Nghiên cứu kỹ thuật chăm sóc cây in vitro giống gừng G10 trong vườm ươm

23 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 2(99)/2019 Evaluation of agrobiological characteristics of rice germplasms collected from Thanh Hoa, Vietnam Vu Dang Toan, Phan Thị Nga, Bui Thi Thu Huyen, Vu Dang Tuong, La Tuan Nghia, Duong Thi Hong Mai, Ngo Duc The Abstract A collection of 300 rice accessions collected from Thanh Hoa, Vietnam were evaluated for 42 agrobiological characteristics. The agrobiological characteristics were very various and diverse: 78.33% accessions had growth duration from medium to long (120-150 days). There were 76.33% accessions with big seeds (20 - 30 g/1000 seeds). Many accessions had potential yield components. The rice collection was characterized by diverse colours of seed coat, especially purple (22 accessions), red (20 accessions), brown (3 accessions). Evaluation of genetic diversity based on 42 agronomic morphological traits revealed that genetic similarity coefficient of 300 examined accessions ranged from 0.23 to 0.81. At the similarity coefficient of 0.28, 300 accessions of rice were divided into 3 distinct groups: Group I was the accession 105; group II included 6 accessions (203, 106, 150, 176, 161 and 75) with the similarity coefficient from 0.29 to 0.81; and group III composed of 293 other accessions with the similarity coefficient from 0.314 to 0.81. Keywords: Rice, evaluation, agronomic traits, genetic diversity Ngày nhận bài: 17/12/2018 Ngày phản biện: 5/1/2019 Người phản biện: TS. Phạm Xuân Liêm Ngày duyệt đăng: 14/2/2019 1 Trung tâm Tài nguyên thực vật NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT CHĂM SÓC CÂY IN VITRO GIỐNG GỪNG G10 TRONG VƯỜM ƯƠM Trịnh Thùy Dương1, Lê Khả Tường1, Phạm Thị Kim Hạnh1 TÓM TẮT Để nhân nhanh giống gừng G10 đảm bảo sạch bệnh, đồng nhất thì phương pháp nhân giống bằng công nghệ nuôi cấy mô tế bào là giải pháp thích hợp. Cây con in vitro đưa ra vườn ươm đạt tỷ lệ sống cao nhất 91% khi được huấn luyện bằng cách đặt bình cây trong điều kiện nhiệt độ phòng 3 ngày, sau đó đưa bình cây ra đặt ở vườn ươm 4 ngày. Ra cây vào vụ Xuân trên giá thể xơ dừa nghiền hoặc đất phù sa : xơ dừa (tỷ lệ 1 : 1) kết hợp phun định kỳ 10 ngày/lần phân bón Grown More có tỉ lệ N : P : K là 30 : 20 : 10 trong tháng đầu tiên và tỉ lệ 30 : 10 : 10 trong tháng tiếp theo. Từ khóa: Giống gừng G10, in vitro gừng, nuôi cấy mô, chăm sóc, vườn ươm I. ĐẶT VẤN ĐỀ Giống gừng G10 là giống gừng có năng suất, chất lượng cao được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận sản xuất thử cho các vùng sinh thái phía Bắc từ năm 2017. Đây là giống thích ứng rộng với các vùng sinh thái phía Bắc, thời gian sinh trưởng dao động từ 260 - 270 ngày, củ to, ruột vàng rất thích hợp với thị hiếu tiêu dùng hiện nay, năng suất cao biến động từ 26 - 29 tấn/ha, chất lượng tốt với hàm lượng tinh dầu 4,3 - 4,8%, vitamin C từ 7 - 9 mg, kẽm 1 - 1,3 mg/kg (Lê Khả Tường, 2017). Trong sản xuất, việc nhân giống G10 đều được thực hiện bằng con đường sinh sản vô tính từ củ. Với phương pháp nhân giống này các hom giống được tách ra từ nguồn củ sống trên đồng ruộng có nhiều