Luận án Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai trung ngày năng suất cao cho vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên

iii MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA LỜI CẢM ƠN..................................................................................................................................... i LỜI CAM ĐOAN ..............................................................................................................................ii MỤC LỤC........................................................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT……………………………….............................vi DANH MỤC CÁC BẢNG ………………………………………………..........................……....vii DANH MỤC CAC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ……………………………….............………............…..xii MỞ ĐẦU............................................................................................................................................ 1 1.TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .................................................................................................. 1 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU........................................................................................................... 2 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ............................................................. 2 3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài ................................................................................................... 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ........................................................................................ 3 4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................................................... 3 4.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................. 3 4.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................................... 3 CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI ............................ 4 1.1. VAI TRÒ CỦA CÂY NGÔ TRONG NỀN KINH TẾ ............................................................... 4 1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM ..................................... 5 1.2.1. Tình hình sản xuất và sử dụng giống ngô lai trên thế giới ...................................... 5 1.2.2. Tình hình sản xuất và sử dụng giống ngô lai ở Việt Nam ....................................... 7 1.2.3.Tình hình sản xuất ngô vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên ............................... 10 1.3. ƯU THẾ LAI VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ .................................. 14 1.3.1. Khái niệm về ưu thế lai.......................................................................................... 14 1.3.2. Nhóm ưu thế lai ..................................................................................................... 16 1.3.3. Phương pháp xác định ưu thế lai ........................................................................... 17 1.4. DÒNG THUẦN VÀ PHƯƠNG PHÁP TẠO DÒNG THUẦN ................................................ 17 1.4.1. Khái niệm dòng thuần ........................................................................................... 17 1.4.2. Vật liệu chọn tạo dòng thuần ................................................................................. 18 iv 1.4.3. Một số phương pháp chọn tạo dòng thuần ở ngô .................................................. 19 1.4.4. Đánh giá dòng và phương pháp đánh giá dòng ..................................................... 27 1.5. NGHIÊN CỨU VỀ PHÂN NHÓM TGST VÀ KỸ THUẬT CANH TÁC Ở NGÔ ................. 32 1.5.1. Phân nhóm thời gian sinh trưởng của ngô ............................................................. 32 1.5.2. Tình hình nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ và khoảng cách đến năng suất ngô trên thế giới và Việt Nam.................................................................................................34 1.5.3. Tình hình nghiên cứu về ảnh hưởng của phân bón đến năng suất ngô ................. 