BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ NGUYỄN TIẾN LONG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN GIỐNG LÚA KHÁNG RẦY NÂU (Nilaparvata lugens Stal) Ở THỪA THIÊN HUẾ LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HUẾ, NĂM 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ NGUYỄN TIẾN LONG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN GIỐNG LÚA KHÁNG RẦY NÂU (Nilaparvata lugens Stal) Ở THỪA THIÊN HUẾ CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG MÃ SỐ: 62.62.01.10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. PGS.TS. TRẦN ĐĂNG HÒA 2. PGS.TS. TRẦN THỊ LỆ HUẾ, NĂM 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, khách quan, nghiêm túc và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nếu có gì sai sót tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm./. Tác giả luận án Nguyễn Tiến Long LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án, tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của PGS.TS. Trần Đăng Hòa, PGS.TS. Trần Thị Lệ, Lãnh đạo Đại học Huế, Lãnh đạo Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Huế, Phòng Đào tạo Sau Đại học, quý thầy, cô khoa Nông học, Viện nghiên cứu Phát triển, phòng Tổ chức – Hành chính; Lãnh đạo Viện Công nghệ sinh học – Đại học Huế. UBND huyện Phú Vang, UBND thị xã Hương Trà, Thừa Thiên Huế, Hợp tác xã Nông nghiệp Phú Đa 1, Hợp tác xã Nông nghiệp Hương An và các bạn bè đồng nghiệp gần xa,… Tôi xin chân thành cảm ơn bố mẹ tôi, người đã sinh thành, chịu nhiều vất vả để nuôi dưỡng tôi nên người và đặc biệt là người vợ hiền và các con tôi đã luôn động viên, giúp đỡ và cổ vũ tôi về tất cả mọi mặt để tôi cố gắng, phấn đấu hoàn thành luận án Tiến sĩ nông nghiệp này. Xin trân trọng cảm ơn./. Nguyễn Tiến Long KÝ HIỆU VIẾT TẮT BNNPTNT: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn BPH: Rầy nâu BVTV: Bảo vệ thực vật Đ/C: Đối chứng D/R: Dài/rộng ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long ĐX: Đông Xuân FAO: Food and Agriculture Organization (Tổ chức lương thực thế giới) HT: Hè Thu IPM: Intergrated Pest Managerment ( Quản lý dịch hại tổng hợp) IRRI: International Rice Research Institute (Viện nghiên cứu lúa gạo quốc tế) JA: axit jamonic K: Kháng kg: Kilôgam KV: Kháng vừa N/P/K: Đạm/Lân/Kali N: Nhiễm NN: Nhiễm nặng NSL: Ngày sau lây nhiễm NSLT: Năng suất lý thuyết NST: Nhiễm sắc thể NSTT: Năng suất thực thu NV: Nhiễm vừa P 1000 : Khối lượng 1000 hạt QCNV: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia SA: axit salicyclic SD: Độ lệch chuẩn SE: Sai số chuẩn SLN: Sau lây nhiễm TB: Trung Bình TCN: Tiêu chuẩn nghành TCNVN: Tiêu chuẩn quốc gia TGST: Thời gian sinh trưởng TLGN: Tỷ lệ gạo nguyên TLGX: Tỷ lệ gạo xay MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Ký hiệu viết tắt Mục lục Danh mục các bảng biểu Danh mục các hình Trang MỞ ĐẦU:……………………………………………………………………….1 1. Tính cấp thiết của đề tài:……………………………………………………1 2. Mục tiêu của đề tài 3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3 3.1. Ý nghĩa khoa học 3 3.2. Ý nghĩa thực tiễn 3 4. Phạm vi nghiên cứu của đề tài 4 5. Những đóng góp mới của luận án 5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 6 1.1. Những nghiên cứu về sự phân bố và gây