Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học cây trồng: Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học liên quan đến khả năng chịu hạn và một số biện pháp kỹ thuật canh tác lúa cạn địa phương tại vùng Tây Bắc Việt Nam

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

133
lượt xem 23
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu: Thu thập, xác định đặc tính nông sinh học liên quan đến khả năng chịu hạn của các giống lúa cạn và đề xuất một số biện pháp kỹ thuật phù hợp với điều kiện canh tác nhờ nước trời tại vùng Tây Bắc Việt Nam. Sau đây là bản tóm tắt luận án.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học cây trồng: Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học liên quan đến khả năng chịu hạn và một số biện pháp kỹ thuật canh tác lúa cạn địa phương tại vùng Tây Bắc Việt Nam

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN VĂN KHOA NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC LIÊN QUAN ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU HẠN VÀ MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC LÚA CẠN ĐỊA PHƯƠNG TẠI VÙNG TÂY BẮC VIỆT NAM CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG Mã số: 62 62 01 10 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÀ NỘI, NĂM 2016
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ Công trình hoàn thành tại: CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 1. Nguyễn Văn Khoa, Đoàn Thị Thùy Linh, Nguyễn Quốc Trung, Nguyễn Thị Kim Thanh và Phạm Văn Cường (2014). Nghiên Người hướng dẫn khoa học: cứu đa dạng di truyền tập đoàn lúa cạn thu thập ở vùng Tây 1. PGS.TS. Phạm Văn Cường Bắc Việt Nam. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. 2. TS. Nguyễn Thị Kim Thanh Chuyên đề giống cây trồng, vật nuôi. (1). tr. 68-76. 2. Nguyễn Văn Khoa, Nguyễn Thị Thu Hiền, Đoàn Thị Thùy Linh, Phạm Văn Cường và Nguyễn Thị Kim Thanh (2014). Đặc Phản biện 1: GS.TS Hoàng Minh Tấn điểm sinh lý liên quan đến tính chịu hạn của một số mẫu giống lúa cạn vùng Tây Bắc. Tạp chí Khoa học và Phát triển. 8 (12). tr. 1213-1222. Phản biện 2: PGS.TS. Lã Tuấn Nghĩa 3. Nguyễn Văn Khoa và Phạm Văn Cường (2015). Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng và mức phân đạm bón đến sinh trưởng và năng suất của lúa cạn tại vùng Tây Bắc. Tạp chí Nông nghiệp Phản biện 3: TS. Nguyễn Văn Phú và Phát triển nông thôn. (11). tr. 40-47. 4. Nguyễn Văn Khoa và Phạm Văn Cường (2015). Hiệu quả sử dụng đạm của cây lúa cạn vùng Tây Bắc. Tạp chí Khoa học và Phát Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Học triển 8 (13). tr. 1333-1342. viện, họp tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi ….. giờ…. phút, ngày…. tháng… năm 2016 Có thể tìm hiểu Luận án tại - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Học viện Nông nghiệp Việt Nam 25
tương đối trong lá cao khi gặp hạn, các đặc điểm này có tương quan PHẦN 1. MỞ ĐẦU thuận cao với chất khô tích lũy khi hạn ở giai đoạn cây con (r Proline = 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 0,71; r HLNTĐ = 0,85). Khả năng duy trì hàm lượng diệp lục cao, phục Lúa là một trong những cây lương thực quan trọng nhất của hồi quang hợp tốt sau hạn và sự tích lũy hàm lượng chất khô cao ở loài người. Diện tích trồng lúa trên thế giới khoảng 163,2 triệu ha giai đoạn trỗ và chín sáp có tương quan thuận với năng suất hạt khi trong đó 90% diện tích lúa là ở Châu Á (Maclean et al., 2013). Cùng hạn (r SPAD chín sáp = 0,66; r Phqh hạn trỗ = 0.84; r CKTL chín sáp = 0,67). với lúa nước, lúa cạn chiếm một vị trí không nhỏ trong đời sống hàng 4) Chọn lọc được 3 mẫu giống lúa cạn có đặc điểm tốt là ngày, đặc biệt đối với nông dân vùng cao, vùng sâu. Diện tích lúa cạn Khẩu Vặn Lón, Nếp Nương Tròn và Thóc Gie. Đây là các mẫu giống trên thế giới có khoảng 15 triệu ha, chiếm 14% tổng diện tích trồng lúa cạn có thời gian sinh trưởng ngắn (dưới 125 ngày), có khả năng lúa (Maclean et al., 2013). Tại Việt Nam, lúa cạn có diện tích khoảng chịu hạn tốt, năng suất trong điều kiện đủ nước đạt từ 38,2 đến 48,5 0,5 triệu ha, trong đó vùng Tây Bắc có diện tích lúa cạn khoảng gần tạ/ha và trong điều kiện nước trời đạt từ 35,1 đến 43,2 tạ/ha, tương 60.000 ha. Năng suất lúa cạn vùng Tây Bắc rất thấp, chỉ đạt từ 10 đương hoặc cao hơn so với giống đối chứng LC93-1. 