Luận văn Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và chịu hạn của một số giống ngô lai tại tỉnh Sơn La

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ----------------------------------- NGUYỄN ĐỨC THUẬN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ CHỊU HẠN CỦA MỘT SỐ GIỐNG NGÔ LAI TẠI TỈNH SƠN LA CHUYÊN NGÀNH: TRỒNG TRỌT MÃ SỐ: 60.62.01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. PGS.TS - LUÂN THỊ ĐẸP 2. TS - NGUYỄN HỮU PHÚC Thái Nguyên, năm 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ----------------------------------- NGUYỄN ĐỨC THUẬN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ CHỊU HẠN CỦA MỘT SỐ GIỐNG NGÔ LAI TẠI TỈNH SƠN LA LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Thái Nguyên, năm 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa có ai công bố trong một công trình nào khác. Tác giả Nguyễn Đức Thuận Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 Lời cảm ơn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới PGS.TS. Luân Thị Đẹp và TS. Nguyễn Hữu Phúc đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Trồng Trọt, khoa Sau Đại Hoc, Trường ĐHNL và khoa Sinh - KTNN trường ĐHSP cùng các cán bộ Viện Nghiên cứu Ngô. Ban Giám hiệu trường THPT Thuận Châu. Sở Giáo dục và Đào tạo Tỉnh Sơn La, đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Tôi xin cảm ơn sự động viên, khích lệ của gia đình, bạn bè và đồng nghiệp trong suốt thời gian làm luận văn. Tác giả Nguyễn Đức Thuận Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 Môc lôc MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................... 5 1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và trong nƣớc ........................ 5 1.1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới .............................................. 5 1.1.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam .............................................. 7 1.1.3. Tình hình sản xuất ngô ở Sơn La .................................................. 9 1.2. Tính chịu hạn ở thực vật ................................................................. 10 1.2.1. Khái niệm về tính chịu hạn ......................................................... 10 1.2.2. Các loại hạn ................................................................................ 10 1.2.2.1.Hạn đất ................................................................................. 10 1.2.2.2. Hạn không khí...................................................................... 10 1.2.3. Cơ chế chống chịu hạn ở thực vật ............................................... 11 1.3. Tình hình nghiên cứu vê ngô chịu hạn trên thế giới và ở Việt Nam .. 13 1.3.1. Ảnh hưởng của hạn đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây ngô................................................................................................................ 13 1.3.1.1. Nhu cầu nước của cây ngô ................................................... 13 1.3.1.2. Sinh trưởng của ngô khi thiếu nước ..................................... 14 1.3.1.3. Hạn ảnh hưởng đến toàn cây ngô ......................................... 15 1.3.1.4. Hạn ảnh hưởng đến năng suất ngô ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau ......................................................................................... 17 1.3.2. Một số kết quả nghiên cứu về khả năng chịu hạn của cây ngô .... 19 CHƢƠNG II: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................................ 26 2.1. Vật liệu nghiên cứu .......................................................................... 26 2.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................ 26 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................ 27 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 2.3.1. Điều tra và đánh giá về điều kiện khí hậu liên quan đến sản xuất ngô ở Sơn La ........................................................................................ 27 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm ....................... 27 2.3.2.1. Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô lai ở thời kỳ cây con bằng phương pháp của Lê Trần Bình và Lê Thị Muội [1]. .. 27 2.3.2.2. Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống cây con bằng phương pháp xác định hàm lượng prolin........................................... 28 2.3.3. Phương pháp nghiên cứu ngoài đồng ruộng ................................ 29 2.3.3.1. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và chống chịu của các giống ngô lai thí nghiệm trong điều kiện tưới nước và không tưới nước ................................................................................................. 29 2.3.3.2. Xây dựng mô hình trình diễn các giống ngô lai triển vọng ... 