Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và biện pháp kỹ thuật để phát triển nguồn gen dưa chuột bản địa vùng Tây Bắc Việt Nam (TT)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM PHẠM QUANG THẮNG NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT ĐỂ PHÁT TRIỂN NGUỒN GEN DƢA CHUỘT B

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

PHẠM QUANG THẮNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT ĐỂ PHÁT TRIỂN NGUỒN GEN DƢA CHUỘT BẢN ĐỊA VÙNG TÂY BẮC VIỆT NAM

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ

HÀ NỘI - 2015

Công trình hoàn thành tại:

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Người hướng dẫn: 1 TS TRẦN THỊ MINH HẰNG

2 GS TS TRẦN KHẮC THI

Phản biện 1: GS.TS NGUYỄN XUÂN LINH

Viện Di truyền Nông nghiệp

Phản biện 2: PGS.TS VŨ QUANG SÁNG

Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Phản biện 3: TS MAI THỊ PHƯƠNG ANH

Hội Sinh học

Luận án được bảo vệ tại Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện họp tại:

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi giờ, ngày tháng năm 2015

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:

- Thư viện Quốc gia Việt Nam

- Thư viện Học viện Nông nghiệp Việt Nam

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Tây Bắc là một trong những vùng đa dạng sinh học nông nghiệp của Việt

Nam, nơi sinh sống nhiều loài hoang dại thuộc họ bầu bí (Cucubitaceae), trong đó

có cây dưa chuột (Cucumis sativus L.) Trong các nhóm giống dưa chuột địa

phương vùng Tây Bắc, dưa chuột bản địa của dân tộc H’Mông có nhiều đặc tính quý như quả có kích thước lớn, ăn rất thơm, ngon, ngọt, mát và giòn, rất đa dạng

về kiểu hình và rất khác biệt với các giống dưa chuột địa phương ở vùng đồng bằng về đặc điểm hình thái và cấu trúc quả Nhóm dưa chuột bản địa này là nguồn

di truyền có giá trị cho công tác chọn tạo giống dưa chuột ở trong nước

Với phương thức tự để giống và lối canh tác truyền thống trên nương rẫy của người dân bao đời nay, giống dưa chuột bản địa này đang bị suy giảm các đặc tính quý một cách nghiêm trọng và đứng trước nguy cơ mất dần theo thời gian Vì vậy, việc thu thập, lưu giữ, đánh giá, tư liệu hoá nguồn gen cũng như đi sâu nghiên cứu biện pháp kỹ thuật thâm canh là cấp thiết, mang tính khoa học và thực tiễn, không chỉ phục vụ cho lợi ích trước mắt mà còn định hướng mục tiêu lâu dài trong việc bảo tồn và phát triển nguồn gen dưa chuột bản địa đặc sản này một cách hiệu quả

2 Mục tiêu của đề tài

Thành lập tập đoàn mẫu giống dưa chuột bản địa của dân tộc H’Mông vùng Tây Bắc (dưa chuột H’Mông) Đánh giá được đặc điểm nông sinh học, đa dạng hình thái và mức độ đa dạng di truyền của các mẫu giống dưa chuột H’Mông Xác định được giống và biện pháp kỹ thuật thâm canh hợp lý nhằm bảo tồn và phát triển nguồn gen dưa chuột bản địa đặc sản tại vùng nguyên sản

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

Là công trình đầu tiên nghiên cứu có hệ thống về nguồn gen dưa chuột bản địa của dân tộc H’Mông ở vùng Tây Bắc, góp phần bổ sung dữ liệu khoa học có giá trị về nguồn tài nguyên cây dưa chuột bản địa Việt Nam

Kết quả của luận án góp phần bổ sung nguồn vật liệu di truyền quý cùng thông tin liên quan làm cơ sở khoa học cho việc định hướng công tác bảo tồn và khai thác phát triển hiệu quả nguồn gen dưa chuột H’Mông và có thể làm tài liệu phục vụ nghiên cứu, giảng dạy và ứng dụng thực tiễn

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài đã giới thiệu 04 mẫu giống dưa chuột H’Mông có triển vọng cho sản xuất tại vùng Tây Bắc (SL20, SL29, SL28 và SL7) và đề xuất được quy trình thâm canh phù hợp cho mẫu giống SL20 trên đất vườn tại Mộc Châu, Sơn La

4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

Giống dưa chuột bản địa của dân tộc H’Mông vùng Tây Bắc

4.2 Phạm vi nghiên cứu

- Đặc điểm nông sinh học, đa dạng hình thái và tính đa dạng di truyền của tập đoàn mẫu giống dưa chuột bản địa được thu thập từ 3 tỉnh vùng Tây Bắc là Sơn