5) Lượng nitơ hấp thu trong thân lá và trong hạt của giống đến 15 tạ/ha. Tuy nhiên tại những vùng khô hạn, các giống lúa cải Nếp Nương Tròn lần lượt đạt 6,9 gN/kg thân lá và 13,8 gN/kg hạt, tiến không thể trồng được nên lúa cạn vẫn là nguồn lương thực chính thấp hơn giống LC93-1 (đạt 8,4 gN/kg thân lá và 13,8 gN/kg hạt). cho người dân. Hiệu quả sử dụng đạm đến năng suất cao nhất đạt 39,2 mg hạt/mg N Năng suất lúa cạn thấp chủ yếu do thiếu giống, thiếu phân và trong điều kiện trồng trong chậu và đạt 15,3kg/ kg N trong điều kiện kỹ thuật canh tác chưa phù hợp. Các giống lúa cạn ở vùng Tây Bắc đồng ruộng, tương đương so với giống LC93-1. Trong điều kiện canh rất đa dạng và phong phú, nhiều giống có khả năng chịu hạn khá tốt, tác nhờ nước trời vùng Tây Bắc, sử dụng mức phân bón 80 kgN/ha năng suất cao. Đây chính là nguồn gene rất quý có thể sử dụng để và mật độ 40 khóm/ m2 cho năng suất cao nhất ở giống Nếp Nương Tròn (đạt 39,0 tạ/ha). chọn lọc các giống lúa cạn phục vụ sản xuất. Bên cạnh yếu tố giống, 5.2. KIẾN NGHỊ kỹ thuật sản chưa phù hợp, đầu tư ít cũng là một nguyên nhân làm - Sử dụng vật liệu lúa cạn vùng Tây Bắc, các tính trạng về sự cho năng suất lúa cạn thấp. Vì vậy việc nghiên cứu đưa ra biện pháp phát triển của bộ rễ, tích lũy proline, khả năng phục hồi quang hợp, kỹ thuật canh tác phù hợp nhằm nâng cao năng suất lúa cạn vùng Tây tích lũy chất khô cho chọn giống lúa cạn. Bắc cũng là một vấn đề cần quan tâm. - Sử dụng giống lúa cạn Nếp Nương Tròn để canh tác tại 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU vùng Tây Bắc với mức phân đạm bón từ 80 – 120 kgN/ ha và mật độ Thu thập, xác định đặc tính nông sinh học liên quan đến khả cấy từ 30 – 40 khóm/ m2. năng chịu hạn của các giống lúa cạn và đề xuất một số biện pháp kỹ thuật phù hợp với điều kiện canh tác nhờ nước trời tại vùng Tây Bắc Việt Nam. 24 1
1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Ở các mức bón đạm khác nhau, mức bón 40 kg N/ha cho 1.3.1. Đối tượng nghiên cưu hiệu quả sử dụng đạm cao nhất, đạt 13,5kg hạt/kgN. Hai công thức Tập đoàn các mẫu giống lúa cạn thu thập tại vùng Tây Bắc N1M1 và N1M3 cho hiệu quả sử dụng đạm cao nhất, lần lượt đạt Việt Nam (Sơn La, Điện Biên, Lai Châu). 14,8 kg hạt/kgN và 15,3 kg hạt/kgN (bảng 4.18). 1.3.2. Giới hạn phạm vi nghiên cứu - Điều tra, đánh giá các giống lúa cạn địa phương tại 3 tỉnh PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. KẾT LUẬN thuộc khu vực Tây Bắc gồm Sơn La, Điện Biên và Lai Châu. 1) Vùng Tây Bắc có 53,2 nghìn ha lúa cạn, chiếm 36,9% - Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và đặc điểm sinh lý liên diện tích tổng diện tích lúa toàn vùng, do điều kiện khó khăn về quan đến tính chịu hạn của cây lúa cạn vùng Tây Bắc. Bước đầu nước, thiếu giống, thiếu phân bón và kỹ thuật chưa phù hợp nên năng nghiên cứu khả năng hấp thu, đồng hóa đạm và ảnh hưởng của mật suất chỉ đạt từ 10,3 – 13,5 tạ/ha. độ, mức phân đạm bón đến sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa Trong tập đoàn 88 mẫu giống lúa cạn thu thập tại vùng Tây cạn vùng Tây Bắc. Bắc, có 62 mẫu giống lúa nếp, 26 mẫu giống lúa tẻ. Hầu hết các - Thời gian nghiên cứu: Đề tài được thực hiện từ năm 2012 giống lúa cạn thu thập được có thời gian sinh trưởng trên 125 ngày đến năm 2015. (chiếm 72,7%), chiều cao cây trên 125 cm (chiếm 88,6%) và khả năng đẻ nhánh ít (< 5 nhánh/ khóm) (chiếm 90,9%). Ở mức độ tương 1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN đồng di truyền 66%, tập đoàn 62 mẫu giống lúa nếp được phân thành - Thu thập và đánh giá được đặc điểm nông sinh học của 88 4 nhóm và 26 mẫu giống lúa tẻ được phân thành 3 nhóm. Đây là vật mẫu giống lúa cạn vùng Tây Bắc phục vụ bảo tồn và chọn giống. liệu quý có thể sử dụng trong chọn tạo giống lúa cạn. - Phát hiện được các đặc điểm nông học (số lượng, kích thước, 2) Các đặc điểm hình thái liên quan đến khả năng chịu hạn khả năng đâm xuyên của rễ mầm, khả năng đẻ nhánh), đặc điểm sinh tốt của cây lúa gồm: Chiều dài rễ, đường kính rễ và khối lượng rễ lý (tích lũy proline, hàm lượng diệp lục, khả năng quang hợp, phục lớn, khả năng đâm xuyên của rễ mầm tốt khi hạn, khả năng đẻ nhánh hồi quang hợp, tích lũy chất khô) liên quan đến tính chịu hạn và năng tốt khi gặp hạn giai đoạn đẻ nhánh, tỷ lệ bông hữu hiệu và tỷ lệ hạt suất của cây lúa cạn vùng Tây Bắc. chắc cao khi hạn giai đoạn trỗ bông. Trong đó chiều dài rễ, khối - Giới thiệu được 3 mẫu giống lúa cạn (Nếp Nương Tròn, Khẩu lượng khô rễ có tương quan thuận chặt với chất khô tích lũy khi hạn Vặn Lón, Thóc Gie) là những mẫu giống chịu hạn tốt và có tiềm năng giai đoạn cây con (hệ số tương quan lần lượt lá: 0,70; 0,91). Tỷ lệ năng suất cao trong điều kiện canh tác nhờ nước trời vùng Tây Bắc. bông hữu hiệu và tỷ lệ hạt chắc cũng có tương quan thuận chặt với - Xác định được đặc điểm hấp thu, đồng hóa đạm và mật độ năng suất hạt khi hạn (hệ số tương quan lần lượt là: 0,78; 0,79). gieo trồng thích hợp, cho năng suất cao đối với giống lúa cạn tại 3) Các đặc điểm sinh lý quan đến khả năng chịu hạn tốt của vùng Tây Bắc. cây lúa gồm: Khả năng tích lũy hàm lượng proline, hàm lượng nước 2 23