33 2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu .............................................................. 33 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................ 34 3.1. Kết quả điều tra và đánh giá về điều kiện khí hậu liên quan đến sản xuất ngô ở Sơn La ............................................................................ 34 Năm 2007 ................................................................................................ 36 3.2. Kết quả đánh giá về khả năng chịu hạn của các giống ngô lai ở thời kỳ cây con trong phòng thí nghiệm ....................................................... 37 3.2.1. Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô thí nghiệm thời kỳ cây con trong điều kiện gây hạn nhân tạo ................................. 37 3.2.1.1. Kết quả đánh giá tỷ lệ cây không héo của các giống ngô sau gây hạn ............................................................................................. 38 3.2.1.2. Kết quả đánh giá khả năng phục hồi của các giống sau khi tưới nước trở lại ................................................................................ 40 3.2.1.3. Kết quả xác định khối lượng chất khô của các giống ở thời kỳ cây con. ............................................................................................ 40 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 3.2.1.4. Chỉ số chịu hạn tương đối của các giống ngô ....................... 41 3.2.2. Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô thời kỳ cây con bằng phương pháp xác định hàm lượng Prolin ............................... 42 3.3. Kết quả nghiên cứu đánh giá khả năng sinh trƣởng, phát triển và chống chịu của các giống ngô lai thí nghiệm trong điều kiện tƣới nƣớc và không tƣới nƣớc ................................................................................ 46 3.3.1. Thời gian sinh trưởng và các thời kỳ phát dục của các giống ngô tham gia thí nghiệm trong điều kiện tưới nước và không tưới nước ..... 47 3.3.2. Đặc điểm hình thái của các giống ngô trong thí nghiệm tưới nước và không tưới nước ............................................................................... 50 3.3.3. Kết quả đánh giá khả năng chống chịu một số sâu bệnh hại chính và chống đổ của các giống .................................................................... 52 3.3.4. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô trong thí nghiệm tưới nước và không tưới ....................................................................... 54 3.3.5. Năng suất của các giống trong thí nghiệm tưới nước và không tưới ............................................................................................................. 59 3.3.6. Tương quan giữa một số tính trạng sinh trưởng với năng suất của các giống trong điều kiện tưới nước và không tưới nước ...................... 63 3.4. Xây dựng mô hình trình diễn giống ngô lai triển vọng .................. 67 3.4.1. Năng suất của 3 giống ngô trồng trình diễn ................................. 67 3.5.2. Đánh giá của người dân đối với 3 giống tham gia xây dựng mô hình trình diễn trong vụ thu – đông 2007 .............................................. 71 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................ 73 CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ..................................74 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 75 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT ASI : Chênh lệch thời gian phun râu và tung phấn C. dài bắp : Chiều dài bắp C. lệch : Chênh lệch CLT : Chênh lệch tưới CV : Hệ số biến động D. bắp : Dài bắp Đ. Kính bắp : Đường kính bắp đc : Đối chứng NS : Năng suất NXB : Nhà xuất bản LAI : Chỉ số diện tích lá KL 1000 hạt: Khối lượng 1000 hạt LSD0,5 : Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức 0,5 LSD0,1 : Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức 0,1 TB : Trung bình TGST : Thời gian sinh trưởng TN : Thí nghiệm T. thái : Trạng thái Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 Danh môc b¶ng, h×nh Bảng1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 5 năm 2003 – 2007 ................. 5 Bảng 1.2.Dự báo nhu cầu ngô thế giới đến năm 2020..................................... 7 Bảng 1.3. Tình hình Sản xuất ngô ở Việt Nam 5 năm gần đây( 2003 – 2007) 7 Bảng 1.4. Sản xuất ngô ở Sơn La giai đoạn 2003 - 2007 ................................ 9 Bảng 2.1. Nguồn gốc và đặc điểm của các giống ngô lai .............................. 26 Bảng 2.2. Sơ đồ Bố trí thí nghiệm theo kiểu đối đầu .................................... 30 Bảng 3.1. Diễn biến thời tiết khí hậu Sơn La năm 2006 và năm 2007 .......... 36 Bảng 3.2. Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô thí nghiệm thời kỳ cây con ............................................................................................. 