Tiến Sĩ Nghiên cứu ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật đến các chỉ tiêu sinh lý và nông sinh học của cây

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP
LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành : Khoa học cây trồng
NĂM - 2013
MỤC LỤC
Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt viii
Danh mục bảng ix
Danh mục hình xiii

MỞ ĐẦU 1
1 Tính cấp thiết của đề tài 1
2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2
2.1 Mục tiêu tổng quát 2
2.2 Mục tiêu cụ thể 3
3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3
3.1 Ý nghĩa khoa học 3
3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3
4 Những đóng góp mới của luận án 3
5 Giới hạn của đề tài 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5
1.1 Cơ sở khoa học của đề tài 5
1.2 Tình hình sản xuất bông trên thế giới và ở Việt Nam 6
1.2.1 Tình hình sản xuất bông trên thế giới 6
1.2.2 Tình hình sản xuất bông ở Việt Nam 8
1.3 Đặc điểm của vùng trồng bông Duyên hải Trung Bộ 10
1.3.1 Điều kiện khí hậu 10
1.3.2 Điều kiện đất đai 11
1.3.3 Điều kiện xã hội 11
1.4 Một số đặc điểm thực vật và sinh lý, sinh thái của cây bông 12
1.4.1 Đặc điểm thực vật học 13
1.4.2 Đặc điểm sinh lý và sinh thái của cây bông 15
1.4.3 Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây bông 21
1.5 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về một số chỉ tiêu sinh lý của cây bông 23
1.5.1 Một số kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của mật độ cây đến sinh trưởng, phát triển, chỉ số diện tích lá và năng suất bông 23
1.5.2 Một số kết quả nghiên cứu về sự tích lũy chất khô của cây bông 27
1.5.3 Một số kết quả nghiên cứu về phân bố quả của cây bông 29
1.5.4 Một số kết quả nghiên cứu về PIX và một số chất điều hòa sinh trưởng khác 30
1.5.5 Một số kết quả nghiên cứu về phân bón 35
1.5.6 Một số kết quả nghiên cứu về hàm lượng diệp lục trong lá bông 39

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42
2.1 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu 42
2.1.1 Giống bông 42
2.1.2 Chất kìm hãm sinh trưởng Mepiquat-chloride 42
2.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 43
2.2.1 Thời gian nghiên cứu 43
2.2.2 Địa điểm nghiên cứu 43
2.3 Nội dung nghiên cứu 43
2.4 Phương pháp nghiên cứu 44
2.4.1 Bố trí thí nghiệm 44
2.4.2 Chỉ tiêu theo dõi và phương pháp xác định 49
2.4.3 Phương pháp canh tác trong các thí nghiệm 52
2.4.4 Phương pháp xử lý số liệu 52