La, Điện Biên và Lai Châu

- Xác định thời vụ trồng, mật độ khoảng cách trồng kết hợp biện pháp tỉa nhánh, loại phân hữu cơ và liều lượng bón lót, liều lượng phân hỗn hợp NPK (13:13:13) bón thúc và số lần phun phân bón lá Pomior 298 cho mẫu giống SL20 trồng trên đất vườn tại Mộc Châu, Sơn La

- Nghiên cứu được thực hiện tại Mộc Châu, Sơn La (vùng nguyên sản) và Gia Lâm, Hà Nội (vùng đồng bằng sông Hồng) trong thời gian từ năm 2011-2013

5 Những đóng góp mới của luận án

- Trên cơ sở đánh giá các đặc điểm nông sinh học của tập đoàn 42 mẫu giống dưa chuột bản địa của dân tộc H’Mông vùng Tây Bắc, đã xác định được một số tính trạng đặc trưng, khác biệt của dưa chuột H’Mông là khả năng ra hoa đực nhiều (300-500 hoa), hoa cái ít (10-20 hoa), kích thước quả lớn, chống chịu tốt với bệnh phấn trắng, năng suất cá thể cao, chất lượng quả tốt Trong số 42 mẫu giống dưa chuột H’Mông nghiên cứu, xác định được 04 mẫu giống có tiềm năng phát triển trong sản xuất tại vùng nguyên sản là SL29 (3.800 gam/cây), SL20 (3.500 gam/cây), SL28 (3.400 gam/cây) và SL7 (3.400 gam/cây) Kết quả phân nhóm 42 mẫu giống dưa chuột bản địa theo các tính trạng đặc trưng là cơ sở khoa học phục vụ hữu ích cho công tác bảo tồn và chọn vật liệu khởi đầu cho chọn tạo giống dưa chuột ở Việt Nam

- Khẳng định 30 mẫu giống dưa chuột H’Mông thu thập từ tỉnh Sơn La đều

thuộc loài dưa chuột Cucumis sativus L., với số lượng nhiễm sắc thể 2n = 14 và

chúng có sự đa dạng về kiểu hình và kiểu gen Thông qua phân tích RAPD tại 11 locus, 30 mẫu giống dưa chuột H’Mông được phân thành 03 nhóm chính tại hệ số tương đồng di truyền 0,77

- Xác định được một số biện pháp kỹ thuật thâm canh phù hợp (thời vụ gieo hạt vào trung tuần tháng 4, trồng với khoảng cách 70 x 40 cm (hàng x cây) kết hợp tỉa để lại thân chính và 03 nhánh cấp 1 phía gần gốc, bón lót 20 tấn/ha phân hữu cơ hoai mục (hoặc 02 tấn/ha phân vi sinh Sông Gianh), bón thúc 950 kg/ha phân hỗn hợp NPK 13:13:13, phun bổ sung 4 lần phân bón lá Pomior 298 với nồng độ 0,4%

từ khi cây có 2-3 lá thật, 10 ngày phun một lần) cho mẫu giống dưa chuột triển vọng SL20 trên đất vườn tại Mộc Châu, Sơn La

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nguồn gốc, phân bố và phân loại cây dưa chuột

Phần lớn các nhà nghiên cứu đều thống nhất rằng cây dưa chuột có nguồn gốc

từ Tây Ấn Độ (Nam Á) Vavilov (1926), Taracanov (1968) cho rằng khu vực miền núi phía Bắc Việt Nam là nơi phát sinh cây dưa chuột vì ở đây còn tồn tại dạng dưa

chuột hoang dại (trích theo Nguyễn Văn Hiển, 2000)

Filov (1940) đã đưa ra bảng phân loại (trích theo Trần Khắc Thi, 1985) Dạng

hoang dại được đưa vào nhóm phụ Ssp agrostis Gab.; còn các dạng khác là dạng

trồng trọt và sắp xếp vào 6 loài phụ, trong đó 5 loài phụ có biểu hiện đặc điểm phân lập sinh thái rất rõ rệt và được gọi là các nhóm khí hậu nông nghiệp lớn:

1 Ssp europaeo - americanus Fil Loài phụ Âu - Mỹ

2 Ssp occidentali - asiaticus Fil Loài phụ Tây Á

3 Ssp chinensis Fil Loài phụ Trung Quốc

4 Ssp indico - japonicus Fil Loài phụ Nhật Ấn

5 Ssp himalaicus Fil Loài phụ Hymalaya

6 Ssp hermaphroditus Fil Dưa chuột lưỡng tính

1.2 Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh của cây dƣa chuột

Cây dưa chuột sinh trưởng tốt nhất trong điều kiện nhiệt độ dao động từ

18-240C Độ dài chiếu sáng thích hợp cho cây sinh trưởng và phát dục là 10-12 giờ/ngày Cường độ ánh sáng thích hợp cho dưa chuột trong phạm vi 15-17 klux (Tạ Thu Cúc, 2007) Độ ẩm đất thích hợp là 85-95%, không khí là 90-95% Đất trồng thích hợp là đất có thành phần cơ giới nhẹ, độ pH từ 5,5-6,8

