4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
1.5. Mối quan hệ giữa giống với điều kiện sinh thái
1.5.1. Yêu cầu sinh thái của cây đậu tƣơng
* Yêu cầu nhiệt độ
Cây đậu tương có nguồn gốc ở Trung Quốc, vì vậy đậu tương là cây ưa nóng, tổng tích ôn cần thiết cho quá trình sinh trưởng, phát triển của cây đậu tương là 1700-29000C (Trần Văn Điền, 2007) [13]. Tuy nhiên tổng tích ôn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
thay đổi theo thời gian sinh trưởng của giống. Những giống thời gian sinh trưởng ngắn (<90 ngày) yêu cầu tổng tích ôn khoảng 1700-22000C, giống thời gian sinh trưởng dài (>120 ngày), tổng tích ôn cần thiết là 3200-38000
C (Lawn, 1987)[64].
Đậu tương có thể sinh trưởng trong phạm vi nhiệt độ 27-420C. Thời kỳ nảy mầm, nhiệt độ tối thiểu là 100C, nhiệt độ tối đa là 400C, dưới 100C sự vươn dài của trục mầm bị ảnh hưởng, nhiệt độ >400C, hạt không nảy mầm. Thời kỳ cây con từ khi cây hình thành lá đơn đến 3 lá kép, cây đậu tương có khả năng chịu rét tốt nhất. Thời kỳ còn lá đơn nó có thể chịu được nhiệt độ dưới 00C. Nhiệt độ thích hợp cho sự sinh trưởng là 22-270
C.
Thời kỳ ra hoa kết quả, đậu tương cần nhiệt độ 28-370C, nếu gặp nhiệt độ 100C sẽ cản trở sự phân hóa hoa, nhỏ hơn 180C tỷ lệ đậu quả thấp. Nếu nhiệt độ lớn hơn 380C ảnh hưởng xấu đến tốc độ hình thành đốt, phát triển lóng, phân hóa hoa cũng như vận chuyển các chất dinh dưỡng về hạt làm chất lượng của hạt kém. Trong giai đoạn chín nếu gặp nhiệt độ thấp hạt chín không đều, chất lượng kém (Phạm Văn Thiều, 2002)[36].
* Yêu cầu ánh sáng
Đậu tương là cây ngày ngắn điển hình, vì vậy ánh sáng là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng, phát triển và năng suất. Ánh sáng không chỉ là yếu tố quyết định hiệu quả của quá trình quang hợp mà còn ảnh hưởng đến hoạt động cố định đạm của các nốt sần ở rễ, nên ảnh hưởng đến năng suất thu hoạch. Ở Việt Nam các giống chín sớm, chín trung bình và chín muộn đều phản ứng với chu kỳ chiếu sáng, sự biến động của chu kỳ chiếu sáng ảnh hưởng lớn đến giai đoạn sinh trưởng sinh thực (Trần Đình Long và cs, 2001)[26].
Sự tác động của ánh sáng ngày ngắn mạnh nhất là giai đoạn trước khi cây ra hoa. Ánh sáng ngày ngắn làm rút ngắn thời gian sinh trưởng của cây, giảm chiều cao cây, số đốt cũng như độ dài của lóng. Trong thời kỳ ra hoa hình thành
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
hạt số giờ chiếu sáng thích hợp là 6-12 giờ, nếu thời gian chiếu sáng trên 18 giờ/ngày cây sẽ không ra hoa. Tính mẫn cảm với chu kỳ chiếu sáng của cây đậu tương còn phụ thuộc vào đặc tính của giống. Các giống chín muộn mẫn cảm với chu kỳ chiếu sáng hơn giống chín sớm (Phạm Văn Thiều, 2002)[36].
