Nghiên cứu đặc điểm di truyền của ba giống lạc l08, l20 và v79 được trồng tại xuân giang nghi xuân hà tĩnh

thuộc bộ đậu Fabaceae là một trongnhững cây đậu đỗ quan trọng không chỉ ở Việt Nam mà còn ở nhiều n ớctrên thế giới, nó đợc trồng ở khắp 40 nớc trên thế giới, phân bố từ 40 vĩ độnam đến

Lời cảm ơn

Để hoàn thành đợc đề tài này ngoài sự nỗ lực cố gắng của bản thân,tôi còn nhận đợc sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo Th.S Nguyễn ĐìnhChâu, ngời đã trực tiếp hớng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làmviệc Đồng thời tôi muốn tỏ lòng biết ơn của mình đến các thầy cô giáotrong tổ Di truyền – Phơng pháp – Vi sinh trong khoa sinh học Cácthầy cô giáo phụ trách phòng thí nghiệm và gia đình bác Minh cán bộ xãXuân Giang – Nghi Xuân – Hà Tĩnh, gia đình và bạn bè tôi đã tạo mọi

điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này

Do thời gian nghiên cứu không nhiều và hạn chế của bản thân nên

đề tài không tránh khỏi khiếm khuyết Tôi rất mong nhận đợc sự góp ý củacác thầy cô giáo và các bạn để đề tài hoàn thiện hơn

Tôi xin trân thành cảm ơn!

Vinh, tháng 12 năm 2005

Tác giả

Đỗ Vũ Thu Thảo

Mở đầu

Lý do chọn đề tài

Cây lạc (Arachis hypogeae L.) thuộc bộ đậu (Fabaceae) là một trongnhững cây đậu đỗ quan trọng không chỉ ở Việt Nam mà còn ở nhiều n ớctrên thế giới, nó đợc trồng ở khắp 40 nớc trên thế giới, phân bố từ 40 vĩ độnam đến 40 vĩ độ bắc

Cây lạc là cây lấy dầu, cây có giá trị kinh tế cao và là nguồn cungcấp chất dinh dỡng cho ngời và gia súc, nó chiếm vị trí quan trọng trongnền nông nghiệp nớc ta nói chung và các tỉnh miền trung nói riêng Câylạc đợc Bộ Nông nghiệp và phát triển Nông thôn xác định là một trongnhững cây trọng điểm trong chơng trình phát triển nông nghiệp và nôngthôn ở nớc ta

Trong những năm gần đây cây lạc đang đợc quan tâm do giá trị dinhdỡng, giá trị kinh tế của nó, tiềm năng phát triển của cây lạc ở Việt Namcòn rất lớn, diện tích lạc của nớc ta có thể lên đến 40-50 vạn ha

Cây lạc là nguồn cung cấp chất dinh dỡng cho ngời, hạt lạc chiếm44-56% lipit, 20-25% protein, ngoài ra còn có rất nhiều vitamin và một sốkhoáng chất khác

Lạc là nguồn thức ăn tốt cho chăn nuôi, thân và lá lạc tơi chứa 0,3%protein vừa là nguồn thức ăn tốt cho gia súc, vừa là nguồn phân xanh cógiá trị về số lợng và chất lợng, khô dầu lạc là nguồn thức ăn tốt cho lợn và

bò sữa

Ngoài ra lạc còn có tác dụng cải tạo đất, sau khi thu hoạch lạc còn

để lại cho đất một lợng đạm khá lớn do nốt sần của bộ rễ có chứa vi khuẩn

cố định đạm Rhibobium có khả năng cố định đạm khí trời, góp phần cảitạo đất và tạo sự cân bằng sinh thái công nghiệp

Lạc là cây công nghiệp ngắn ngày, dễ chăm bón, dễ canh tác, nóthích hợp với nhiều loại đất kể cả vùng đồi, trồng lạc có tác dụng chốngxói mòn, cải tạo đất tốt.

