đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của tập đoàn dưa chuột địa phương miền bắc việt nam trong vụ xuân hè và hè thu 2014 tại gia lâm, hà nội

Sự đa dạng về nguồn gen, đặc biệt là các đặc tính thích nghi của các giống dưa chuột địa phương trong cả nước là điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu, chọn tạo các giống dưa chuột mới.. Mụ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THUỲ DUNG

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG SUẤT CỦA TẬP ĐOÀN DƯA CHUỘT ĐỊA PHƯƠNG MIỀN BẮC VIỆT NAM TRONG VỤ XUÂN HÈ VÀ HÈ THU 2014

TẠI GIA LÂM, HÀ NỘI

CHUYÊNNGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG

MÃSỐ:60 62 01 10

NGƯỜIHƯỚNGDẪNKHOAHỌC:

TS TRẦN THỊ MINH HẰNG

HÀ NỘI - 2015

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ trong quá trình thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày……tháng……năm 2015

Tác giả luận văn

Nguyễn Thùy Dung

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể thầy, cô giáo khoa Nông Học, đặc biệt các thầy, cô giáo trong Bộ môn Rau - Quả thuộc Học Viện Nông nghiệp Việt Nam đã trực tiếp giảng dạy và đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp tôi hoàn thành luận văn này Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các bạn bè, đồng nghiệp, gia đình và người thân đã tạo điều kiện về thời gian, công sức, nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Hà Nội, ngày……tháng……năm 2015

Tác giả luận văn

Nguyễn Thùy Dung

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iii

MỤC LỤC

Trang

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục bảng vii

Danh mục hình viii

Danh mục các chữ vıết tắt ix

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Yêu cầu của đề tài 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Nguồn gốc, phân bố và phân loại cây dưa chuột 3

1.1.1 Nguồn gốc và phân bố 3

1.1.2 Phân loại 4

1.2 Đặc điểm thực vật học của cây dưa chuột 5

1.2.1 Hệ thống rễ 5

1.2.2 Thân 6

1.2.3 Lá 6

1.2.4 Hoa 7

1.2.5 Quả 8

1.2.6 Hạt 8

1.3 Biểu hiện giới tính của cây dưa chuột 8

1.3.1 Gen biểu hiện giới tính 9

1.3.2 Các nhân tố phi di truyền ảnh hưởng lên biểu hiện giới tính 11

1.4 Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh đối với sinh trưởng và phát triển của cây dưa chuột 13

1.4.1 Nhiệt độ 13

1.4.2 Ánh sáng 14

1.4.3 Nước 15

1.4.4 Dinh dưỡng khoáng 15

1.5 Đặc điểm di truyền và nguồn gen cây dưa chuột 17

1.5.1 Đặc điểm di truyền cây dưa chuột 17

1.5.2 Nguồn gen dưa chuột 17

1.6 Tình hình nghiên cứu về cây dưa chuột trong và ngoài nước 19

1.6.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 19

1.6.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 22

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1 Vật liệu nghiên cứu 26

2.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 27

2.2.1 Địa điểm nghiên cứu 27

2.2.2 Thời gian nghiên cứu 27

2.3 Nội dung nghiên cứu 27

2.4 Phương pháp nghiên cứu 27

2.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 27

2.4.2 Kỹ thuật trồng và chăm sóc 27

2.4.3 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 28

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 34

3.1 Đặc điểm thời tiết tại Gia Lâm, Hà Nội 2014 34

3.2 Khả năng nảy mầm của các mẫu giống dưa chuột trong tập đoàn nghiên cứu 35

3.3 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các mẫu giống dưa chuột trong điều kiện vụ Xuân hè và Hè thu 2014 37

3.3.1 Thời gian xuất hiện lá thật đầu tiên 37

3.3.2 Thời gian từ trồng đến khi xuất hiện tua cuốn 40

3.3.3 Thời gian xuất hiện hoa đực đầu tiên 40

3.3.4 Thời gian xuất hiện hoa cái đầu tiên 41

3.3.5 Chênh lệch thời gian xuất hiện hoa đực và hoa cái đầu tiên trên giống 41

3.3.6 Thời gian thu hoạch quả lần đầu 42

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v

3.3.7 Thời gian thu hoạch 43

3.3.8 Tổng thời gian sinh trưởng 43

3.4 Đặc trưng hình thái và sinh trưởng của các mẫu giống dưa chuột 44

3.4.1 Đặc trưng hình thái lá của các mẫu giống dưa chuột 44

3.4.2 Đặc trưng sinh trưởng của các mẫu giống dưa chuột 47

3.5 Đặc điểm ra hoa, đậu quả của các mẫu giống dưa chuột 55

3.5.1 Tổng số hoa cái trên cây 55

3.5.2 Tỷ lệ hoa cái 58

3.5.3 Tỷ lệ đậu quả 59

3.6 Đặc điểm hình thái hoa và biểu hiện giới tính của các mẫu giống dưa chuột 60

3.6.1 Đường kính tràng hoa 62

3.6.2 Chiều dài cuống hoa 62

3.6.3 Chiều dài bầu hoa cái 62

3.6.4 Biểu hiện giới tính 62

3.7 Độ hữu thụ của hạt phấn các mẫu giống dưa chuột 63

3.8 Khả năng nảy mầm hạt phấn của các mẫu giống dưa chuột 64

3.8.1 Ảnh hưởng của nồng độ axit boric đến khả năng nảy mầm của hạt phấn 64

3.8.2 Ảnh hưởng của nồng độ đường đến khả năng nảy mầm của hạt phấn mẫu giống VP1 64

3.8.3 Khả năng nảy mầm của hạt phấn 65

3.9 Tình hình sâu bệnh hại trên đồng ruộng của các mẫu giống dưa chuột 66

3.9.1 Tình hình nhiễm sâu hại của các mẫu giống 70

3.9.2 Tình hình nhiễm bệnh hại của các mẫu giống 70

3.10 Đặc điểm hình thái, cấu trúc và chất lượng quả thương phẩm của các mẫu giống dưa chuột 72

3.10.1 Đặc điểm hình thái quả thưởng phẩm của các mẫu giống dưa chuột 72

3.10.2 Đặc điểm cấu trúc và chất lượng quả thương phẩm 75

3.11 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cá thể của các mẫu giống

dưa chuột 79

3.11.1 Số quả trung bình/cây 81

3.11.2 Khối lượng trung bình quả 81

3.11.3 Năng suất cá thể 82

3.12 Khả năng kết hạt của các mẫu giống dưa chuột 83

3.12.1 Chiều dài hạt 83

3.12.2 Chiều rộng hạt 85

3.12.3 Độ dày hạt 85

3.12.4 Khối lượng 100 hạt 85

3.12.5 Tỷ lệ hạt chắc 86

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 87

1 Kết luận 87

2 Đề nghị 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO 89

PHỤ LỤC 93

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii

DANH MỤC BẢNG STT TÊN BẢNG TRANG

Bảng 3.1 Tỷ lệ nảy mầm của các mẫu giống vụ Xuân hè và Hè thu 2014 35

Bảng 3.2 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng phát triển chủ yếu của các mẫu giống dưa chuột 38

Bảng 3.3 Đặc điểm hình thái lá của các mẫu giống dưa chuột 46

Bảng 3.4 Đặc điểm sinh trưởng thân của các mẫu giống dưa chuột 48

Bảng 3.5 Đặc điểm sinh trưởng lá của các mẫu giống dưa chuột 49

Bảng 3.6 Đặc điểm ra hoa đậu quả của các mẫu giống dưa chuột 57

Bảng 3.7 Đặc điểm hình thái hoa và biểu hiện giới tính của các mẫu giống dưa chuột 60

Bảng 3.8 Đánh giá độ hữu dục hạt phấn của các mẫu giống dưa chuộthạt phấn giống VP1 64

Bảng 3.10 Ảnh hưởng của nồng độ đường đến khả năng nảy mầm của hạt phấn VP1 65

Bảng 3.11 Đánh giá khả năng nảy mầm hạt phấn của các mẫu giống trong môi trường 0,15g/100ml agar + 0,3 g/100ml đường sucrose và 0,04% axit boric 66

Bảng 3.12 Đánh giá tình hình sâu bệnh hại trên đồng ruộng của các mẫu giống dưa chuột vụ Xuân hè 68

Bảng 3.13 Đánh giá tình hình sâu bệnh hại trên đồng ruộng của các mẫu giống dưa chuột vụ Hè thu 69

Bảng 3.14 Đặc điểm hình thái quả thương phẩm 74

Bảng 3.15 Đặc điểm cấu trúc quả thương phẩm của các mẫu giống dưa chuột 76

Bảng 3.16 Đặc điểm chất lượng quả thương phẩm của các mẫu giống dưa chuột 77

Bảng 3.17 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các mẫu giống dưa chuột 80

Bảng 3.18 Đặc điểm hạt giống và khả năng kết hạt của các mẫu giống dưa chuột 84

DANH MỤC HÌNH STT TÊN HÌNH TRANG

Hình 3.1 Diễn biến thời tiết tại Gia Lâm, Hà Nội năm 2014 34

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ix

FAO Food and Agriculture Organization

(Tổ chức nông lương của Liên Hợp Quốc)

IPGRI Viện Quỹ gen cây trồng Quốc tế

NPGS Ngân hàng gen cây trồng quốc gia Liên bang

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

VIR Viện trồng trọt thuộc Liên bang Nga

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Dưa chuột (Cucumis sativus L.) là loại rau ăn quả thương mại quan trọng, được

trồng phổ biến làm thực phẩm thông dụng ở nhiều nước trên thế giới Do có hàm lượng các chất dinh dưỡng và năng lượng thấp trong khi hàm lượng vitamin và chất khoáng cao nên dưa chuột rất được ưa chuộng ở các nước có khẩu phần ăn giàu năng lượng

(Bose et al., 2002) Ở Châu Á, dưa chuột là loài rau trồng quan trọng đứng hàng thứ tư

sau cà chua, bắp cải và hành Còn ở Tây Âu, dưa chuột đứng ở vị trí thứ 2 sau cà chua

với thị trường xuất nhập khẩu rất sôi động(Tatlioglu, 1993; Eifediyi et al., 2010)