1.3 Tình hình sản xuất dƣa chuột trên thế giới và ở Việt Nam

Theo thống kê của Tổ chức Nông lương Thế giới (FAOSTAT, 2014), diện tích

về diện tích trồng trên thế giới là Trung Quốc, Cameroon, Iran, Thổ Nhĩ Kỳ, Indonesia,

Mỹ, Ucraine, Iraq, Ai Cập và Ấn Độ Trong đó Trung Quốc là quốc gia có diện tích gieo trồng lớn nhất với 1.115.000 ha, chiếm 54,51% diện tích toàn thế giới

Theo số liệu của Tổng cục Thống kê (2012), năm 2011 diện tích trồng dưa chuột ở Việt Nam đạt 31.570 ha; năng suất trung bình đạt 182,8 tạ/ha, thấp hơn nhiều so với trung bình toàn thế giới (312,0 tạ/ha) Đồng bằng sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long là 2 vùng có diện tích trồng dưa chuột lớn nhất cả nước

1.4 Tình hình thu thập, bảo tồn, đánh giá và khai thác nguồn gen dƣa chuột

1.4.1 Thu thập, bảo tồn, đánh giá và khai thác nguồn gen dưa chuột trên thế giới

1.4.1.1 Thu thập và bảo tồn nguồn gen dưa chuột trên thế giới

Nguồn gen dưa chuột được lưu trữ trong ngân hàng gen của các quốc gia, đây là nơi cung cấp những thông tin cơ bản về những mẫu giống, bao gồm việc giữ gìn, ứng dụng và đánh giá chúng Ở Châu Âu, Viện tài nguyên di truyền quốc tế (IPGRI) là nơi lưu giữ các mẫu giống Ở Mỹ, các mẫu giống được lưu giữ và đánh giá bởi Hệ thống tài nguyên di truyền thực vật quốc gia (NPGS)

1.4.1.2 Đánh giá và khai thác nguồn gen dưa chuột trên thế giới

* Đánh giá nguồn gen dưa chuột trên thế giới

Pierce and Wehner (1990) đã phát hiện và mô tả 105 gen đột biến ở dưa chuột Trong 105 gen đã mô tả có 15 gen đột biến về cây con, 8 gen đột biến về rễ,

14 gen đột biến lá, 20 gen đột biến hoa, 18 gen đột biến quả, 12 gen về mầu sắc quả, 15 gen kháng bệnh, 2 gen kháng điều kiện môi trường bất thuận, 1 gen kháng côn trùng Xie and Wehner (2001) đã tiến hành lập danh sách các gen ở dưa chuột

* Số lượng nhiễm sắc thể của loài Cucumis sativus

Cucumis sativus là loài duy nhất trong họ bầu bí có số lượng nhiễm sắc thể

đơn bội nhỏ nhất bằng 7 Kết quả phân tích kiểu nhân của các loài trong chi

Cucumis của Kirkbride (1993) cho thấy các loài C sativus, C sativus var hardwickii (C hardwickii), C hystrix và C callosus có số nhiễm sắc thể 2n = 14

* Đánh giá đa dạng di truyền loài Cucumis sativus dựa vào chỉ thị phân tử

Chỉ thị phân tử đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới sử dụng nghiên cứu

đa dạng di truyền cũng như mối quan hệ di truyền giữa các giống dưa chuột như:

chỉ thị RAPD (Horejsi et al., 1999; Chen et al., 2006), chỉ thị AFLP (Li et al., 2004), chỉ thị ISSR (Wang et al., 2007) và chỉ thị SSR (Danin Poleeg et al., 2001)

* Khai thác nguồn gen dưa chuột trên thế giới

Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, mức độ phát triển khoa học công nghệ của từng quốc gia và vào nguồn vật liệu di truyền có được Nguồn gen dưa chuột trên thế giới được tập trung khai thác theo các hướng khác nhau: thu hoạch bằng máy, trồng trong nhà kính/lưới, chế biến công nghiệp, kháng bệnh, tạo quả không đắng

1.4.2 Thu thập, bảo tồn, đánh giá và khai thác nguồn gen dưa chuột ở Việt Nam

1.4.2.1 Thu thập và bảo tồn nguồn gen dưa chuột ở Việt Nam

Trung tâm Tài nguyên Thực vật, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam là đơn vị thu thập và lưu giữ nhiều nhất nguồn gen dưa chuột ở Việt Nam Hiện có tất

cả 98 mẫu giống thuộc chi Cucumis được thu thập, trong đó có 52 mẫu giống dưa

chuột từ vùng Tây Bắc Ngoài ra nguồn gen dưa chuột cũng đang được lưu giữ và bảo tồn tại một số cơ sở nghiên cứu chuyên ngành của Việt Nam