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53
3.1 Nghiên cứu các chỉ tiêu sinh lý và nông sinh học của một số giống bông trong điều kiện thâm canh tại Duyên hải Nam Trung Bộ 53
3.1.1 Một số đặc điểm sinh trưởng của các giống bông tham gia nghiên cứu 53
3.1.2 Động thái chỉ số diện tích lá (LAI) của các giống bông thí nghiệm 55
3.1.3 Động thái hiệu suất quang hợp thuần của các giống bông nghiên cứu 56
3.1.4 Hàm lượng diệp lục trong lá của các giống bông nghiên cứu 57
3.1.5 Tỷ lệ đóng góp số quả trên các loại cành của các giống bông nghiên cứu 58
3.1.6 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống bông nghiên cứu 64
3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến các chỉ tiêu sinh lý, nông sinh học và năng suất của giống bông VN35KS và VN04-4 68
3.2.1 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến một số đặc điểm sinh trưởng của giống bông VN35KS và VN04-4 69
3.2.2 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến động thái chỉ số diện tích lá (LAI) của giống bông VN35KS và VN04-4 71
3.2.3 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến một số chỉ tiêu về quả 73
3.2.4 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống bông lai VN35KS và VN04-4 76
3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng PIX đến các chỉ tiêu sinh lý, nông sinh học và năng suất của giống bông VN35KS và VN04-4 83
3.3.1 Ảnh hưởng của chất điều hoà sinh trưởng PIX đến một số đặc điểm sinh trưởng của giống bông VN35KS và VN04-4 83
3.3.2 Ảnh hưởng của chất điều hoà sinh trưởng PIX đến động thái chỉ số diện tích lá (LAI) của giống bông VN35KS và VN04-4 89
3.3.3 Ảnh hưởng của việc xử lý PIX đến hàm lượng diệp lục trong lá 91
3.3.4 Ảnh hưởng của việc xử lý PIX đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống bông VN35KS và VN04-4 93
3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến các chỉ tiêu sinh lý, nông sinh học và năng suất của giống bông VN35KS và VN04-4 trong điều kiện phun chất điều hòa sinh trưởng PIX 99
3.4.1 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến động thái chỉ số diện tích lá (LAI) 100
3.4.2 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến hiệu suất quang hợp thuần 102
3.4.3 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến số một số chỉ tiêu về quả 104
3.4.4 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 106
3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng phân bón đến các chỉ tiêu sinh lý, nông sinh học và năng suất của giống bông VN35KS và VN04-4 113
3.5.1 Ảnh hưởng của phân bón đến động thái chỉ số diện tích lá (LAI) của giống bông VN35KS và VN04-4 114
3.5.2 Ảnh hưởng của phân bón đến hàm lượng diệp lục trong lá 116
3.5.3 Ảnh hưởng của phân bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống bông VN35KS và VN04-4 118
3.6 Mô hình ruộng bông năng suất cao tại huyện Bắc Bình, tỉnh Bình Thuận 125
3.6.1 Mô hình ruộng bông năng suất cao của giống bông VN35KS 125
3.6.2 Mô hình ruộng bông năng suất cao của giống bông VN04-4 127
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 130
1 Kết luận 130
2 Đề nghị 131
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 132
TÀI LIỆU THAM KHẢO 133
PHỤ LỤC 147

DANH MỤC BẢNG

1.1 Tình hình sản xuất bông của thế giới trong những năm gần đây 8
1.2 Diễn biến tình hình sản xuất bông ở Việt Nam trong những năm qua 9
3.1 Một số đặc điểm sinh trưởng của các giống bông nghiên cứu tại Ninh Thuận năm 2009 54
3.2 Động thái chỉ số diện tích lá (LAI) của các giống bông nghiên cứu tại Ninh Thuận năm 2009 55
3.3 Động thái hiệu suất quang hợp thuần của các giống bông nghiên cứu tại Ninh Thuận năm 2009 57
3.4 Hàm lượng diệp lục trong lá giai đoạn ra hoa rộ của các giống bông nghiên cứu tại Ninh Thuận năm 2009 58
3.5 Tỉ lệ đậu quả/cành quả của các giống bông nghiên cứu tại Ninh Thuận năm 2009 (%) 59
3.6 Tỉ lệ đóng góp số quả/cành quả của các giống bông nghiên cứu tại Ninh Thuận năm 2009 (%) 61
3.7 Tỉ lệ đậu quả ở các vị trí khác nhau trên cành quả của các giống bông nghiên cứu (%) 62
3.8 Tỉ lệ đóng góp quả ở các vị trí khác nhau trên cành quả của các giống bông nghiên cứu (%) 63
3.9 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống bông nghiên cứu tại Ninh Thuận năm 2009 64
3.10 Ảnh hưởng của các mật độ gieo trồng đến số cành quả/cây, số cành đực/cây, chiều dài cành quả dài nhất (CDCQDN) của giống VN35KS và VN04-4 tại Ninh Thuận năm 2009 69
3.11 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến số một số chỉ tiêu về quả của giống bông VN35KS tại Ninh Thuận năm 2009 74
3.12 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến số quả/cây trong các giai đoạn của giống bông lai VN04-4 tại Ninh Thuận năm 2009 75
3.13 Ảnh hưởng của mật độ đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống bông lai VN35KS tại Ninh Thuận năm 2009 76
3.14 Ảnh hưởng của mật độ đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống bông lai VN04-4 tại Ninh Thuận năm 2009 79
3.15 Ảnh hưởng của PIX đến thời gian sinh trưởng và chiều cao cây của giống bông VN35KS tại Ninh Thuận năm 2009 84
3.16 Ảnh hưởng của PIX đến số cành quả/cây, số cành đực/cây, chiều dài cành quả dài nhất của giống bông VN35KS tại Ninh Thuận năm 2009 85
3.17 Ảnh hưởng của PIX đến thời gian sinh trưởng, chiều cao cây và đặc điểm thực vật học của giống bông VN04-4 tại Ninh Thuận năm 2009 87
3.18 Ảnh hưởng của PIX đến hàm lượng diệp lục trong lá của giống bông VN35KS tại Ninh Thuận năm 2009 91
3.19 Ảnh hưởng của PIX đến hàm lượng diệp lục trong lá của giống bông VN04-4 tại Ninh Thuận năm 2009 92
3.20 Ảnh hưởng của PIX đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống bông VN35KS tại Ninh Thuận năm 2009 93
3.21 Ảnh hưởng của PIX đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống bông VN04-4 tại Ninh Thuận năm 2009 96
3.22 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến động thái của hiệu suất quang hợp thuần của giống bông VN35KS tại Ninh Thuận năm 2009 103
xi
3.23 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến số một số chỉ tiêu về quả của giống bông VN35KS tại Ninh Thuận năm 2009 104
3.24 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến một số chỉ tiêu về quả của giống bông lai VN04-4 tại Ninh Thuận năm 2009 105
3.25 Ảnh hưởng của mật độ đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống bông lai VN35KS tại Ninh Thuận năm 2009 106
3.26 Ảnh hưởng của mật độ đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống bông lai VN04-4 tại Ninh Thuận năm 2009 109
3.27 So sánh ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến năng suất và năng suất bông trong điều kiện có xử lý PIX và không xử lý PIX 112
3.28 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón đến động thái chỉ số diện tích lá của giống bông VN35KS tại Ninh Thuận, năm 2010 114
3.29 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón đến động thái chỉ số diện tích lá của giống bông VN04-4 tại Ninh Thuận năm 2010 115
3.30 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón đến hàm lượng diệp lục trong lá của giống bông VN35KS tại Ninh Thuận năm 2010 116
3.31 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón đến hàm lượng diệp lục trong lá của giống bông VN04-4 tại Ninh Thuận năm 2010 117
3.32 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống bông VN35KS tại Ninh Thuận năm 2010 118
3.33 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống bông VN04-4 tại Ninh Thuận năm 2010 122
3.34 Ảnh hưởng của các mô hình đến thời gian sinh trưởng, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của của giống bông VN35KS tại Bình Thuận năm 2011 126
3.35 Ảnh hưởng của các mô hình đến thời gian sinh trưởng, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của giống bông VN04-4 tại Bình Thuận năm 2011 127
3.36 Hiệu quả kinh tế của các mô hình tại Bình Thuận năm 2011 128

