TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI KHOA HỌC CẤP BỘ THÔNG TIN CHUNG Tên đề tài: “Nghiên cứu khả sinh trưởng, phát triển chịu hạn số giống ngô lai trường Đại học Nơng Lâm Thái Ngun” Mã số: B2009-TN03-29 Chủ trì: TS Phan Thị Vân Cơ quan thực hiện: Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Tổ chức phối hợp: Viện nghiên cứu ngô Cá nhân tham gia: - Th.S Lê Thị Kiều Oanh - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên - Th.S Hoàng Kim Diệu - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên - KS Đinh Công Phương - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Thời gian thực hiện: Tháng năm 2009 đến tháng 12 năm 2010 MỤC TIÊU Chọn giống ngơ lai có khả chịu hạn, sinh trưởng, phát triển tốt, phù hợp với điều kiện sinh thái tỉnh Thái Nguyên NỘI DUNG CHÍNH - Nghiên cứu khả sinh trưởng, phát triển giống thí nghiệm - Nghiên cứu khả chịu hạn giống thí nghiệm - Đánh giá khả thích nghi giống ưu tú mơ hình trình diễn KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 4.1 Nghiên cứu khả sinh trưởng, phát triển giống thí nghiệm Kết nghiên cứu khả sinh trưởng, phát triển giống thí nghiệm vụ Xuân Thu Đông 2009, chọn giống KK09-2, KK09-9, KK09-1 KK09-13 có suất thực thu cao so với giống đối chứng 1 vụ, giống KK09-1 giống có suất ổn định nhất, vụ Xuân đạt suất thực thu 89,56 tạ/ha, cao so với giống đối chứng, vụ Thu Đông đạt suất 78,24 tạ/ha, cao so với đối chứng tương đương đối chứng mức tin cậy 95% 4.2 Nghiên cứu khả chịu hạn giống thí nghiệm Kết nghiên cứu khả chịu hạn giống thí nghiệm cho thấy: Giống KK09-1 KK09-2 hai giống có khả chịu hạn tốt so với giống tham gia thí nghiệm có tiêu nơng học suy giảm điều kiện khơng tưới gặp hạn, có khả giữ nước tốt, sau 36h, khả giữ nước đạt 20,86 – 28,39%, số hạn đạt 14,38 9,96 4.3 Xây dựng mơ hình trình diễn với giống ưu tú Mơ hình trình diễn tiến hành với giống KK09-1, kết cho thấy, giống KK09-1 có khả thích ứng tốt với điều kiện sinh thái Thái Nguyên Năng suất thực thu giống KK09-1 mơ hình trình diễn đạt 83,86 tạ/ha, cao so với đối chứng C919 (72,64 tạ/ha) mức tin cậy 95% nông dân chấp nhận đưa vào sản xuất SUMMARY OF RESEARCH RESULT OF SCIENCE AND TECHNOLOGY PROJECT AT MINITRY LEVEL GENERAL INFORMATION Project title: Studying the growth and development ability and drought tolerant capacity of several neew corn varieties at Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry Code number: B2009-TN03-29 Project leader: TS Phan Thị Vân Implementing agency: Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry Cooperative institution: Corn research institute Participants of the research team: - MSc Lê Thị Kiều Oanh - Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry - MSc Hoàng Kim Diệu - Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry - Bsc Đinh Công Phương - Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry Project duration: From Feb 2009 to Dec 2010 OBJECTIVE To select new corn varieties that can tolerate to drought condition, grow and develop well and is suitable with ecological conditions of Thai Nguyen province MAIN CONTENTS To study the growth and development of the trialed corn varieties To study drought tolerant capacity of trialed corn varieties To assess adaptability of the best corn varieties selected in the demonstration plots RESULTS OF THE EXPERIMENT 4.1 To study the growth and development of the trialed