Ở nước ta những năm gần đây dưa chuột đã trở thành cây rau quan trọng trong sản xuất, và có hiệu quả kinh tế lớn Theo số liệu thống kê của FAO2012, diện tích dưa chuột của cả nước năm 2009 là 31.570havới năng suất bình quân đạt 182,8 tạ/ha, cao hơn so với năng suất trung bình của toàn thế giới Dưa chuột được trồng ở hầu hết tất cả các tỉnh thành trên cả nướctrong đó chủ yếu ở các tỉnh vùng Đồng bằng sông Hồng và các tỉnh vùng Đồng bằng sông Cửu Long Ở các vùng trồng dưa chuột tập trung như Vĩnh Phúc, Hưng Yên và Hà Nam năng suất đạt trên 230 tạ/ha, lớn hơn nhiều so với năng suất bình quân của cả nước Ở vùng Đồng bằng sông Hồng, dưa chuột được trồng chủ yếu trong vụ đông và vụ xuân Trong vụ hè, năng suất và chất lượng quả thường thấp do dưa chuột là loại cây chịu nóng kém Nhiệt độ thích hợp cho dưa chuột sinh trưởng phát triển chỉ từ 25 -

300C; nhiệt độ cao, thời gian chiếu sáng dài ảnh hưởng tới sự phân hóa hoa, giảm chất lượng hoa và tỷ lệ thụ tinh, đậu quả của dưa chuột gây khó khăn cho việc thâm canh, dải vụ

Hiện nay ở các vùng trồng dưa chuột tập trung cung cấp nguyên liệu cho chế biến ở nước ta chỉ có một phần diện tích được trồng bằng các giống dưa chuột địa phương, còn lại hầu hết là sử dụng các giống dưa chuột lai nhập nội từ nước ngoài Các giống nhập nội có ưu điểm cho năng suất cao, chất lượng quả tốt và phù hợp cho chế biến Tuy nhiên, các giống dưa chuột nhập nội đều có giá hạt giống khá cao, một số giống có khả năng kháng sâu bệnh kém Một nhược điểm nữa là người

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 2

sản xuất phụ thuộc vào nguồn hạt giống được cung cấp Sự đa dạng về nguồn gen, đặc biệt là các đặc tính thích nghi của các giống dưa chuột địa phương trong cả nước là điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu, chọn tạo các giống dưa chuột mới Trong đó sự đa dạng di truyền về các tính trạng nông học, năng suất, chất lượng, khả năng chống chịu với các điều kiện ngoại cảnh là nguồn tính trạng có giá trị để chọn tạo thành công các giống dưa chuột lai cung cấp cho sản xuất Do đó, trên cơ

sở tập đoàn các mẫu giống dưa chuột địa phương của TS Trần Thị Minh Hằng và

các cộng sự thu thập được từ 2011 đến nay, chúng tôi tiến hành đề tài: "Đánh giá

khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của tập đoàn dưa chuột địa phương miền Bắc Việt Nam trong vụ Xuân hè và Hè thu 2014 tại Gia Lâm, Hà Nội"

2 Mục đích nghiên cứu

- Đánh giá đặc điểm hình thái, đặc điểm sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu sâu bệnh hại, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của tập đoàn dưa chuột địa phương miền Bắc Việt Namnhằm chọn ra các tính trạng quý phục vụ công tác chọn tạo giống dưa chuột trong nước cũng như công tácbảo tồn,khai thác

và phát triển nguồn gen dưa chuột ở nước ta

- Đánh giá khả năng ra hoa, đậu quả của các mẫu giống dưa chuột trồng trong điều kiện có nhiệt độ cao (vụ Xuân hè và vụ Hè thu) ở Hà Nội, từ đó xác định khả năng chịu nóng của các mẫu giống nhằm phục vụ cho công tác chọn tạo giống dưa chuột chịu nhiệt, thích hợp cho sản xuất trái vụ ở Hà Nội nói riêng và vùng Đồng bằng sông Hồng nói chung

3 Yêu cầu của đề tài

- Đánh giá đặc điểm hình thái của các mẫu giống dưa chuột trong tập đoàn nghiên cứu

- Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, cho năng suất và chất lượng của các mẫu giống dưa chuột

- Đánh giá tình hình nhiễm sâu bệnh hại trên đồng ruộng của các mẫu giống dưa chuột

- Đánh giá độ hữu dục và sức sống của hạt phấn hoa dưa chuột trong điều kiện vụ Hè thu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Nguồn gốc, phân bố và phân loại cây dưa chuột

1.1.1 Nguồn gốc và phân bố

Dưa chuột (Cucumis sativus L.) thuộc họ bầu bí (Cucurbitaceae), là một

trong những loài rau được trồng nhiều nhất trên thế giới, xếp thứ tư sau cà chua,

hành và cải bắp (Jianbinet al.,2010; Ngô Thị Hạnh và cs., 2011).Được biết đến cách

đây khoảng 5000 năm (Nahit, 2004), song hiện chưa có tài liệu nào xác minh chính xác về nguồn gốc của cây dưa chuột

Phần lớn các nhà nghiên cứu đều thống nhất với quan điểm do De Candolle đưa ra năm 1912 rằng dưa chuột có nguồn gốc từ Tây Bắc Ấn Độ, nơi tồn tại các loài họ hàng hoang dại với số lượng nhiễm sắc thể 2n = 14 Các tác giả đã chứng minh sự tồn tại hơn 2000 năm của dưa chuột ở vùng này và cho rằng từ đây chúng lan dần sang phía Tây và xuống phía Đông (Nahit, 2004) Cũng có ý kiến cho rằng dưa chuột có nguồn gốc tại Nam Á và được trồng trọt từ rất lâu, khoảng 3000 năm (Irem, 2009).Từ những nơi này dưa chuột được đưa đến các vùng như Tây châu Á, các nước Bắc Phi và Nam Âu (Latha, 2012)

Jianbin et al.(2010)cho rằng Trung Quốc là trung tâm khởi nguyên thứ hai

của cây dưa chuột Các giống dưa chuột địa phương của Trung Quốc có nhiều tính trạng lặn như quả dài, hình thành quả không cần qua thụ phấn (dạng parthenocarpy), quả không chứa chất gây đắng (cucurbitaxin), gai quả màu trắng

Năm 1976 trong luận văn tiến sỹ của mình, nhà chọn giống Tkachenco đã nêu giả định rằng Việt Nam có thể là trung tâm khởi nguyên của loài cây này Qua nghiên cứu nhiều năm tập đoàn giống dưa chuột địa phương thu thập từ nhiều vùng khác nhau của Việt Nam và qua khảo sát tại chỗ, Taracanov (1975) cũng đồng ý với

ý kiến của Tkachenco về nguồn gốc của cây dưa chuột ở Việt Nam

Hiện nay, dưa chuột được trồng rộng rãi khắp nơi trên thế giới, từ vùng nhiệt đới Châu Á, Châu Phi tới tận 63 vĩ độ Bắc và đã trở thành một trong những hàng

nông sản có giá trị cao trên thị trường thế giới (Wang et al., 2007; Maryam et al.,

2012)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 4

1.1.2 Phân loại

Dưa chuột thuộc họ bầu bí Cucurbitaceae, chi Cucumis, loài C.Sativus L., có

bộ nhiễm sắc thể 2n = 14 (Irem, 2009) Do trong quá trình tồn tại và phát triển, từ một dạng ban đầu, dưới tác dụng của điều kiện sinh thái khác nhau và các đột biến

tự nhiên, dưa chuột đã phân hóa thành nhiều kiểu sinh học (biotype) Việc phân loại chúng theo đặc tính sinh thái và di truyền học giúp cho công tác nghiên cứu giống

sử dụng đúng đắn và dễ dàng các đối tượng nghiên cứu Các nhà phân loại đã cố gắng nhiều trong lĩnh vực này, tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có một bảng phân loại thống nhất

Theo bảng phân loại của Gabaev (1932) (dẫn theo Trần Khắc Thi, 1985),

loài C.Sativus được chia thành 3 loài phụ:

1 Loài phụ Đông Á - ssp -Righi dus Gab

2 Loài phụ Tây Á - ssp -Graciolos Gab

3 Dưa chuột hoang dại - ssp -Agrotis Gab, Var Hardwikii (Royla)

Theo đặc điểm quả giống và vùng phân bố, các loài phụ trên được chia thành

14 thứ Loài phụ Đông Á có 8 thứ, loài phụ Tây Á có 5 thứ và dưa chuột hoang dại

hardwikii

Ngoài ra, Tkachenco (1967) đã phân loài C.sativus thành 3 thứ: dưa chuột

thường, dưa chuột lưỡng tính và dưa chuột hoang dại (Tạ Thu Cúc, 2007)

Nhà di truyền học Ba Lan Kubicki (1969) chia C.sativus thành 3 thứ

(Nguyễn Văn Hiển, 2000):

1 Var vulgaris - dưa chuột trồng, gồm 2 nhóm sinh thái địa lý: Đông và Tây Á

2 Var hermafroitus - dưa chuột lưỡng tính

3 Var hardwickii - dưa chuột hoang dại từ Nepan

Bảng phân loại này mặc dù chỉ dựa trên quan điểm hình thái thực vật nhưng tương đối thuận lợi khi sử dụng trong công tác nghiên cứu giống

Theo Tatlioglu (1993) chi Cucumis nằm ở 2 vùng địa lý khác nhau:

1 Nhóm Châu Phi: chiếm phần lớn các loài, phổ biến ở châu Phi, Trung Đông đếnPakistan và Nam Ả Rập

2 Nhóm Châu Á: được tìm thấy ở các vùng phía Đông và Nam dãy Hymalaya Các giống dưa chuột Việt Nam thuộc nhóm này

Về các giống dưa chuột Việt Nam, Viện cây lương thực và thực phẩm (Trần Khắc Thi và cs., 1979) đã phân các giống hiện có thành 2 kiểu sinh thái (ecotype): miền núi và đồng bằng Trong đó, kiểu sinh thái miền núi có nhiều đặc tính hoang dại và thích ứng với môi trường cao (chịu lạnh, chống bệnh phấn trắng, phản ứng chặt với độ dài ngày…) Kiểu sinh thái đồng bằng có thể là sản phẩm tiến hoá của dưa chuột miền núi do đột biến và tác động của con người trong quá trình canh tác

và chọn lọc

1.2 Đặc điểm thực vật học của cây dưa chuột

Cây dưa chuột là cây hàng năm, thân thảo, thân leo hay bò, có phủ một lớp lông dày, gây ngứa và làm rát da

Hệ rễ có thể ăn sâu dưới tầng đất 1m, rễ nhánh, rễ phụ phát triển tùy điều kiện đất đai Hệ rễ phân bố ở tầng đất 0 - 30cm nhưng hầu hết tập trung ở tầng đất

15 - 20cm.Sau mọc 5 - 6 ngày, rễ phát triển mạnh Thời kỳ cây con rễ sinh trưởng yếu Khi cây trưởng thành, hệ thống rễ ăn rộng 18 - 21cm, rễ bất định sẽ mọc ra từ vùng điểm của thân leo