1.4.2.2 Đánh giá và khai thác nguồn gen dưa chuột ở Việt Nam

* Đánh giá nguồn gen dưa chuột ở Việt Nam

Công tác mô tả, đánh giá nguồn gen dưa chuột địa phương trong nước, đặc biệt là các giống dưa chuột bản địa của vùng miền núi phía Bắc Việt Nam vẫn chưa được quan tâm đáng kể Từ đầu thập kỷ 70 của thế kỷ 20 công tác nghiên cứu trên cây dưa chuột mới được tiến hành và đạt một số kết quả khả quan

* Đánh giá đa dạng di truyền loài Cucumis sativus dựa vào chỉ thị phân tử

Lang et al (2007) đã phân tích quan hệ di truyền dựa trên kiểu hình và chỉ thị

RAPD (6 locus) để phân nhóm 14 mẫu giống dưa chuột thu thập tại đồng bằng sông Cửu Long thành 4 nhóm kiểu gen riêng biệt Ngô Thị Hạnh (2011) đã sử dụng 20 chỉ thị phân tử để xác định quan hệ di truyền giữa các giống và các dòng dưa chuột được tạo ra từ chúng Trần Kim Cương và Nguyễn Thị Lang (2013) đã sử dụng 12 chỉ thị RAPD để đánh giá đa dạng di truyền 90 mẫu gống dưa chuột do Viện Cây ăn quả miền Nam thu thập, phân lập và lưu giữ

* Khai thác nguồn gen dưa chuột ở Việt Nam

Nghiên cứu khai thác nguồn gen dưa chuột ở Việt Nam được bắt đầu từ những năm 70 của thế kỷ trước Thời gian đầu, công tác nghiên cứu mới chỉ tập trung nhập nội, đánh giá tính thích ứng của các giống được nhập nội từ nước ngoài và phục tráng cải thiện các giống địa phương Trong những năm gần đây, công tác khai thác nguồn gen dưa chuột theo hướng chọn tạo giống ưu thế lai (F1) đã được triển khai, đã tạo ra được các giống dưa chuột mới phục vụ ăn tươi (PC4, CV5, CV209, ), phục vụ chế biến (PLC, CV29, ) cho thị trường trong nước và xuất khẩu

1.5 Tình hình nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật canh tác dƣa chuột

1.5.1 Tình hình nghiên cứu biện pháp kỹ thuật canh tác dưa chuột trên thế giới

* Kết quả nghiên cứu về khoảng cách và mật độ trồng dưa chuột

Widders et al (1989) cho rằng, mật độ trồng tối ưu cho một lần thu hoạch của giống Tamor và Castlepik là 77.000 cây/ha Tại Bắc Carolina, Schultheis et al (1998)

đã xác định được rằng, mật độ tối ưu khi trồng các giống Sumter, Regal và H-19 tương ứng là 200.000, 240.000 và 330.000 cây/ha Những kết quả này cho thấy, mật

độ trồng tối ưu có thể khác nhau rất nhiều giữa các giống và điều kiện chăm sóc

* Kết quả nghiên cứu về tỉa nhánh cho dưa chuột

Gobeil and Gosselin (1990) đã nghiên cứu việc sử dụng ánh sáng bổ sung kết hợp với 4 phương pháp cắt tỉa dưa chuột khác nhau, đều hướng đến việc loại bỏ bớt

số quả/cây và các nhánh trên thân chính Các nhà khoa học Trung Quốc, khi nghiên cứu trên giống Amata 765 cho thấy, chiều dài quả bị ảnh hưởng lớn bởi biện pháp cắt tỉa Khi ngắt toàn bộ nhánh trên thân chính từ đốt thứ 10 trở xuống và ở đốt thứ

10 chỉ để 1 lá và 1 quả trên nhánh thì chiều dài quả cao nhất và cao hơn hẳn các phương pháp cắt tỉa khác (trích theo Trần Thị Lệ và Nguyễn Hồng Phương, 2009)