Mức bón đạm thấp (0 kg N/ha – 80 kg N/ha) khi tăng mật độ 1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI từ M1 đến M3 thì năng suất chỉ tăng đến mật độ M2 và giảm ở mật 1.5.1. Ý nghĩa khoa học độ M3. Ở mức bón đạm cao (120 kg N/ha – 160 kg N/ha) khi tăng - Cung cấp những dẫn liệu khoa học về đặc điểm nông sinh mật độ làm giảm năng suất. Hai công thức M1N4 và M2N3 cho năng học và đặc điểm hình thái, sinh lý liên quan đến tính chịu hạn của cây suất cao nhất, lần lượt là 41,3 tạ/ha và 41,7 tạ/ha. lúa cạn vùng Tây Bắc. Bảng 4.18. Ảnh hưởng của mật độ và mức bón đạm năng suất và - Cung cấp thông tin về đặc điểm hấp thu và đồng hóa đạm của hiệu quả của phân đạm giống lúa cạn vùng Tây Bắc. Hiệu quả Năng suất - Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị về khoa học cho việc Hạt Tỷ lệ P1000 của đạm Mức Mật Bông/ (tạ/ha) chắc/ chắc hạt đến năng nghiên cứu, giảng dạy và phát triển các giống lúa cạn có tiềm năng đạm độ m2 bông (%) (g) Lý Thực suất thuyết thu (kg/kg) năng suất cao trong các vùng có điều kiện sinh thái hạn. M1 93,3 103,3 68,7 34,4 33,2 30,3 - M2 110,2 101,0 68,9 34,5 38,4 34,4 - 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn N0 M3 104,2 93,7 66,9 34,2 33,4 28,9 - - Thu thập và đánh giá đặc điểm sinh học của 88 mẫu giống TB 102,6 99,3 68,2 34,4 35,0 31,2 0,0 lúa cạn vùng Tây Bắc phục vụ bảo tồn và sử dụng. M1 110,7 111,3 71,8 34,5 42,5 36,2 14,8 M2 122,7 107,0 70,9 34,4 45,2 38,6 10,5 - Xác định được 3 mẫu giống lúa cạn có năng suất cao, chịu N1 M3 118,3 103,7 69,9 34,6 42,4 35,0 15,3 hạn tốt, phù hợp với vùng Tây Bắc TB 117,2 107,3 70,9 34,5 43,4 36,6 13,5 M1 124,5 111,7 75,3 34,4 47,8 39,3 11,3 - Xác định được lượng phân đạm bón và mật độ gieo trồng M2 133,7 105,7 73,9 34,5 48,8 41,7 9,1 thích hợp cho giống lúa Nếp Nương Tròn tại vùng Tây Bắc. N2 M3 129,1 97,5 70,2 34,5 43,4 36,1 9,0 TB 129,1 105,0 73,1 34,5 46,7 39,0 9,8 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU M1 117,9 112,7 79,7 34,4 45,7 41,3 9,2 2.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT LÚA CẠN TRÊN THẾ GIỚI VÀ M2 128,5 104,7 70,5 34,4 46,3 39,0 3,8 N3 M3 121,4 95,2 67,5 34,4 39,8 34,0 4,3 Ở VIỆT NAM TB 122,6 104,2 72,6 34,4 43,9 38,1 5,8 Lúa cạn tập trung chủ yếu ở Châu Á, Châu Mỹ La Tinh và M1 116,5 109,0 79,3 34,5 43,8 38,0 4,8 Châu Phi, năm 2013 diện tích lúa cạn trên toàn thế giới khoảng 15 M2 115,3 101,3 68,6 34,2 39,9 35,8 0,9 N4 triệu ha (Maclean et al., 2013). Tại Việt Nam có khoảng 0,5 triệu ha M3 108,7 94,7 63,6 34,5 35,5 30,5 1,0 TB 113,5 101,7 70,5 34,4 39,7 34,8 2,2 là lúa cạn tập trung chủ yếu thuộc các tỉnh Trung du Miền Núi Phía CV% 2,9 5,8 LSD0.05 N Bắc (Vũ Tuyên Hoàng và cs., 1995). Trong đó Tây Bắc có khoảng 4,0 3,3 LSD0.05 M gần 60 nghìn ha lúa cạn, chiếm gần 30% tổng diện tích trồng lúa. 2,6 1,7 LSD0.05 5,0 3,5 Về năng suất, trong tất cả các hệ thống trồng lúa thì lúa cạn (M*N) Ghi chú: N: mức đạm bón, M: mật độ gieo trồng là hệ thống có năng suất thấp nhất, trung bình chỉ đạt từ 1 – 1,5 tấn/ 22 3
ha tùy khu vực (Maclean et al., 2013). Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng Bảng 4.17. Ảnh hưởng của mật độ và phân đạm đến khả năng đẻ việc thiếu giống, thiếu đạm và thiếu lân là các yếu tố chính làm giảm nhánh, chỉ số SPAD và cường độ quang hợp năng suất lúa cạn (Franzini et al., 2013; Babu, 2010). Tỷ lệ Số Cường độ Mức Mật bông hữu Chỉ số 2.2. ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG VÀ CHỊU HẠN Ở CÂY LÚA CẠN nhánh/ quang hợp đạm độ hiệu SPAD m2 (µmol CO2 /m2 lá/s) 2.2.1. Đặc điểm hình thái, giải phẫu liên quan đến khả năng chịu (%) M1 184,0 50,7 36,4 16,2 hạn của cây lúa M2 220,0 50,1 35,7 15,8 N0 Bộ rễ lúa: Một hệ rễ ăn sâu cho phép lúa cạn hút được nhiều M3 241,7 50,4 32,1 14,9 TB 215,2 50,4 34,7 15,6 nước và cho năng suất cao hơn trong điều kiện hạn (Venuprasad et M1 207,3 53,4 37,4 18,1 al., 2002). Tỷ lệ khối lượng rễ trên khối lượng thân lá cao (Fukai M2 239,7 51,2 36,4 17,5 N1 M3 249,0 52,3 34,0 17,9 and Cooper, 1995), khả năng đâm xuyên của rễ qua các vật cứng TB 232,0 52,3 35,9 17,8 cũng là yếu tố giúp cây lúa chịu hạn (Nhan et al. 2006). Kích thước M1 224,3 55,5 39,4 19,0 M2 251,3 53,2 39,8 18,3 rễ to và dài với mạch xylem lớn có khả năng chiết xuất nước trong N2 M3 259,7 54,4 38,6 17,8 các lớp đất sâu (Bernier et al., 2008). Lớp vỏ rễ dày hơn, mạch dẫn TB 245,1 54,4 39,3 18,4 lớn hơn, nhu mô liên kết chặt chẽ và khoảng gian bào ít hơn cũng M1 229,3 51,4 41,5 21,8 M2 256,0 50,2 41,8 20,2 giúp cây lúa hút nước tốt hơn (Singh et al., 2013). N3 M3 262,7 50,8 40,3 19,9 Đặc điểm thân, lá: Hầu hết các giống lúa cạn thường có thân TB 249,3 50,8 41,2 20,6 M1 236,3 49,3 39,1 22,1 to và dày, bị già cỗi nhanh chóng khi lúa chín. Lúa cạn thường đẻ M2 263,3 43,8 38,1 20,6 N4 nhánh ít hơn so với lúa nước (Bernier et al., 2008). Khả năng cuốn lá M3 266,3 46,6 37,3 18,2 TB 255,3 46,6 38,2 20,3 khi bị hạn là một đặc điểm giúp cây lúa giảm bớt sự thoát nước khi CV% 4,4 2,7 8,2 hạn (Fischer et al., 2003). Lớp biểu bì dày giúp giữ sức