Cây có bộ rễ lớn thường phổ biến ở các giống chín muộn, có khối lượng thân

lá lớn, mặt khác, đối với các giống lai chín sớm ở hầu hết các pha sinh trưởng bộ rễ đều lớn hơn mẹ Như vậy giữa giống lai và giống không lai có thể phân biệt ngay ở những ngày đầu tiên sau khi hạt nảy mầm, và bộ rễ của cây lai được coi như một trong những chỉ tiêu năng suất cao của giống

Ngoài ra khả năng sinh trưởng và phát triển của bộ rễ dưa chuột còn phụ thuộc vào giống, điều kiện đất đai, giai đoạn sinh trưởng và điều kiện bảo quản hạt

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6

1.2.2 Thân

Thân dưa chuột thuộc loại thân leo bò, thân mảnh, nhỏ, chiều cao thân, đường kính thân phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh và kỹ thuật chăm sóc Thân tròn hoặc có góc cạnh, có lóng ít hay nhiều tùy giống Thân chính có độ dài khoảng

2 - 3m, phân thành các đốt, mỗi đốt mang 1 lá hoặc cũng có thể mang 2 lá ở một số trường hợp đặc biệt Đối với những giống trung bình và giống muộn đường kính đạt gần 1cm là cây sinh trưởng tốt Sau khi hình thành 2 - 3 lá, cành cấp 1 và tua cuốn bắt đầu xuất hiện

Trong quá trình dịch chuyển từ vùng này sang vùng khác, nhiệt đới ẩm tới đồng bằng, sa mạc và canh tác trong nhà kính, khả năng ra tua cuốn cũng yếu hơn Đây là quá trình tiến hóa lâu dài hàng ngàn năm tới mức không hình thành tua cuốn

là đỉnh cao nhất của sự tiến hóa Cucumis sativus

Tập tính sinh trưởng của thân dưa chuột có tầm quan trọng trong công tác chọn giống Do thuộc loại thân bò leo nên cần làm giàn để nâng đỡ thân, lá và quả làm tăng năng suất và chất lượng quả

1.2.3 Lá

Lá là cơ quan dinh dưỡng làm nhiệm vụ quang hợp chủ yếu trên cây, ngoài

ra lá còn có chức năng thoát hơi nước và trao đổi không khí Cây có bộ lá phát triển tốt và đầy đủ sẽ có khả năng quang hợp cao do đó khả năng tích lũy vật chất nhiều tạo tiền đề cho năng suất cây trồng cao

Lá dưa chuột có hai lá mầm mọc đối xứng qua trục thân và lá thật Lá mầm hình trứng và là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá và dự đoán tình hình sinh trưởng của cây Độ lớn, sự cân đối và thời gian duy trì của lá mầm phụ thuộc vào chất lượng giống, khối lượng hạt giống, chất dinh dưỡng trong đất, độ ẩm đất, nhiệt độ đất.Lá thật có 5 cánh, chia thuỳ nhọn hoặc có dạng chân vịt, có dạng lá tròn, trên lá

có lông cứng, ngắn Màu sắc lá thay đổi theo giống từ xanh đến xanh vàng hoặc xanh thẫm Hình dạng và kích thước lá biến đổi ngay trên cùng một cây Độ dày mỏng của lông trên lá và diện tích lá thay đổi tùy giống, tùy giai đoạn sinh trưởng, điều kiện ngoại cảnh, kỹ thuật chăm sóc

1.2.4 Hoa

Hoa dưa chuột thường mọc thành chùm hoặc đơn ở nách lá Hoa có màu vàng, thụ phấn nhờ côn trùng Hoa cái mọc riêng biệt hoặc thành chùm trên nách lá tuỳ giống, bầu noãn của hoa cái phát triển rất nhanh ngay từ trước khi hoa nở Hoa đực mọc thành chùm với số lượng phụ thuộc vào giống Hoa dưa chuột bắt đầu nở từ 5-10 giờ sáng Hoa đực nở trước hoa cái trên cùng cây khoảng 2-3 ngày, tuổi thọ của hoa đực ngắn từ 1-2 ngày Hạt phấn có sức sống tốt nhất 4-5 giờ sau khi hoa nở

Tuy thuộc nhóm thực vật có hoa đơn tính cùng gốc nhưng nhưng trong quá trình tiến hóa và tác động của con người trong công tác chọn giống, đặc điểm này của dưa chuột đã bị phá vỡ Nhiều dạng hoa mới đã xuất hiện có ý nghĩa rất tích cực trong nghiên cứu về di truyền tiến hóa của loài cây này

Hoa dưa chuột có 4 - 5 đài, 4 - 5 cánh hợp, đường kính 2 - 3cm, màu sắc hoa khác nhau tùy giống nhưng thường gặp là màu vàng.Hoa đực có 4 - 5 nhị đực hợp nhau (hoặc 3 nhị đực hợp nhau), hoa cái bầu thường có 3 - 4 noãn, núm nhụy phân nhánh hoặc hợp, hoa lưỡng tính có cả nhị và nhụy

Dựa vào tỷ lệ hoa đực, hoa cái, hoa lưỡng tính trên cây, dưa chuột được phân

chia thành (Saito et al., 2007):

Monoecious: Cây có cả hoa đực và hoa cái

Dioecious: Hoa đực trên một cây còn hoa cái trên cây khác

Androecious: Cây chỉ có hoa đực

Andromonoecious: Cây có hoa lưỡng tính và hoa đực

Gynoecious: Cây chỉ có hoa cái

Gymonoecious: Cây có hoa lưỡng tính và hoa cái

Prydominantly female: Cây có hầu hết là hoa cái nhưng cũng có một vài hoa đực

Parthenocarpyx: Cây sinh sản không qua thụ tinh, ở dưa chuột là sự tạo quả không hạt

Hầu hết dạng trồng trong nhà kính thường là gynoecious (đơn tính cái) hoặc

có khi là prydominantly female.Hoa lưỡng tính ít gặp ở dưa chuột Nhiều giống cũ thuộc loại đơn tính cùng gốc (monoecious) Hầu hết những giống hiện đang sử dụng là cây đơn tính cái (gynoecious) với hầu hết là hoa cái trên cây (chỉ khoảng 5% là hoa đực)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 8

Hoa dưa chuột thụ phấn nhờ côn trùng (ong mật) trừ những hoa lưỡng tính

Dưa chuột không thể giao phấn với dưa thơm (C Melon).Nhìn chung hoa đực ra

sớm hơn hoa cái và thông thường 1 nách lá chỉ có 1 hoa cái Tuy nhiên sự ra hoa cái

và hoa đực phụ thuộc vào giống, mật độ, nhiệt độ, cường độ ánh sáng, thời gian chiếu sáng, chất điều tiết sinh trưởng, phân bón

1.2.5 Quả

Quả dưa chuột thuộc loại quả thịt Hình dạng, độ dài, khối lượng, màu sắc quả sai khác rất lớn giữa các giống Quả từ non đến chín chuyển từ màu xanh đến xanh trắng, hoặc vàng nâu, điều này phụ thuộc vào màu gai của quả Lúc còn non quả có gai xù xì, màu trắng, đen hoặc nâu, khi lớn gai từ từ mất đi Quả non dạng hình trứng, thon, hình trụ, elip trứng Phân bố gai có 3 dạng: đơn giản - lông (hoặc gai) nằm trực tiếp trên bề mặt quả; phức tạp - gai nằm trên trụ nhỏ phát sinh từ quả; hỗn hợp - có cả 2 dạng trên

Màu sắc gai có thể là trắng, đen hoặc nâu sáng Bề mặt quả có thể nhăn nhẹ, nhăn sâu, nhẵn phẳng hoặc nhẵn hơi gợn Quả từ khi hình thành đến chín thương phẩm

có màu xanh đậm, xanh nhạt, có hoặc không có hoa văn (sọc, vệt, chấm), khi chín sinh

lý quả chuyển sang màu vàng sậm, nâu, trắng xanh hoặc trắng vàng tuỳ giống

Hình cắt ngang quả có hình tròn hoặc tròn góc cạnh Quả dưa chuột có 3 múi, hạt đính vào giá noãn

1.2.6 Hạt

Hạt dưa chuột dạng dẹt hình oval dài 10-15mm, vỏ hạt nhẵn trắng đến đen Mỗi cạnh hạt có một rãnh, phôi được bao quanh bởi ngoại nhũ, phôi lớn hai lá mầm tiêu hoá nội nhũ hoàn toàn

1.3 Biểu hiện giới tính của cây dưa chuột

Ở bất kỳ loài thực vật nào có sinh sản hữu tính cũng biểu hiện đặc điểm giới tính riêng biệt của nó Nghiên cứu dạng hoa, mức độ biểu hiện giới tính và giới hạn biến đổi đặc tính này không chỉ có ý nghĩa về mặt lý luận mà còn có ý nghĩa thực tế trong việc giải quyết vấn đề tăng năng suất, chất lượng sản phẩm của các cây trồng nông nghiệp trong đó có cây dưa chuột (Vũ Văn Liết và Nguyễn Văn Hoan, 2007;

Vũ Thị Việt Hồng, 2010)

1.3.1 Gen biểu hiện giới tính

Dưa chuột thuộc dạng cây đơn tính cùng gốc (Monoecious), trên cây có cả

hoa đực và hoa cái riêng Các cây dưa chuột đơn tính cùng gốc thường trải qua 3 pha biểu hiện giới tính: ở pha thứ nhất, giai đoạn đầu của thời kỳ sinh trưởng, chỉ xuất hiện hoa đực;pha thứ hai là thời gian dài sau thụ quả đầu cây với sự xuất hiện xen kẽ của cả hoa đực và hoa cái; và ở pha thứ ba, giai đoạn rất ngắn cuối thời kỳ sinh trưởng với sự xuất hiện chủ yếu của các hoa cái

Theo Tatlioglu (1993) dưa chuột có 3 kiểu hoa gồm hoa đực, hoa cái và hoa lưỡng tính Sự phân bố của các loại hoa trên cây hình thành các dạng giới tính khác

nhau ở dưa chuột (Tatlioglu, 1991) Dạng cây đơn tính cùng gốc(Monoecious) có cả hoa đực và hoa cái trên cùng một cây trong khi dạng cây đơn tính cái (Gynoecious)

chỉ có hoa cái trên cây (Leah, 2008) Do chỉ có hoa cái trên các đốt thân, dạng cây đơn tính cái có năng suất cao nhất trong các dạng giới tính khác nhau của cây dưa chuột Vì thế trong sản xuất thương mại những năm gần đây hầu hết các giống dưa chuột đều là giống đơn tính cái Các dạng giới tính khác của cây dưa chuột bao gồm

dạng cây đơn tính đực (Androecious) chỉ có hoa đực trên cây, dạng cây lưỡng tính

(Hermaphroditic) chỉ có hoa lưỡng tính và dạng cây lưỡng tính đực

(Andromonoecious) có cả hoa đực và hoa lưỡng tính trên cây

Ngoài các nhân tố môi trường và các gen biến đổi, có 3 gen chính quy định

di truyền giới tính ở dưa chuột là gen Acr/acr, M/m và A/a (Galun, 1961) Ảnh

hưởng của các gen này tới giới tính cây dưa chuột được miêu tả trong bảng sau (Nahit, 2004):