DANH MỤC HÌNH

3.1 Chỉ số diện tích lá và năng suất bông của các giống bông nghiên cứu 66
3.2 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến động thái chỉ số diện tích lá của giống bông lai VN35KS 71
3.3 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến động thái chỉ số diện tích lá của giống bông lai VN04-4 72
3.4 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến chỉ số diện tích lá và năng suất của giống bông lai VN35KS 78
3.5 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến chỉ số diện tích lá và năng suất của giống bông lai VN04-4 81
3.6 Ảnh hưởng của xử lý PIX đến động thái chỉ số diện tích lá của giống bông lai VN35KS 89
3.7 Ảnh hưởng của xử lý PIX đến động thái chỉ số diện tích lá của giống bông lai VN04-4 90
3.8 Ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng PIX đến chỉ số diện tích lá và năng suất của giống bông VN35KS 95
3.9 Ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng PIX đến chỉ số diện tích lá và năng suất của giống bông VN04-4 98
3.10 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến động thái chỉ số diện tích lá của giống bông lai VN35KS 100
3.11 Động thái diễn biến chỉ số diện tích lá của giống bông lai VN04-4 ở các mật độ gieo trồng khác nhau 101
3.12 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến chỉ số diện tích lá và năng suất của giống bông lai VN35KS 108
3.13 Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến chỉ số diện tích lá và năng suất của giống bông lai VN04-4 111
3.14 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón đến chỉ số diện tích lá và năng suất của giống bông VN35KS 121
3.15 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón đến chỉ số diện tích lá và năng suất của giống bông VN04-4 124

MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài
Cây bông là một trong những cây cho sợi quan trọng của Việt Nam, có thể trồng được tại nhiều vùng sinh thái của nước ta. Cây bông đã khẳng định được vị trí của mình trong hệ thống sản xuất nông nghiệp nói chung và cơ cấu cây trồng ngắn ngày nói riêng tại nhiều vùng như Tây nguyên, Duyên hải Trung Bộ, Đông Nam Bộ và miền núi phía Bắc. Nhờ việc áp dụng các thành tựu khoa học trong thập kỷ qua nên diện tích, năng suất và sản lượng bông đã tăng lên. Trong đó, điển hình là niên vụ 2002-2003, diện tích bông đạt 32.265 ha với sản lượng bông hạt 32.627 tấn, đáp ứng khoảng 10% nhu cầu nguyên liệu cho ngành Dệt trong nước.
Lịch sử phát triển cây bông ở nước ta đã cho thấy đây là cây trồng có nhiều thăng trầm và hiện đang đứng trước thách thức lớn. Trong những năm gần đây diện tích sản xuất bông của nước ta rất thấp chưa đạt 10.000 ha, năng suất bình quân cả nước đạt xấp xỉ 1,0 tấn/ha/vụ. Ngoài việc mở rộng diện tích trồng bông thì việc tác động các biện pháp kỹ thuật để tăng năng suất, sản lượng bông nhằm tăng hiệu quả kinh tế cho người trồng bông và đạt mục tiêu đến năm 2015 diện tích bông Việt Nam đạt 30.000 ha, với năng suất bông có tưới trung bình đạt 2,0 tấn/ha, sản lượng xơ đạt 20.000 tấn như quyết định số 29/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ đưa ra vào đầu năm 2010 là vấn đề hết sức cần thiết (Thủ tướng Chính phủ, 2010).
Việc sử dụng các giống bông lai chống chịu được sâu bệnh đã nâng cao năng suất bình quân ở Việt Nam tăng gấp đôi so với trước đây. Tuy nhiên, năng suất này vẫn chưa thể hiện hết tiềm năng năng suất của giống do chưa áp dụng đồng bộ các biện pháp kỹ thuật. Nghiên cứu sinh lý của ruộng bông để làm cơ sở cho việc xây dựng các biện pháp kỹ thuật tăng năng suất bông là có ý nghĩa quan trọng hàng đầu. Việc xây dựng quy trình kỹ thuật để có ruộng bông năng suất cao đều phải thông qua các quá trình sinh lý của cây bông. Timiriazep- nhà Sinh lý học thực vật người Nga đã nói “Sinh lý thực vật là cơ sở của trồng trọt hợp lý”. Để đạt được năng suất cao của cây bông không thể thiếu được sự hiểu biết về sinh lý của cây bông năng suất cao, vì năng suất cao là kết quả của một sự phối hợp tốt nhất của các quá trình sinh lý khác nhau của cây. Tuy nhiên, ở Việt Nam vấn đề này còn rất ít được quan tâm, đặc biệt là việc nghiên cứu xác định các chỉ tiêu sinh lý có quan hệ chặt với năng suất như chỉ số diện tích lá, hiệu suất quang hợp . và các giải pháp điều khiển sinh trưởng, phát triển của cây bông.
Năng suất kinh tế cao là mục tiêu của người trồng trọt, đồng thời cũng là mục tiêu cuối cùng của các nhà nghiên cứu nông học và sinh lý thực vật. Vì vậy, việc nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh lý cây bông nhằm làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật thích hợp là rất cần thiết. Xuất phát từ những yêu cầu trên chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật đến các chỉ tiêu sinh lý và nông sinh học của cây bông trồng tại Duyên hải Nam Trung Bộ”.
2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
2.1 Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu xác định được một số chỉ tiêu sinh lý và nông sinh học của cây bông có liên quan chặt với năng suất bông trồng tại Duyên hải Nam Trung Bộ, làm cơ sở xây dựng quy trình kỹ thuật thâm canh tăng năng suất cho các giống bông.
2.2 Mục tiêu cụ thể
- Xác định ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật (giống, mật độ gieo trồng, phân bón, chất điều hòa sinh trưởng PIX) đến một số chỉ tiêu sinh lý, nông sinh học và năng suất của cây bông.
- Xác định được tương quan giữa các chỉ tiêu sinh lý và nông sinh học với năng suất bông dưới tác động của các biện pháp kỹ thuật.
- Xây dựng mô hình thâm canh tăng năng suất bông trong vụ đông xuân tại Duyên hải Nam Trung Bộ.