trương của lá LSD0.05 N 10,5 1,5 1,4 LSD0.05 M 2,6 0,8 1,3 trong thời gian dài hơn khi bị hạn (Bernier et al., 2008). LSD0.05 (M*N) 5,7 1,7 2,6 2.2.2. Đặc điểm sinh lý liên quan đến khả năng chịu hạn ở cây lúa Ghi chú: N: mức đạm bón, M: mật độ gieo trồng Khi tiếp xúc với hạn, hoạt động tổng hợp các chất của bộ gen Ở tất cả các mức đạm từ N0 đến N4, khi tăng mật độ từ 30 - được thấy tăng lên 10% (Hazen et al., 2005). Các protein phản ứng 50 khóm/m2 (M1-M3), nhìn chung chỉ có số nhánh/m2 tăng còn tỷ lệ tốt với hạn như phytochrome P450, protein sốc nhiệt, và kinase được bông hữu hiệu, cường độ quang hợp đều có xu hướng giảm, thể hiện tổng hợp nhiều (Reddy et al., 2002; Bernier et al., 2008). rõ rệt nhất ở mức đạm cao N3 và N4. Điều này cho thấy khi tăng mật Điều khiển đóng khí khổng sớm khí bắt đầu thời kỳ thiếu nước độ sẽ làm tăng số nhánh/m2 nhưng lại làm giảm số bông hữu hiệu/m2, (Bernier et al.,2008), tiềm năng nước trong lá (Jongdee et al., 2006), giảm sinh trưởng, quang hợp, đặc biệt khi bón nhiều phân đạm. 4 21
Bảng 4.16. Hiệu quả sử dụng phân bón đối với lúa cạn sử dụng nước hiệu quả (WUE) (Fischer et al., 2003) được coi là các Mức NUE AE PE UE cơ chế giúp cây lúa chịu hạn. Sự tích lũy tinh bột, đặc biệt là tích lũy Giống phân (mg/mg) (mg/mg) (mg/mg) (mg/mg) proline làm tăng cường khả năng hút nước của lúa khi hạn (Pirdashti NNTr - - - - et al., 2009; Singh et al., 2013). N0 LC93-1 - - - - TB - - - - Các phản ứng đặc trưng của cây lúa trước hạn có liên quan đến NNTr 67,5 39,2 111,4 111,4 axit absisic (ABA), GA, Axit salicylic, cytokinin và ethylene N1 LC93-1 66,8 45,2 94,9 100,2 (Bernier et al., 2008). Phục hồi quang hợp được cho là rất quan trọng TB 67,2 42,2 103,2 105,8 NNTr 49,8 35,4 106,0 93,6 với sự thích nghi với điều kiện hạn (Chaves et al., 2009; Pham Van N2 LC93-1 47,2 36,1 98,8 77,5 Cuong, 2009; Pham Van Cuong et al., 2014). TB 48,5 35,7 102,4 85,6 2.3. NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT CANH TÁC LÚA CẠN NNTr 37,7 28,2 102,7 87,2 N3 2.3.1. Sử dụng phân bón ở lúa cạn LC93-1 36,9 29,6 87,9 70,1 TB 37,3 28,9 95,3 78,6 Đạm được báo cáo là có tác động mạnh nhất đến việc làm tăng NNTr 31,2 24,0 104,0 70,7 chiều dài rễ, diện tích bề mặt rễ, khối lượng khô của rễ, và làm tăng N4 LC93-1 29,7 24,2 82,0 66,2 năng suất lúa cạn (Fageria et al 2014; Tranet al. 2015). Việc kết hợp TB 30,5 24,1 93,0 68,4 TB giống NNTr 46,6 31,7 106,0 90,7 sử dụng phân đạm và các loại phân khác như lân, kali, silic hay vôi TB giống LC93-1 45,1 33,7 90,9 78,5 đều cho hiệu quả cao hơn việc sử dụng riêng rẽ phân đạm (Abbas et CV% 8.6 9.5 7.2 8.2 al., 2010). Tại Việt Nam. Nguyễn Hữu Hồng và cs. (2012) cho biết LSD.05G 4,65 4,74 9,67 11,25 LSD.05P 6,57 6,70 13,68 15,91 sử dụng 70N + 50P2O5 + 50K2O cho 1 ha sẽ đạt hiệu quả kinh tế cao LSD.05G*P 9,29 4,47 19,34 22,50 nhất. Ở Tây Nguyên, lượng phân bón thích hợp cho sản xuất lúa cạn 4.3.2. Ảnh hưởng của mật độ trồng và nồng độ phân đạm bón là 60-100N + 60-80P2O5 + 30K2O (Đào Minh Sô, 2011). đến sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa cạn vùng Tây Bắc 2.4.3. Các ký thuật canh tác khác ở cây lúa cạn * Khả năng đẻ nhánh, chỉ số SPAD và cường độ quang Lúa cạn được khuyến cáo là nên được gieo với mật độ cao hơn hợp của giống lúa cạn Nếp nương tròn. so với lúa nước do đẻ nhánh kém và tỷ lệ chết cao khi gặp hạn. Lúa Khi tăng mức đạm bón từ 0 kg N/ha – 80 kg N/ha, các chỉ cạn thường được luân và xen canh với một số cây trồng khác như lạc, tiêu sinh trưởng của giống Nếp nương tròn đều tăng (bảng 4.17). Khi đậu đỗ và cả cây công nghiệp (Oikeh et al., 2012). Tại Việt Nam, lúa tăng mức đạm bón từ 80 kg N/ha – 160 kg N/ha, số nhánh đẻ tiếp tục cạn được khuyến cáo trồng ở mật độ 40 – 50 khóm/m2 (Nguyễn Hữu tăng nhưng chỉ số SPAD và cường độ quang hợp đạt cao nhất ở mức Hồng và cs., 2012b). Việc áp dụng biện pháp luân canh lúa cạn với bón 120kgN/ha. Tuy nhiên tỷ lệ bông hữu hiệu lại giảm. cây đậu xanh mang lại hiệu quả cao nhất (Đào Minh Sô và cs., 2011). 20 5
PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU này khẳng định, năng suất hạt của giống Nếp Nương Tròn không 3.