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 10

Kiểu hình và kiểu gen của một số dạng giới tính cơ bản ở dưa chuột

Ngoài 3 gen trên cũng có một số gen kiểm soát sự biểu hiện giới tính ở dưa chuột nhưng không nằm trong các mẫu cơ bản (Kubicki, 1969) Các gen quy định

dạng cây nhỏ gọn (cp/cp) và cây dạng cụm (de/de) đã được chứng minh là có ảnh

hưởng đa chiều lên sự biểu hiện giới tính ở dưa chuột (Lower, 1979) Kiểu hình bộ

nhị hoa được quy định bởi tương tác giữa gen de/de quy định đặc tính sinh trưởng

và gen Acr/acr Một số gen khác ảnh hưởng đến biểu hiện giới tính ở dưa chuột là gen gy quy định giới tính cái (Kubicki, 1969) và gen Tr quy định dạng cây tam tính (Trimonoecious) với cả hoa đực, hoa cái và hoa lưỡng tính trên cùng một cây

(Kubicki, 1969) Ngoài ra, Kubicki còn chứng tỏ biểu hiện giới tính hoa đực được

kiểm soát bằng gen a trong mối tương tác bởi locus acr Một số nghiên cứu khác lại xác định gen mmffkiểm soát giới tính lưỡng tính và đực, còn gen aa kiểm soát hoa đực Nahit (2004) chứng minh rằng, gen M kiểm tra cơ chế phát triển của nhị hoặc nhụy, khi cây có gen m/m có hoa lưỡng tính Trong kết quả nghiên cứu của

Tkachenco (1967) về di truyền giới tính ở dưa chuột, tác giả cho rằng cả 7 cặp nhiễm sắc thể đều tham gia vào việc hình thành giới tính

Sự biểu hiện giới tính là một tính trạng quan trọng trong nhân giống dưa

chuột Cùng với dạng cây đơn tính đực (Androecious), dạng cây lưỡng tính đực (Andromonoecious) và dạng cây lưỡng tính (Hermaphroditic) không được sử dụng

cho sản xuất quả Các dạng cây còn lại có tiềm năng năng suất tăng cùng với số lượng hoa cái Cây lai đơn tính cái F1 được tạo ra bằng cách sử dụng cây đơn tính cái làm cây mẹ Cây lai F1 tạo ra từ thụ phấn với cây đơn tính đực, lưỡng tính đực

và cây đơn tính cùng gốc có số lượng hoa đực biến đổi khác nhau do sự phụ thuộc

của gen trội Acr vào điều kiện môi trường (Tatlioglu, 1983) Dạng cây đơn tính cái

và dạng cây lưỡng tính đóng vai trò quan trọng cho chọn tạo giống lai F1 chỉ có hoa cái (Nahit, 2004)

1.3.2 Các nhân tố phi di truyền ảnh hưởng lên biểu hiện giới tính

Các nhân tố sinh thái cũng có ảnh hưởng lớn đến biểu hiện giới tính ở dưa chuột Theo Tatlioglu (1993) chế độ dinh dưỡng, nguồn nước, nhiệt độ, ánh sáng, phytohormones và các chất ức chế sinh trưởng là các nhân tố phi di truyền ảnh hưởng đến giới tính dưa chuột

1.3.2.1 Ảnh hưởng của dinh dưỡng và độ ẩm

Bổ sung Nitơ trong các giai đoạn phát triển khác nhau của cây không chỉ kích thích tăng trưởng mà còn tăng lượng hoa cái trên cây Việc tăng cường biểu hiện giới tính cái bằng cách tăng hàm lượng Nitơ được kích thích khi cây sinh trưởng trong điều kiện ngày ngắn Ngoài ra nước cũng đóng một vai trò quan trọng trong biểu hiện giới tính của dưa chuột Hàm lượng nước cao, trong cả đất và không khí là điều kiện cần thiết cho sự phân chia và hình thành hoa cái Trong khi đó điều kiện khô cần thiết cho sự hình thành các tính trạng của giới tính đực (Chailakhyan, 1987)

1.3.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và ánh sáng

Các nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ và cường độ ánh sáng lên biểu hiện giới tính của dưa chuột biến đổi theo nguồn vật liệu sử dụng (Nahit, 2004) Điều tra trên các cây đơn tính cùng gốc và đơn tính khác gốc khác nhau cho thấy nhiệt độ cao và thấp có ảnh hưởng đáng kể đến sự phát triển của hoa đực và hoa cái Theo Galun (1961) trong điều kiện ngày ngắn với thời gian chiếu sáng ít hơn 8 giờ

và nhiệt độ thấp và cường độ ánh sáng thấp sẽ kích thích sự hình thành hoa đực Trong khi đó, Lower (1986) cho rằng sự phức tạp của việc xác định nguồn gốc và mức độ ảnh hưởng của các yếu tố di truyền tới biểu hiện giới tính của dưa chuột là

do sự không ổn định của các dạng giới tính trong các điều kiện môi trường khác nhau Sự biến đổi giới tính do ảnh hưởng của điều kiện thời tiết ở các loài dưa chuột

đã được nghiên cứu từ những năm 1819 Quang chu kỳ và nhiệt độ là hai nhân tố sinh thái quan trọng nhất ảnh hưởng tới biểu hiện giới tính ở dưa chuột

(Chailakhyan, 1987) Ngoại trừ giống hardwwickii, hầu hết các giống dưa chuột là

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 12

giống trung tính, không yêu cầu thời gian chiếu sáng để nở hoa Tuy nhiên, dưa chuột phản ứng với các chế độ chiếu sáng khác nhau với sự thay đổi về số lượng và

loại hoa (Nitsch et al., 1952) Ngày ngắn thúc đẩy xu hướng hình thành hoa cái thể

hiện ở sự rút ngắn thời gian ra hoa cái đầu tiên và tần số xuất hiện của các đốt mang hoa cái Nhiệt độ thấp, liên tục hay chỉ trong thời gian tối cũng đều làm tăng số hoa cái của cây (Irem, 2009) Trong khi đó, nhiệt độ cao và ngày dài kích thích sự hình thành hoa đực (Joana, 2011) Trong những điều kiện môi trường nhất định, chủ yếu trong các điều kiện khắc nhiệt, cây đơn tính cái và cây lưỡng tính sinh ra một số lượng hoa đực khác nhau tùy vàoloài (Tatlioglu, 1983; Lower, 1986) Biểu hiện giới

tính của các giống đơn tính cái lai với gen dị hợp tử ở locus Acr chịu ảnh hưởng sâu

sắc của điều kiện môi trường

Sự biến đổi giới tính của dưa chuột có thể quan sát được ở các giai đoạn phát triển khác nhau của cây Sự giảm nhiệt độ ở giai đoạn đầu của sinh trưởng có thể dẫn tới sự biến đổi về mặt di truyền của các gen quy định tính đực tới sự hình thành dạng cây giới tính cái và nhiệt độ thấp ở cuối giai đoạn phát triển của cây có thể dẫn tới sự hình thành hoa lưỡng tính Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ trên các cây đơn tính cùng gốc mang hoa đơn tính cho thấy số hoa cái tăng lên trong điều kiện nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao dẫn tới sự hình thành hoa đực (Nahit, 2004) Trong điều kiện ngày ngắn hoa cái xuất hiện sớm và số lượng của hoa cái cũng nhiều hơn

1.3.2.3 Ảnh hưởng của phytohormone và chất ức chế tăng trưởng

Phytohormone được hình thành một cách tự nhiên và chúng có hiệu quả chỉ với một lượng rất nhỏ Phytohormone hoạt động như một tín hiệu kích thích hay hạn chế sinh trưởng hay điều chỉnh một số quá trình phát triển Một số hormone được hình thành ở một tế bào và được vận chuyển tới các mô khác còn một số khác hoạt động ngay trong tế bào mà chúng được sinh ra Thông thường phytohormone được chia thành 5 nhóm bao gồm auxin, cytokinin, giberelin, abscisic acid và ethylene Vai trò của các chất điều hòa sinh trưởng trong biểu hiện giới tính của dưa chuột ở cả cây đơn tính cùng gốc và khác khốc với các hoa đơn tính đã được chứng minh trong nhiều nghiên cứu (Nahit, 2004)

1.4 Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh đối với sinh trưởng và phát triển của cây dưa chuột

Nghiên cứu đặc điểm sống của các loài rau trên quan điểm tiến hóa Taracanov (1975) đã phân biệt dưa chuột với các loài rau và quả khác là ở giống cây này thường thấy quá trình suy yếu khả năng ổn định cơ thể sống cũng như từng

bộ phận của cơ thể, đồng thời củng cố các đặc tính đối kháng lại những yếu tố đặc trưng cho vị trí nó tồn tại Vì vậy vấn đề di truyền ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh lên cây không những có ý nghĩa về lý luận mà còn có ý nghĩa thực tiễn và nó

có liên quan tới điều kiện trồng trọt của giống trong môi trường khí hậu cụ thể và trong việc nhập nội Và điều kiện môi trường này bao gồm 4 nhóm là khí hậu (ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm không khí), thổ nhưỡng, sinh vật và các tác động của con người tới cây

1.4.1 Nhiệt độ

Dưa chuột thuộc nhóm cây ưa nhiệt, yêu cầu khí hậu ấm áp và khô ráo để sinh trưởng phát triển Hạt dưa chuột có sức sống cao, có thể nảy mầm ở nhiệt độ 12 -

130C, tuy nhiên, nhiệt độ đất tối thiểu phải đạt 160C khi đó hạt có thể nảy mầm sau 9

- 16 ngày, nếu nhiệt độ đất khoảng 210C thì hạt sẽ nảy mầm sau 5 - 6 ngày Ngưỡng nhiệt độ tối ưu cho cây sinh trưởng và phát triển là từ 25 - 300C Dưới tác động của điều kiện nhiệt độ cao cây ngừng sinh trưởng, hoa cái không xuất hiện, lá bị héo Đặc biệt, nếu nhiệt độ ở ngưỡng 35 - 400C trong thời gian dài, cây sẽ chết (Joana, 2011) Nhiệt độ thấp ảnh hưởng tới sinh trưởng của cây từ sự phát triển cá thể đến giới tính, ảnh hưởng tới tốc độ lớn của quả và năng suất cá thể Ngoài ra, ở điều kiện dưới