* Kết quả nghiên cứu về liều lượng bón phân NPK cho dưa chuột

Muhammad et al (2009) kết luận, ở mức bón 100: 50: 50 kg/ha NPK cây

dưa chuột có thời gian ra hoa sớm nhất (39,3 ngày), số quả trên cây nhiều nhất (35,5 quả), quả dài nhất (18,4 cm), khối lượng quả lớn nhất (150,7 gam) và năng suất đạt cao nhất (60,0 tấn/ha) Phu (1996) cho rằng lượng bón 100 N: 100 K2O

kg/ha có ảnh hưởng tích cực đến số hoa, số quả, và sản lượng dưa chuột Ahmed et

al (2007) cũng cho rằng tăng hàm lượng N sẽ làm tăng chiều dài quả, khối lượng

quả, chiều dài thân và năng suất dưa chuột

1.5.2 Tình hình nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật canh tác dưa chuột ở Việt Nam

* Thời vụ trồng dưa chuột ở Việt Nam

Ở vùng đồng bằng và trung du Bắc Bộ, dưa chuột được trồng chủ yếu vào hai

vụ chính là vụ xuân hè và đông xuân, mỗi vụ lại được gieo trồng vào các trà khác nhau: vụ sớm, chính vụ và vụ muộn (Tạ Thu Cúc, 2007) Ở các tỉnh miền Nam và miền Trung có thể trồng dưa chuột quanh năm Vụ hè thu, gieo hạt vào tháng 4 - tháng 6, thu hoạch tháng 7 - tháng 8 Vụ thu đông, gieo hạt vào tháng 7 - tháng 9 (Trần Thị Ba, 2014)

* Khoảng cách và mật độ trồng dưa chuột ở Việt Nam

Tạ Thu Cúc (2007) cho rằng, dưa chuột được trồng trên đồng ruộng với khoảng cách hàng 65-70 cm, khoảng cách cây 22-25 cm/1 hạt, đạt mật độ 70.000 - 80.000 cây/ha Những giống cây cao, thân lá rậm rạp, phân cành cấp 1, cấp 2 thì khoảng cách hàng 90 cm, khoảng cách cây 35-40 cm/1 hạt, mật độ 40.000 - 50.000 cây/ha Nguyễn Quý Bình và cs (2009) khuyến cáo, giống dưa chuột quả nhỏ và dưa chuột ăn tươi trồng với khoảng cách cây 35 cm trong vụ đông và 40 cm trong

vụ xuân hè, tương ứng với mật độ 30.000 - 33.000 cây/ha

* Kết quả nghiên cứu về tỉa nhánh cho dưa chuột ở Việt Nam

Trần Thị Minh Hằng (2008) cho rằng có nhiều cách tỉa nhánh như: để 1 thân (1 thân chính hoặc 1 nhánh cấp 1), để 2 thân (1 thân chính + 1 nhánh cấp 1 hoặc để

2 nhánh cấp 1) và để 3 thân (1 thân chính + 2 nhánh cấp 1 hoặc để 3 nhánh cấp 1)

* Kết quả nghiên cứu về bón phân cho dưa chuột ở Việt Nam

Phạm Tiến Dũng và Đỗ Thị Hường (2012) đã tiến hành thí nghiệm xác định được lượng phân compost và loại, lượng phân hữu cơ vi sinh phù hợp nhất cho sản xuất dưa chuột theo hướng hữu cơ và ghi nhận, với giống dưa Thuận Thành nên bón

30 tấn compost/ha và dùng loại phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh với lượng 2.500 kg/ha cho hiệu quả kinh tế cao, chất lượng cao và an toàn cho người tiêu dùng

Mai Thị Phương Anh và cs (1996) cho rằng dưa chuột sử dụng kali có hiệu quả

nhất, sau đó đến đạm và cuối cùng là lân. Lượng bón phân đa lượng phù hợp cho dưa chuột là 120 N: 90 P2O5: 120 K2O (Trần Khắc Thi và Phạm Mỹ Linh, 2007)

Chương 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu

- Vật liệu giống: 44 mẫu giống dưa chuột H’Mông vùng Tây Bắc

- Phân bón: Phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh, phân hữu cơ hoai mục, phân hỗn hợp NPK Đầu Trâu (13:13:13), phân bón lá Pomior 298

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Điều tra hiện trạng sản xuất và thu thập các mẫu giống dưa chuột H’Mông

- Đánh giá tập đoàn nguồn gen dưa chuột H’Mông vùng Tây Bắc

- Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật thâm canh dưa chuột H’Mông trong điều kiện đất vườn tại Mộc Châu, Sơn La

2.3 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

- Địa điểm: Tại huyện Mộc Châu, Sơn La và Gia Lâm, Hà Nội

- Thời gian: Từ tháng 01/2011 đến 12/2013

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Nội dung 1 Điều tra hiện trạng sản xuất và thu thập các mẫu giống dưa chuột H’Mông vùng Tây Bắc

Điều tra hiện trạng sản xuất dưa chuột bản địa bằng Phương pháp điều tra

nông thôn có sự tham gia (PRA) Thu thập mẫu hạt giống theo hướng dẫn của Viện Tài nguyên Di truyền Thực vật Quốc tế (IPIGRI)