Vì thời gian sinh trởng tơng đối ngắn nên có khả năng tăng vụ, trồngluân canh, xen canh với các cây trồng khác Nghi Xuân – Hà Tĩnh là mộtvùng đất thích hợp cho sự sinh trởng và phát triển của cây lạc

Ngời dân Việt Nam nói chung và nhân dân Hà Tĩnh nói riêng đãtrồng lạc từ rất lâu Mặc dù năng suất lạc bình quân nớc ta hiện naykhoảng 1500kg/ha đã đạt mức xấp xỉ năng suất bình quân của thế giới.Tuy nhiên vẫn còn thấp so với nhiều nớc trên thế giới và các nớc trongvùng

Miền trung thờng có khí hậu khắc nghiệt Điều kiện đó đã khiến câycối và động vật khó phát triển tốt Vả lại ngời nông dân trình độ kỹ thuậtcòn hạn chế, việc tiếp cận tiến bộ khoa học còn chậm, nên việc sử dụnggiống cao sản, chọn giống mới, phục tráng giống cũ còn gặp nhiều khókhăn

Để đáp ứng nhu cầu cung cấp nguồn dinh dỡng giàu giá trị này, để

đa những tiến bộ khoa học về với nhân dân tạo điều kiện để tăng thu nhập

về cây lạc nên chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu một số đặc điểm di truyền của 3 giống lạc L 08 , L 20 , V 79 trồng tại xã Xuân Giang – huyện Nghi Xuân Hà Tĩnh – ”

Mục đích của đề tài

1- Theo dõi một số đặc điểm về hình thái, sinh lý, sinh trởng, pháttriển năng suất của 3 giống lạc L08, L20, V79

2- Xác định một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hoá của 3 giống lạc nghiêncứu

3- Rèn luyện cho bản thân một số kỹ năng thí nghiệm, đọc tổng kết tàiliệu về lĩnh vực nghiên cứu, đồng thời làm quen với phơng pháp nghiên cứu

Phần I Tổng quan tài liệu nghiên cứu cây lạc

1 Nguồn gốc cây lạc (Arachis hy pogeae L).

ở thế kỷ 19 nhiều tác giả cho rằng cây lạc có nguồn gốc từ ChâuPhi Căn cứ vào sự mô tả của Theophraste và Pline gọi cây Arachidua đểgọi một cây thuộc họ đậu có phần dới đất ăn đợc, chúng đợc trồng ở AiCập và một số vung Địa Trung Hải [6]

Đầu thế kỷ XX các nhà khoa học mới khẳng định Arachidua khôngphải cây lạc mà là cây Latirus tuberosa

Cho đến ngày nay có nhiều quan điểm khác nhau về nguồn gốc câylạc Ngày nay căn cứ trên các cây lạc, về ngôn ngữ học về sự phân bố cáckiểu giống lạc, mặc dù trên thế giới hiện nay không tìm thấy loạiArachishy pogeae (lạc trồng) ở trạng thái hoang dại ngời ta đã khẳng

định Arachishy pogeae có nguồn gốc từ Nam Mỹ [6] [8]

Năm 1753 C.Line nhà phân loại thực vật học đã mô tả cụ thể vàphân loại nó, đồng thời đặt tên khoa học là Arachishy pogeae [6]

Theo Lê Song Dự, 1979 lạc du nhập và nớc ta từ Trung Quốc khoảngthế kỷ XVII, XVIII

Từ thế kỳ XVI về sau, các nhà truyền giáo Bồ Đào Nha, Hà Lan,Tây Ban Nha đến giảng đạo ở vùng Trung Bộ, có thể đây là cơ hội để lạc

từ Châu Âu vào các tỉnh Nghệ An – Hà Tĩnh [6] [8]

2 Giá trị cây lạc.

2.1 Giá trị dinh dỡng.

Quả lạc gồm có vỏ quả, vỏ lụa, mầm và lá mầm Tỷ lệ phần trăm cấutạo qủa thay đổi theo giống và điều kiện ngoại cảnh

Bảng 1: Theo Nguyễn Danh Đông Thành phần dinh d– ỡng của lạc

Lạc trên thế giới có đến 80% dùng để chế biến dầu ăn, trên 12%dùng để chế biến bánh, mứt, bơ, kẹo, khoảng 6% dùng cho chăn nuôi