150Ccây rơi vào trạng thái mất cân bằng giữa quá trình đồng hóa và dị hóa, toàn bộ chu trình sống bị đảo lộn làm cho cây tích lũy độc tố (Chung and Staub, 2003) Trong trường hợp bị lạnh kéo dài số lượng độc tố tăng làm chết các tế bào, cây sẽ chết (Vũ Thị Việt Hồng, 2010)

Nhiệt độ không chỉ ảnh hưởng tới quá trình sinh trưởng phát triển của cây mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian ra hoa cũng như quá trình thụ tinh, thụ phấn

Ở nhiệt độ thích hợp, cây ra hoa cái ở ngày thứ 26 sau khi nảy mầm Nhiệt độ càng thấp thời gian này càng kéo dài Tổng tích ôn từ lúc hạt nảy mầm đến lúc thu quả

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 14

đầu tiên ở các giống địa phương là 9000C, đến kết thúc là 16500C Trong đó hoa bắt đầu nở ở nhiệt độ 150C (sáng sớm) và bao phấn mở ở nhiệt độ 170C Nhiệt độ thích hợp cho sự nảy mầm của hạt phấn 17-200C, nhiệt độ quá cao hay quá thấp so với ngưỡng nhiệt độ này đều làm giảm sức sống hạt phấn, dẫn đến giảm năng suất của giống

1.4.2 Ánh sáng

Dưa chuột thuộc nhóm cây ưa ánh sáng ngày ngắn, nghĩa là khi rút ngắn thời gian chiếu sáng trong ngày ở những vùng có vĩ độ cao, tốc độ phát triển của cây nhanh hơn, ra hoa tạo quả sớm hơn Độ dài chiếu sáng thích hợp cho cây sinh trưởng phát dục là 10 - 12 giờ/ngày Thời gian chiếu sáng dài sẽ thúc đẩy sự sinh trưởng thân lá, hoa cái xuất hiện muộn Ánh sáng thiếu và yếu cây sinh trưởng phát triển kém, ra hoa cái muộn, màu sắc hoa nhạt, vàng úa, hoa cái dễ bị rụng, năng suất quả thấp, chất lượng giảm, hương vị quả kém (Vũ Thị Việt Hồng, 2010)

Cường độ ánh sáng thích hợp cho dưa chuột sinh trưởng, phát triển, tăng hiệu suất quang hợp, tăng năng suất, chất lượng quả và rút ngắn thời gian lớn của quả trong khoảng từ 15000 - 17000 lux

Một trong những nghiên cứu đầu tiên có hệ thống về quang chu kỳ của dưa chuột trên quan điểm sinh thái học và tiến hóa với các kết quả nghiên cứu cho thấy các giống chín sớm có nguồn gốc phía Bắc cũng như phía Nam, các bộ phận dinh dưỡng có khối lượng lớn ở điều kiện chiếu sáng 15 - 16 giờ, còn các giống trung bình và muộn thì trong điều kiện 12 giờ Taracanov (1975) nhận thấy các giống dưa chuột ở gần trung tâm phát sinh thứ nhất (Việt Nam và Ấn Độ) trồng trong điều kiện mùa hè ở Matxcova hầu như không ra hoa và hoàn toàn không tạo quả

Điều kiện ánh sáng là một trong những nhân tố ảnh hưởng tới biểu hiện giới tính của hoa dưa chuột Tỷ lệ hoa cái giảm nếu trong điều kiện mật độ quá dày, ánh sáng yếu, nhiệt độ cao Hoa cái hình thành nhiều hơn trong điều kiện ngày ngắn còn hoa đực được hình thành trong điều kiện ngày dài

Độ dài ngày và cường độ chiếu sáng không phải là chỉ tiêu duy nhất đặc trưng cho ảnh hưởng của ánh sáng đến hoạt động sống của cây, mà chất lượng ánh sáng cũng có tác dụng làm tăng hoặc giảm màu sắc quả và ảnh hưởng tới thời gian

bảo quản quả sau thu hoạch Các công trình nghiên cứu cho thấy chiếu sáng bổ sung tia hồng ngoại lên cây sẽ kích thích sự phát triển của cây ngày dài và ức chế cây ngày ngắn Ngược lại, tia cực tím có bước sóng ngắn lại kích thích sự phát triển của cây ngày ngắn và ức chế cây ngày dài

1.4.3 Nước

Yêu cầu của dưa chuột về độ ẩm không khí và đất là do hàng loạt đặc điểm sinh vật học của nó quyết định Tập hợp tất cả các đặc tính có liên quan tới mức cân bằng độ ẩm đã chứng tỏ mức độ ưa nước cao của loại cây này Ví dụ nhóm sinh thái

ưa hạn Tây Á có đặc điểm khác biệt là lá tròn to, nhăn, gân lá mỏng, vỏ quả dày, gai

to, mô quả hình thành từ tế bào đài, thành tế bào mỏng, thân quả mềm, chứa lượng nước lớn Dưa chuột rất mẫn cảm với hạn đất và không khí Chủ yếu do bộ rễ kém phát triển và bộ lá lớn Các nghiên cứu chỉ ra rằng để hình thành 100kg quả, cây dưa chuột cần 9,2 - 11m3 nước Nhìn chung độ ẩm đất thích hợp cho dưa chuột sinh trưởng là từ 85 - 95%, không khí từ 90 - 95% Giảm độ ẩm không khí có tác động nghịch, trước tiên tới chiều dài thân chính và lượng cành các cấp làm giảm năng suất của cây

Khi đất khô hạn, hạt mọc chậm, sinh trưởng thân lá kém, đồng thời trong cây

có sự tích lũy chất Cucubitaxin gây đắng quả Khi thiếu nước nghiêm trọng sẽ xuất hiện quả dị hình, quả đắng, cây nhiễm bệnh virus Hạt nảy mầm yêu cầu lượng nước bằng 50% khối lượng hạt Thời kỳ thân lá sinh trưởng mạnh đến ra hoa cái đầu tiên cây cần độ ẩm đất 70 - 80% Thời kỳ ra hoa tạo quả là giai đoạn cây yêu cầu lượng nước cao nhất (xấp xỉ 80% - 90%)

Trong điều kiện ngập nước, rễ cây bị thiếu oxi dẫn đến cây héo rũ, chảy gôm thân, có thể chết cả ruộng

Trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển, dưa chuột yêu cầu một lượng nước khá lớn, vì vậy cần cung cấp đủ và kịp thời nước cho cây, đặc biệt là ở thời kỳ khủng hoảng nước của cây (giai đoạn cây con và khi cây ra hoa hình thành quả, quả rộ)

1.4.4 Dinh dưỡng khoáng

Xuất xứ từ các vùng nhiệt đới ẩm, dưa chuột quen thích nghi với lượng dinh dưỡng đầy đủ trên bề mặt của lớp đất rừng nhiệt đới ẩm Trong điều kiện trồng trọt

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 16

nó đòi hỏi nền dinh dưỡng cao trong đất Do bộ rễ phát triển yếu, phân bố chủ yếu trên bề mặt đất nên dưa chuột không có khả năng sử dụng các chất dinh dưỡng ở tầng sâu hơn của đất Mặt khác, là loại cây có thời gian sinh trưởng ngắn, tốc độ hình thành các cơ quan sinh dưỡng cao và tất cả các quá trình này đều phụ thuộc chặt chẽ vào môi trường bên ngoài (ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm không khí và đất)

Do bộ rễ kém phát triển, sức hấp thụ của rễ lại yếu nên dưa chuột có yêu cầu nghiêm ngặt về đất hơn so với các cây trong họ Đất trồng thích hợp là đất có thành phần cơ giới nhẹ như đất cát pha, đất thịt nhẹ, độ pH thích hợp là 5,5 - 6,5

Phân tích nồng độ các nguyên tố khoáng trong dung dịch dưa chuột cho thấy hàm lượng N: 2500 - 3000 mg/kg dịch; P: 160 - 225 mg/kg dịch; K: 4500 - 6000 mg/kg dịch; Mg: 3000 - 4000 mg/kg dịch; Cl: 2000 mg/kg dịch chiết Số liệu trên cho thấy nhu cầu dinh dưỡng đối với từng loại phân bón của dưa chuột Nghiên cứu

về hiệu quả sử dụng khoáng của dưa chuột cho thấy: dưa chuột sử dụng kali lớn nhất sau đó đến đạm và ít nhất là lân Trạm nghiên cứu Ucraina cho biết nếu bón 60kg N; 60kg K2O; 60kg P2O5 thì dưa chuột sử dụng 92% N, 33% P2O5, và 100%

K2O Dưa chuột không chịu được nồng độ phân cao nhưng lại phản ứng rất rõ với hiện tượng thiếu dinh dưỡng Phân hữu cơ đặc biệt phân chuồng làm tăng năng suất ruộng dưa chuột

Bên cạnh đạm, lân, kali và magiê, trong thành phần dinh dưỡng khoáng của dưa chuột, các nguyên tố vi lượng như Bo, Mangan, Cu, Zn, Mo đóng vai trò hết sức quan trọng Các nghiên cứu cho thấy, nếu bón boroxiet vào đất làm tăng quá trình chín của quả Nếu dùng dung dịch các nguyên tố đa lượng bổ sung thêm thành phần một số nguyên tố vi lượng, quả thương phẩm sẽ có hàm lượng đạm, lân, kali cao hơn Thí nghiệm chứng minh rằng trộn hạt giống dưa chuột trong hỗn hợp các chất vi lượng sẽ làm tăng năng suất của cây Trung bình trong 4 năm, sản lượng quả trong thí nghiệm tăng 50 - 60 tạ/ha

Dưa chuột là cây lấy dinh dưỡng từ đất ít hơn rất nhiều so với cây rau khác Ví

dụ tăng năng suất dưa chuột lên 30 tấn/ha thì lượng NPK cây lấy đi từ đất là 170 kg/ha, trong khi đó nếu tăng bắp cải lên 70 tấn/ha thì nó phải lấy đi từ đất là 630 kg NPK

Cùng với nồng độ dung dịch muối trong đất, độ chua có ý nghĩa quan trọng đối với dưa chuột Dưa chuột thuộc nhóm các cây rau mẫn cảm với phản ứng chung của dung dịch đất Điều kiện thích hợp nhất cho sinh trưởng phát triển và tạo quả của loài cây này là nền đất hơi chua (pH: 5 - 5,5)