Cây đậu tương còn chịu ảnh hưởng rất lớn của cường độ ánh sáng. Cường độ ánh sáng mạnh cây sinh trưởng khỏe, cho năng suất cao. Cường độ ánh sáng yếu quá trình quang hợp giảm, các lóng vươn dài, làm giảm khả năng chống đổ của cây đậu tương. Ngược lại cường độ ánh sáng mạnh cũng gây bất lợi cho cây vì làm cường độ thoát hơi nước ở lá lớn hơn tốc độ hút nước ở rễ nên hiệu suất quang hợp giảm dẫn đến giảm năng suất. Trong điều kiện có độ dài ngày thích hợp chỉ cần 30% cường độ của bức xạ mặt trời cây đậu tương vẫn sinh trưởng, phát triển bình thường, vì vậy có thể trồng xen cây đậu tương với nhiều loại cây trồng khác (Phạm Văn Thiều, 2002)[36].
* Yêu cầu về nước
Tuy là cây trồng cạn nhưng nhu cầu nước của cây đậu tương cũng rất lớn. Nước cũng là một trong những yếu tố hạn chế đến năng suất của cây đậu tương. Trong suốt chu kỳ sinh trưởng từ khi gieo đến thu hoạch nhu cầu nước của cây đậu tương dao động từ 350-600mm (Bùi Hiếu và Lê Thị Nguyên, 2004) [19].
Ở giai đoạn nảy mầm, độ ẩm đất thích hợp là 50%, nếu ẩm độ thấp hạt không nảy mầm được. Ngược lại nếu ẩm độ đất cao, làm lượng oxy giảm, hạt bị thối (Phạm Văn Thiều, 2002)[36].
Giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng, nếu thiếu nước làm cường độ quang hợp giảm vì giảm diện tích lá, thời gian sinh trưởng bị rút ngắn (Dominique và Pierre, 1996) [57].
Giai đoạn ra hoa làm quả, nếu thiếu nước hoa rụng, số quả giảm, nếu gặp hạn kéo dài sẽ ảnh hưởng rất lớn đến năng suất. Kết quả của các nhà khoa học cho thấy nếu ẩm độ đất bằng 35-40%, năng suất đậu tương giảm 2/3. Giai
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
đoạn này bị hạn thời gian hình thành hoa và quả bị rút ngắn nên cản trở quá trình vào chắc dẫn đến năng suất thấp (Dominique và Pierre, 1996) [57].
Nhu cầu nước của đậu tương lớn nhất ở giai đoạn vào chắc, thiếu nước làm năng suất giảm nhiều nhất. Kết quả nghiên cứu của Brevedan và Egli (2003) [52] cho thấy năng suất hạt có thể giảm 39% và kích thước hạt giảm 25-30% nếu thời kỳ quả vào chắc cây bị hạn.
Tuy rất cần nước nhưng cây đậu tương cũng có thể chịu hạn trong những giai đoạn nhất định, đặc biệt là thời kỳ cây con. Mặc dù vậy để đạt năng suất đậu tương cao cần cung cấp đủ nước cho cây ở các thời kỳ sinh trưởng.
* Yêu cầu về đất
Đậu tương là cây trồng không yêu cầu khắt khe về đất, vì vậy ở Việt Nam đậu tương được trồng trên nhiều loại đất khác nhau như: đất phù sa, đất cát pha, đất bãi, đất đồi núi, nương rẫy…kể cả đất bỏ hóa. Tuy nhiên đất thích hợp cho cây đậu tương là đất có tầng canh tác dày, giàu chất hữu cơ, giữ ẩm tốt và thoát nước tốt, pH thích hợp là 5,2-6,5 (Phạm Văn Thiều, 2002)[36].
1.5.2. Kết quả nghiên cứu mối quan hệ giữa giống với điều kiện sinh thái
Điều kiện môi trường ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sinh trưởng và năng suất của cây trồng, sự tương tác giữa giống và môi trường có vai trò quan trọng trong quá trình cải lương giống. Kiểu hình là biểu hiện của kiểu gen trong môi trường sống. Môi trường bao gồm đất đai, điều kiện khí hậu như nhiệt độ, ánh sáng và lượng mưa…(Trần Đình Long, 1997) [25]. Những hiểu biết về mối quan hệ giữa giống với điều kiện sinh thái, giúp các nhà tạo giống thành công trong chọn tạo giống có khả năng chống chịu tốt.
