗi loại giống cây trồng khác nhau thường có những đặc điểm nông sinh học khác nhau và đặc trưng. Kết quả theo dõi đặc điểm nông sinh học của dòng kích tạo đơn bội UH400 trong thí nghiệm được thể hiện chi tiết ở bảng 3.2.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 35
Bảng 3.2. Một số đặc điểm nông sinh học của dòng kích tạo đơn bội UH400 Ký hiệu dòng Chiều cao cây (cm) Chiều cao đóng bắp (cm) TL CĐB/CC (%) Số lá thật Màu sắc gân, bẹ lá Màu sắc thân Màu sắc bông cờ Tai lá UH400 112.5±10.5 28.5±5.0 25 13.5±0.5 Tía nhạt Tía nhạt Tía nhạt Không có Từ bảng 3.2 nhận thấy, chiều cao cây là một chỉ tiêu nghiên cứu quan trọng trong công tác chọn tạo giống. Chiều cao cây liên quan mật thiết với khả năng chống đổ, khả năng thục phấn, thụ tinh, khả năng cho năng suất của cây. Chiều cao cây có sự biến động lớn, phụ thuộc vào giống, điều kiện thời tiết, khí hậu, kỹ thuật gieo trồng, chăm sóc,… Kết quả theo dõi thí nghiệm cho thấy: Chiều cao cây của dòng kích tạo đơn bội UH400 là tương đối thấp, chỉ số chiều cao cây dao động trong khoảng 112.5±10.5 cm, thấp hơn so với dòng kích tạo đơn bội HUA2 có nguồn gốc trong nước (trung bình 141 cm) (Phạm Quang Tuân, 2013). Theo thông tin khuyến cáo của Đại học Hohenheim (Đức) thì chiều cao cây của dòng kích tạo UH400 tại Đức là từ 125-130 cm (https://plant-breeding.uni-hohenheim.de). Như vậy, so với chiều cao cây khuyến cáo ban đầu của dòng UH400 thì chiều cao cây trong điều kiện vụ Xuân 2013 tại Gia Lâm, Hà Nội thấp hơn xấp xỉ 10 cm, trong khi chiều cao cây của dòng UH400 trong điều kiện vụ Xuân hè 2012 cao hơn xấp xỉ 10 cm (trung bình 141 cm) (Phạm Quang Tuân, 2013). Như vậy, chiều cao cây của dòng kích tạo đơn bội UH400 không chỉ phụ thuộc vào đặc tính giống, mà còn phụ thuộc vào điều kiện khí hậu thời tiết, đặc điểm vùng sinh thái cũng như điều kiện trồng và chăm sóc.
Chiều cao đóng bắp là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tình hình sinh trưởng, khả năng chống đổ và khả năng cơ giới hóa của các giống ngô. Những giống có chiều cao đóng bắp thấp thì khả năng cơ giới hóa thấp, ảnh hưởng đến quá trình thụ phấn, dễ bị sâu bệnh, chuột phá hoại. Chiều cao đóng bắp phụ thuộc vào đặc tính của giống và điều kiện canh tác, thường những giống có thời gian sinh trưởng ngắn thì chiều cao đóng bắp thấp hơn giống ngô có thời gian sinh trưởng dài. Nhiều nghiên
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 36 cứu cho thấy chiều cao đóng bắp của giống có thời gian sinh trưởng dài ngày thường bằng khoảng 45 - 60% chiều cao cây, những giống có thời gian sinh trưởng ngắn thì chiều cao đóng bắp khoảng 35 - 38% chiều cao cây. Bắp đóng cao quá làm cây dễ đổ, còn thấp quá gây khó khăn cho quá trình thụ phấn. Ngoài ảnh hưởng của giống, chiều cao đóng bắp còn chịu ảnh hưởng của điều kiện khí hậu.
Từ các kết quả trên cho thấy, do có chiều cao cây thấp nên chiều cao đóng bắp của của dòng kích tạo đơn bội khá thấp so với các dòng ngô tự nhiên khác. Kết quả thu được tại bảng 3.2 cho thấy, chiều cao đóng bắp của dòng kích tạo UH400 đạt 28,5±5,0 cm, cao hơn so với chiều cao đóng bắp của dòng HUA2 có nguồn gốc từ Việt Nam (22,4±6,4 cm) (theo kết quả nghiên cứu trước đây của chúng tôi). Tỷ lệ chiều cao đóng bắp/chiều cao cây của dòng kích tạo đơn bội UH400 lại ở mức thấp (25%) tuy nhiên tỷ lệ này vẫn đảm bảo được khả năng nhận phấn.