37 CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................. 42 2.1. VẬT LIỆU ................................................................................................................................ 42 2.1.1. Dòng thuần: ........................................................................................................... 42 2.1.2. Cây thử: ................................................................................................................. 43 2.1.3. Tổ hợp lai .............................................................................................................. 43 2.1.4. Giống đối chứng ............................................................................................................... 43 2.1.5. Phân bón: ............................................................................................................. 43 2.1.6. Đất đai: .................................................................................................................. 43 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ..................................................................................................... 44 2.2.1. Đánh giá đặc điểm nông sinh học của tập đoàn dòng. .......................................... 44 2.2.2. Đánh giá KNKH của tập đoàn dòng ...................................................................... 44 2.2.3. Khảo nghiệm các tổ hợp lai triển vọng. ................................................................ 44 2.2.4. Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống LVN68. ..................... 45 2.3. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU .......................................................................... 45 2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................. 46 2.4.1. Phương pháp nghiên cứu đồng ruộng .................................................................... 46 2.4.2. Phương pháp tạo dòng và đánh giá dòng............................................................... 50 2.4.3. Các phương pháp tính toán và xử lý số liệu .......................................................... 51 2.4.4. Khảo nghiệm các tổ hợp lai triển vọng. ................................................................. 52 2.4.5. Sơ đồ quá trình chọn tạo…………………………………………… .…………..52 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN..........................................................53 3.1. KẾT QUẢ CHỌN LỌC VÀ ĐÁNH GIÁ DÒNG .................................................................... 53 3.1.1. Một số đặc điểm chính của tập đoàn dòng. ........................................................... 53 3.1.2. Đặc điểm nông sinh học, khả năng chống chịu và năng suất của tập đoàn dòng nghiên cứu ....................................................................................................................... 53 v 3.2. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KẾT HỢP CỦA TẬP ĐOÀN DÒNG .......................... 68 3.2.1. Kết quả đánh giá KNKH chung về năng suất của tập đoàn dòng bằng phương pháp lai đỉnh .................................................................................................................... 68 3.2.2. Kết quả đánh giá ƯTL của các THL và KNKH riêng về năng suất của các dòng bằng phương pháp luân giao............................................................................................ 77 3.3. KẾT QUẢ KHẢO NGHIỆM CÁC TỔ HỢP LAI TRIỂN VỌNG ..................................... 119 3.3.1. Kết quả khảo nghiệm tác giả ................................................................................................ 119 3.3.2. Kết quả khảo nghiệm cơ bản (VCU) ................................................................... 127 3.4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC CHO GIỐNG NGÔ LVN68 TẠI ĐÔNG NAM BỘ VÀ TÂY NGUYÊN. .......................................................... 133 3.4.1. Kết quả nghiên cứu về mật độ cho giống ngô lai LVN68 ................................... 