corn varieties Results of studying the growth and development abilities of all tested varieties in the Spring and Autum – Winter crops of 2009 have shown the varieties KK09-2, KK09-9, KK09-1 and KK09-13 having a higher actual yield as compared to the control in both cultivation crops The KK09-1 variety obtains the most stable yield It got the yield of 89.56 quintals/ha in the Spring, which is higher even compared to the control In AutumnWinter crop, it got the yield of 78.24 quintals/ha that is higher as compared to the control and is the same as the control at 95% confident level 4.2 To study drought tolerant capacity of trialed corn varieties The varieties: KK09-1 and KK09-2 are two varieties that show the highest drought tolerant level as compared to the other tested varieties in the trial These two varieties have a lower reduction of agricultural coefficients in the condition of no irrigation when drought happened and have a better water holding capacity, after 36 hours the water holding capacity still maintained at 20.86 – 28.39%, The drought index was 14.38 and 9.96 for these two varieties respectively 4.3 Assessment of adaptability of the best convarieties selected A demonstration plot was established for the KK09-1 variety and the results show that this variety was well adopted with Thai Nguyen’s ecological conditions The actual harvested yield of KK09-1 in the demonstration plot was 83.86 quintals/ha that was higher compared to that of the control, C919 (72.64 quintals/ha) at the 95% confident level and that has been accepted by farmers in the region MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cây ngô (Zea mays L.) lương thực quan trọng thứ hai sau lúa sản xuất nông nghiệp nhiều nước giới, đặc biệt nước khu vực Châu Á Năm 2009 diện tích trồng ngô Châu Á 52,9 triệu ha, chiếm 33,2% diện tích trồng ngơ giới, suất đạt 44,2 tạ/ha, thấp suất Châu Âu Châu Mỹ (năm 2009, suất ngô Châu Âu 60,8 tạ/ha Châu Mỹ 70,8 tạ/ha)[34] Những yếu tố hạn chế đến suất khu vực Châu Á chế độ dinh dưỡng điều kiện ngoại cảnh bất thuận, đặc biệt hạn rét Sự xuất thường xuyên hạn hán ảnh hưởng lớn đến sản xuất ngô hầu khu vực Hạn vấn đề toàn cầu song hành q trình biến đổi khí hậu Trong sản xuất nông nghiệp, hạn xảy thời gian canh tác làm giảm đáng kể suất loại trồng Chính vậy, việc tìm giống trồng có khả trì suất điều kiện hạn vấn đề nhà khoa học nông nghiệp quan tâm Những giống trồng chịu hạn góp phần đáng kể vào việc giảm rủi ro sản xuất Những năm gần đây, thực trạng khan nước làm ngành nông nghiệp giới năm thất thu hàng tỉ USD sản lượng thu hoạch giảm Theo dự báo nhà khoa học, mức tổn thất tiếp tục tăng thời gian tới Theo số liệu điều tra CIMMYT, giới hàng năm, hạn gây tổn thất khoảng 8,8 triệu ngô hạt vùng nhiệt đới thấp, khoảng 7,7 triệu vùng cận nhiệt đới khoảng 3,9 triệu vùng núi cao Như giới bị tổn thất khoảng 20,4 triệu ngô hạn, chiếm 17% tổng sản lượng (Edmeades Deutsch, 1994)[33] Năm 2006, sản lượng bắp Mỹ giảm 5% thiếu nước sản xuất làm đất đai khơ cằn Trong đó, khơ hạn mùa vụ trồng ngô bị chậm lại Argentina Tổ chức Lương Nông giới (FAO) cảnh báo nguy thiếu lương thực xảy nước nghèo thời tiết khơ nóng làm giảm sản lượng thu hoạch giá lương thực tiếp tục tăng lên Việt Nam nước nằm khu vực Châu Á, sản xuất nông nghiệp Việt Nam, đặc biệt tỉnh trung du miền núi phía Bắc bị chi phối nặng nề điều kiện ngoại cảnh hạn , rét, lũ lụt Đây vùng chịu ảnh hưởng mạnh gió mùa đơng bắc nên nhiệt độ lượng mưa thấp Lượng mưa hàng năm đạt 1200-1600mm, thấp trung bình nước Mùa khơ ẩm độ đạt 20-32%, có thời kỳ đạt 13-15%, thấp độ ẩm héo, mối hiểm họa cho sản xuất nông nghiệp (Nguyễn Thế Đặng cs, 2003) [7] Ở vùng canh tác phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, hạn thường xuyên xảy Hạn yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển suất hầu hết loại trồng với tần suất ngày tăng Chính lý mà nhà chọn tạo giống trồng giới Việt Nam tập trung nỗ lực hạn chế ảnh hưởng hạn đến sản xuất cách tạo giống có khả chịu hạn Ở Việt Nam có đến 70% diện tích trồng ngô phụ thuộc vào nước trời nguy bị hạn lớn Chính vậy, tuyển chọn giống ngơ có tiềm suất cao chịu hạn hướng ưu tiên hàng đầu nhà nghiên cứu ngô Xuất phát từ thực tiễn tiến hành đề tài: “Nghiên cứu khả sinh trưởng, phát triển khả chịu hạn số giống ngô lai trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên” MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Chọn giống ngơ lai có khả chịu hạn, sinh trưởng, phát triển tốt, phù hợp với điều kiện sinh thái tỉnh Thái Nguyên YÊU CẦU - Nghiên cứu đặc điểm hình thái giống ngơ thí nghiệm - Nghiên cứu khả chống chịu sâu bệnh giống ngơ thí nghiệm - Theo dõi yếu tố cấu thành suất suất giống ngơ thí nghiệm - Nghiên cứu số tiêu chịu hạn giống ngơ thí nghiệm - Nghiên cứu thay đổi số tiêu hình thái suất giống thí nghiệm điều kiện khơng tưới so với điều kiện có tưới - Theo dõi số đặc điểm nông học giống ưu tú mô hình trình diễn Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 4.1 Ý nghĩa khoa học - Kết nghiên cứu đề tài sở khoa học lựa chọn giống ngơ lai có tiềm năng suất cao, chịu hạn tốt phù hợp với điều kiện sinh thái vùng khô hạn - Kết nghiên cứu đề tài luận quan trọng chứng minh khả tạo suất khả chịu hạn ngô - Kết nghiên cứu đề tài tài liệu quan trọng phục vụ cho học tập nghiên cứu sinh viên 4.2 Ý nghĩa thực tiễn - Đề tài chọn giống KK09-1 có tiềm năng suất cao, khả chống chịu tốt phù hợp với điều kiện sinh thái tỉnh Thái Nguyên Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI Giống tư liệu sản xuất có vai trị quan trọng góp phần nâng cao suất sản lượng trồng Khả thích ứng giống với điều kiện sinh thái khác Vì vậy, chọn tạo giống mới, khảo nghiệm đánh giá đặc tính nơng sinh học giống xem giai đoạn quan trọng để xác định giống phù hợp với vùng sinh thái Trong khảo nghiệm, nhà khoa học thường việc đánh giá đặc tính sinh học, đánh giá sinh trưởng, phát triển, tiềm năng suất, khả chống chịu sâu bệnh khả thích ứng giống với điều kiện bất lợi Tiến bật ngành sản xuất ngô giới năm cuối kỷ 20 ứng dụng ưu lai để tạo giống ngô lai suất cao so với hệ trước Đặc biệt giống ngơ hệ có ưu điểm có khả chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh bất thuận hạn, rét, đất nghèo dinh dưỡng Tuy nhiên việc tăng cường khả chống chịu với điều kiện ngoại cảnh bất thuận, đặc biệt chịu hạn thơng qua q trình lai tạo vấn đề phức tạp, có nhiều hệ thống sinh lý, sinh hóa đặc điểm hình thái liên quan đến khả chịu hạn ngô Trong chọn giống ngơ chịu hạn, tính trạng chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, khoảng cách tung phấn, phun râu, số hạt/hàng, suất biểu khác biệt rõ điều kiện thiếu nước Chính để lựa chọn giống ngơ có khả chịu hạn tốt, đề tài quan tâm đến vấn đề liên quan đến tính trạng 1.2 CÁC GIỐNG NGÔ LAI VÀ ĐÁNH GIÁ ƯU