Trong đó Việt Nam dùng lạc cho xuất khẩu khoảng 70%, lạc làgiống cây trồng thu ngoại tệ quan trọng

Rễ lạc có chứa rất nhiều nốt sần làm giàu đạm cho đất nên lá cây cảitại đất lý tởng trong chế độ canh tac, luân canh, trồng xen canh với câytrồng khác [6],[8]

2.2 Vai trò của lạc trong hệ sinh thái.

Cây lạc có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái và cây có khả năngtổng hợp đợc đạm từ nitơ khí trời, nhờ đó mà có khả năng cải tạo đất làmtăng hàm lợng đạm trong đất, do rễ lạc có nhiều nốt sần chứa loại vi khuẩn

cố định đạm Rhirobium, nó làm tăng lợng đạm dự trữ trong đất, làm giàuthêm nguồn dinh dỡng cho đất trồng

3 T×nh h×nh s¶n xuÊt l¹c trªn thÕ giíi, ViÖt Nam vµ Hµ TÜnh.

N¨ng suÊt(tÊn/ha)

S¶n l¬ng(triÖu tÊn)

DiÖn tÝch(triÖu/ha)

N¨ng suÊt(tÊn/ha)

S¶n l¬ng(triÖu tÊn)

- Vậy nhìn chung, nớc ấn Độ có diện tích cao, năm 1990 – 1991diện tích trồng lạc của ấn Độ 8,287 triệu ha và sản lợng là 7,622 triệu tấn.

Đến năm 2000–2001 diện tích giảm xuống còn 7,500 triệu ha nhng sản ợng vẫn giữ ở mức 7,200 triệu tấn

l Trung Quốc, diện tích đất trồng lạc năm 1990–1991 chỉ có 2,941triệu ha sản lợng đạt tới 6,432 triệu tấn Năm 2000–2001 diện tích đấttrồng lạc 4,050 triệu ha và sản lợng lên tới 12,500 triệu tấn chiếm tỉ lệ caonhất so với thế giới

Nhìn chung: Sản lợng lạc năm 1990–1991 ấn Độ cao nhất là 7,622triệu tấn sau đó đến Trung Quốc 6,432 triệu tấn, Mỹ 1,634 triệu tấn Đếnnăm 2000–2001 sản lợng lạc Trung Quốc đứng thứ nhất với 12,500 triệutấn, sau đó là ấn Độ 7,200 triệu tấn tiếp theo là Mỹ 1,093 tấn

3.2 Tình hình sản xuất lạc ở Việt Nam.

Trong hơn 25 nớc trồng lạc ở châu á, Việt Nam là nớc đứng thứnăm về sản xuất lạc ấn Độ, Trung Quốc, Inđonexia, Mianma.[6] [8]

Vào những năm 1985 đến năm 1990 sản lợng lạc cả nớc là 218 ngàntấn, tăng lên 322,6 ngàn tấn năm 1995

Sản xuất lạc ở Việt Nam có thể chia thành 5 vùng chính: Vùng Bắc

Bộ (50 nghìn ha), Khu IV cũ và Duyên hải Trung Bộ (65 nghìn ha), TâyNguyên (20 nghìn ha).[6],[8]

Bảng 3: Theo niên giám thống kê Việt Nam thì tình hình sản xuất và xuất

khẩu lạc ở Việt Nam nh sau.