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU thua giống cải tiến LC93-1 ở trong tất cả các mức phân (bảng 4.15). Vật liệu nghiên cứu là tập đoàn gồm 88 mẫu giống lúa cạn thu Bảng 4.15. Ảnh hưởng của phân đạm đến các yếu tố cấu thành thập tại vùng Tây Bắc Việt Nam, giống đối chứng là giống lúa cạn năng suất và năng suất lúa cạn LC93-1, là giống được công nhận Quốc gia năm 2004. Tỷ lệ Khối % Số bông/ Số hạt/ Năng Hệ số Mức hạt lượng tăng 3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Giống khóm bông suất hạt kinh phân chắc 1000 năng (bông) (hạt) (g/chậu) tế 3.4.1. Nội dung 1 (%) hạt(g) suất Tình hình sản xuất và đặc điểm sinh học của các mẫu giống NNTr 2,6 85,7 72,9 34,7 5,8 - 0,42 N0 LC93-1 1,9 97,7 86,0 26,5 4,4 - 0,33 lúa cạn thu thập tại vùng Tây Bắc TB 2,2 91,7 79,4 30,6 5,1 - 0,38 3.4.2. Nội dung 2 NNTr 5,2 121,7 80,3 34,7 13,5 234,4 0,38 Nghiên cứu các đặc điểm nông học và sinh lý liên quan đến N1 LC93-1 5,2 128,7 86,7 26,8 13,4 301,5 0,40 TB 5,2 125,2 83,5 30,8 13,4 267,9 0,39 khả năng chịu hạn của một số giống lúa cạn vùng Tây Bắc NNTr 6,3 143,3 78,2 35,1 19,9 346,0 0,39 3.4.3. Nội dung 3 N2 LC93-1 6,8 142,0 82,7 26,7 18,9 425,7 0,42 Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật nâng cao năng suất TB 6,6 142,7 80,5 30,9 19,4 385,9 0,41 lúa cạn vùng Tây Bắc NNTr 7,6 166,3 80,3 34,7 22,6 393,0 0,34 N3 LC93-1 8,4 156,0 75,9 26,6 22,1 499,3 0,40 3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TB 8,0 161,2 78,1 30,6 22,4 446,2 0,37 - Thí nghiệm 1: Đánh giá đặc điểm hình thái, nông học của các mẫu NNTr 8,7 175,0 76,2 34,2 25,0 433,5 0,35 giống lúa cạn vùng Tây Bắc. N4 LC93-1 9,6 170,3 80,6 26,1 23,8 536,2 0,36 Thí nghiệm được bố trí theo kiểu tuần tự không nhắc lại TB 9,2 172,7 78,4 30,2 24,4 484,8 0,36 trong điều kiện nước trời. Theo dõi các đặc điểm nông sinh học của TB NNTr 6,1 138,4 77,6 34,7 17,4 351,7 0,38 TB LC93-1 6,4 138,9 82,4 26,5 16,5 440,7 0,38 các mẫu giống. CV% 7,30 8,70 9,0 - Thí nghiệm 2: Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn mẫu giống LSD.05G 0,63 9,23 1,79 lúa cạn vùng Tây Bắc bằng chỉ thị phân tử SSR LSD.05P 1,00 14,59 2,83 ADN lá non được tách chiết theo phương pháp CTAB của LSD.05G*P 1,42 20,64 4,01 Doyle et al. (1987). Các phản ứng PCR được thực hiện với 33 chỉ thị Hiệu suất sử dụng nitơ tạo năng suất (NUE), hiệu suất nông SSR. Hệ số tương đồng di truyền, hệ số đa dạng gen được tính theo học (AE), hiệu suất sinh lý (PE) và hiệu quả sử dụng đạm (UE) ở cả công thức của (Nei, 1973). hai giống đều giảm rõ rệt khi tăng mức bón đạm. NUE, PE, UE của - Thí nghiệm 3: Nghiên cứu khả năng đâm xuyên của rễ mầm giống Nếp Nương Tròn cao hơn giống đối chứng, nhưng AE thấp Thí nghiệm được tiến hành theo phương pháp của Nhan et al. hơn đối chứng nhưng đều không có ý nghĩa ở mức α = 0,05 (bảng (2006). Đánh giá số lượng và tỷ lệ rễ mầm đâm xuyên qua 1, 2 và 3 4.16). lớp sáp có độ cứng 0,5Mpa, 1Mpa và 1,5Mpa. 6 19
Trong điều kiện nước trời, giống Nếp Nương Tròn có năng - Thí nghiệm 4: Đánh giá khả năng chịu hạn giai đoạn cây con 3 lá suất cao hơn có ý nghĩa so với giống đối chứng và tất cả các giống Các mẫu giống lúa được gieo trên cát sạch, đến khi cây đạt còn lại. Hai giống Khẩu Vặn Lón và Thóc Gie cũng có năng suất 2,5 lá thì tiến hành giữ hạn trong 7 ngày. Xác định chiều cao cây; tương đương với giống đối chứng (bảng 4.14). khối lượng tươi của rễ, thân, lá; khối lượng khô rễ, thân, lá. Xác định Bảng 4.14. Năng suất của các giống lúa trong điều kiện đủ nước tổng chiều dài rễ bằng máy Scan rễ cây EPSON PERFECTION. và nước trời - Thí nghiệm 5: Đánh giá đặc điểm nông sinh học liên quan đến khả Năng suất lý thuyết Năng suất thực thu năng chịu hạn giai đoạn đẻ nhánh và trỗ bông (tạ/ ha) (tấn/ ha) Stt Tên giống Thí nghiệm được bố trí trong chậu theo kiểu khối ngẫu nhiên Đủ Nước % Đủ Nước % nước trời giảm nước trời giảm hoàn chỉnh, nhắc lại 3 lần với 2 công thức gồm: gây hạn giai đoạn đẻ 1 Brăng 47,5 29,3 38,4 41,4 28,7 30,7 nhánh, gây hạn giai đoạn trỗ. Ở 3 thời điểm: Trước khi gây hạn, hạn 2 Khẩu Vặn Lón 60,3 46,6 22,7 43,3 37,7 12,9 3 Khẩu Máy Lay 50,0 35,3 29,3 39,1 31,1 20,5 và phục hồi 4 ngày theo dõi các chỉ tiêu: Cường độ quang hợp 4 Nếp Dâu 53,0 38,5 27,3 42,4 31,9 24,9 (CĐQH), cường độ thoát hơi nước (CĐTN) và năng suất thực thu. 5 Nếp Nương Tròn 61,8 50,4 18,4 48,5 43,2 11,0 - Thí nghiệm 6: Đánh giá khả sinh trưởng và năng suất trong điều 6 Lai Đỏ 48,6 33,8 30,4 35,2 27,4 22,3 kiện nước trời và điều kiện có tưới 7 Thóc Gie 52,2 42,0 19,7 38,2 35,1 8,2 8 Tẻ Dao 2 52,5 25,9 50,6 41,3 21,1 49,0 Thí nghiệm được bố trí trên đất cạn trong hai điều kiện là có 9 Tẻ Đỏ 1 43,9 31,8 27,5 39,3 28,1 28,4 tưới nước đủ ẩm và không tưới (nước trời). Trong mỗi điều kiện, thí 10 Tẻ Thái Lan 42,6 34,8 18,3 34,4 28,5 17,3 nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ với 3 lần lặp 11 LC93-1 (ĐC) 68,6 40,7 40,6 52,4 36,2 30,9 TB 52,8 37,2 29,6 41,4 31,7 23,4 lại. Xác định các chỉ tiêu nông học, chịu hạn của cây lúa. CV 6,6 - Thí nghiệm 7: Nghiên cứu đặc điểm sử dụng đạm của giống lúa LSD0.05 G 2,8 cạn vùng Tây Bắc LSD0.05 CT 1,2 LSD0.05 G*CT 3,9 Thí nghiệm được bố trí trong chậu với 5 mức đạm bón gồm: 0 mg (N0), 200 mg (N1), 400 mg (N2), 600 mg (N3) và 800 mg/ chậu 4.3. MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC LÚA CẠN (N4). Theo dõi các chỉ tiêu nông học, hiệu suất sử dụng đạm theo VÙNG TÂY BẮC phương pháp của Fageria et al. (2010). 