133 3.4.2. Kết quả nghiên cứu về phân bón cho giống ngô lai LVN68 ............................... 141 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................................................... 1544 1. KẾT LUẬN .............................................................................................................................. 1544 2. ĐỀ NGHỊ ................................................................................................................................. 1544 CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐÉN LUẬN AN ................................................................... 156 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................ 1577 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ CIMMYT Centro Internacional de Mejoramiento de Maiz y Trigo – Trung tâm cải lương giống ngô và lúa mì quốc tế CV Coefficients of variation – Hệ số biến động DH Double haploid – Đơn bội kép ĐV-LT Dạng hạt đá màu vàng – lõi trắng ½ ĐV-LT Dạng hạt bán đã màu vàng- lõi trắng ĐX Vụ Đông Xuân GCA General combining ability – Khả năng kết hợp chung HMP Midparent heterosis – Ưu thế lai trung bình HBP Heterobeltiosis– Ưu thế lai thực HS Standard heterosis – Ưu thế lai chuẩn HT Vụ Hè Thu KNKHC Khả năng kết hợp chung KNKHR Khả năng kết hợp riêng LSD Least Signification Difference – Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa P1000 Khối lượng 1000 hạt IRRISTAT International Rice Research Institute statistical research tool – Phần mềm quản lý nghiên cứu thống kê QTLs Quanlititative Trait Loci- Locustính trạng số lượng RnV-LT Dạng hạt răng ngựa màu vàng - lõi trắng ½ RnV-LT Dạng hạt bán răng ngựa màu vàng - lõi trắng SCA Specific Combining Ability – Khả năng kết hợp riêng TĐ TB Vụ Thu Đông Giá trị trung bình THL Tổ hợp lai ƯTL Ưu thế lai vii DANH MỤC CÁC BẢNG Số bảng Tên bảng Trang 1.1. Diện tích ngô chuyển gen của một số nước trên thế giới năm 2009 7 1.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 1991 - 2012 9 1.3 Kết quả sản xuất ngô vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên giai đoạn 2010 - 2012 12 1.4 Chỉ số đánh giá thời gian sinh trưởng theo thang điểm FAO 32 1.5 Lượng nhiệt của một số nhóm ngô trên các vĩ độ khác nhau 33 1.6 Phân nhóm giống dựa theo các bộ phận của cây ngô 33 1.7 Phân nhóm giống ngô theo thời gian sinh trưởng 34 2.1 Danh sách các dòng nghiên cứu 42 2.2 Tính chất lý, hoá tính của đất đỏ Bazan vùng ĐNB và Tây Nguyên 43 2.3 Nội dung, địa điểm và thời gian nghiên cứu 45 2.4 Sơ đồ tạo các tổ hợp lai đỉnh (Top cross) 47 2.5 Sơ đồ tạo các tổ hợp lai luân giao (Dialel cross) 47 3.1 Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, chiều cao đóng bắp của tập đoàn dòng nhóm I - vụ Hè Thu và Thu Đông 2004 tại Trảng Bom - Đồng Nai 54 3.2 Khả năng chống chịu của tập đoàn dòng nhóm I trong vụ Hè Thu và Thu Đông 2004 tại Trảng Bom- Đồng Nai. 56 3.3 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của tập đoàn dòng nhóm I - vụ Hè Thu 2004 tại Trảng Bom - Đồng Nai 58 3.4 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của tập đoàn dòng nhóm I -vụ Thu Đông 2004 tại Trảng Bom - Đồng Nai 60 3.5 Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, chiều cao đóng bắp của tập đoàn dòng nhóm II - vụ Hè Thu và Thu Đông 2008 tại Trảng Bom - Đồng Nai 62 viii 3.6 Khả năng chống đổ, mức độ nhiễm sâu bệnh của tập đoàn dòng nhóm II - vụ Hè Thu và Thu Đông 2008 tại Trảng Bom - Đồng Nai 64 3.7 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của tập đoàn dòng nhóm II - vụ Hè Thu 2008 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 65 3.8 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của tập đoàn dòng nhóm II - vụ Thu Đông 2008 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 66 3.9 Năng suất thực thu của các tổ hợp lai đỉnh I - vụ Hè Thu và Thu Đông 2005 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 69 3.10 Giá trị khả năng kết hợp chung (ĝi)về năng suất của 18 dòng và 2 cây thử trong lai đỉnh I - vụ Hè Thu và Thu Đông 2005 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 