2.4.2 Nội dung 2 Đánh giá tập đoàn nguồn gen dưa chuột H’Mông vùng Tây Bắc

2.4.2.1 Đánh giá đặc điểm nông sinh học và đa dạng hình thái của các mẫu giống

dưa chuột H’Mông vùng Tây Bắc

Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp đánh giá nguồn gen của Viện Tài nguyên Di truyền Thực vật Quốc tế (IPGRI, 2001) Các mẫu giống

Diện tích mỗi ô thí nghiệm là 10 m2 Đánh giá đặc điểm nông sinh học theo 10 TCN 692:2006 của Việt Nam Đánh giá đặc điểm hình thái theo /3/2007 của Hiệp hội quốc

tế bảo hộ giống cây trồng mới (UPOV, 2007) và 10 TCN 683:2006 của Việt Nam

2.4.2.2 Xác định số lượng nhiễm sắc thể của các mẫu giống dưa chuột H’Mông

Theo phương pháp của Ramachandran and Seshadri (1986): Sử dụng dung dịch colchicine 0,05% trong 3 giờ để cố định nhiễm sắc thể soma Chóp rễ sau thủy phân được nhuộm bằng dung dịch Feulgen (0,5% Fuchsin gốc) Quan sát, đếm số nhiễm sắc thể dưới kính hiển vi có kết nối camera, độ phóng đại 10.000 lần (thị kính 10x, vật kính x100)

2.4.2.3 Đánh giá đa dạng di truyền các mẫu giống dưa chuột H’Mông vùng Tây Bắc

* Đánh giá đa dạng di truyền bằng phương pháp phân tích chỉ thị hình thái

Đánh giá thông qua 22 tính trạng kiểu hình: đường kính thân chính, chiều dài thân chính, chiều dài 15 đốt đầu, tổng số lá trên thân chính, chiều dài phiến lá, chiều rộng phiến lá, chỉ số SPAD, đường kính hoa đực, số cánh hoa đực, chiều dài cuống hoa đực, tổng số hoa đực trên thân chính, đường kính hoa cái, số cánh hoa cái, chiều dài cuống hoa cái, chiều dài quả giống, đường kính quả giống, độ dày thịt quả giống,

số ngăn hạt, khối lượng 1000 hạt, chiều dài hạt, chiều rộng hạt, độ dày hạt

* Đánh giá đa dạng di truyền bằng phân tích chỉ thị phân tử RAPD

Chiết tách DNA theo phương pháp CTAB (Murray and Thompson, 1980)

Sử dụng 11 mồi RAPD (bảng 2.1) Thể tích phản ứng PCR là 10 µl bao gồm 5,3 µl Milli-Q; 50 ng DNA tổng số; 1,0 µl 10xPCR buffer; 0,1 mM dNTPs; 1,0µl MgCl2; 0,25 µl mồi; 0,25 đơn vị Taq polymerase

Bảng 2.1 Danh sách các mồi sử dụng trong nghiên cứu

TT Tên mồi Trình tự mồi (5’- 3’) TT Tên mồi Trình tự mồi (5’- 3’)

GGGAGCGAGT GGTTCTGCTC GGACGACAAG CTGGACGTCA GGTGCACGTT

Chu trình PCR: 950C (pre-heat) trong 3 phút, 930C (denature) trong 1 phút,

400C (annealing) trong 2 phút, 720C (extension) trong 2 phút Chu kỳ cuối 720C (final extension) trong 5 phút Chu trình lặp lại 40 vòng Sản phẩm RAPD-PCR được điện

di kiểm tra trên gel agarose 1,5%, sau đó nhuộm Ethilium bromide để phát hiện

2.4.3 Nội dung 3 Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật thâm canh dưa chuột H’Mông trong điều kiện đất vườn tại Mộc Châu, Sơn La

2.4.3.1 Bố trí thí nghiệm

Các thí nghiệm 1, 3, 4, 5 được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ RCBD với

3 lần nhắc lại Diện tích mỗi ô thí nghiệm 10 m2

Thí nghiệm 2 được bố trí theo kiểu chia ô lớn ô nhỏ (Split - plot) với 3 lần nhắc lại và diện tích ô nhỏ 10 m2