4.3.1. Hiệu quả sử dụng phân đạm của lúa cạn vùng Tây Bắc - Thí nghiệm 8: Nghiên cứu ảnh hưởng của mức phân đạm bón và Ở cả hai giống, năng suất hạt đều đạt cao nhất ở mức phân mật độ gieo trồng đến sinh trưởng và năng suất của lúa cạn đạm N4, và thấp nhất ở mức N0. Tuy nhiên không có sự khác biệt rõ Thí nghiệm được bố trí trong điều kiện đất cạn, không tưới với rệt về năng suất hạt giữa hai mức phân N3 và N4. Năng suất hạt tăng 3 mật độ gieo gồm: 30 khóm/m2 (M1), 40 khóm/m2 (M2), 50 khóm/m2 từ 234,4% đến 536,2% ở các công thưc bón phân đạm (N1, N2, N3, (M3) và 5 mức phân đạm gồm: 0 kg/ha (N0), 40 kg/ha (N1), 80 N4) so với công thức không bón phân đạm N0, kết quả này cũng kg/ha (N2), 120 kg/ha (N3), 160 kg/ha (N4). Nền phân bón cho 1 ha tương đương với kết quả nghiên cứu của Fageria et al. (2010). Không là 60 kg P2O5 + 60 kg K2O. Xác định chỉ số SPAD, cường độ quang có sự khác biệt rõ rệt về năng suất giữa hai giống thí nghiệm. Điều hợp các chỉ tiêu năng suất và hiệu quả sử dụng đạm. 18 7
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Chỉ số diện tích lá (LAI) trong điều kiện đủ nước luôn cao 4.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA hơn có ý nghĩa so với trong điều kiện nước trời ở cả giai đoạn đẻ nhánh, trỗ bông và chín sáp. Trong điều kiện đủ nước, giống đối CÁC MẪU GIỐNG LÚA CẠN THU THẬP TẠI VÙNG TÂY BẮC chứng luôn có LAI cao, nhưng trong điều kiện nước trời, các giống 4.1.1. Đánh giá hiện trạng sản xuất lúa cạn vùng Tây Bắc Khẩu Vặn Lón, Nếp Nương Tròn, Thóc Gie và Tẻ Đỏ 1 đều có LAI Diện tich lúa cạn của vùng Tây Bắc có xu hướng giảm diện cao hơn đối chứng có ý nghĩa. Điều này cho thấy trong điều kiện tích, tuy nhiên vẫn chiếm 36,9% diện tích trồng lúa. Tuy nhiên năng nước trời, các giống này tỏ ra thích nghi và duy trì, phát triển bộ lá suất và sản lượng rất thấp (bảng 4.1). xanh tốt hơn giống đối chứng và các giống còn lại (bảng 4.12). Bảng 4.1. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa cạn Ở cả ba giai đoạn sinh trưởng là đẻ nhánh, trỗ và chín sáp, so tổng diện tích lúa vùng Tây Bắc chất khô tích lũy của các giống lúa trong điều kiện đủ ẩm cao hơn rõ Diện tích Năng suất Sản lượng rệt so với điều kiện nước trời. Kết quả bảng 4.13 cho thấy trong điều ( nghìn ha) (tạ/ha) (nghìn tấn) kiện nước trời, bốn giống là Khẩu Vặn Lón, Nếp Nương Tròn, Thóc Năm lúa % so với lúa % so với lúa % so với Gie và Tẻ Đỏ 1 có khối lượng chất khô tích lũy được ở giai đoạn chín cạn TDT lúa cạn NSTB cạn TSL lúa sáp cao hơn có ý nghĩa so với giống đối chứng, chứng tỏ chúng vận 2010 61,5 45,6 12,6 37,9 77,3 17,3 chuyển chất khô tốt hơn trong điều kiện nước trời. 2011 60,9 45,2 13,1 38,2 79,6 17,3 Bảng 4.13. Khả năng tích lũy chất khô các giai đoạn sinh trưởng 2012 60,9 44,3 12,9 37,0 78,6 16,4 2013 56,4 41,4 12,8 36,1 72,2 14,9 của các giống lúa trong điều kiện đủ nước và nước trời (g/m2) 2014 53,1 36,9 12,3 33,8 65,3 12,5 Đẻ nhánh Trỗ Chín sáp St Tên giống Đủ Nước Đủ Nước Đủ Nước t 4.1.2. Đặc điểm hình thái, nông học và đa dạng di truyền tập nước trời nước trời nước trời 1 Brăng 650,0 380,0 1056,0 830,0 1157,3 1036,3 đoàn các mẫu giống lúa cạn vùng Tây Bắc 2 Khẩu Vặn Lón 585,7 431,3 1310,7 1055,0 1459,3 1230,0 4.1.2.1. Phân nhóm theo đặc điểm hình thái, nông học 3 Khẩu Máy Lay 643,3 355,3 980,7 794,3 1143,0 985,0 4 Nếp Dâu 620,0 404,7 1140,0 976,0 1293,3 996,0 Bảng 4.2. Phân nhóm các theo thời gian sinh trưởng 5 Nếp Nương Tròn 625,0 454,7 1250,0 904,3 1425,0 1297,7 Số mẫu Tỷ lệ mẫu (%) 6 Lai Đỏ 702,7 454,3 1309,0 1062,7 1224,7 1030,0 Stt Phân loại tính trạng 7 Thóc Gie 641,7 357,0 1055,3 919,7 1280,7 1237,0 Tổng Nếp Tẻ Tổng Nếp Tẻ 8 Tẻ Dao 2 731,3 462,7 1415,0 976,0 1482,7 1042,3 Nhóm chín cực sớm 1 0 0 0 0,0 0,0 0,0 9 Tẻ Đỏ 1 704,7 447,7 1235,0 1056,3 1315,0 1218,0 A0 (dưới 90 ngày) 10 Tẻ Thái Lan 677,7 405,0 995,7 785,7 1119,3 1048,3 Nhóm chín sớm A1 2 1 0 1 1,1 0,0 3,8 11 LC93-1 (ĐC) 633,0 540,0 966,0 755,3 1496,3 1134,7 (từ 91 – 115 ngày) TB 655.9 426,6 1155,8 919,58 1308,8 1114,1 Nhóm chín sớm A2 3 23 17 6 26,2 27,4 23,1 CV 1,4 1,4 1,5 (từ 116 – 125 ngày) LSD0.05 G 9,0 16,9 20,9 Nhóm Trung mùa B 4 64 45 19 72,7 72,6 73,1 LSD0.05 CT 3,8 7,2 8,9 (trên 125 ngày) LSD0.05 G*CT 12,7 23,9 29,7 8 17