1.5 Đặc điểm di truyền và nguồn gen cây dưa chuột

1.5.1 Đặc điểm di truyền cây dưa chuột

Khi nghiên cứu về nguồn đặc điểm sinh trưởng ở cây dưa chuột, Tatlioglu (1993) đã phát hiện ra một loại dưa chuột sau một thời gian sinh trưởng trên đỉnh ngọn của thân xuất hiện một chùm hoa và cây ngừng sinh trưởng về chiều cao Hiện

tượng này được gọi là dạng hình sinh trưởng hữu hạn và do gen lặn de kiểm soát còn gen trội De kiểm soát dạng hình sinh trưởng vô hạn Ở giai đoạn cuối của thời

kỳ sinh trưởng, gen de cũng đóng vai trò làm giảm số đốt và làm ngắn đốt trên cây

do đó sẽ làm giảm chiều dài của cây Theo quan điểm của Franken (1981), dạng hình sinh trưởng hữu hạn có quan hệ đến chiều cao cây, số lượng đốt và chiều dài đốt là do hàng loạt gen kiểm soát, hoạt động đa gen lại chịu tác động bởi điều kiện môi trường

Năm 1998, Carlos cho biết có ít nhất 70 gen quy định các tính trạng trên cây

dưa chuột Các gen quy định đặc điểm cây, đặc điểm quả như: gen dw quy định dạng cây bụi, gen td kiểm soát việc ức chế hình thành tua cuốn, gen trội B quy định

gai quả màu đen, gai mầu đen hoặc mầu nâu trội so với gai màu trắng (Tkachenco,

1935) Nhưng gen B quy định màu sắc gai lại có liên kết chặt với gen R xác định màu quả chín đỏ và cũng liên kết với gen H quy định phân bố dạng lưới nhăn trên

vỏ quả Nghiên cứu cho biết gen c quy định tính trạng vỏ quả dưa chuột khi chín có màu trắng kem, gen này tương tác với gen R và di truyền ở F2 theo tỷ lệ 9 màu đỏ

(RC) : 3 màu cam (Rc) : 3 màu vàng (rC) : 1 màu kem (rc) Hầu hết các giống dưa chuột Châu Âu có gen Tu, khi có mặt gen này các u vấu phát triển trên bề mặt quả

khi quả còn xanh, đây cũng là chỉ tiêu mà nhiều người tiêu dùng ưa thích

1.5.2 Nguồn gen dưa chuột

Những thành tựu trong chọn tạo giống cây trồng, cây lai theo hướng khác nhau phụ thuộc vào sự phong phú, đa dạng về mặt di truyền của vật liệu khởi đầu

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 18

Do vậy, nguồn gen (nguồn vật liệu khởi đầu) đóng vai trò vô cùng quan trọng trong chọn tạo giống Nguồn gen phong phú là điều kiện vật chất tốt để tạo ra giống mới Tập hợp đủ nguồn gen tốt và sử dụng tính đa dạng đó để đáp ứng yêu cầu và mục đích đề ra là một trong những điều kiện thành công của nhà chọn giống (Trần Duy Quý, 1997)

* Nguồn gen dưa chuột địa phương

Các giống dưa chuột địa phương được tạo thành dưới tác động của quá trình chọn lọc tự nhiên và nhân tạo đã tồn tại một thời gian dài trong điều kiện sinh thái riêng biệt của từng vùng, rất đa dạng về các đặc tính hình thái, sinh học và nông học Các giống địa phương thường do một dạng hình hợp thành nên về đặc điểm sinh học ít đồng nhất

Dưa chuột là cây thụ phấn chéo nên mỗi cá thể trong quần thể giống địa phương đều có kiểu gen khác nhau Nghiên cứu đặc tính sinh vật học của các giống dưa chuột Việt Nam, Trần Khắc Thi và Vũ Tuyên Hoàng (1979) đã phân các giống hiện có thành 2 kiểu sinh thái (ecotype): miền núi và đồng bằng trong đó kiểu sinh thái miền núi có nhiều đặc tính hoang dại và thích ứng với môi trường cao (chịu lạnh, chống bệnh phấn trắng, phản ứng chặt với độ dài ngày ) Kiểu sinh thái đồng bằng có thể là sản phẩm tiến hóa của dưa chuột miền núi do đột biến và tác động của con người trong quá trình canh tác và chọn lọc Hầu hết giống dưa chuột địa phương Việt Nam có khả năng thích ứng rộng, chất lượng cao, kháng bệnh tốt Tuy nhiên chúng có một số nhược điểm là có gai quả màu đen hoặc màu nâu, đây là nguyên nhân làm quả mau ngả vàng, năng suất thấp

* Nguồn gen dưa chuột tạo thành: bao gồm quần thể các dạng cây lai, các giống tự phối, các dạng đột biến, đa bội và quần thể các dạng tạo ra bằng công nghệ sinh học

Quần thể lai: là các dạng được tạo ra bằng phương pháp lai Từ quần thể này người ta phân lập ra các dạng mới để tạo giống mới bằng phương pháp chọn lọc thích hợp Cho đến nay, các dạng lai cùng loài vẫn là nguồn vật liệu khởi đầu chủ yếu đối với tất cả các loài cây trồng nói chung và dưa chuột nói riêng Nhờ có tái tổ hợp gen ở các cây lai mà quần thể cây lai có thể có số lượng kiểu gen tái tổ hợp hầu như vô tận, làm cơ sở cho việc chọn lọc

Quần thể các giống tự phối: đây cũng là nguồn vật liệu khởi đầu quan trọng trong công tác chọn giống ưu thế lai Các giống tự phối được tạo ra là kết quả của quá trình tự thụ phấn cưỡng bức các cá thể của quần thể cây thụ phấn chéo liên tục trong nhiều thế hệ Nghiên cứu tạo giống dưa chuột đơn tính cái phục vụ chọn giống dưa chuột ưu thế lai, Viện Nghiên cứu Rau quả đã tạo 17 giống tự phối dưa chuột

đơn tính cái (Gynoecious) ổn định về khả năng sinh trưởng và thể hiện giới tính

(Phạm Mỹ Linh và cs., 2008; Nguyễn Hồng Minh và cs., 2010)

Quần thể các dạng đột biến, đa bội: đây là những nguồn vật liệu khởi đầu được tạo ra bằng các tác động lên hạt giống hoặc gây các tác nhân lý hóa học khác nhau như bức xạ, nhiệt độ, hóa chất

Quần thể các dạng tạo ra bằng công nghệ sinh học: bao gồm các dạng được tạo ra do dung nạp tế bào trần, chuyển gen, nuôi cấy tế bào hoặc chọn dòng tế bào, nuôi cấy bao phấn, noãn để tạo dòng thuần Các dạng này thường mang các gen riêng, độc đáo và là nguồn vật liệu tốt dùng trong chọn giống Giai đoạn 2008 -

2010, bằng ứng dụng công nghệ sinh học trong nuôi cấy bao phấn cây dưa chuột, Viện Nghiên cứu Rau quả đã đạt được một số thành công nhất định Các giống đơn bội kép này sẽ là nguồn gen quý phục vụ công tác chọn giống dưa chuột ưu thế lai với khả năng cho năng suất cao bởi tỷ lệ hoa cái của giống lai được cải thiện khi

ứng dụng giống mẹ dạng Gynoecious (Trần Khắc Thi và cs., 2010)

1.6 Tình hình nghiên cứuvề cây dưa chuột trong và ngoài nước

1.6.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

1.6.1.1 Kết quả thu thập, đánh giá nguồn di truyền loài dưa chuột

Công tác thu thập và đánh giá nguồn gen dưa chuột được tiến hành từ rất sớm song song với quá trình tìm hiểu về nguồn gốc và phân loại nguồn gen loài cây này Từ những năm 60, tại học viện Nông nghiệp Timiriazev đã thu thập được 8.000 mẫu giống dưa chuột đưa vào nghiên cứu và bảo tồn Ngoài ra, tại Viện nghiên cứu Rau (VIR) cũng bảo tồn một số lượng giống dưa chuột khổng lồ (hơn 8.000 mẫu) của toàn thế giới (Trần Khắc Thi, 1985)

Tại Mỹ, công tác thu thập nguồn gen được thực hiện từ những năm 1880, với các đặc điểm quan tâm chính là hình dạng quả, màu sắc quả cũng như sự thích nghi

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 20

với các điều kiện gieo trồng Đặc biệt với sự bảo trợ của nhà nước, công tác thu thập nguồn gen có hệ thống đã được tiến hành từ những năm 1936 Từ các kết quả nghiên cứu đánh giá tập đoàn quỹ gen, nghiên cứu về di truyền giới tính, sinh lý học tính chống chịu với điều kiện ngoại cảnh, sâu bệnh hại và miễn dịch học cũng đã được khai thác từ nguồn gen này Staub andIvandic (2000) cho biết việc nghiên cứu

1345 mẫu dưa chuột tại hệ thống Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia Liên bang (NPGS), bằng việc sử dụng isozyme để xác định cấu trúc quần thể của tập đoàn và trên cơ sở đánh giá so sánh với 118 giống thương mại, năm 1846 đã phát hiện tính

đa dạng di truyền của tập đoàn quỹ gen này

Hiện tại, Ngân hàng gen dưa chuột được nghiên cứu, bảo tồn ở Colorado - Phòng bảo quản hạt giống quốc gia Fort Collins và tập đoàn công tác giống dưa chuột đã nhận được các mẫu giống dưa chuột từ 58 quốc gia trên toàn thế giới

(Staubet al., 2000)

Công tác điều tra, thu thập đánh giá nguồn gen dưa chuột cũng đã được phát triển tại Trung Quốc từ những năm 1950 Hiện nay Trung Quốc và Ấn Độ là hai nước có Ngân hàng gen cây trồng lớn nhất thế giới, đang bảo tồn 464.234 giống của 19.007 loài thực vật

Ở Châu Âu, trong chương trình hợp tác quốc tế, các cơ quan hiện đang nắm giữ quỹ gen lớn họ bầu bí đó là Viện Quỹ gen cây trồng Quốc tế (IPGRI), nay là tổ chức Đa dạng sinh học Quốc tế Một số nước đã xuất bản các bản mô tả nguồn gen

họ bầu bí cũng như nguồn gen dưa chuột đó là: Braxin, Bungari, Trung Quốc, Hungari, Ấn Độ, Hà Lan, Thổ Nhĩ Kỳ, Tây Ban Nha và Mỹ (Singh, 2004)