hại của rầy nâu 6 1.1.1. Sự phân bố rầy nâu và thiệt của chúng ở các vùng trồng lúa châu Á 6 1.1.2. Phân loại rầy nâu 10 1.1.3. Triệu chứng gây hại 10 1.1.4. Đặc điểm sinh vật học và sinh thái học……………………………… 10 1.2. Các yếu tố tác động đến sự phát sinh và gây hại của rầy nâu……… 11 1.2.1. Điều kiện khí hậu thời tiết:…………………………………… ………11 1.2.2. Sử dụng giống lúa không hợp lý 12 1.2.3. Gieo sạ dày 13 1.2.4. Bón phân không cân đối 13 1.2.5. Sử dụng thuốc trừ sâu 14 1.2.6. Quản lý nước 16 1.3. Các biện pháp phòng trừ rầy nâu 16 1.3.1. Các biện pháp phòng 16 1.3.2. Các biện pháp trừ 16 1.4. Những nghiên cứu về giống lúa kháng rầy nâu và cơ chế kháng của các giống lúa kháng 17 1.4.1. Những nghiên cứu về giống lúa kháng rầy nâu 17 1.4.2. Những nghiên cứu về cơ chế kháng rầy nâu 27 1.4.2.1. Các cơ chế liên quan đến bề mặt cây trồng 27 1.4.2.2. Cơ chế phòng thủ của lúa đối với rầy 28 1.4.2.3. Kháng không ưa thích (non-preference/Antixenisis) 28 1.4.3. Những nghiên cứu về sự thay đổi độc tính và biotype rầy nâu 30 1.5. Những nghiên cứu về mối quan hệ giữa dinh dưỡng và dịch hại trên cây lúa 35 1.5.1. Những nghiên cứu về dinh dưỡng và tính kháng sâu hại 35 1.5.2. Thay đổi tình hình dịch hại do gia tăng lượng phân đạm 36 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 2.1. Đối tượng nghiên cứu 38 2.2. Địa điểm nghiên cứu 39 2.3. Thời gian nghiên cứu 39 2.4. Nội dung nghiên cứu 39 2.5. Phương pháp nghiên cứu 40 2.5.1. Phương pháp xác định biotype rầy nâu 40 2.5.1.1. Phương pháp thu thập và duy trì giống chuẩn kháng và giống chuẩn nhiễm 40 2.5.1.2. Phương pháp thu thập và nuôi rầy 40 2.5.1.3. Phương pháp xác định Biotype rầy nâu 40 2.5.2. Phương pháp đánh giá khả năng kháng rầy nâu ở Thừa Thiên Huế đối với các giống lúa nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và xác định gen kháng đối với một số giống có biểu hiện kháng rầy nâu 42 2.5.2.1. Phương pháp đánh giá tính kháng rầy nâu của các giống lúa trong phòng thí nghiệm 42 2.5.2.2. Phương pháp nhận diện sự có mặt của các gen kháng rầy nâu trong các giống lúa có biểu hiện kháng rầy nâu 42 2.5.3. Phương pháp đánh giá sinh trưởng, phát triển, năng suất, phẩm chất và khả năng kháng rầy nâu của một số giống tuyển chọn trên đồng ruộng 44 2.5.3.1. Phương pháp đánh giá tính kháng rầy nâu, tình hình sinh trưởng, phát triển và năng suất của các giống lúa có biểu hiện kháng rầy nâu trên đồng ruộng 44 2.5.3.2. Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu phẩm chất gạo của các giống lúa 45 2.5.4. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp kỹ thuật canh tác (mật độ, phân bón) đối với giống lúa kháng rầy nâu tại Thừa Thiên Huế 48 2.5.4.1. Phương pháp thí nghiệm về ảnh hưởng của mật độ gieo sạ hàng đối với giống lúa kháng rầy HP28 tại tỉnh Thừa Thiên Huế 48 2.5.4.2. Phương pháp thí nghiệm về ảnh hưởng của các tổ hợp phân bón đối với giống lúa HP28 tại tỉnh Thừa Thiên Huế 49 2.6. Điều kiện nghiên cứu 51 2.7. Phương pháp xử lý số liệu 52 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53 3.1. Xác định dòng sinh học (biotype) của rầy nâu ở Thừa Thiên Huế 53 3.1.1. Độc tính của quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế 53 3.1.2. Phản ứng của các giống lúa chuẩn kháng đối với quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế 54 3.1.3. Xác định Biotype rầy nâu ở Thừa Thiên Huế 56 3.2. Đánh giá khả năng kháng rầy nâu và xác định gen kháng của các giống lúa đang sử dụng phổ biến và các giống lúa mới, nhập nội có triển vọng ở Thừa Thiên Huế 59 3.2.1. Đánh giá khả năng kháng rầy nâu ở Thừa Thiên Huế của các giống lúa nghiên cứu trong phòng thí nghiệm 59 3.2.1.1. Kết quả đánh giá tính kháng bằng phương pháp ống nghiệm 59 3.2.1.2. Kết quả đánh giá tính kháng bằng phương pháp hộp mạ 62 3.2.1.3. Tổng hợp tính kháng quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế của các giống lúa thí nghiệm 64 3.2.2. Xác định gen kháng rầy nâu của các giống lúa thí nghiệm ở Thừa Thiên Huế 65 3.2.2.1. Các cặp mồi sử dụng trong nghiên cứu 65 3.2.2.2. Kết quả xác định gen kháng rầy nâu trong các giống lúa có biểu hiện kháng rầy nâu 65 3.3. Đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển, năng suất, phẩm chất và khả năng kháng rầy nâu của một số giống tuyển chọn tại Thừa Thiên Huế 67 3.3.1. Khả năng sinh trưởng phát triển, năng suất và tình hình rầy nâu của các giống lúa kháng rầy tại Hương Trà, Thừa Thiên Huế 68 3.3.1.1. Kết quả đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển của các giống lúa kháng rầy nâu tại Hương Trà trong vụ Đông Xuân 2010 - 2011 68 3.3.1.2. Diến biến mật độ rầy nâu trên các giống lúa kháng rầy tại Hương Trà trong vụ Đông Xuân 2010 - 2011. 70 3.3.1.3. Kết quả đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển của các giống lúa kháng rầy nâu tại Hương Trà trong vụ Hè Thu 2011 71 [...]... gen 2 kháng của các giống lúa kháng rầy nâu có độ chính xác cao và nhanh chóng chọn lọc được giống lúa kháng rầy nâu phục vụ sản xuất Xuất phát từ các vấn đề về lý luận và thực tiễn nêu trên, chúng tối tiến hành đề tài nghiên cứu Nghiên cứu phát triển giống lúa kháng rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) ở Thừa Thiên Huế 2 Mục tiêu đề tài - Xác định được biptype của quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế làm... Nghiên cứu ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật canh tác đối với giống lúa kháng rầy nâu trên hai vùng đất phù sa cổ và đất cát ven đầm phá tại tỉnh Thừa Thiên Huế như: Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ gieo sạ hàng đối với giống lúa kháng rầy nâu; Nghiên cứu ảnh hưởng của các công thức phân bón đối với giống lúa kháng rầy nâu; Trên cơ sở đó hoàn thiện quy trình kỹ thuật sản xuất giống lúa kháng rầy. .. xuất giống lúa kháng rầy nâu tại tỉnh Thừa Thiên Huế nhằm hoàn thiện quy trình kỹ thuật sản xuất lúa kháng rầy tại tỉnh Thừa Thiên Huế 3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1 Ý nghĩa khoa học - Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp những dẫn liệu khoa học nhằm bổ sung thông tin về rầy nâu hại lúa và góp thêm cơ sở cho việc sử dụng giống kháng để quản lý rầy nâu - Kết quả nghiên cứu sẽ chỉ ra các giống kháng rầy nâu. .. trưởng, phát triển và năng suất của các giống kháng rầy tại Hương Trà, Thừa Thiên Huế vụ Đông xuân 2010 2011 Tình hình sinh trưởng, phát triển và năng suất của các giống kháng rầy tại Hương Trà, Thừa Thiên Huế vụ Hè Thu 2011 Tình hình sinh trưởng, phát triển và năng suất của các giống kháng