THẾ LAI Ở NGƠ 1.2.1 Các giống ngơ lai (Hybrid maize) Ngơ lai kết ứng dụng ưu lai tạo giống hay nói cách khác kết tác động gen trội (Ngơ Hữu Tình cs, 1997)[17] Ngô lai thành tựu khoa học nông nghiệp quan trọng kinh tế giới, “cách mạng xanh” nửa kỷ XX Giống ngô lai sử dụng hiệu ứng trội siêu trội trình chọn tạo giống; giống có di truyền hẹp, thích ứng hẹp; suất độ đồng cao, hạt giống sử dụng đời F1, giá thành giống đắt Ngô lai chia thành hai nhóm: Giống lai khơng quy ước (Nonconventional hybrid) giống lai quy ước (Conventional hybrid) (Viện nghiên cứu ngô, 1996)[24] * Giống ngô lai không quy ước (Nonconventional hybrid) Giống ngô lai không quy ước giống ngơ tạo có bố mẹ khơng phải dịng Các giống lai khơng quy ước là: + Giống x Giống: Giống lai giống thường cho suất cao 15 – 18% so với giống thụ phấn tự có thời gian sinh trưởng + Dịng x Giống (lai đỉnh): Cho suất cao 25 – 30% so với giống thụ phấn tự có thời gian sinh trưởng + Lai đơn x giống (lai đỉnh kép): Cho suất cao 20 – 30% so với giống thụ phấn tự có thời gian sinh trưởng, + Gia đình x gia đình Trong lai đỉnh (dịng x giống) lai đỉnh kép (lai đơn x giống) ứng dụng rộng rãi Hiện nước phát triển, sử dụng chủ yếu lai đỉnh kép lai đỉnh kép cải tiến Trong tương lai nước có đủ điều kiện kinh tế kỹ thuật vai trị giống ngơ lai khơng qui ước thu hẹp thay dần giống lai qui ước (Ngơ Hữu Tình cs, 1997)[17] Ngơ lai không quy ước sử dụng rộng rãi Việt Nam vào giai đoạn 1993 – 1997 chương trình ngơ lai Việt Nam lúc bắt đầu Đó giống LS-3, LS-4, LS-7, LS-8 * Giống ngô lai quy ước (Conventional hybrid) Là giống ngơ tạo cách lai dịng với nhau, loại giống lai phụ thuộc số dòng tham gia Đây phương thức sử dụng có hiệu tượng ưu lai, lợi dụng hiệu ứng trội hiệu ứng siêu trội lai dòng tự phối đời cao với Các giống lai quy ước lai đơn, lai đơn cải tiến, lai ba, lai ba cải tiến, lai kép + Lai đơn: Là giống tạo dịng thuần, (A x B) A, B dịng Một số giống ngơ lai đơn có suất cao, phẩm chất tốt sử dụng phổ biến sản xuất LVN 10, LVN4, LVN20, LVN99 + Lai đơn cải tiến: Lai đơn cải tiến (A x A’) x B (A x A’) x (B x B’), A, B dịng thuần, A’, B’ dòng chị em với A, B + Lai ba: Lai giống lai đơn dòng tự phối, [(A x B) x C] A, B, C dịng + Lai ba cải tiến: Là giống lai tạo giống lai đơn với tổ hợp lai dòng chị em, [(A x B x (C x C’)] A, B, C, C’ dịng thuần, C, C’ dòng chị em + Lai kép: Lai hai giống lai đơn, [(A x B) x (C x D)], A, B, C, D dịng Hiện nhiều giống ngô lai quy ước sử dụng rộng rãi sản xuất như: LVN-10, DK-888, LVN-98, LVN-4, LVN-17, C-919, LVN-23 (ngô rau), LVN-24… 1.2.2 Đánh giá ưu lai ngô 1.2.2.1 Khái niệm ưu lai Ưu lai tăng cường sức sống, khả phát triển, khả thích ứng, khả sinh sản lai hệ thứ so với dạng bố mẹ Khi lai dòng tự thụ phấn cận phối với (đặc biệt dòng đạt tới mức cận phối tối thiểu) lai hệ thứ luôn đồng 10 KK09-2 KK09-2 có suất thực thu đạt 73,12-80,73, cao chắn so với hai giống đối chứng Giống KK09-15 đạt suất 42,29 thấp hai giống đối chứng mức tin cậy 95% Trong điều kiện có tưới bổ sung suất giống thí nghiệm đạt 45,20-81,01 tạ/ha Giống KK09-15 đạt suất 45,20 tạ/ha, thấp hai giống đối chứng, giống KK09-14 đạt suất 48,68 tạ/ha, thấp giống đối chứng tương đương với giống đối chứng Các giống KK09-7, KK09-2 KK09-1 đạt suất 74,69; 75,96 81,01 tạ/ha, cao hai giống đối chứng chắn (P0,05 6,60 0,29 Trạng thái bắp Điểm 1,10 1,33 >0,05 6,40 0,28 Năng suất thực thu Tạ/ha 83,86 72,64