Hiện nay trên thế giới có nhiều Trung tâm Quốc gia và Quốc tế sưu tầm và bảo quản các tập đoàn giống cây trồng có ý nghĩa kinh tế quan trọng Trong đó Viện VIR (Viện trồng trọt thuộc liên bang Nga) đã đầu tư rất lớn cho công tác sưu tầm nguồn gen ở trong nước và nước ngoài, đã tập hợp được một tập đoàn cây trồng thế giới gồm các nguồn gen cơ bản của cây trồng với hơn 300.000 mẫu, trong đó nguồn gen các cây họ bầu bí là 17.000 mẫu (Trần Thượng Tuấn, 1992)

1.6.1.2 Tình hình nghiên cứu về chọn tạo giống dưa chuột trên thế giới

Tại Mỹ và Anh, các nhà chọn tạo giống đã chọn tạo thành công giống dưa chuột lai F1 từ năm 1872 Từ đó việc lai tạo giống trở nên rất quan trọng trong việc cải thiện giống dưa chuột Năm 1939, giống "Maine No.2" là giống dưa chuột đầu tiên chịu được bệnh nứt quả ra đời Sau đó, Walker (1961) đã tiến hành tổ hợp giữa gen chống chịu bệnh nứt quả với gen chống chịu bệnh virus CMV tạo thành giống

"Wisconsin SMR 18", đây là giống dưa chuột muối quan trọng trong thời gian đó Các nhà chọn giống dưa chuột tiếp tục tổng hợp nhiều gen chống chịu bệnh khác nhau và đã tạo ra giống "Sumter" chống chịu được 7 bệnh và giống "WI 2757"

chống được 9 loại bệnh (Staub et al., 1993)

Tại Trung Quốc, ban đầu các nhà chọn giống dưa chuột Trung Quốc mới chỉ lựa chọn các giống địa phương thụ phấn tự do, giống có đặc tính chống chịu bệnh đặc biệt là bệnh sương mai và bệnh phấn trắng Từ năm 1980 khi dưa chuột trở thành cây trồng phổ biến, công tác chọn tạo giống ưu thế lai ở Trung Quốc càng được quan tâm nghiên cứu Bằng cách tái tổ hợp các mẫu trong nước và nhập nội đã tạo ra được các giống cho chất lượng, năng suất cao và chống chịu bệnh phấn trắng

và bệnh sinh ra từ đất, nổi bật là giống Jinchun No.4 (Feng et al., 2000) Trong một

nghiên cứu khác, từ 300 mẫu giống dưa chuột thu thập được trong nước và nhập

nội, Qiyong et al (2000) đã phân lập và đánh giá tính chống chịu bệnh, xác định 9

giống có tính chống chịu đem lai với giống hoa cái Áp dụng phương pháp chọn lọc phổ hệ với rất nhiều thế hệ, kết quả đã nhận được giống số 82 có tính chống chịu với 5 loại bệnh; tiếp tục lai với các vật liệu tốt khác, đã tạo được hai tổ hợp lai có chất lượng tốt, chống chịu bệnh và có tiềm năng năng suất cao là Xia Qing 4 và Zaoqing 2

Tại trường đại học Kasetsart - Thái Lan đã xác định được hai tổ hợp lai C5 x C4 và C11 x C5 có triển vọng trong số 12 tổ hợp lai được đánh giá Với ưu thế lai

về số hoa cái trên cây, chiều dài quả, chiều rộng quả và khối lượng trung bình quả, tính chín sớm đạt được ở tổ hợp lai C5 x C4 Trong khi đó, tổ hợp lai C14 x C5 cho

ưu thế lai khối lượng quả và chiều dài quả (Kasem andSomsak, 1991)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 22

Hiện nay ở hầu hết các nước trên thế giới, tỷ lệ giống dưa chuột thụ phấn tự do ngày càng giảm dần, thay thế vào đó là các giống dưa chuột lai F1 Nổi bật nhất là các nước trồng dưa chuột trong nhà kính như Hà Lan, Bungaria , 100% sử dụng các giống lai F1 Ở Nhật Bản, Hoa Kỳ, Hungari, Thổ Nhĩ Kỳ, năng suất các giống dưa chuột lai

F1 tăng hơn giống dưa chuột thụ phấn tự do từ 30 - 50% Tiếp theo các nghiên cứu của Tkachenco (1935), với phát hiện ra giống đơn tính hoa cái và giống lưỡng tính của Kubicki (1969), các giống dưa chuột lai đã được sử dụng rộng rãi và ngày càng phát triển (Trần Khắc Thi, 1985)

1.6.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

1.6.2.1 Kết quả thu thập, đánh giá nguồn di truyền loài dưa chuột

Mặc dù dưa chuột có nguồn gốc ở khu vực miền núi phía Bắc Việt Nam và được trồng ở nước ta từ lâu đời nhưng việc nghiên cứu đánh giá và khai thác nguồn

di truyền từ các giống dưa chuột địa phương trong nước, đặc biệt là các giống dưa chuột địa phương miền núi phía Bắc chưa được quan tâm đáng kể

Nơi thu thập và lưu giữ nhiều nhất nguồn gen dưa chuột ở Việt Nam hiện nay phải kể đến Trung tâm tài nguyên thực vật Công tác thu thập ở đây được tiến hành thường xuyên hầu như hàng năm Tính từ thời điểm tháng 8/1997 đến tháng 3/2009,

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

dưa chuột (chỉ tính riêng ở các tỉnh miền núi phía Bắc - nơi được xem là trung tâm phát sinh cây dưa chuột) Công tác mô tả cũng được tiến hành song song bởi Viện nghiên cứu Rau Quả Năm 2011, TS.Trần Thị Minh Hằng và cộng sự đã thu thập được hơn 30 mẫu giống dưa chuột bản địa của đồng bào H'Mông trên 7 huyện của tỉnh Sơn La Đây là nguồn vật liệu quý cho công tác chọn tạo và cải tiến dưa chuột ở miền Bắc nước ta (Trần Thị Minh Hằng, 2012) Tuy nhiên việc nghiên cứu, đánh giá và khai thác nguồn di truyền từ các giống 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 Kết quả nghiên cứu về giống dưa chuột ở trong nước mới chỉ đạt được là phục tráng được một số giống địa phương và khai thác một số nguồn gen dưa chuột địa phương và nhập nội để chọn tạo giống ưu thế lai trong nước

Hơn nữa với hướng đi của ngành chọn tạo giống hiện nay, việc các giống dưa chuột địa phương dần mai một, bị thoái hóa và mất giống là không thể tránh khỏi Việc nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng của tập đoàn các mẫu dưa chuột địa phương thời điểm này là việc làm cần thiết nhằm phát hiện ra các tính trạng quý phục vụ công tác duy trì bảo tồn nguồn gen và sử dụng trong công tác chọn tạo dòng thuần, phục vụ chương trình tạo giống dưa chuột ưu thế lai trong nước từ các mẫu giống dưa chuột bản địa Do vậy, việc khảo sát tập đoàn dưa chuột địa phương đóng góp quan trọng trong công tác thu thập và sử dụng hiệu quả nguồn gen dưa chuột bản địa ở Việt Nam

1.6.2.2 Tình hình nghiên cứu về chọn tạo giống dưa chuột trong nước

Đối với điều kiện sản xuất hiện nay của Việt Nam, chủ yếu dưa chuột được canh tác ngoài đồng ruộng, do vậy công tác chọn giống dưa chuột ở Việt Nam tập trung chọn giống cho ăn tươi và chế biến công nghiệp theo hướng năng suất, chất lượng cao, chống chịu sâu bệnh tốt, phù hợp trồng cả vụ đông, vụ xuân ở miền Bắc

và được trồng quanh năm ở miền Nam Kết quả nghiên cứu về chọn tạo giống dưa chuột trong nước còn rất khiêm tốn, từ thập kỷ 90 trở về trước, phương thức chủ yếu

là nhập nội các giống thụ phấn tự do và tuyển chọn những giống thích ứng đưa ra sản xuất Trong khoảng 10 năm trở lại đây, các cơ quan nghiên cứu, các trường đại học đã bắt đầu quan tâm đến công tác chọn giống ưu thế lai đối với cây dưa chuột và bước đầu đã có một số thành công nhất định

Tại Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm từ năm 1974, Trần Khắc Thi (1981) đã tiến hành lai giống dưa chuột có nguồn gốc từ Nhật Bản có tên Nau Fuximari (giống mẹ) với giống dưa chuột địa phương Quế Võ (giống bố), con thu được lại lai với giống Nau Fuximari, sau đó chọn lọc cá thể đến đời F8 đã chọn ra được giống dưa chuột Hữu Nghị đáp ứng được nhu cầu sản xuất của thời kỳ đó

Từ tổ hợp lai HN-1 x CPL 572, Vũ Tuyên Hoàng và cộng sự đã áp dụng phương pháp chọn dòng của Guliaev, kết hợp với phương pháp thụ phấn đồng dạng, sau 4 năm nghiên cứu, năm 1993 đã chọn ra giống H1 có thời gian sinh trưởng 90 -

100 ngày, đạt năng suất 25 - 30 tấn/ha, quả dài 18 - 20cm, đường kính quả 3,5 - 4,0cm, quả có màu xanh sáng, sử dụng cho ăn tươi và chế biến Giống này có ưu

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 24

điểm hạt ít bị bong khi chế biến và tỷ lệ quả biến vàng sau thu hoạch thấp (Trần Khắc Thi và Vũ Tuyên Hoàng, 1979; Vũ Tuyên Hoàng và cs., 1995)

Trong một nghiên cứu khác, từ tổ hợp DL7 x TL15, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm đã chọn tạo thành công giống dưa chuột lai PC4 Giống có đặc điểm chín sớm, cho thu hoạch quả trong thời gian dài từ 40 - 45 ngày với thời gian sinh trưởng từ 85 - 90 ngày Năng suất có thể đạt từ 1,34 - 1,54 kg/cây (khoảng 47,54 tấn/ha) với số lượng quả trung bình/cây đạt 6,5 quả (vụ thu đông) và 7,2 quả (vụ xuân hè), khối lượng quả trung bình đạt 200 - 220g Đây là giống có thể trồng cả trong 2 vụ thu đông và xuân hè (Nguyễn Tấn Hinh và cs., 2004; Đào Xuân Thảng

và cs., 2005)