Môi trường sống của cây trồng thường xuyên biến đổi, những biến đổi của môi trường gồm biến đổi dự đoán được và không dự đoán được. Biến đổi dự đoán được như điều kiện tưới tiêu, phân bón, sâu bệnh, còn những biến đổi không dự đoán được là biến đổi do thời tiết. Để đối phó với những biến đổi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
không dự đoán được phải tạo ra giống có tính ổn định cao bằng cách khảo nghiệm giống ở các vùng sinh thái và xem xét mối quan hệ giữa giống với các điều kiện môi trường.
Các kết quả nghiên cứu của John và cộng sự (1955)[63], Byth và Weber (1968) [56] cho thấy ở cây đậu tương, chỉ tiêu năng suất hạt có sự tương tác rất cao giữa giống và môi trường, chỉ tiêu chiều cao tương tác thấp còn kích thước hạt, hàm lượng đạm, dầu có tương tác trung bình. Jonh và cs cho rằng sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường về đặc tính năng suất lớn gấp 2,1 lần so với biến đổi do kiểu gen.
Kwon và Torrie (1964) đã đánh giá thế hệ F4 và F5 của hai cặp lai ở môi trường và các năm khác nhau. Kết quả biến động do dòng x năm lớn hơn biến động do dòng x địa điểm hoặc do dòng x địa điểm x năm. Đối với đặc tính năng suất khối lượng hạt, tính chống đổ, tỷ lệ dầu sự tương tác dòng x năm x địa điểm tương đương với dòng x năm. Ông cho rằng có sự tương tác lớn giữa dòng x năm là do sự biến đổi về nhiệt độ, lượng mưa ở các mùa vụ khác nhau (Ngô Thế Dân, 1999)[9].
Từ các kết quả nghiên cứu ở 7 địa điểm khác nhau trong thời gian 6 năm, Sanbuichi và Gotok, (1969) [72] cho rằng các giống đậu tương có khả năng thích ứng rộng về không gian nhưng hẹp về thời gian.
Nghiên cứu các yếu tố hạn chế đến năng suất đậu tương, Leng (1968) [66] cho biết yếu tố hạn chế đến năng suất của đậu tương chủ yếu là do quang chu kỳ và cảm ôn.
Các giống đậu tương chín sớm hoặc không phản ứng với chu kỳ chiếu sáng thường được chọn làm vật liệu chọn tạo giống theo hướng tăng tính thích ứng của giống trong điều kiện môi trường khô hạn hoặc những nơi có thời gian gieo trồng ngắn (Byth và cs, 1981) [55].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Theo Mayer và cs (1991) [68] tổng chất khô tích lũy ở cây đậu tương tương quan thuận chặt với lượng ánh sáng mà bộ lá hấp thu (r = 0,98).
Kết quả nghiên cứu của Đào Quang Vinh (1984) [47] cho rằng chỉ số diện tích lá, hiệu suất quang hợp và khả năng tích lũy chất khô ở cây đậu tương biến động mạnh theo điều kiện trồng trọt.
Các kết quả nghiên cứu ở trên đã khẳng định đậu tương là cây trồng rất nhạy cảm với chế độ quang chu kỳ và chế độ nhiệt, vì thế quá trình sinh trưởng, phát triển và tiềm năng năng suất của một giống đậu tương bị ảnh hưởng rất lớn bởi thời vụ gieo trồng và điều kiện sinh thái của vùng.