Lá là cơ quan làm nhiệm vụ quang hợp đồng thời làm nhiệm vụ trao đổi khí, hô hấp, dự trữ chất dinh dưỡng…Số lá trên cây ảnh hưởng lớn đến năng suất của cây ngô. Số lá càng lớn thì khả năng cho năng suất càng cao, tuy nhiên nếu số lá quá nhiều thì thường làm cho cây hay bị nhiễm sâu bệnh, khả năng chống đổ kém, thân lá phát triển quá tốt thì cho năng suất cũng không cao. Ngược lại số lá ít, hiệu suất quang hợp sẽ giảm. Số lá là đặc trưng di truyền của dòng, nhưng có thể thay đổi theo điều kiện môi trường của từng vụ do điều kiện môi trường tác động đến chiều cao của cây, từ đó có tác động nhất định tới số lá thật trên cây. Qua các kết quả theo dõi cho thấy, khi gieo trồng ở vụ Xuân 2013 (trà sớm) thì số lá thật trung bình của dòng UH400 dao động trong khoảng 13.5±0.5 lá. Theo kết quả nghiên cứu của Phạm Quang Tuân (2013), số lá của dòng UH400 trung bình dao động từ 13- 14,5 lá, tùy thuộc và thời vụ gieo trồng, các vụ khác nhau sự tăng giảm về số lá không có ý nghĩa.
Màu sắc thân, gân lá, bẹ lá, bông cờ, tai lá và hạt thể hiện đặc điểm nổi bật của dòng, đặc biệt đối với các dòng kích tạo đơn bội thì các chỉ tiêu này còn là đặc điểm để nhận dạng nó là cây kích tạo đơn bội hoặc hạt kích tạo đơn bội. Quan sát các cây thuộc dòng kích tạo đơn bội UH400 tại vụ Xuân (trà sớm) nhận thấy màu sắc của thân; gân, bẹ lá và bông cờ đều có màu tía nhạt và không có tai lá. Các đặc điểm trên đây phù hợp với thông tin được thể hiện ở bảng 2.1 (phần vật liệu nghiên cứu) được cung cấp từ đại học Hohenheim (Đức).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 37
3.1.3. Khả năng chống chịu đồng ruộng
Khả năng chống chịu của các giống ngô được thể hiện ở khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh bất thuận (hạn hán, lũ lụt…), khả năng chống chịu với sâu bệnh và khả năng chống đổ gãy. Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm ở Việt Nam, cây ngô thường bị nhiều loại sâu bệnh gây hại. Trong mỗi một giai đoạn của quá trình sinh trưởng, phát triển, cây ngô đều có thể bị các loại sâu bệnh khác nhau. Các loại sâu khá phổ biến ở nước ta hiện nay là sâu đục thân, đục bắp, rệp cờ, bệnh phổ biến là bệnh khô vằn, bệnh khảm lá, bệnh đốm lá lớn, đốm lá nhỏ…
Quan sát, theo dõi và đánh giá khả năng chống chịu của dòng đơn bội kép UH400 trong điều kiện vụ Xuân 2013 tại Gia Lâm, Hà Nội thu được kết quả như bảng 3.3:
Bảng 3.3. Khả năng chống đổ và mức độ nhiễm sâu bệnh hại của dòng kích tạo đơn bội UH400 trong điều kiện vụ Xuân tại Gia Lâm, Hà Nội
Ký hiệu dòng Chống đổ (điểm) Sâu đục thân (điểm) Rệp cờ (điểm) Đốm lá lớn (điểm) Đốm lá nhỏ (điểm) Thối thân (điểm) Sâu bệnh khác UH400 1 3 1 3 4 3 0
Khả năng chống đổ là một đặc tính quan trọng trong công tác chọn tạo giống. Đổ, gãy ảnh hưởng rất lớn đến năng suất hạt cũng như năng suất sinh học của cây ngô. Khả năng chống đổ của các gia đình ngô phụ thuộc nhiều vào đặc điểm di truyền của giống như: chiều cao cây, đường kính thân, chiều cao đóng bắp, số rễ chân kiềng ... Bên cạnh đó, điều kiện ngoại cảnh, mật độ, sâu bệnh, kỹ thuật chăm sóc...cũng ảnh hưởng tới khả năng chống đổ của cây ngô. Những giống thấp cây, lá to thường chống đổ rất tốt và ngược lại. Qua bảng 3.3 cho thấy, khả năng chống đổ của dòng UH400 là tốt (đạt điểm 1) do chiều cao cây tương đối thấp và trồng vào vụ Xuân (trà sớm) nên ít bị tác động của mưa, gió, bão (những nguyên nhân chính gây đổ cây).
Kết quả theo dõi sâu bệnh hại cho thấy: Khả năng chống chịu sâu bệnh hại đối với rệp cờ của dòng UH400 trong điều kiện vụ Xuân 2013 là khá tốt, nhận điểm 1. Tuy nhiên, kết quả thu được cho thấy dòng UH400 đã bị sâu đục thân hại ở mức vừa (điểm 3) chủ yếu ở giai đoạn trỗ cờ - phun râu. Biểu hiện của sâu đục thân đó là vết đục ở trên thân và trên cổ bông cờ làm bông cờ bị khô xác gây ảnh hưởng đến
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 38 sự thụ phấn và thụ tinh của cây, làm ảnh hưởng rất lớn đến năng suất cây.
Đối với bệnh đốm lá lớn (Helminthosporium turicum), đốm lá nhỏ (Helminthosporium maydis) thì mức độ bệnh gây hại cho cây là từ trung bình đến nặng (điểm 3-4). Triệu chứng của bệnh là những vết đốm nhỏ trên lá, sau chuyển thành những vết chết hoại dài, làm lá khô. Bệnh làm giảm diện tích quang hợp của lá,