nhược điểm như nguy cơ lây nhiễm bệnh cao, các hom giống không đồng nhất về tuổi sinh lý, tiêu tốn nhiều số lượng củ giống. Từ đó làm tăng giá thành sản xuất và tăng chi phí đầu tư, tăng giá thành sản phẩm. Các yếu tố này làm cản trở việc xuất khẩu gừng G10 ra thị trường thế giới. Nhân dòng vô tính gừng thông qua nhân nhanh chồi đỉnh đã được công bố bởi nhiều tác giả trên thế giới (Hosoki and Sagawa,1977; Balachandran et al.,1990; Rout and Das, 1997), nhờ phương pháp này có thể tăng nhanh diện tích sản xuất những giống gừng có chất lượng cao, sạch bệnh đồng thời nhân giống bằng nuôi cấy mô có thể giảm mức đầu tư giống tiết kiệm đến 40% chi phí giống ban đầu (Trần Thị Đính và Lê Khả Tường, 2014). Vì vậy, việc 24 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 2(99)/2019 nhân nhanh giống gừng bằng công nghệ nuôi cấy mô tế bào chính là lời giải cho vấn đề nhân giống gừng G10. Để sản xuất cây giống in vitro gừng G10 thành công cần trải qua 2 quá trình: (1) Nhân giống vô tính thông qua nuôi cấy chồi; (2) Chăm sóc cây con in vitro ngoài vườn ươm. Kết quả nghiên cứu của bài báo tập trung vào các kỹ thuật chăm sóc cây con in vitro khi đưa ra vườn ươm. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu - Cây in vitro gừng G10 đủ tiêu chuẩn ra ngoài vườn ươm có 4 lá; 4 rễ, chiều dài rễ 2 - 3 cm; lá rộng 0,6 cm, cao cây 6 - 9 cm, lá xanh, cây cứng, sức sống tốt. - Các loại vật liệu làm giá thể: cát ẩm, xơ dừa, đất phù xa, trấu hun. - Các loại phân bón: Grown more (30 N : 10 P : 10 K), Grown more có (30 N : 20 P : 10 K), Komix Sông Gianh (30 N : 15 P : 10 K). 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm - Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên, 3 lần nhắc lại,mỗi công thức tiến hành với 30 cây. - Các thí nghiệm cụ thể: + Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của phương pháp huấn luyện cây đến cây con in vitro gồm 3 công thức: (i) để bình cây ở nhiệt độ phòng 0 - 7 ngày; (ii) để bình cây ở nhiệt độ ngoài vườn ươm 0 - 7 ngày; (iii) để bình cây ở nhiệt độ phòng 3 ngày sau đó đưa ra vườn ươm để 4 ngày. + Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của thời vụ ra đến cây con in vitro giống gừng G10 ngoài vườn ươm gồm 4 công thức: (i) ra cây vụ Xuân (ngày 01/3); (ii) ra cây vụ Hè (ngày 20/5); (iii) ra cây vụ Thu (ngày 15/8); (iv) ra cây vụ Đông (ngày 10/11). + Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của giá thể ra cây đến cây con in vitro giống gừng G10 ngoài vườn ươm gồm 6 công thức: (i) ra cây trực tiếp trên 100% cát ẩm; (ii) ra cây trên bầu giá thể đất phù sa: trấu hun tỷ lệ 1:1; (iii) ra cây trên bầu giá thể 100% trấu hun; (iv) ra cây trên bầu giá thể 100% xơ dừa nghiền; (v) ra cây trên bầu giá thể đất phù sa: xơ dừa tỉ lệ (1 : 1); (vi) ra cây trên bầu giá thể đất phù sa: cát tỉ lệ (1 : 1). Tiến hành thí nghiệm trong 2 vụ: Vụ Thu 2017 ra cây ngày 15/8, vụ Xuân 2018 (ra cây 1/3/2018). + Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của loại phân bón lá đến sự phát triển của cây con in vitro giống gừng G10 ngoài vườn ươm gồm 3 công thức: (i) Đối chứng (phun nước lã); (ii) Grown more có (30 N : 20 P : 10 K); (iii) Grown more (30 N : 10 P : 10 K); (iv) Komix Sông Gianh (30 N: 15 P : 10 K). Nồng độ phun 0,3 g/l. Phun định kỳ phun 10 ngày/lần. Sau 1 tháng chọn lựa cây ở công thức tốt nhất tiếp tục phun các loại phân bón lá để theo dõi sinh trưởng của cây con in vitro tháng thứ 2. Tiến hành thí nghiệm trong 2 vụ: Vụ Thu 2017 ra cây ngày 15/8, vụ Xuân 2018 (ra cây 1/3/2018). 