Nhìn chung tương tác giữa kiểu gen với môi trường rất quan trọng đối với quá trình chọn tạo giống. Để phát huy tiềm năng năng suất của giống đòi hỏi phải có môi trường thích hợp như cung cấp đủ nhiệt độ, ánh sáng, nước, dinh dưỡng, …Chính vì vậy cần chọn giống phù hợp với mỗi vùng sinh thái và kết hợp chặt chẽ với kỹ thuật trồng trọt (Luyện Hữu Chỉ và cs, 1997) [6].
1.6. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MỐI TƢƠNG QUAN GIỮA NĂNG SUẤT VỚI MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM NÔNG HỌC CỦA GIỐNG
Năng suất là yếu tố cơ bản nhất quyết định sự lựa chọn của người sản xuất cũng như các nhà tạo giống, giống tốt là giống cho năng suất cao và ổn định trong cả điều kiện bất thuận. Tuy nhiên, các nhà khoa học đều cho rằng, ở cây trồng tính trạng năng suất có hiệu quả chọn lọc thấp hơn các tính trạng khác. Do đó, để chọn được giống năng suất cao có thể chọn lọc gián tiếp thông qua mối tương quan với các tính trạng khác một cách hợp lý (Nguyễn Tấn Hinh, 1992) [21].
Phân tích khả năng di truyền của một số tính trạng ở cây đậu tương, Mehetre và cs (1998) [69] cho rằng các tính trạng có hệ số di truyền cao là số ngày từ gieo đến ra hoa (92,5%), số ngày từ gieo đến chín (89,1%), chiều cao thân chính (92,8%), khối lượng 1000 hạt (80,2%), số quả chắc/cây (76,6%),
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
số hạt/cây (71,9%), trong khi đó năng suất hạt lại có hệ số di truyền thấp (41,2%). Chính vì vậy để chọn giống có năng suất cao và ổn định cho một vùng phải sử dụng các tính trạng có hệ số di truyền cao và tương quan thuận với năng suất.
Weber và Moorthy, 1952 [77] khi nghiên cứu hệ số tương quan di truyền trên 3 quần thể đậu tương cho thấy, năng suất hạt có tương quan thuận với thời gian sinh trưởng, chiều cao cây và khối lượng hạt. Gautam và Singh (1977) [59] cũng có kết luận tương tự về mối tương quan chắc chắn giữa năng suất hạt với số quả/cây, chiều cao cây, thời gian ra hoa và thời gian sinh trưởng của các giống đậu tương.
Kết quả nghiên cứu của Burnside và Colville,(1964) [54] cho thấy năng suất hạt có tương quan thuận với số lá, diện tích lá, số đốt và số quả trên cây.
Khi nghiên cứu mối tương quan giữa năng suất hạt của đậu tương với các tính trạng khác, Wilcox và cs, (1974) [78] cho rằng chỉ có số quả trên cây tương quan thuận với năng suất, còn khối lượng 1000 hạt có tương quan dương nhưng khi số quả trên cây quá lớn thì giá trị tương quan lại giảm.
Malhotra và cs, (1972) [67] cũng xác định được mối tương quan nghịch giữa năng suất và khối lượng 1000 hạt khi khảo sát ở tập đoàn các giống đậu tương địa phương.
Nghiên cứu tương quan giữa năng suất số đốt/thân, chiều cao cây, số cành, số quả, Surlan (1978) [76] đã cho thấy: năng suất tương quan thuận với số đốt trên thân (r = 0,36), chiều cao cây (r =0,35), số cành (r = 0,43), số quả/cây (r = 0,72), khối lượng 1000 hạt và hệ số kinh tế (r = 0,26).