rầy tại Phú Vang, Thừa Thiên Huế vụ Đông Xuân 2010 2011 Tình hình sinh trưởng, phát triển và năng suất của các giống. .. mật độ rầy nâu trên các giống lúa kháng rầy tại Hương Trà trong vụ Hè Thu 2011 73 3.3.2 Khả năng sinh trưởng phát triển, năng suất và tình hình rầy nâu của các giống lúa kháng rầy tại Phú Vang, Thừa Thiên Huế 74 3.3.2.1 Kết quả đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển của các giống lúa kháng rầy nâu tại Phú Vang trong vụ Đông Xuân 2010 - 2011 74 3.3.2.2 Diễn biến mật độ rầy nâu trên... quả nghiên cứu biotype rầy nâu và giống kháng rầy nâu ở khu vực miền Trung Kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy quần thể rầy Thừa Thiên Huế thuộc biotype 1 và biotype 2 (Trần Đăng Hòa và ctv 2009) [12] Đánh giá tính kháng rầy nâu của tập đoàn giống địa phương thu thập ở các tỉnh miền Trung cho thấy có 5 giống biểu hiện ở mức kháng vừa, 12 giống nhiễm vừa, 12 giống nhiễm, 1 giống nhiễm nặng quần thể rầy. .. Huế làm cơ sở cho công tác phòng trừ rầy nâu gây hại trên cây lúa trong khu vực đạt hiệu quả cao, góp phần tăng năng suất, chất lượng lúa gạo của vùng nghiên cứu - Đánh giá được khả năng kháng rầy nâu của các giống lúa đang sản xuất, và các giống lúa mới có triển vọng từ đó xác định nguồn gen kháng rầy là cơ sở cho việc sử dụng giống kháng rầy nâu có năng suất, phẩm chất tốt ở Thừa Thiên Huế - Xác định... Phẩm chất của các giống lúa kháng rầy nâu tại Thừa Thiên Huế 81 3.3.4.1 Chất lượng xay xát và chất lượng thương phẩm 81 3.3.4.2 Chất lượng dinh dưỡng 83 3.4 Ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật canh tác đối với giống lúa kháng rầy nâu ở Thừa Thiên Huế 84 3.4.1 Ảnh hưởng của mật độ gieo sạ đến sinh trưởng, phát triển, năng suất và tình hình rầy nâu của giống lúa HP28 ... sinh trưởng, phát triển giống lúa HP28 ở các công thức phân bón tại Hương Trà, Thừa Thiên Huế Sự tăng trưởng chiều cao cây qua các giai đoạn khi tăng lượng kali và tăng lượng đạm tại Phú Vang, Thừa Thiên Huế Ảnh hưởng của các tổ hợp phân bón đến khả năng đẻ nhánh của giống lúa kháng rầy tại Hương Trà, Thừa Thiên Huế Ảnh hưởng của các tổ hợp phân bón đến khả năng đẻ nhánh của giống lúa kháng rầy tại... bảng Trang Phân loại rầy nâu 10 Bảng 1.1 Tần số kháng rầy nâu của các giống lúa ở đồng bằng Sông Cửu Bảng 1.2 Long 21 Phản ứng của giống lúa chỉ thị biotype với các quần thể rầy nâu Bảng 1.3 ở đồng bằng Sông Cửu Long 22 Phản ứng của các quần thể rầy nâu ở đồng bằng Sông Cửu Long Bảng 1.4 với giống kháng 23 Cấp hại của 3 quần thể rầy nâu trên các giống lúa chuẩn kháng Bảng 1.5 và giống lúa chuẩn nhiễm 24 . của quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế 53 3.1.2. Phản ứng của các giống lúa chuẩn kháng đối với quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế 54 3.1.3. Xác định Biotype rầy nâu ở Thừa Thiên Huế 56 3.2 kháng rầy nâu và xác định gen kháng của các giống lúa đang sử dụng phổ biến và các giống lúa mới, nhập nội có triển vọng ở Thừa Thiên Huế 59 3.2.1. Đánh giá khả năng kháng rầy nâu ở Thừa Thiên. 3.2.1.3. Tổng hợp tính kháng quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế của các giống lúa thí nghiệm 64 3.2.2. Xác định gen kháng rầy nâu của các giống lúa thí nghiệm ở Thừa Thiên Huế 65 3.2.2.1. Các