Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu Nếp Ngự Sa Huỳnh tại Quảng Ngãi - Trần Xuân Hạnh

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TRẦN XUÂN HẠNH NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN VÀ MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC GIỐNG NẾP NGỰ SA HUỲNH TẠI TỈNH QUẢNG NGÃI LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HUẾ - 2025 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TRẦN XUÂN HẠNH NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN VÀ MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC GIỐNG NẾP NGỰ SA HUỲNH TẠI TỈNH QUẢNG NGÃI CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG MÃ SỐ: 962 01 10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. NGUYỄN ĐÌNH THI 2. NGUYỄN THANH LIÊM HUẾ - 2025 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án tiến sĩ “Nghiên cứu đặc điểm di truyền và một số biện pháp kỹ thuật canh tác giống nếp Ngự Sa Huỳnh tại tỉnh Quảng Ngãi” là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Những số liệu, kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và là kết quả quá trình làm việc nghiêm túc của bản thân.

Kết quả này chưa từng được công bố trên các tài liệu khoa học trong nước và quốc tế. Các tài liệu tham khảo và kế thừa trong luận án đều được trích dẫn và chú thích đầy đủ. Nếu có gì sai sót tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Tác giả luận án Trần Xuân Hạnh ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ về tinh thần và vật chất từ các cá nhân, tập thể, cơ quan đơn vị.

Nhân đây, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành về những sự giúp đỡ quý giá đó. Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng tri ân sâu sắc tới Thầy giáo, PGS. Nguyễn Đình Thi, Khoa Nông học, Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế và Thầy giáo, TS. Nguyễn Thanh Liêm, Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Quy Nhơn là những người hướng dẫn khoa học.

Quý thầy đã định hướng cho tôi thực hiện nghiên cứu này, tư vấn thấu đáo và tận tâm giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc và Ban Đào tạo sau đại học, Đại học Huế; Ban Giám hiệu và Phòng Đào tạo & Công tác sinh viên, Trường Đại học Nông Lâm; Tập thể cán bộ giảng viên Khoa Nông học, Trường Đại học Nông Lâm; Ban giám hiệu và Khoa Khoa học tự nhiên Trường Đại học Quy Nhơn, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Quảng Ngãi; Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Quảng Ngãi; Trung tâm Khí tượng thủy văn và Cục thống kê tỉnh Quảng Ngãi; Thành ủy, Uỷ ban nhân dân Thành phố Quảng Ngãi; Tập thể Hội đồng sư phạm Trường Trung học cơ sở Nghĩa Dũng Thành phố Quảng Ngãi; Các hộ nông dân thôn Tấn Lộc, xã Phổ Châu; Hợp tác xã Nông nghiệp xã Phổ Châu và Hợp tác xã Nông nghiệp phường Phổ Thạnh, thị xã Đức Phổ, tỉnh Quảng Ngãi đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện và hoàn thành luận án. Có được sự trưởng thành như ngày hôm nay, tôi vô cùng biết ơn ba mẹ người đã sinh thành, chịu nhiều vất vả để nuôi dưỡng tôi nên người; Xin cảm ơn đến người vợ hiền cùng các con của tôi đã tạo mọi điều kiện và động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án. Xin trân trọng cảm ơn! Tp Huế, ngày 29 tháng 9 năm 2025 Tác giả luận án Trần Xuân Hạnh iii TÓM TẮT Đề tài luận án nghiên cứu đặc điểm di truyền và một số biện pháp kỹ thuật canh tác giống nếp Ngự Sa Huỳnh tại tỉnh Quảng Ngãi, nhằm đóng góp vào quá trình phục tráng, bảo tồn và phát triển nguồn gen cây cũng như góp phần hoàn thiện quy trình kỹ thuật cho giống nếp đặc sản của địa phương.