38 Bảng 3.3. Hàm lượng prolin của các giống trước và sau xử lý hạn .............. 43 Bảng 3.4. Các giai đoạn sinh trưởng của các giống ngô thí nghiệm vụ thu - đông 2006 và 2007 ....................................................................................... 48 Bảng 3.5. Đặc điểm hình thái của các giống ngô lai thí nghiệm trong vụ thu – đông 2006 và 2007 (kết quả trung bình 2 vụ) ............................................... 50 Bảng 3.6. Khả năng chống chịu sâu bệnh và chống đổ của các giống ngô thí nghiệm vụ thu – đông 2006 và 2007 (kết quả trung bình 2 vụ) ..................... 53 Bảng 3.7. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô trong thí nghiệm tưới nước vụ thu - đông 2006 và 2007((kết quả trung bình 2 vụ) ................. 55 Bảng 3.8. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô trong thí nghiệm không tưới vụ thu - đông 2006 và 2007 ........................................................ 56 Bảng 3.9. Năng suất của các giống ngô thí nghiệm trong điều kiện tưới nước và không tưới vụ thu - đông 2006 và 2007 (kết quả trung bình 2 vụ) ............ 60 Bảng 3.10. Hệ số tương quan giữa một số tính trạng sinh trưởng với năng suất của các giống trong điều kiện tưới nước ....................................................... 64 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 Bảng 3.11. Hệ số tương quan giữa một số tính trạng sinh trưởng với năng suất của các giống trong điều kiện không tưới ..................................................... 65 Bảng 3.12. Kết quả năng suất của 3 giống ngô trong thí nghiệm trồng trình diễn tại một số nông hộ ................................................................................ 68 Bảng 3.13. Nông dân tham gia lựa chọn giống ngô mới phục vụ sản xuất 71 Hình 3.1. Các giống ngô trước khi gây hạn ở giai đoạn cây con ................... 39 Hình 3.2. Các giống ngô sau hạn 7 ngày....................................................... 39 Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn khả năng chịu hạn tương đối của các giống ngô.. 42 Hình 3.4. Đồ thị so sánh sự biến động hàm prolin của các giống ở thời điểm trước khi gây hạn và sau gây hạn 3, 5 và 7 ngày .......................................... 45 Hình 3.5. Biểu đồ về năng suất của các giống ngô trong điều kiện tưới nước và không tưới ............................................................................................... 61 Hình 3.6. Một số giống ngô trong điều kiện tưới 62 Hình 3.7. Một số giống ngô trong điều kiện tưới 62 Hình 3.8. Kết quả năng suất các giống ngô lai trồng trình diễn tại các nông hộ . 69 Hình 3.9. Một số hình ảnh về 3 giống ngô trồng trình diễn ................................. 70 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cây ngô (Zea mays. L) là cây lương thực được phát hiện cách đây 7000 năm tại Mêxicô và Pêru. Từ đó đến nay, cây ngô đã nuôi dưỡng 1/3 dân số thế giới và được coi là nguồn lương thực chủ yếu của nhiều dân tộc như Mêxicô, Ấn Độ, Philippin và một số nước Châu Phi khác. Có tới 90% sản lượng ngô của Ấn Độ và 66% ở Philippin được dùng làm lương thực cho con người. Ngay như ở nước ta nhiều vùng như Tây Bắc, Việt Bắc và Tây Nguyên người dân đã dùng ngô làm lương thực chính. Ngoài việc cung cấp lương thực nuôi sống con người, cây ngô còn là thức ăn cho gia súc, hiện nay ngô là nguồn thức ăn chủ lực để chăn nuôi cung cấp thịt, trứng, sữa... Những năm gần đây ngô còn là cây có giá trị thực phẩm cao như, ngô nếp, ngô đường, ngô rau và là nguồn nguyên liệu lớn cho ngành công nghiệp chế biến. Từ ngô có thể chế biến thành nhiều sản phẩm khác nhau: Rượu, cồn, nước hoa . . . giá trị sản lượng ngô rất lớn đã tạo ra 670 mặt hàng khác nhau của ngành lương thực thực phẩm, công nghiệp nhẹ và dược. Theo Đại học tổng hợp Iowa (IFPRI 2006 - 2007) [36], để hạn chế khai thác dầu mỏ - nguồn tài nguyên không tái tạo được đang cạn dần, ngô được dùng làm nguyên liệu chế biến ethanol, thay thế một phần nhiên liệu xăng dầu chạy ô tô tại Mỹ, Braxin, Trung Quốc .... Riêng ở Mỹ, trong 2 năm 2005 - 2006 đã dùng đến 40,6 triệu tấn và dự kiến năm 2012 dùng đến 190,5 triệu tấn ngô để chế biến ethanol. Ngô còn là mặt hàng xuất khẩu có giá trị kinh tế cao, luôn đứng đầu trong danh sách những mặt hàng có khối lượng hàng hoá ngày càng tăng, thị trường tiêu thụ rộng. Trong đầu thập kỷ 90, lượng ngô buôn bán trên thế giới chiếm khoảng 75- 85 triệu tấn. Trên thế giới, ngô xếp thứ ba sau lúa mì và lúa nước về diện tích, đứng thứ hai về sản lượng và đứng đầu về năng suất do Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 những thành tựu ứng dụng về ưu thế lai ở ngô. Tuy nhiên, ở các tỉnh miền núi do địa hình phức tạp, giao thông đi lại khó khăn đã gây ảnh hưởng lớn trong việc điều