Hạn ở giai đoạn đẻ nhánh làm giảm mạnh nhất đến số Lúa cạn vùng Tây Bắc chủ yếu là lúa nếp dài ngày và cao bông/khóm, trong khi hạn giai đoạn trỗ ảnh hưởng nhiều nhất đến tỷ cây, hầu hết có khả năng đẻ nhánh kém. Đa số là các giống cao cây, lệ hạt chắc. Các mẫu giống lúa có khả năng phục hồi về cường độ có chiều cao trên 125 cm (chiếm 88,6%) (bảng 4.2 và bảng 4.3) quang hợp sau hạn tốt nhất là những giống có năng suất cá thể cao Bảng 4.3. Phân nhóm theo chiều cao và số nhánh hữu hiệu nhất cả khi bị hạn giai đoạn đẻ nhánh và giai đoạn trỗ gồm: Khẩu Số mẫu giống Tỷ lệ mẫu giống (%) Vặn Lón, Nếp Nương Tròn, Thóc Gie và Tẻ đỏ (bảng 4.10 và bảng Stt Phân loại tính trạng Tổng Nếp Tẻ Tổng Nếp Tẻ 4.11). Có sự tương quan thuận chặt giữa cường độ quang hợp Chiều cao cây (CĐQH) khi phục hồi sau hạn với năng suất cá thể trong cả hai giai 1 Bán lùn (< 90 cm) 0 0 0 0,0 0,0 0,0 đoạn đẻ nhánh (không có dữ liệu trong bảng). Như vậy việc phục hồi 2 Trung bình (90-125 cm) 10 6 4 11,4 9,7 15,4 về khả năng quang hợp sau hạn là một đặc điểm quan trọng liên quan 3 Cao (> 125 cm) 78 56 22 88,6 90,3 84,6 Số nhánh hữu hiệu đến khả năng chịu hạn của các giống lúa cạn. 1 Ít (< 5 nhánh) 80 58 22 90,9 93,6 84,6 4.2.4. Đánh giá khả năng khả năng sinh trưởng, phát triển và 2 Trung bình (5-8 nhánh) 8 4 4 9,1 6,4 15,4 3 Nhiều (> 8 nhánh) 0 0 0 0,0 0,0 0,0 chịu hạn trong điều kiện nước trời và điều kiện có tưới Bảng 4.12. Chỉ số diện tích lá qua các giai đoạn sinh trưởng của các 4.1.2.2. Năng suất các mẫu giống lúa cạn thu thập được giống lúa trong điều kiện đủ nước và nước trời (m2lá/ m2 đất) Năng suất trung bình của các mẫu giống khá thấp dao động Đẻ nhánh Trỗ Chín sáp từ 520 kg/ha đến 3450 kg/ha, trong đó 67% các mẫu giống có năng Stt Tên giống Đủ Nước Đủ Nước Đủ Nước suất dưới 2000 kg/ha. (bảng 4.4). nước trời nước trời nước trời Bảng 4.4. Năng suất và khả năng chịu hạn của các mẫu giống lúa 1 Brăng 3,8 2,1 4,5 3,6 3,2 2,0 2 Khẩu Vặn Lón 3,2 2,5 5,1 4,3 3,8 2,6 Số mẫu giống Tỷ lệ % giống Phân loại tính trạng 3 Khẩu Máy Lay 2,8 1,6 4,3 3,2 3,1 1,9 Stt Tổng Nếp Tẻ Tổng Nếp Tẻ Năng suất thực thu (kg/ha) 4 Nếp Dâu 3,5 2,1 4,3 3,6 3,3 2,1 5 Nếp Nương Tròn 3,6 3,2 4,8 4,2 4,2 3,1 1 Dưới 1000 kg/ha 13 9 4 14,8 14,5 15,4 6 Lai Đỏ 3,8 2,3 4,2 3,3 3,1 2,3 2 Từ 1000-1999 kg/ha 46 36 10 52,3 58,1 38,5 7 Thóc Gie 3,1 2,6 3,9 3,9 3,7 2,5 3 Từ 2000-3000 kg/ha 26 16 10 29,5 25,8 38,5 8 Tẻ Dao 2 4,2 2,7 4,9 3,7 4,1 2,2 4 Trên 3000 kg/ha 3 1 2 3,4 1,6 7,7 9 Tẻ Đỏ 1 4,3 3,3 4,3 3,9 3,2 2,9 4.1.2.3. Đa dạng di truyền các mẫu giống lúa cạn vùng Tây Bắc 10 Tẻ Thái Lan 3,6 2,2 4,5 3,5 3,3 2,1 Mức độ đa dạng di truyền của lúa cạn vùng Tây Bắc là khá 11 LC93-1 (ĐC) 4,3 2,8 5,2 3,6 4,1 2,1 TB 3.7 2,5 4,6 3,7 3,6 2,3 cao, thể hiện ở giá trị PIC trung bình đạt 0,56 với 62 mẫu giống lúa CV% 5,3 3,6 5,1 nếp, đạt 0,49 với 26 mẫu giống lúa tẻ (hình 4.1). Ở độ tương đồng LSD0.05 G 0,2 0,2 0,2 LSD0.05 CT 0,8 0,7 0,7 66%, 62 mẫu giống lúa tẻ phân thành 4 nhóm và 26 mẫu giống lúa tẻ LSD0.05 G*CT 0,3 0,2 0,2 phân thành 3 nhóm (hình 4.2). 16 9
Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất: Bảng 4.10. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cá thể của các giống lúa trong điều kiện gây hạn giai đoạn đẻ nhánh Tên giống B/C H/B TLC (%) KL1000 (g) NSCT (g/cây) Brăng 3,3 158,3 80,6 34,0* 14,3 Khẩu Vặn Lón 4,3* 167,3 84,2* 37,2* 22,8* (A) (B) Khẩu Máy Lay 3,0 144,0 80,3 32,6* 11,7 Nếp Dâu 3,0 149,7 75,8 36,9* 12,3 Hình 4.1. Giá trị PIC của lúa nếp (A) và mẫu lúa tẻ (B) Nếp Nương Tròn 4,7* 159,7 86,6* 34,5* 22,4* Lai Đỏ 3,3 158,0 72,3 33,9* 12,8 Thóc Gie 4,3* 163,7 79,3 37,4* 21,0* Tẻ Dao 2 3,3 176,3 82,1* 32,1* 15,4 Tẻ Đỏ 1 4,3* 191,7 87,7* 25,2 18,4* Tẻ Thái Lan 3,7 181,0 86,3* 31,2* 16,5 LC93-1 (ĐC) 3,3 207,7 76,4 26,1 13,7 TB 3,7 168,8 80,9 32,8 16,4 LSD0.05 1,0 11,3 5,8 2,1 3,7 CV% 15,4 3,9 4,2 3,6 13,0 Bảng 4.11. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cá thể của các giống lúa trong điều kiện gây hạn giai đoạn trỗ bông Tên giống B/C H/B TLC (%) KL1000 (g) NSCT (g/cây) Brăng 4,3 158,0 67,0* 33,3* 15,3 Khẩu Vặn Lón 5,3 169,7 59,6* 36,7* 19,7* Khẩu Máy Lay 4,3 146,7 52,0 32,0* 11,5 A B Nếp Dâu 4,3 155,7 54,5* 36,0* 13,3 Nếp Nương Tròn 5,0 158,7 74,8* 34,0* 20,5* Hình 4.2. Phân nhóm theo phân tích tương đồng di truyền của 62 Lai Đỏ 4,0 166,3 51,2 33,6* 11,4 mẫu giống lúa nếp (A) và 26 mẫu giống lúa tẻ (B) Thóc Gie 5,7 171,7 56,3* 36,8* 20,2* Tẻ Dao 2 4,0 162,7 64,9* 31,3* 13,3 Tẻ Đỏ 1 5,0 198,3 69,2* 25,0 17,3* 4.1.3. Kết quả lựa chọn các mẫu giống lúa cạn triển vọng Tẻ Thái Lan 4,3 172,7 61,2* 31,8* 14,5 Dựa vào các đặc điểm hình thái, sự khác nhau về mặt di LC93-1 (ĐC) 5,3 212,7 47,8 26,0 14,1 TB 4,7 170,3 59,9 32,4 15,2 truyền, đặc điểm năng suất, khả năng chịu hạn và đặc biệt là thời gian LSD0.05 0,9 10,3 4,9 1,7 3,2 sinh trưởng ngắn để làm căn cứ chọn lọc. Kết quả lựa chọn được 10 CV% 11,9 3,6 4,9 3,1 12,9 mẫu giống có triển vọng nhất để tiếp tục đánh giá các đặc điểm hình thái, Ghi chú: B/C: Số bông/ cây; H/B: Số hạt/ bông; TLC: Tỷ lệ hạt chắc/ bông; P1000: Khối sinh lý liên quan đến tính chịu hạn và năng suất ở các nghiên cứu tiếp theo. lượng 1000 hạt; NSCT: Năng suất cá thể; *: Giống cao hơn đối chứng ở mức ý nghĩa α =0.05 Đặc điểm cơ bản của 10 giống lựa chọn được thể hiện trong bảng 4.5. 10 15