2.2.2. Chỉ tiêu nghiên cứu - Tỉ lệ cây sống (chết) = ˟ 100 Tổng số cây sống (chết) Tổng số cây theo dõi - Số lá/cây (lá): Đếm tổng số lá trên cây sau lần theo dõi. - Chiều cao cây (cm): Đo từ gốc đến hết ngọn lá. - Số ngày từ khi trồng đến khi ra lá mới (số ngày bắt đầu ra lá mới): Đếm số ngày từ khi ra cây đến khi cây in vitro ra lá mới đầu tiên. - Thời gian thu thập số liệu: Sau 1 đến 2 tháng kể từ khi ra cây. 2.2.3. Xử lý số liệu Các số liệu được xử lý trên Excel và IRRISTAT 5.0. 2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 5/2017 đến tháng 5/2018 tại Trung tâm Tài nguyên thực vật - An Khánh, Hoài Đức, Hà Nội. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Thời gian huấn luyện cây con trước khi đưa ra vườn ươm Cây in vitro được nuôi cấy trong phòng với các điều kiện nhân tạo, khi đưa cây ngay ra ngoài vườn ươm cây dễ bị sốc do chưa kịp thời thích nghi với điều kiện bên ngoài như nhiệt độ, ánh sáng, dinh dưỡng Vì vậy, cần thiết phải có quá trình huấn luyện cây, để cây thích nghi với môi trường tự nhiên một cách từ từ. Kết quả nghiên cứu một số biện pháp huấn luyện cây con được thể hiện qua bảng 1. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc huấn luyện cây bằng các phương pháp khác nhau ảnh hưởng tới tỷ lệ sống của cây con in vitro. Phương pháp huấn luyện cây kết hợp bằng cách để cây trong phòng ở nhiệt độ bình thường 3 ngày sau đó đưa cây ra để ở nhiệt độ vườn ươm 4 ngày cho cây con có tỷ lệ sống cao nhất sau 15 ngày đạt 91,00% và thời gian cây ra lá mới ngắn hơn là 20 ngày. 25 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 2(99)/2019 Bảng 1. Ảnh hưởng của thời gian huấn luyện cây con in vitro gừng G10 trước khi đưa ra vườn ươm Công thức Tỉ lệ cây chết (%) Tỉ lệ cây sống (%) Số ngày ra lá mới (ngày) Sau 5 ngày Sau 10 ngày Sau 15 ngày CT1 11,11 15,56 18,89 81,11 25 CT2 18,89 22,22 26,67 73,33 23 CT3 3,33 7,78 9,00 91,00 20 3.2. Thời vụ ra cây in vitro ngoài vườn ươm Gừng là loài có chu kỳ sinh trưởng nhạy cảm với ánh sáng và nhiệt độ. Chu kỳ sinh trưởng của cây gừng là nảy mầm trong vụ Xuân, sinh trưởng, phát triển trong suốt vụ Hè và vụ Thu, sang vụ Đông cây bắt đầu tàn lá. Từ thực thế đó nhóm nghiên cứu đã thực hiện ra cây trong vụ Xuân, Hè, Thu, Đông để xác định thời vụ ra cây tốt nhất (Bảng 2). Bảng 2. Ảnh hưởng của thời vụ ra cây đến sinh trưởng của cây con giai đoạn vườn ươm tại An Khánh (2017 - 2018) Công thức Sinh trưởng cây (2 tháng sau khi ra cây) Tỷ lệ sống (%) Ngày ra lá mới (ngày) Số lá/ cây Chiều cao cây (cm) Xuân ( 1/3) 100,00 15 7,5 18,83 Hè (20/5) 93,33 19 7,2 17,87 Thu (15/8) 85,56 20 6,3 13,35 Đông (10/11) 36,67 42 6,0 11,99 LSD0,05 0,38 0,30 0,41 CV (%) 5,4 15,0 9,1 Kết quả nghiên cứu ở bảng 2 cho thấy việc ra cây ở các thời vụ khác nhau ảnh hưởng lớn tới sinh trưởng phát triển của