hoà và lưu thông lương thực cùng với điều kiện khí hậu thời tiết khắc nghiệt, lượng mưa phân bố không đều, do vậy hạn hán xẩy ra thường xuyên, đây là 1 yếu tố làm giảm năng suất ngô. Ở Việt Nam, hàng năm có khoảng 25% diện tích ngô bị hạn, năm 1991 hạn làm năng suất giảm 1,4tạ/ha so với năm 1990, năm 2004 Đắc Lắc có > 28000 ha ngô bị hạn, mất trắng 60% và giảm 40% năng suất. Do đó lương thực vẫn là nỗi lo thường nhật của đồng bào miền núi, vùng xa xôi, hẻo lánh, việc giải quyết vấn đề lương thực tại chỗ là một nhiệm vụ cấp bách thì việc trồng ngô là giải pháp thiết thực. Đối với tỉnh Sơn La ngô là nguồn thức ăn phục vụ cho ngành chăn nuôi là chủ yếu, ngoài ra còn là nguồn lương thực của đồng bào các dân tộc H’Mông, Thái ... cho nên việc sản xuất ngô ở tỉnh chiếm vị trí quan trọng trong nền kinh tế nông nghiệp. Sơn La trồng ngô được nhiều vụ trong năm, trong đó vụ xuân - hè là vụ sản xuất chính. Năm 2006 tổng diện tích trồng ngô là 82402 ha, sản lượng là 269052 tấn. Tuy nhiên ngô được trồng chủ yếu trên đất không chủ động nước, mặc dù mùa vụ trồng ngô đã được bố trí theo sự phân bố của lượng mưa. Nhưng do điều kiện thời tiết biến đổi thất thường, bên cạnh đó hàng năm hạn hán thường xuyên xẩy ra ở Sơn La đã làm ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển và giảm năng suất và sản lượng ngô. Vì vậy hạn hán là yếu tố chủ yếu hạn chế sản xuất ngô của Việt Nam và đặc biệt là ở tỉnh Sơn La. Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và chịu hạn của một số giống ngô lai tại tỉnh Sơn La” Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 2. Mục tiêu của đề tài - Đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển, khả năng chịu hạn của các giống ngô lai thí nghiệm thông qua một số chỉ tiêu sinh lý, hoá sinh liên quan đến tính chịu hạn - Giới thiệu cho sản xuất một số giống ngô lai có năng suất cao và chịu hạn tốt 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 3.1. Đối tượng nghiên cứu: - Đề tài tập trung nghiên cứu đánh giá khả năng chịu hạn của 8 giống ngô lai của Viện nghiên cứu ngô: LVN61, VN8960, LVN14, LVN15, LVN37, LVN885, LVN14, CH1 trên vùng đất Sơn La. 3.2 Phạm vi nghiên cứu: - Đề tài nghiên cứu đánh giá khả năng chịu hạn và năng suất của 8 giống ngô lai ở thời kỳ cây con trong điều kiện gây hạn nhân tạo, ở 2 chế độ tưới và không tưới. 4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 4.1. Ý nghĩa khoa học Giống là nhân tố quan trọng quyết định năng suất, chất lượng sản phẩm của ngành trồng trọt. Việc nghiên cứu, xác định các giống ngô lai có khả năng chịu hạn, cho năng suất cao sẽ khắc phục được tình trạng suy giảm năng suất hiện nay tại Sơn La do diễn biến thời tiết ngày càng bất lợi cho sản xuất, nhất là hạn hán. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu của đề tài, các nhà quản lý, cán bộ kỹ thuật có cơ sở khoa học vững chắc để nghiên cứu định hướng, qui hoạch phát triển và chỉ đạo sản xuất ngô trên địa bàn tỉnh. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn - Xác định, tuyển chọn được một số giống ngô lai tốt, có khả năng chịu hạn, cho năng suất cao phục vụ chương trình sản xuất ngô ở Sơn La. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 - Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần chuyển đổi cơ cấu cây trồng, tăng vụ nhằm khai thác hiệu quả hơn quĩ đất, góp phần xoá đói, giảm nghèo tăng thu nhập cho các hộ nông dân, tạo sản phẩm hàng hoá và vùng nguyên liệu ổn định để phát triển ngành công nghiệp chế biến thức ăn gia súc. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 CHƢƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và trong nƣớc 1.1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Hiện nay ngô là cây lương thực đứng thứ 3 trên thế giới sau lúa mì và lúa nước với diện tích khoảng 157,00 triệu ha, sản lượng khoảng 766,20 triệu tấn (năm 2007). Trong những năm gần đây nhờ vào sự phát triển của khoa học kỹ thuật việc áp dụng những công nghệ mới vào sản xuất đã làm tăng năng suất và sản lượng ngô lên đáng kể. Bảng1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 5 năm 2003 – 2007 Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lƣợng (triệu tấn) 2003 114,34 44,51 642,48 2004 146,94 49,29 724,23 2005 147,02 47,07 692,02 2006 148,06 47 704,20 2007 157 49 766,2 Nguồn: (FAOSTAT, 2/2008) Qua bảng 1.1. chúng ta thấy rằng diện tích trồng ngô trên thế giới tăng nhanh qua các năm (năm 2003 có 114,34 triệu ha đến năm 2007 có 157 triệu ha), sản lượng tăng từ 642,48 triệu tấn (2003) lên 766,2 triệu tấn (2007). Theo số liệu của FAO, năm 2007 diện tích trồng ngô trên thế giới đạt trên 157 triệu ha, năng suất bình quân 49 tạ/ha và sản lượng đạt trên 766,2 triệu tấn, trong khi đó sản lượng lúa mì đạt khoảng 580 triệu tấn và sản lượng luá nước chỉ mới đạt khoảng trên 390 triệu tấn. Nước có diện tích