Năm

Diện tích (nghìn ha) 210,9 217,3 240,0 259,0 269,14

Nang xuất (tạ/ha) 234,8 226,7 239,7 322,6 385,2

Giá trị xuất khuẩu USD/tấn 618,0 520,0 582,0

Năm 1998 diện tích trồng lạc của nợc ta cao nhất và đạt 269,4 nghìn

ha, năng suất bình quân14,3 tạ/ha

Theo kế hoạch nhà nớc ta dự kiến đa sản lợng lạc cả nớc ta lên 900nghìn tấn năm 2010 đáp ứng nhu cầu trong nớc và xuất khẩu Muốn nhvậy, chúng ta phải mở rộng diện tích của cả nớc tới 400 nghìn ha vàonhững năm tới và năm 2010 với năng xuất đạt bình quân 15–20 tạ/ha ởvùng có điều kiện thâm canh phải đạt từ 25–30 tạ/ha

3.3 Tình hình sản xuất lạc ở Hà Tĩnh.

Hà Tĩnh là tỉnh vừa tách ra khỏi tỉnh Nghệ Tĩnh, sau khi tái lập tỉnh(1991) Hà Tĩnh gặp rất nhiều khó khăn do cơ sở vật chất nghèo nàn, thiêntai bão lũ thờng xuyên xảy ra, đất đai cha đợc khai thác, sử dụng cònnhiều, cha thật mạnh dạn đa các tiến bộ khoa học và sản xuất Do vậy,diện tích cũng nh năng suất lạc ở Hà Tĩnh cũng nh nông sản khác còn rấtthấp Tuy nhiên trong những năm gần đây tình hình sản xuất lạc đã đ ợcnâng cao, hoà nhịp với sự tăng trởng của cả nớc

Trong khi Nghệ An, Thanh Hoá và rất nhiều tỉnh khác đã áp dụngphơng pháp phủ nilon trong gieo trồng vụ đông và đạt năng suất cao thì

đến vụ đông năm 2003-2004 Hà Tĩnh mới đa vào trong sản xuất và thửnghiệm lần đầu tiên trên đất canh tác thuộc xã Xuân Giang – Nghi xuân

– Hà Tĩnh với một số xã khác ở huyện Nghi Xuân nh xã Xuân An năm

2005 đã áp dụng kỹ thuật phủ nilon với 3 giống lạc L08, L20, V79

Năm 1997 ngành nông nghiệp đã đa giống VĐ2, V79 vào sản xuất đạitrà với khả năng sinh trởng nhanh, đạt năng suất 5 tấn/ha

Trong những năm gần đây diện tích trồng lạc đã đạt đợc mở rộng,

đồng thời năng suất lạc cũng đợc nâng lên, do có sự đầu t về giống và kỹthuật sản xuất, gieo trồng Tuy nhiên năng suất lạc giữa các năm ch a cónhững bớc tiến đáng kể Vì vậy, hy vọng trong những năm tới đây với sự

đầu t, quan tâm đúng mức của tỉnh trong vấn đề cấp vốn, áp dụng tiến bộkhoa học – kỹ thuật đa giống mới vào sản xuất đại trà, luân canh tăngvụ… đã tạo nên bớc nhảy vọt trong sản xuất lạc ở Nghi Xuân nói riêng và ởtỉnh Hà Tĩnh nói chung nhằm góp phần vào việc tăng trởng kinh tế, đa đờisống của ngời nông dân lên cao

4 Sự sinh trởng và phát triển của cây lạc.

Giai đoạn ngủ nghỉ của hạt lạc là giai đoạn lạc sống d ới dạng tiềmsinh Nguyên nhân gây ra hiện tợng ngủ nghỉ là do vỏ lạc không thấm nớc,

sự bền vững cơ học của vỏ lạc, khó thấm O2, phôi phát triển cha hoàn chỉnh,phôi cha đủ phát triển hoặc ngủ nghỉ Sự ngủ nghỉ của hạt lạc là đặc điểm ditruyền có ảnh hởng đến tỷ lệ nảy mầm và sức sống của hạt

+ Hoạt hoá các men phân giải

Sau khi hút đủ nớc để tạo điều kiện cho các enzin bắt đầu hoạt động.Trong hệ thống men hoạt động trong hạt, quan trọng nhất là các menlipaza và proteaza Lipaza thuỷ phân lipit sau đó chuyển hoá đờng thànhglucoza, sự phân giải xảy ra chủ yếu ở nội nhũ của hạt để tổng hợp proteincấu tạo nên cây con và giải phóng năng lợng để sử dụng trong hoạt độngsống.