Trong giai đoạn 2000 - 2010, Viện Nghiên cứu Rau quả đã nghiên cứu chọn tạo ra hai giống dưa chuột CV5 và CV11 Qua nghiên cứu và các mô hình thử nghiệm tại các tỉnh như Hưng Yên, Bắc Giang, Vĩnh Phúc… cho thấy hai giống dưa chuột này sinh trưởng và phát triển khỏe, thân lá màu xanh đậm, phân cành khá, nhiều hoa cái, tỷ lệ đậu quả cao Quả dài 18 - 20cm, đường kính 4 - 4,5cm, vỏ quả màu xanh (CV11) và màu xanh trắng (CV5) Gai màu nâu, thịt quả dầy, ăn giòn ngọt, không có vị đắng phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng Thời gian sinh trưởng từ 75 - 85 ngày, năng suất 40 - 45 tấn/ha, chống chịu tốt với bệnh sương mai và phấn trắng Hai giống này hiện đã được Bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận là giống chính thức và giống cho sản xuất thử, hiện đang phát triển rộng trong sản xuất (Trần Khắc Thi và cs., 2005)

Nghiên cứu nguồn vật liệu khởi đầu dưa chuột đơn tính cái phục vụ chọn giống dưa chuột ưu thế lai, Viện Nghiên cứu Rau quả cũng đã tạo 17 dòng dưa

chuột đơn tính cái (Gynoecious) ổn định về khả năng sinh trưởng và thể hiện giới

tính (Nguyễn Hồng Minh và cs., 2010) Dựa trên kết quả nghiên cứu tạo dòng tự phối dưa chuột, các tác giả đã chọn tạo thành công giống dưa chuột lai F1 quả dài CV29 từ tổ hợp lai D1/DK1 và hai giống dưa chuột quả nhỏ phục vụ chế biến CV209 - 1 (ND3-2-5 x NA4-1-2) và CV209 - 2 (NB1-3-2 x NC5-2-3) Hai giống CV29 và CV209 đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận là

giống sản xuất thử tháng 4 năm 2010 (Ngô Thị Hạnh và cs., 2010; Phạm Mỹ Linh và cs., 2010)

Theo hướng phục tráng giống, trong thời gian 2000 - 2003, Viện Nghiên cứu Rau quả đã phục tráng được giống Phú Thịnh, đây là giống dưa chuột chủ lực trồng cho chế biến đóng lọ và rất phổ biến tại các vùng nguyên liệu phục vụ chế biến như Hưng Yên, Hà Nam… và đã được công nhận là giống tiến bộ kỹ thuật năm 2004 (Phạm Mỹ Linh và cs., 2010)

Hiện nay các công ty giống Đông Tây, Hoa Sen, Trang Nông, Công ty Giống cây trồng miền Nam đã nhập nội và khảo nghiệm nhiều giống dưa chuột

ưu thế lai khác nhau từ nhiều nước trên thế giới và kết luận các giống F1 Happy

14, DN-3, DN-6 có nguồn gốc từ Đài Loan cho năng suất và chất lượng cao (Phạm Mỹ Linh, 2010)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 26

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁPNGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu

Gồm 44 mẫu giống dưa chuột địa phương/bản địa thu thập được từ các tỉnh đồng bằng, trung du và miền núi phía Bắc.Giống đối chứng là giốngCUC71(giống lai F1 của Công ty giống cây trồng Miền Nam), giống hiện đang được sử dụng phổ biến trong sản xuất

Mẫu giống Địa điểm thu thập

2.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

2.2.1 Địa điểm nghiên cứu

Thí nghiệm được tiến hành tại khu thí nghiệm đồng ruộng khoa Nông học Học viện Nông nghiệp Việt Nam

-2.2.2 Thời gian nghiên cứu

- Vụ Xuân - Hè năm 2014, từ tháng 02 năm 2014 đến tháng 06 năm 2014

- Vụ Hè - Thu năm 2014, từ tháng 06 năm 2014 đến tháng 09 năm 2014

2.3 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá đặc điểm hình thái, khả năng sinh trưởng, phát triển, tình hình sâu bệnh hại, khả năng cho năng suất và chất lượng của các mẫu giống dưa chuột trong điều kiện vụ Xuân hè và Hè thu tại Gia Lâm, Hà Nội

- Đánh giá độ hữu dục và sức sống của hạt phấn hoa dưa chuột trong điều kiện vụ Hè thu tại Gia Lâm, Hà Nội

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khảo sát tập đoàn, không nhắc lại.Diện tích thí nghiệm: 10m2/ô thí nghiệm x 45ô = 450 m2

2.4.2 Kỹ thuật trồng và chăm sóc

- Thời gian gieo: Vụ Xuân hè - gieo ngày 15/02/2014

Vụ Hè thu - gieo ngày 12/07/2014

- Kỹ thuật trồng:

+ Hạt được gieo trong khay bầu với số lượng 1hạt/bầu, khi cây bắt đầu có lá thật tiến hành trồng ra ruộng

+ Lên luống rộng 1,2m, cao 25-30cm, rãnh rộng 30cm

+ Khoảng cách trồng: hàng cách hàng 70cm, cây cách cây 60cm, trồng 2 hàng/ luống

- Chăm sóc:

+ Vun xới: Cây được vun xới 2-3 lần: lần 1 khi cây được 2 - 3 lá, lần 2 khi cây

có tua cuốn thì tiến hành vun cao

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 28

+ Tưới nước: Cây được giữ ẩm thường xuyên, đặc biệt trong thời kì 1tuần sau khi gieo, 4-5 lá và thời kì ra hoa rộ Sử dụng kĩ thuật tưới rãnh cho cả quá trình thực hiện thí nghiệm

+ Làm giàn: khi cây bắt đầu có tua cuốn thì tiến hành làm giàn, giàn làm hình chữ A

+ Bón phân:

Lượng phân bón cho 1ha: 20 tấn phân chuồng, 120kg N, 90kg P2O5 và 120kg

K2O

Các thời kì bón phân:

Giai đoạn Loại phân và lượng bón (%)

2.4.3 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi

Các chỉ tiêu được theo dõi và đánh giá dựa trên quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

về khảo nghiệm tính khác biệt, tính đồng nhất và tính ổn định của giống dưa chuột QCVN 01-93:2012/BNNPTNT

2.4.3.1 Chỉ tiêu về sinh trưởng và phát triển

* Thời gianqua các giai đoạn sinh trưởng (ngày):Theo dõi trên tất cả các cây thí nghiệm của từng mẫu giống

- Thời gian nảy mầm(70% số cây nảy mầm)

- Thời gian từ trồng đến xuất hiện tua cuốn (70% số cây xuất hiện tua cuốn)

- Thời gian từ trồng đến xuất hiện hoa đực đầu tiên (10% số cây xuất hiện hoa đực đầu tiên)

- Thời gian từ trồng đến xuất hiện hoa cái đầu tiên (10% số cây xuất

hiện hoa cái đầu tiên)

- Thời gian từ trồng đến đậu quả đầu tiên (10% số cây đậu quả đầu tiên)

- Thời gian từ trồng đến thu đợt quả đầu tiên: Số ngày từ gieo đến thu hoạch quả đợt đầu của 10% số cây

- Tổng thời gian sinh trưởng: Từ gieo đến kết thúc thu hoạch quả thương phẩm

* Chỉ tiêu về đặc điểm sinh trưởng: (mỗi mẫu giống theo dõi 5 cây)

- Chiều dài thân chính (cm): được tính từ cổ rễ đến đỉnh sinh trưởng của thân chính khi kết thúc thu hoạch

- Đường kính gốc (mm): Dùng thước panme đo đường kính lớn nhất ở phần cổ rễ

- Số lá trên thân chính (lá/thân)

- Số nhánh cấp 1 (số thân phụ) trên thân chính (nhánh/cây)

* Chỉ tiêu về phát triển

- Số hoa cái trên thân chính, thân phụ (hoa/thân)

- Số hoa đực trên thân chính, thân phụ (hoa/thân)

- Tỷ lệ hoa cái (%) = Số hoa cái trên cây/Tổng số hoa x 100

- Tỷ lệ đậu quả (%) = Số quả đậu/Tổng số hoa cái x 100

2.4.3.2 Đánh giá tình hình sâu bệnh hại

* Sâu hại: Đối tượng sâu hại: Bọ dưa (Aulacophora similis), sâu xanh ăn lá (Diaphania

indica ), ruồi đục quả (Bactrocera cucurbitae)

Mức độ gây hại: Đánh giá theo thang điểm của Trung tâm rau Châu Á

(AVRDC)

+ Điểm 1: Không bị sâu hại

+ Điểm 2: Một số cây bị hại

+ Điểm 3: 50 % số cây bị hại

+ Điểm 4: Phần lớn các cây bị hại

* Bệnh hại:

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 30

Đối tượng bệnh hại: bệnh giả sương mai, bệnh phấn trắng, bệnh héo rũ

- Mức độ nhiễm bệnh giả sương mai (Pseudoperonospora Cubensis)

- Mức độ nhiễm phấn trắng (Erysiphe cichoracearum)

Được đánh giá bằng cách cho điểm theo hướng dẫn của AVRDC:

- Điểm 0: Không có triệu chứng

- Điểm 1: Nhẹ (triệu chứng đầu tiên đến 19% diện tích lá bị nhiễm)

- Điểm2: Trung bình (20- 39% diện tích lá bị nhiễm)

- Điểm 3: Nặng (40- 59% diện tích lá bị nhiễm)

- Điểm 4: Rất nặng (60- 79% diện tích lá bị nhiễm)

- Điểm 5: Nghiêm trọng (≥ 80% diện tích lá bị nhiễm)

+ Bệnh héo rũ Fusarium oxysporum Schl f nivum Bilai (%):đếm số cây

nhiễm bệnh và tính Tỷ lệ cây nhiễm bệnh trên tổng số cây trong ô

+ Tỷ lệ cây nhiễm bệnh virus (%) (Cucumis mosaic virus): đếm số cây

nhiễm bệnh và tính Tỷ lệ cây nhiễm bệnh trên tổng số cây trong ô

2.4.3.3 Các yếu tố cấu thành năng suất

- Tổng số quả/cây (quả): Đếm tổng số quả trên 5 cây/ mẫu giống và tính trung bình

- Khối lượng trung bình quả (g): Cân tổng số quả thu trên 5 cây/mẫu giống, tính trung bình

- Năng suất cá thể = Số quả/cây x khối lượng trung bình quả (gram quả/cây)

2.4.3.4 Đặc điểm hình thái, cấu trúc và chất lượng quả

* Các chỉ tiêu về hình thái: Quan sát toàn ô thí nghiệm

- Lá: màu sắc lá

- Quả: Màu sắc quả thương phẩm, quả chín sinh lý, màu sắc gai, mật độ gai trên quả, hình dạng quả

* Chỉ tiêu về cấu trúc và chất lượng quả

- Cấu trúc quả: Quả thương phẩm

+ Chiều dài (cm): Đo khoảng cách giữa 2 đầu của quả ở 5 cây, lấy số