Trên cơ sở đó, đề tài tập trung vào 4 mục tiêu nghiên cứu chính: (1) Đánh giá đặc điểm di truyền của giống nếp Ngự Sa Huỳnh bằng chỉ thị phân tử và hình thái, đồng thời phân tích các đặc điểm nông sinh học đặc trưng của giống nếp Ngự Sa Huỳnh. (2) Nghiên cứu xác định lượng giống gieo sạ tối ưu, phù hợp với điều kiện canh tác tại địa phương. (3) Nghiên cứu xác định liều lượng đạm và kali phù hợp cho giống nếp Ngự Sa Huỳnh. (4) Xây dựng mô hình sản xuất giống nếp Ngự Sa Huỳnh.

Đề tài đã tiến hành điều tra và thu thập 100 mẫu giống nếp Ngự Sa Huỳnh trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi và 06 mẫu nếp Ngự Bình Định. Kết quả cho thấy, trong số 108 chỉ thị SSR sử dụng cho nghiên cứu đa dạng di truyền của 100 mẫu nếp Ngự Sa Huỳnh và 06 mẫu nếp Ngự Bình Định thu thập thì có 48 chỉ thị cho đa hình (44,44%) với tổng cộng 139 allele. Số lượng allele dao động từ 2 đến 8 allele/locus đạt trung bình 4,02 allele/locus. Chỉ số PIC của 48 chỉ thị SSR dao động từ 0,33 đến 0,87, trung bình đạt 0,61.

Hệ số tương đồng di truyền dao động từ 0,41 đến 0,98. Với hệ số tương đồng là 0,41 đã phân chia 106 mẫu lúa nếp Ngự thành 2 nhóm chính là A và B. Ở hệ số tương đồng 0,55, nhóm A tiếp tục được chia thành ba phân nhóm: A1 (11,32%), A2 (12,26%) và A3 (21,7%). Nhóm B được chia thành hai phân nhóm: B1 (16,04%) và B2 (38,68%).

Kết quả phân tích đa dạng di truyền của 100 mẫu nếp Ngự Sa Huỳnh cho thấy có 9 mẫu giống có hệ số tương đồng cao trên 90% (NHS-4, NHS-18, NHS-20, NHS-22, NHS-23, NHS-35, NHS-85, NHS-86, NHS-87). Bên cạnh đặc điểm di truyền, nghiên cứu còn tập trung đánh giá đặc điểm nông sinh học của giống nếp Ngự Sa Huỳnh. Kết quả đã mô tả được 29 chỉ tiêu về đặc điểm hình thái và các chỉ tiêu chính về sinh trưởng phát triển, năng suất và chất lượng của giống nếp Ngự Sa Huỳnh Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của lượng giống gieo sạ đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của giống nếp Ngự Sa Huỳnh. Kết quả xác định lượng giống gieo sạ phù hợp cho giống nếp Ngự Sa Huỳnh tại tỉnh Quảng Ngãi trong vụ Mùa và Đông Xuân là 120 kg/ha.

Bên cạnh lượng giống gieo sạ, phân bón cũng là một trong những yếu tố then chốt ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất giống nếp Ngự Sa Huỳnh. Thí nghiệm 2 nhân tố gồm 4 liều lượng đạm (N1: 0 kgN/ha, N2: 40 kg N/ha, N3: 80 kg N/ha, N4: 120 kg N/ha) và 4 liều lượng kali (K1: 0 kg K2O/ha, K2: 30 kg K2O/ha, K3: 60 kg iv K2O/ha, K4: 90 kg K2O/ha) + Nền (5 tấn phân chuồng/ha + 50 kg P2O5). Kết quả cho thấy, tổ hợp phân đạm và kali cho giống nếp Ngự Sa Huỳnh tại tỉnh Quảng Ngãi ở vụ Mùa và vụ Đông Xuân là 80 kg N/ha + 60 kg K2O/ha trên nền bón 5 tấn phân chuồng/ha + 50 kg P2O5/ha, giống nếp Ngự Sa Huỳnh cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao (vụ Mùa đạt 3,86 tấn/ha và vụ Đông Xuân đạt 4,83 tấn/ha). Từ những kết quả nghiên cứu trên, chúng tôi tiến hành xây dựng mô hình sản xuất giống nếp Ngự Sa Huỳnh ở vụ Mùa 2024 và vụ Đông Xuân 2024-2025 tại xã Phổ Châu, thị xã Đức Phổ, tỉnh Quảng Ngãi.