Quá trình tạo thành glucoza từ lipít đòi hỏi lợng lớn oxi, nguồn oxingoài lấy từ glucoza và lipít thì nó còn lấy từ môi tr ờng nhờ quá trình hôhấp của hạt [6],[8]

+ Sự nẩy mầm của hạt

Nhờ có các phản ứng hoá sinh trên, hạt mới có thể nảy mầm đợc.Biểu hiện là trục phôi dài ra, đâm thủng vỏ hạt lộ ra ngoài Trong điều kiệnthuận lợi, chỉ khoảng 30–40 giờ sau khi gieo đã có thể quan sát đ ợc trụcphôi này Trục phôi dài ra sau 4 ngày có thể đạt 2–3 cm và thấy rõ phần cổ

rễ Phần dới cổ rễ là rễ, trên cổ rễ là thân dới lá mầm ở lạc sự nảy mầmdiễn ra theo kiểu nâng hạt, lá mầm dần dần đợc nâng lên khỏi mặt đất [5] Sức nảy mầm và tỉ lệ nảy mầm có quan hệ nhiều đến năng suất của lạc [7]

Cành 3 và 4 xuất hiện khi lạc có 5–6 lá trên thân chính Cành 5, 6xuất hiện khi lạc chuẩn bị ra hoa [6],[8].

+ Cành cấp II: Thờng trên cây lạc có 4 cành cấp 2 mọc trên cành 1

và 2 Cành cấp 2 thờng ngắn hơn đôi khi khó nhận biết Lá trên cành cũngnhỏ hơn và xuất hiện khi lạc ra hoa thì kết thúc sự xuất hiện cành cấp 2

Số cành trên cây lạc liên qua trực tiếp đến số quả Cành trực tiếp làcành quả Vì vậy cành xuất hiện nhiều sẽ cho nhiều hoa [6]

4.3 Sự phát triển của bộ lá và bộ rễ [8].

+ Nghiên cứu sự phát triển của bộ lá: Trên thân chính của lạc có thểchứa 20-28 lá Tổng số lá trên cây có thể đạt 50–80 lá Nhng số lá xanh trêncây thờng cao nhất khoảng 40-60 lá vào thời kì đâm tia và hình thành quả

+ Sự phát triển của bộ rễ: Rễ lạc là bộ phận rễ cọc gồm một rễ chính

ăn sâu và hệ thống rễ bên rất phát triển

4.4 Sự hình thành nốt sần và cố định nitơ [8],[9][12].

Nốt sần lạc so với cây họ đậu khác ở nớc ta (đậu xanh, đậu tơng…)thì nốt sần ở lạc xuất hiện muộn, bắt dầu ở giai đoạn lạc đ ợc 4–5 lá trênthân chính, tức là sau 25–30 ngày sau khi gieo

Độ lớn, vị trí và màu sắc nốt sần đều có liên quan tới khả năng cố

định nitơ Nốt sần phải có một độ lớn nhất định và ở gần rễ chính c ờng độ

cố định nitơ càng cao

4.5 Sự ra hoa, đâm tia và hình thành quả lạc.[8],[9].

Thời gian từ khi mọc tới khi ra hoa rất quan trọng đối với năng suất, vìthời gian này là thời kì phân hoá mâm hoa, nó quyết định đến số hoa trên cây

Thời gian ra hoa kéo dài từ 25–40 ngày tuỳ giống, tuỳ điều kiệnsinh trởng, cũng có khi kéo dài tới khi thu hoạch

Lợng hoa thay đổi từ 50–200 hoa

Có thể chia thời gian ra hoa của lạc thành 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn chớm hoa: Kéo dài 2–3 ngày Thời kì này trung bình từ1–3 hoa/ngày

+ Giai đoạn hoa rộ: Kéo dài từ 15–20 ngày Thời gian này cây rahoa liên tục, trung bình đạt 5–10 hoa/ngày Thời gian này có thể đạt 70–