Ở Việt Nam, để chọn giống đậu tương có năng suất cao, các nhà khoa học thường quan tâm đến mối tương quan giữa năng suất với các yếu tố cấu thành năng suất hoặc các đặc tính sinh lý.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Kết quả nghiên cứu hệ số biến động và hệ số tương quan giữa một số đặc tính nông học với năng suất của Nguyễn Văn Lâm và Nguyễn Tấn Hinh (2003) [23] cho thấy ở các giống nghiên cứu tính trạng có hệ số biến động lớn là số quả 3 hạt (58%), số cành cấp 1 (36,2%), số quả 1 hạt (23,2%). Tính trạng có hệ số biến động thấp là thời gian từ gieo đến ra hoa (5,8%), thời gian sinh trưởng (6,9%), số hạt/quả (8,3%) và số đốt/thân (9,2%). Năng suất hạt có hệ số tương quan thuận với thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, số đốt/thân, số quả/cây, số hạt/quả và khối lượng 1000 hạt.
Nguyễn Tấn Hinh (1992) [20] nghiên cứu tương quan giữa các tính trạng với năng suất cho biết: năng suất hạt tương quan thuận chắc chắn với thời gian sinh trưởng, rất chắc chắn với số đốt trên thân, chiều cao cây, số cành cấp 1, số quả chắc/cây và số hạt/quả.
Nghiên cứu của Vũ Thúy Hằng (2007) [18] cũng khẳng định năng suất cá thể của cây đậu tương có tương quan thuận chặt với các yếu tố cấu thành năng suất như số quả/cây, số hạt/quả nhưng tương quan nghịch với số cành/cây và chiều cao cây.
Vũ Đình Chính (1995) [8], khi xem xét tương quan giữa năng suất của giống với một số đặc điểm nông học, đã phân chia các chỉ tiêu nghiên cứu thành 3 nhóm. Nhóm thứ nhất là các chỉ tiêu không tương quan chặt với năng suất (r < 0,5) gồm: thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, số đốt/cây, số đốt/cành…. Nhóm thứ hai gồm các chỉ tiêu tương quan chặt với năng suất (r > 0,6) như: số quả/cây, tỷ lệ quả chắc, số đốt mang quả, số nốt sần, diện tích lá, lượng chất khô…. Nhóm thứ 3 là các chỉ tiêu tương quan nghịch với năng suất như: Tỷ lệ quả 1 hạt, tỷ lệ quả lép, tỷ lệ bệnh virus, tỷ lệ bệnh đốm lá do vi khuẩn và tỷ lệ sâu đục quả. Trên cơ sở đó mô hình cây đậu tương có năng suất cao được tác giả đề xuất là có khối lượng 1000 hạt lớn, tỷ lệ 2-3 quả cao,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
diện tích lá thời kỳ vào chắc lớn, lượng chất khô tích lũy cao và số lượng nốt sần trên cây nhiều.
Nhìn chung tương quan giữa năng suất với các tính trạng hình thái biểu hiện cũng rất phức tạp, phụ thuộc vào giống, kỹ thuật trồng như mật độ, phân bón… và điều kiện sinh thái (Rubaihayo, 1973) [71]. Vì vậy nghiên cứu đặc tính nông học và sinh lý liên quan đến năng suất hạt của cây đậu tương là cơ sở quan trọng cho quá trình chọn tạo giống.
1.7. ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC ĐẾN NĂNG SUẤT ĐẬU TƢƠNG
Trong sản xuất nông nghiệp để tăng năng suất cây trồng, có thể có hai cách: - Chọn tạo giống mới bằng cách làm thay đổi đặc tính của thực vật, làm thực vật biến dị, sau đó củng cố và tích lũy những biến dị có lợi.
- Tạo điều kiện môi trường phù hợp với giống.
Mỗi giống cây trồng phù hợp với chế độ canh tác nhất định. Chính vì vậy các biện pháp kỹ thuật canh tác như thời vụ, bón phân, tưới nước… đều ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển và chất lượng của giống.
1.7.1. Ảnh hƣởng của phân bón đến quá trình sinh trƣởng, phát triển của cây đậu tƣơng
Đậu tương là cây trồng có nhu cầu dinh dưỡng lớn nhất là đạm để tạo