71 3.11 Năng suất thực thu của các tổ hợp lai đỉnh II - vụ Hè Thu và Thu Đông 2009 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 74 3.12 Giá trị khả năng kết hợp chung (ĝi)về năng suất của 12 dòng và 2 cây thử trong lai đỉnh II - vụ Hè Thu và Thu Đông 2009 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 75 3.13 Thời gian sinh trưởng của cácTHL lai luân giao I - vụ Thu Đông 2005 và Hè Thu 2006 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 79 3.14 Chiều cao cây và chiều cao đóng bắp của các tổ hợp lai luân giao I - vụ Thu Đông 2005 và Hè Thu 2006 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 81 3.15 Khả năng chống đổ, mức độ nhiễm sâu bệnh của các tổ hợp lai luân giao I - vụ Thu Đông 2005 và Hè Thu 2006 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 82 3.16 Chiều dài bắp và đường kính bắp của các tổ hợp lai luân giao I - vụ Thu Đông 2005 và Hè Thu 2006 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 86 3.17 Số hàng hạt/bắpvà số hạt/hàng của các tổ hợp lai luân giao I - vụ Thu Đông 2005 và Hè Thu 2006 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 87 3.18 Khối lượng 1000 hạt, tỉ lệ hạt/bắp và năng suất của các tổ hợp lai 88 ix luân giao I - vụ Thu Đông 2005 và Hè Thu 2006 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 3.19 Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng và chiều cao cây của các tổ hợp lai luân giao I. 93 3.20 Ưu thế lai về chiều dài bắp và đường kính bắp của các tổ hợp lai luân giao I. 95 3.21 Ưu thế lai về số hàng hạt/bắp và số hạt/hàng của các tổ hợp lai luân giao I. 96 3.22 Ưu thế lai về khối lượng 1000 hạt và năng suất của các tổ hợp lai luân giao I. 97 3.23 Giá trị khả năng kết hợp chung (ĝi), khả năng kết hợp riêng (ŝij) và phương saikhả năng kết hợp riêng (2sij) về năng suất hạt của 7 dòng tham gia luân giao I - vụ Thu Đông 2005 và Hè Thu 2006 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 98 3.24 Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai luân giao II - vụ Hè Thu và Thu Đông 2010 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 101 3.25 Chiều cao cây và chiều cao đóng bắp của các tổ hợp lai luân giao II - vụ Hè Thu và Thu Đông 2010 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 103 3.26 Khả năng chống đổ, mức độ nhiễm sâu, bệnh hại của các tổ hợp lai luân giao II - vụ Hè Thu và Thu Đông 2010 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 105 3.27 Chiều dài bắp và đường kính bắp của các tổ hợp lai luân giao II -vụ Hè Thu và Thu Đông 2010 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 108 3.28 Số hàng hạt/bắp và số hạt/hàng của các tổ hợp lai luân giao II - vụ Hè Thu và Thu Đông 2010 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 109 3.29 Khối lượng 1000 hạt và năng suất thực thu của các tổ hợp lai luân giao II - vụ Hè Thu và Thu Đông 2010 tại Trảng Bom - Đồng Nai 110 3.30 Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng và chiều cao cây của các tổ hợp lai luân giao II. 112 x 3.31 Ưu thế lai về chiều dài bắp và đường kính bắp của các tổ hợp lai luân giao II. 114 3.32 Ưu thế lai về số hàng hạt/bắp và số hạt/hàng của các tổ hợp lai luân giao II. 115 3.33 Ưuthế lai vềkhối lượng 1000 hạt và năng suất của các tổ hợp lai luân giao II. 116 3.34 Giá trị khả năng kết hợp chung (ĝi), khả năng kết hợp riêng (ŝij)và phương sai khả năng kết hợp riêng (2sij)về năng suất của 5 dòng tham gia luân giao II - vụHè Thu và Thu Đông 2010 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 118 3.35 Đặc điểm nông sinh học và khả năng chống chịu của tổ hợp lai TB68. 120 3.36 Một số yếu tố cấu thành năng suất của tổ hợp lai TB68. 121 3.37 Năng suất của tổ hợp lai TB68 trong khảo nghiệm tác giả. 122 3.38 Đặc điểm nông sinh học và khả năng chống chịu của tổ hợp lai TB80. 124 3.39 Một số yếu tố cấu thành năng suất của tổ hợp laiTB80 125 3.40 Năng suất của tổ hợp lai TB80 trong khảo nghiệm tác giả. 125 3.41 Năng suất của LVN68 trong khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng (VCU). 