90 hoa/cây Đây là thời kì hoa có ích cao nhất

+ Giai đoạn hết hoa: Thời kì này lợng hoa giảm dần, số hoa bìnhquân đạt từ 1–3 hoa/ngày rồi hết hẳn Trong giai đoạn này nhiều ngàycây không có hoa Giai đoạn này kéo dài 5–15ngày hoặc cũng có thể kéodài đến khi thu hoạch

+ Giai đoạn thụ phấn, thụ tinh, đâm tia, làm quả của hạt

Hoa lạc nở vào khoảng 7–9 giờ sáng Nhng sự thụ phấn lại tiếnhành trớc khi hoa nở 7–10 giờ Hoa lạc chủ yếu là tự thụ phấn, sau khithụ phấn tế bào cuống hoa phát triển thành hoa, vơn dài theo hớng vơnxuống đất, sau đó đầu tia phình to hình thành quả Ngoài ra muốn hìnhthành quả còn phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm, O2 Chiều dài tối đa của tia

có thể đạt tới 16cm [6]

+ Quá trình hình thành và chín của quả lạc

Sau khi đâm tia xuống đất, đầu tia bắt đầu phình ra hình thành quả, trong

điều kiện bình thờng, thời gian từ khi hoa nở tới khi hoa chín hoàn toàn khoảng65–70 ngày, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, dinh dỡng

Trong cùng một quả, hạt ở gần cuống phát dục sớm hơn hạt ở phần đầuquả nên thờng to hơn Chất dự chữ trong hạt chủ yếu là protêin va lipít

Khi hạt lạc chín hoàn toàn, vỏ bị ép mỏng phía ngoài và bị mất n ớc

Vỏ hạt cũng mỏng và mang màu sắc điển hình

5 Sinh thái học cây lạc.

Biên độ nhiệt độ ngày đêm chênh lệch quá lớn cũng không có lợicho sự sinh trởng và kéo dài thời kì cây con Nếu nhiệt độ ngày đêm chênhlệch 200C lạc không ra hoa đợc [8]

Nhiệt độ tối thích hợp cho sự sinh trởng, dinh dỡng giữa khoảng27–300C [8]

Nếu nhiệt độ vợt quá 34 – 350C là giảm số lợng hoa có ích, thời kìchín yêu cầu nhiệt độ giảm hơn so với thời kì trớc

5.3 Lợng nớc và độ ẩm.

Lạc là cây chịu hạn giỏi hơn hẳn cây đậu tơng, đậu xanh Khả năngnày tuỳ thuộc vào thời kì sinh trởng nhất định, ngoài ra thiếu nớc ở cácthời kì khác đều có ảnh hởng xấu đến năng xuất

Thời kì trớc ra hoa, nhu cầu về nớc của cây lạc là không lớn lắm, lạcchịu đợc hạn nhất định ở thời kì này, độ ẩm thích hợp là 60-65%

Nếu hạn vào lúc ra hoa làm giảm số hoa, quả và nếu hạn vào lúchình thành quả sẽ làm giảm đi trọng lợng quả, hạt, giảm tỉ lệ nhân [11]

5.4 Đất

Do kết quả dới đất nên thành phần cơ giớiđất quan trọng hơn độ phìcủa đất Đất cát ven biển, đất đỏ bazan, ven sông, đất xám đều thích hợpcho cây lạc

6 Cấu trúc giải phẫu của lạc.

Khi lạc có 8 lá, ra hoa thì các rễ phụ ở gần mặt đất mọc ra nhiều hơn ở

d-ới sâu Lúc này rễ chính dài 35cm, rễ phụ dài 25cm, cổ rễ là 3cm

Lúc cây bắt đầu mọc đến khi ra 5 lá, rễ mọc nhanh hơn thân lá

Lúc cây có 3–4 lá trọng lợng rễ bằng 50% trọng lợng cây, từ khi có

8 lá trở đi, thân mọc nhanh hơn rễ

Rễ lạc có đặc điểm không có biểu bì, không có lông hút thật, trong

rễ có nhiều u nhỏ, nốt sần do vi khuẩn Rhizobiumvigae kí sinh có khảnăng cố định nitơ, khí trời cung cấp 50–70% tổng số đạm cầm thiết chocây [6]