Các biện pháp kỹ thuật phi thí nghiệm: Hạt được gieo trong khay bầu ngày 15/3/2011 (trừ thí nghiệm 1: hạt được gieo theo từng công thức thời vụ và thí nghiệm 3: gieo hạt ngày 15/4/2011) Khi ra 1-2 lá thật cây con được trồng ra ruộng sản xuất Luống rộng 110 cm, rãnh rộng 30 cm Khoảng cách trồng 70 x 40 cm (hàng x cây), mật độ trồng 36.000 cây/ha (tương ứng 3,6 cây/m2, trồng 36 cây/ô thí nghiệm) (trừ thí nghiệm 2: mật độ trồng theo từng công thức thí nghiệm) Tỉa bỏ nhánh sát gốc, giữ lại thân chính và 3 nhánh cấp 1 phía gần gốc (trừ thí nghiệm 2: tỉa nhánh theo từng công thức thí nghiệm) Bón lót 2 tấn/ha phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh (trừ thí nghiệm 3: bón lót loại và liều lượng phân hữu cơ theo từng công thức thí nghiệm) Bón thúc 950 kg/ha NPK Đầu Trâu 13:13:13 (trừ thí nghiệm 4: bón thúc phân NPK Đầu Trâu 13:13:13 theo từng công thức thí nghiệm), bón 4 đợt vào các giai đoạn: ra 2-3 lá thật (bón 20% NPK), xuất hiện nụ (bón 20% NPK), bắt đầu đậu quả (bón 30% NPK) và sau khi thu hoạch quả đợt đầu (bón 30% NPK) Làm giàn chữ A khi cây xuất hiện tua cuốn Thường xuyên tưới giữ ẩm

* Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ trồng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất dưa chuột H’Mông

Thí nghiệm gồm 07 công thức: CT1 (Gieo hạt vào 15/3), CT2 (Gieo hạt vào 15/4), CT3 (Gieo hạt vào 15/5), CT4 (Gieo hạt vào 15/6), CT5 (Gieo hạt vào 15/7), CT6 (Gieo hạt vào 15/8) và CT7 (Gieo hạt vào 15/9)

* Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của khoảng cách trồng kết hợp tỉa nhánh đến sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng dưa chuột H’Mông

Thí nghiệm hai nhân tố gồm 09 công thức: K1K1, K1K2, K1K3, K2K1, K2K2, K2K3, K3K1, K3K2 và K3K3 Trong đó: K là khoảng cách trồng (hàng x cây) và T là biện pháp tỉa nhánh: K1 (70 cm x 30 cm), K2 (70 cm x 40 cm), K3 (70

cm x 50 cm), T1 (Để tự nhiên), T2 (Để thân chính + 2 nhánh cấp 1) và T3 (Để thân chính + 3 nhánh cấp 1)

* Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của loại phân hữu cơ và liều lượng bón lót đến sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng dưa chuột H’Mông

Thí nghiệm gồm 05 công thức: CT1 (Không bón phân hữu cơ), CT2 (Bón 02 tấn/ha phân vi sinh Sông Gianh), CT3 (Bón 15 tấn/ha phân hữu cơ hoai), CT4 (Bón 20 tấn/ha phân hữu cơ hoai) và CT5 (Bón 25 tấn/ha phân hữu cơ hoai)

* Thí nghiệm 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng phân hỗn hợp NPK (13:13:13) đến sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng dưa chuột H’Mông

Thí nghiệm gồm 06 công thức bón phân hỗn hợp NPK Đầu Trâu (13:13:13): CT1 (Không bón), CT2 (Bón 450 kg/ha), CT3 (Bón 700 kg/ha), CT4 (Bón 950 kg/ha), CT5 (Bón 1200 kg/ha) và CT6 (Bón 1450 kg/ha)

* Thí nghiệm 5: Nghiên cứu ảnh hưởng của số lần phun phân bón lá Pomior 298 đến sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng dưa chuột H’Mông

Thí nghiệm gồm 05 công thức phun phân bón lá Pomior 298: CT1 (Phun 4 lần nước lã), CT2 (Phun 1 lần Pomior + 3 lần nước lã), CT3 (Phun 2 lần Pomior +

2 lần nước lã), CT4 (Phun 3 lần Pomior + 1 lần nước lã) và CT5 (Phun 4 lần Pomior) Cách phun: pha loãng Pomior 298 ở nồng độ 0,4%, phun ướt đều toàn bộ cây, 1 lít/10 m2 (1 ô thí nghiệm) Bắt đầu phun khi cây có 2 lá thật, 10 ngày/lần

* Xây dựng mô hình thâm canh dưa chuột H’Mông trên đất vườn tại Mộc Châu, Sơn La

Mô hình được thực hiện tại bản An Thái, xã Mường Sang, huyện Mộc Châu, tỉnh Sơn La trong 02 năm (2012-2013), 02 thời vụ (xuân hè: gieo hạt ngày 15/4 và thu đông: gieo hạt ngày 15/7), quy mô: 1000 m2/thời vụ/năm Tổng diện tích mô hình: 4000 m2 Các biện pháp kỹ thuật áp dụng như sau:

MH1 (giống Chia Tai 578 - đối chứng): sử dụng quy trình canh tác thông

thường mà người dân ở Mộc Châu đang áp dụng cho giống Chia Tai 578

MH2 (mẫu giống SL20): áp dụng các biện pháp kỹ thuật tổng hợp được rút

ra từ các kết quả nghiên cứu thực nghiệm của đề tài

2.4.3.2 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi

Theo dõi và lấy số liệu ở 10 cây/ô, lấy mẫu theo phương pháp đường chéo

- Các chỉ tiêu sinh trưởng: Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng phát triển (ngày), chiều dài thân chính (cm), số lá/thân chính (lá), số nhánh cấp 1 (nhánh/cây)

- Đặc điểm ra hoa: Số hoa đực, hoa cái trên cây (hoa/cây)

- Tỷ lệ cây bị sâu hại (%), mức độ bệnh hại

- Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất: Số quả trung bình trên cây (quả/cây), khối lượng trung bình quả (gam), năng suất cá thể (gam/cây), năng suất

lý thuyết (tấn/ha) và năng suất thực thu (tấn/ha)

- Đặc điểm cấu trúc quả thương phẩm: chiều dài quả (cm), đường kính quả (cm), độ dày thịt quả (cm) và độ cứng của quả (kgf)

- Chất lượng hoá sinh và dư lượng Nitrat: Hàm lượng vitamin C (mg/100 gam quả tươi), hàm lượng đường tổng số (mg/100 gam quả tươi), độ Brix (%) và

dư lượng Nitrat (NO3

-) (mg/kg quả tươi-)

- Hiệu lực phân bón (kg dưa chuột/kg phân bón)

- Hiệu quả kinh tế: Sử dụng phương pháp của CIMMYT (1988) gồm tổng chi phí, tổng thu nhập, lợi nhuận trước thuế, tỷ số giá trị lợi nhuận biên (MBCR)

2.5 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu

- Sử dụng hệ số đa dạng di truyền (PIC - Polymorphic Information Content)

để đánh giá hiệu quả sử dụng mồi cho mỗi locus (Nei, 1973)

- Phân tích hệ số tương đồng, khoảng cách di truyền và vẽ sơ đồ hình cây bằng phần mềm NTSYS 2.1 và phân tích UPGMA

- Các tham số thống kê cơ bản như hệ số biến động (CV%), giá trị sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa (LSD0.05) và phân tích phương sai kết quả thí nghiệm nghiên cứu được tính toán bằng phần mềm IRRISTAT5.0

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hiện trạng sản xuất và thu thập mẫu giống dưa chuột H’Mông vùng Tây Bắc

3.1.1 Hiện trạng sản xuất dưa chuột H’Mông vùng Tây Bắc

Trong sản xuất người H’Mông chủ yếu gieo trồng 2-3 giống (chiếm tỷ lệ 28,8-41,8%), giống được trồng nhiều nhất là giống quả xanh dài (Điz Trầu) với tỷ lệ 42,2%, tiếp đến là giống quả trắng (Điz Đơ) với tỷ lệ 25,8% và giống quả nhỏ ngọt (Điz Kagi) với tỷ lệ 15,7% Giống quả xanh to (Điz Pà) hiện nay rất ít hộ trồng (chỉ 4,9% số hộ trồng) vì cho thu hoạch quả muộn (bảng 3.1)

Bảng 3.1 Thành phần giống và phương thức để giống dưa chuột H’Mông

TT Chỉ tiêu Nội dung trả lời

Tỷ lệ % phiếu trả lời Sơn

La

Điện Biên

Lai Châu

Trung bình

Bảng 3.2 Phương thức canh tác dưa chuột bản địa của dân tộc H’Mông

TT Chỉ tiêu Nội dung trả lời

Tỷ lệ % phiếu trả lời Sơn

La

Điện Biên

Lai Châu

Trung bình

La

Điện Biên

Lai Châu

Trung bình

1 Số quả/cây Từ 2-5 quả Trên 5 quả 42,7 38,5 49,2 43,5

57,3 61,5 50,8 56,5

2 Mục đích sử

dụng Ăn tươi

97,2 96,4 95,8 96,5 Chế biến (nấu canh) 2,8 3,6 4,2 3,5

sàn nhà hay đựng trong cót, bao 35,9 27,8 39,6 34,4

5 Nơi tiêu thụ Bán ở chợ, ven đường Bán tại nhà 64,6 68,8 74,3 69,2

35,4 31,2 25,7 30,8 Một gốc dưa chuột bản địa có thể cho từ 2-7 quả tùy thuộc giống và điều kiện đất nương Dưa chuột bản địa thường được bán ở các chợ địa phương và các ngã ba

có đường quốc lộ 6 đi qua (chiếm 69,2%) hoặc có một số nhà buôn nhỏ vào mua tại nhà (chiếm 30,8%) (bảng 3.3)