127 3.42 Năng suất của DP113 trong khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng (VCU) 129 3.43 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến thời gian sinh trưởng giống ngô LVN68 tại Trảng Bom - Đồng Nai 133 3.44 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến khả năng chống chịu của giống ngô LVN68 tại Trảng Bom – Đồng Nai. 134 3.45 Năng suất thực thu của các mật độ gieo trồng khác nhau đối với giống ngô LVN68 - vụ Hè Thu và Thu Đông 2010 tại Trảng Bom - 136 xi Đồng Nai 3.46 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến thời gian sinh trưởng giống LVN68 - vụ Đông Xuân 2011- 2012 và Hè Thu 2012 tại Đức Trọng - Lâm Đồng 137 3.47 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến khả năng chống chịu của giống ngô LVN68 tại Đức Trọng – Lâm Đồng 138 3.48 Năng suất thực thu của các mật độ gieo trồng khác nhau đối với giống ngô LVN68 tại Đức Trọng - Lâm Đồng vụ Đông Xuân 2011- 2012 và Hè Thu 2012 140 3.49 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón đến thời gian sinh trưởng giống LVN68 tại Trảng Bom - Đồng Nai vụ Thu Đông 2010 và Đông Xuân 2010 – 2011. 142 3.50 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón đến khả năng chống chịu của giống ngô LVN68 tại Trảng Bom – Đồng Nai. 143 3.51 Năng suất của giống ngô LVN68 ở các liều lượng phân bón khác nhau tại Trảng Bom - Đồng Nai vụ Thu Đông 2010 và Đông Xuân 2010 -2011 145 3.52 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón đến thời gian sinh trưởng của giống ngô LVN68 tại Đức Trọng - Lâm Đồng vụ Đông Xuân 2011- 2012 và Hè Thu 2012. 146 3.53 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón đến khả năng chống chịu của giống ngô LVN68 tại Đức Trọng –Lâm Đồng vụ Đông Xuân 2011 - 2012 và Hè Thu 2012 147 3.54 Năng suất thực thu của giống ngô LVN68 ở các mức phân bón khác nhau tại Đức Trọng - Lâm Đồng vụ Đông Xuân 2011-2012 và Hè Thu 2012. 149 3.55 Hiệu quả kinh tế của các liều lượng phân bón cho giống ngô LVN68 ở Trảng Bom - Đồng Nai và Đức Trọng - Lâm Đồng. 151 xii DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ Số hình Tên hình Trang 1.1 Biểu hiện UTL của giống ngô lai (giữa) tạo ra từ dòng B73 (trái) và Mo17 (phải) 15 3.1 Một số hình ảnh tập đoàn dòng nghiên cứu vụ Thu Đông 2008 tại Trảng Bom - Đồng Nai 68 3.2 Năng suất các THL thí nghiệm lai đỉnh I tại Trảng Bom - Đồng Nai 70 3.3 Giá trị KNKHC về năng suất của 18 dòng với cây thử ở vụ Hè Thu 2005 tai Trảng Bom - Đồng Nai 72 3.4 Giá trị KNKHC về năng suất của 18 dòng với cây thử ở vụ Thu Đông 2005 tại Trảng Bom - Đồng Nai 73 3.5 Năng suất trung bình của các THL đỉnh II 74 3.6 Giá trị KNKHC về năng suất của 12 dòng với cây thử ở vụ Hè Thu 2009 tạiTrảng Bom - Đồng Nai 76 3.7 Giá trị KNKHC về năng suất của 12 dòng với cây thử ở vụ Thu Đông 2009tạiTrảng Bom - Đồng Nai 76 3.8 Năng suất của các THL Luân giao I tại Trảng Bom - Đồng Nai 91 3.9 Năng suất hạt của các THL luân giao II tại Trảng Bom- Đồng Nai 111 3.10 Một số hình ảnh về giống ngô lai đơn LVN68 131 3.11 Một số hình ảnh về giống ngô lai đơn DP113 132 3.12 Năng suất thực thu của giống ngô LVN68 ở các mật độ gieo trồng khác nhau tại Trảng Bom - Đồng Nai 137 3.13 Năng suất thực thu của giống ngô LVN68 ở các mật độ gieo trồng khác nhau tại Đức Trọng - Lâm Đồng 141 3.14 Năng suất của giống ngô LVN68 với các liều lượng phân bón khác nhau trong vụ Thu Đông 2010 và Đông Xuân 2010-2011 tại Trảng Bom - Đồng Nai. 146 3.15 Năng suấtthực thu cuả LVN68 với các liều lượng phân bón khác nhau trong vụ Đông Xuân 2011-2012 và Hè Thu -2012 tại Đức Trọng - Lâm Đồng 150 3.16 Hiệu quả kinh tế của các công thức phân bón cho giống LVN68 tại Trảng Bom - Đồng Nai và Đức Trọng - Lâm Đồng 151 1 MỞ ĐẦU 1.TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Khi nói về thành công của việc ứng dụng hiện tượng ưu thế lai trong sản xuất nông nghiệp, đầu tiên phải nói tới ngô lai. Ngô lai - một thành tựu khoa học nông nghiệp nổi bật của thế kỷ XX - đã mang lại thành quả to lớn cho sản xuất nông nghiệp ở nhiều quốc gia trên thế giới và ở Việt Nam[39]. Năm 2012, diện tích gieo trồng ngô của Việt Nam là 1.118,3 nghìn ha, năng suất trung bình 43 tạ/ha và sản lượng là 4,8 triệu tấn [45]. Chiến lược phát triển nôn