Kết quả nghiên cứu về lượng giống gieo sạ, liều lượng phân đạm và kali đã cho năng suất tăng so với đối chứng. Ở vụ Mùa 2024 là 18,4% và vụ Đông Xuân là 18,1%, tăng thu vụ Mùa 2024 là 11,6 triệu đồng/ha và vụ Đông Xuân là 14,4 triệu đồng/ha. Kết quả nghiên cứu khẳng định rằng giống nếp Ngự Sa Huỳnh thu thập từ nông dân (giống chưa phục tráng) khi gieo sạ với lượng giống 120 kg/ha và bón 80 kg N/ha + 60 kg K2O5 + 5 tấn phân chuồng/ha + 50 kg P2O5 đã sinh trưởng, phát triển tốt, cho năng suất cao và tăng thu so với đối chứng. v ABSTRACT The dissertation investigates the genetic characteristics and certain agronomic practices of the Ngu Sa Huynh glutinous rice landrace in Quang Ngai Province, aiming to contribute to the restoration, conservation, and development of plant genetic resources, as well as to improve the cultivation protocol for this local specialty rice variety.

Based on this objective, the study focuses on four main research goals: (1) Assessing the genetic characteristics of the Ngu Sa Huynh glutinous rice variety using molecular and morphological markers, while analyzing the distinct agro-biological traits of the variety. (2) Determining the optimal seeding rate appropriate for the local cultivation conditions. (3) Identifying the suitable nitrogen and potassium fertilization levels for the Ngu Sa Huynh glutinous rice. (4) Developing a production model for the Ngu Sa Huynh variety.

The study conducted surveys and collected 100 samples of Ngu Sa Huynh glutinous rice from across Quang Ngai Province and 6 Ngu glutinous rice samples from Binh Dinh Province. Results showed that among 108 SSR markers used for analyzing the genetic diversity of the collected samples, 48 markers were polymorphic (44.44%), yielding a total of 139 alleles. The number of alleles ranged from 2 to 8 per locus, with an average of 4. The PIC (Polymorphism Information Content) values of the 48 SSR markers ranged from 0.87, with a mean of 0.

The genetic similarity coefficient ranged from 0. With a similarity coefficient of 0.41, the 106 accessions of Ngu glutinous rice were classified into two main groups, A and B. At a higher similarity coefficient of 0.55, group A was further divided into three subgroups: A1 (11. Group B was partitioned into two subgroups: B1 (16.

The genetic diversity analysis of 100 accessions of Ngu Sa Huynh glutinous rice revealed that nine accessions exhibited a high similarity coefficient above 90% (NHS-4, NHS-18, NHS-20, NHS-22, NHS-23, NHS-35, NHS-85, NHS-86, NHS-87). In addition to genetic characteristics, the study also focused on evaluating the agro- biological traits of the Ngu Sa Huynh glutinous rice. The results included descriptions of 29 morphological traits and major indicators related to growth, development, yield, and grain quality of the variety. The study further evaluated the effect of seeding rate on growth, development, and yield.

The results indicated that the suitable seeding rate for Ngu Sa Huynh in Quang Ngai Province during both the Summer - Autumn and Winter-Spring cropping seasons was 120 kg/ha. vi Besides seeding rate, fertilization is also a key factor affecting growth, development, and yield of Ngu Sa Huynh rice. A two-factor experiment was conducted, including four nitrogen levels (N1: 0 kg N/ha, N2: 40 kg N/ha, N3: 80 kg N/ha, N4: 120 kg N/ha) and four potassium levels (K1: 0 kg K₂O/ha, K2: 30 kg K₂O/ha, K3: 60 kg K₂O/ha, K4: 90 kg K₂O/ha) applied on a base fertilization of 5 tons of farmyard manure/ha + 50 kg P₂O₅/ha. The results showed that the optimal nitrogen - potassium combination for the Ngu Sa Huynh rice variety in Quang Ngai, for both cropping seasons, was 80 kg N/ha + 60 kg K₂O/ha, applied along with 5 tons of farmyard manure/ha + 50 kg P₂O₅/ha.