cây con in vitro gừng G10. Cây con in vitro G10 cho ra vào vụ Xuân, Hè cho tỷ lệ cây sống cao hơn, đạt từ 93,33 - 100%, vụ Thu tỷ lệ cây con sống giảm còn 85,56% và vụ Đông tỷ lệ cây sống chỉ còn 36,67%. Đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng cho thấy con in vitro gừng G10 được ra vụ Xuân, Hè cũng sinh trưởng phát tốt hơn cây con ra vào vụ Thu Đông. Chiều cao cây ra vào vụ Xuân Hè trung bình từ 17,87 - 18,83 cm trong khi cây ra vụ Thu và vụ Đông chiều cao cây chỉ đạt từ 11,99 - 13,35 cm. Có thể thấy rằng kết quả nghiên cứu hoàn toàn trùng khớp với thời vụ trồng gừng G10 trong sản xuất từ 1 - 15/3 hàng năm. 3.3. Giá thể trồng cây con ngoài vườn ươm Giá thể là nền để cây neo bám và hút nước cũng như chất dinh dưỡng. Giá thể cần thông thoáng và giữ được ẩm, chất dinh dưỡng, giúp rễ cây gừng có thể phát triển tốt. Kết quả thí nghiệm thể hiện ở bảng 3 cho thấy việc ra cây trực tiếp trên cát ẩm và ra cây trên giá thể ảnh hưởng lớn tới tỷ lệ sống của cây con in vitro. Việc ra cây trực tiếp trên cát làm cây con chết nhiều, tỷ lệ cây con in vitro sống trên cát đạt 47,78% trong vụ Thu năm 2017 và 67,78% trong vụ Xuân năm 2018 thấp hơn hẳn so với việc ra cây con trên giá thể. Kết quả nghiên cứu ở bảng 3 cũng cho thấy trên các giá thể khác nhau tỷ lệ sống của cây con in vitro cũng khác nhau. Cây con in vitro gừng G10 sinh trưởng tốt nhất trên giá thể đất phù sa - xơ dừa hoặc giá thể xơ dừa hoàn toàn. Trên giá thể xơ dừa tỷ lệ cây con sống đạt 82,22% trong vụ Thu 2017 và 97,78% trong vụ Xuân năm 2018, ra lá mới sau 14 - 17 ngày, trung bình 5,9 đến 6,3 lá/cây và chiều cao cây trung bình đạt 18,86 cm. Trên giá thể đất phù sa - xơ dừa tỷ lệ cây con sống đạt 100%, ra lá mới sau trồng 15 ngày với 7,1 lá/cây và chiều cao cây trung bình đạt 11,75 đến 16,96 cm. Bảng 3. Ảnh hưởng của các loại giá thể đến tỷ lệ sống của cây con giống gừng G10 ngoài vườn ươm (2 tháng) tại An Khánh (2017 - 2018) Giá thể Thu - 2017 Xuân - 2018 Tỷ lệ cây sống (%) Ngày ra lá mới (ngày) Số lá/cây (lá) Chiều cao cây (cm) Tỷ lệ cây sống (%) Ngày ra lá mới (ngày) Số lá/cây (lá) Chiều cao cây (cm) Cát 47,78 25 5,1 9,87 67,78 23 5,9 13,72 Phù sa - trấu hun 57,78 20 5,3 10,49 93,33 17 6,2 16,55 Trấu hun 52,22 19 5,4 10,09 96,67 17 6,1 15,34 Xơ dừa 82,22 17 5,9 11,75 97,78 14 6,3 18,86 Phù sa - xơ dừa 87,78 16 6,6 11,38 100,00 15 7,1 16,96 Phù sa - cát 51,11 23 5,9 10,75 88,89 19 6,3 17,14 LSD0,05 0,4 0,25 0,37 0,48 0,21 0,43 CV (%) 7,0 14,8 11,7 9,4 11,3 8,9 26 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 2(99)/2019 3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón lá đến cây ngoài vườn ươm Ở mỗi giai đoạn cây gừng có nhu cầu dinh dưỡng khác nhau. Việc tìm hiểu ảnh hưởng của các loại dinh dưỡng đến khả năng sinh trưởng, phát triển của cây gừng theo từng giai đoạn khác nhau là cần thiết để xác đinh được loại dinh dưỡng tốt nhất sau từng giai đoạn. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón lá đến sinh trưởng của cây con in vitro gừng G10 sau khi ra cây từ 1 đến 2 tháng ngoài vườn ươm (Bảng 4). Kết quả cho thấy so với việc không được bón phân thì các công thức sử dụng phân bón đều giúp cây có sự sinh trưởng tốt hơn trong cả 2 vụ ra cây. Cụ thể: Trong giai đoạn 1 tháng đầu khi vừa đưa cây ra vườn ươm, CT2 (Growmore có tỷ lệ N : P : K là 30 : 20 : 10) cho cây phát triển tốt nhất với chiều cao cây vụ Thu đạt 12,13 cm, vụ Xuân đạt 16,47 cm. Ngày ra lá mới sớm nhất so với các công thức còn lại chỉ còn 15 ngày trong vụ Thu và 11 ngày trong vụ Xuân. Tiếp tục lấy cây con trong CT2 này sử dụng các công thức bón phân khác nhau cho kết quả trong giai đoạn 2 tháng sau khi đưa ra vườn ươm, CT3 (Growmore có tỷ lệ N : P : K là 30 : 10 : 10) là công thức cho cây có sự phát triển tốt hơn với chiều cao cây đạt 14,73 cm trong vụ Thu và 18,44 cm trong vụ Xuân. Sự khác biệt này được lý giải bởi cây gừng in vitro phát triển khá nhanh cần thành phần dinh dưỡng khác nhau để giúp cây phát triển tốt theo từng giai đoạn phát triển của cây (Bảng 4). Bảng 4. Ảnh hưởng của phân bón đến cây con ngoài vườn ươm tại An Khánh (2017 - 2018) Công thức Thu - 2017 Xuân - 2018 Cây 1 tháng Cây 2 tháng Cây 1 tháng Cây 2 tháng Thời gian ra lá mới (ngày) Số lá/ cây (lá) Chiều cao cây (cm) Số lá/ cây (lá) Chiều cao cây (cm) Thời gian ra lá mới (ngày) Số lá/ cây (lá) Chiều cao cây (cm) Số lá/ cây (lá) Chiều cao cây (cm) CT1 18 6,1 11,30 7,0 12,56 14 6,5 14,80 7,6 16,59 CT2 15 6,6 12,13 7,6 13,83 11 7,4 16,47 8,4 18,03 CT3 16 6,5 11,76 7,4 14,73 12 7,1 15,84 8,0 18,44 CT4 18 6,2 11,72 7,3 14,25 15 7,1 14,96 8,1 17,35 LSD0,05 0,35 0,25 0,38 0,25 0,43 0,38 0,31 0,32 0,47 0,39 CV (%) 7,2 13,4 11,0 11,5 10,5 9,8 15,1 10,5 13,6 7,5 IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1. Kết luận - Cây con in vitro giống gừng G10 đưa ra vườn ươm đạt tỷ lệ sống cao nhất 91% khi được huấn luyện bằng cách đặt bình cây trong điều kiện nhiệt độ phòng 3 ngày, sau đó đưa bình cây ra đặt ở vườn ươm 4 ngày. - Ra cây vào vụ Xuân trên giá thể xơ dừa nghiền hoặc đất phù sa : xơ dừa (tỷ lệ 1 : 1) - Trong tháng đầu tiên sử dụng phân bón Grown more có tỉ lệ N : P : K là 30 : 20 : 10, tháng tiếp theo sử dụng phân bón Grown more có tỉ lệ N : P : K là 30 : 10 : 10 phun định kỳ 10 ngày/lần trong điều kiện vườn ươm. 4.2. Đề nghị Hoàn thiện quy trình nhân giống in vitro và xây dựng mô hình cây in vitro trên đồng ruộng cho giống gừng G10. TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Thị Đính, Lê Khả Tường, 2014. Nhân giống gừng mới QT1 bằng phương pháp nuôi cấy mô. Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển nông thôn, 9: 40-45. Lê Khả Tường, 2017. Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu tuyển chọn và phát triển giống gừng, nghệ năng suất cao, chất lượng tốt cho các tỉnh phía Bắc”. Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam. Balachandran, S.N., S.R. Bhat, and K.P.S. Chandel, 1990.  In vitro  clonal multiplication of turmeric (Curcuma spp.) and ginger (Zingiber officinales Rosc.). Plant Cell Rep, 8, pp. 521-524. Hosoki T, Sagawa Y, 1977. Clonal propagation of ginger (Zingiber officinale Rosc.) through tissue culture. HortScience, 12, pp.451-452. Rout, G. R. and Das, P, 1997. In vitro organogenesis in ginger (Zingiber officinale Rosc.). Journal of Herbs, Spices and Medicinal Plants, 4, pp. 41-51.