phục hồi sau hạn. Hầu hết các mẫu giống lúa cạn đều phục hồi về chỉ Bảng 4.5. Đặc điểm một số mẫu giống lúa cạn có triển vọng SBHH/ Dài KL Phục số SPAD tốt hơn đối chứng. Stt Tên giống TGST CCC khóm bông 1000 NSTT hồi hạn (Ngày) (Cm) (Kg/ha) 3.5 A (Bông) (Cm) (g) (Điểm) HSSDN(µmol CO2/ mmol H 2O) 3 2.5 1 Brăng 123 127,4 3,8 29,6 36,4 2860 1 2 2 Khẩu Vặn Lón 118 136,5 3,2 27,5 37,8 2630 1 1.5 1 3 Khẩu Máy Lay 125 143,6 2,6 28,6 32,8 2970 1 0.5 4 Nếp Dâu 120 126,2 2,7 30,4 37,8 2670 1 5 Nếp Nương Tròn 116 137,4 3,3 26,5 34,9 3450 1 0 G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10 ĐC Trước hạn Hạn Phục hồi 6 Lai Đỏ 115 134,5 3,1 29,0 35,7 2560 1 3.5 B 7 Thóc Gie 121 135,4 3,7 27,6 37,8 2860 1 3 8 Tẻ Dao 2 124 140,9 3,3 29,4 30,1 3130 1 HSSDN(µmol CO2/ mmol H2O 2.5 9 Tẻ Đỏ 1 119 142,5 4,0 26,4 24,2 3120 1 2 10 Tẻ Thái Lan 125 141,5 3,2 30,5 31,6 2520 1 1.5 1 4.2. ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC LIÊN QUAN ĐẾN KHẢ 0.5 NĂNG CHỊU HẠN CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA CẠN ƯU TÚ 0 G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10 ĐC 4.2.1. Đánh giá khả năng đâm xuyên của rễ mầm qua vật cứng Trước hạn Hạn Phục hồi Bảng 4.6. Khả năng đâm xuyên của rễ mầm các giống lúa Hình 4.4. Hiệu quả sử dụng nước của các giống lúa cạn TLRX1 TLRX2 TLRX3 ĐKRX3 CDRX3 Stt Tên giống TSR Bảng 4.9. Chỉ số SPAD các giống lúa khi gây hạn ở các giai đoạn (%) (%) (%) (mm) (cm) khác nhau 1 Brăng 58,3 42,4 31,9 3,6 0,31 5,2 Hạn giai đoạn đẻ nhánh Hạn giai đoạn trỗ 2 Khẩu Vặn Lón 36,0 71,8* 55,1* 12,3* 0,54* 7,3* Tên giống Trước Phục Trước Phục 3 Khẩu Máy Lay 42,3 71,2* 34,3* 9,2* 0,38 4,9 Hạn Hạn 4 Nếp Dâu 41,3 60,6* 30,8 5,0 0,37 5,7 hạn hồi hạn hồi Brăng 37,9 32,2 34,4 38,7 34,0 34,8 5 Nếp Nương Tròn 37,0 83,6* 56,4* 23,7* 0,53* 10,6* Khẩu Vặn Lón 38,6 34,8 35,8 39,9 35,8* 36,9* 6 Lai Đỏ 42,0 65,4* 20,3* 6,3 0,33 6,0 Khẩu Máy Lay 37,7 32,1 34,1 38,5 33,8 35,3 7 Thóc Gie 38,0 68,4* 41,9* 15,9* 0,49* 5,9 Nếp Dâu 37,3 30,9 33,6 38,1 33,7 35,2 8 Tẻ Dao 2 45,7 62,4* 24,0 6,8 0,36 5,5 Nếp Nương Tròn 39,4 35,0 36,0 40,6 35,0 36,7* 9 Tẻ Đỏ 1 42,7 69,1* 35,2* 10,7* 0,47* 8,8* Lai Đỏ 37,5 28,8 33,3 37,5 31,9 34,4 10 Tẻ Thái Lan 44,3 56,5* 42,7* 7,8 0,36 5,2 Thóc Gie 38,9 31,5 35,3 40,3 33,4 34,9 11 LC93-1 (ĐC) 57,7 47,8 29,0 7,6 0,36 5,5 Tẻ Dao 2 36,4 27,0 31,4 37,4 30,4 32,6 CV 6,0 4,7 5,2 7,6 4,3 9,7 Tẻ Đỏ 1 39,4 33,6 35,9 40,1 33,6 35,5 LSD0.05 4,6 5,1 3,2 1,3 0,03 1,1 Tẻ Thái Lan 38,4 32,7 33,9 39,0 31,5 33,8 Ghi chú: *: Các giống cao hơn đối chứng ở mức ý nghĩa α = 0.05; TSR:Tổng số rễ; TLRX1; LC93-1 (ĐC) 41,5 34,7 35,6 42,2 33,8 34,6 TLRX2; TLRX3:Tỷ lệ rễ xuyên qua 1, 2, 3 lớp sáp; CDRX3:Chiều dài rễ xuyên qua 3 lớp sáp. TB 38,5 32,1 34,5 39,3 33,4 35,0 Tỷ lệ số lượng rễ đâm xuyên qua 3 lớp sáp đạt từ 3,6 đến LSD0,05 1,5 2,1 1,7 1,7 2,5 1,5 19,5%. Có 5 giống có tỷ lệ rễ thâm nhập qua 3 lớp sáp cao hơn có ý CV% 2,2 3,9 2,9 2,7 4,1 2,5 nghĩa so với giống đối chứng là Khẩu Vặn Lón, Khẩu Máy Lay, Nếp Ghi chú: *: Giống có chỉ số SPAD cao hơn đối chứng ở mức ý nghĩa α =0.05 Nương Tròn, Thóc Gie và Tẻ Đỏ 1(bảng 4.6). 14 11
4.2.2. Đánh giá khả năng chịu hạn giai đoạn cây con 3 lá 4.2.3. Đánh giá đặc nông học và sinh lý liên quan đến khả năng Bảng 4.7. Khả năng sinh trưởng của thân lá, rễ và sự tích lũy chất chịu hạn giai đoạn đẻ nhánh và trỗ bông khô của cây con khi bị hạn 7 ngày so với đối chứng không hạn % % % Cường độ quang hợp của các mẫu giống lúa cạn trước hạn thấp CCC KLKTL TCDR KLKR % so Stt Tên giống so so so (cm) ĐC (mg/cây) ĐC (cm/cây) ĐC (mg/cây) ĐC hơn giống đối chứng nhưng lại phục hồi quang hợp sau hạn tốt hơn 1 Brăng 11,9* 83,4 2,8 91,2 246,3 101,1 2,6 110,0 giống đối chứng (bảng 4.8). 2 Khẩu Vặn Lón 13,2* 86,4 3,6* 93,0 267,7 107,4 3,4 104,1 Bảng 4.8. Cường độ quang hợp (CĐQH) của các mẫu giống lúa ở 3 Khẩu Máy Lay 12,0* 90,0 2,5 79,2 257,3 102,1 2,2 97,0 4 Nếp Dâu 14,1* 83,3 2,7 80,2 259,3 104,0 2,2 106,6 giai đoạn bị hạn và phục hồi (µmol CO2 /m2 lá/s) 5 Nếp Nương Tròn 13,0* 93,5 3,4 95,4 288,7* 114,4 3,4 115,7 Hạn giai đoạn đẻ Hạn giai đoạn trỗ nhánh 6 Lai Đỏ 10,8 83,6 2,7 87,1 265,7 101,0 2,7 106,6 Tên giống Trước Phục Trước Phục 7 Thóc Gie 9,8 84,9 2,4 78,5 249,7 100,7 2,1 103,3 Hạn Hạn hạn hồi hạn hồi 8 Tẻ Dao 2 12,5* 80,5 2,9 81,9 261,3 105,1 2,6 96,3 Brăng 18,6 4,2 16,3* 16,4 3,1 15,3* 9 Tẻ Đỏ 1 14,6* 93,8 3,5* 93,8 273,3* 112,8 3,1 112,2 Khẩu Vặn Lón 20,4 2,2 17,2* 19,2 2,2 16,8* 10 Tẻ Thái Lan 14,1* 87,6 3,1 73,0 252,7 103,3 2,6 106,8 Khẩu Máy Lay 17,4 3,4 13,5 16,4 3,1 12,6 11 LC93-1 (ĐC) 10,5 87,3 3,2 76,4 265,3 105,2 3,4 97,1 Nếp Dâu 16,5 3,3 14,2 14,6 3,1 13,1 CV% 5.8 6,0 2,1 6,8 Nếp Nương Tròn 20,6 3,1 17,2* 18,7 2,8 16,5* LSD0.05 1.2 0,3 9,4 0,3 Lai Đỏ 16,6 3,4 14,2 15,4 3,4 13,0 Ghi chú: *: Các giống cao hơn giống đối chứng ở mức ý nghĩa α =0.05;CCC: Chiều cao cây; Thóc Gie 20,6 3,0 16,6* 19,6 2,8 16,5* KLKTL: Khối lượng khô thân lá; TCDR: Tổng chiều dài rễ; KLKR: Khối lượng khô rễ; % so ĐC: Tỷ lệ % so với công thức đối chứng không bị hạn. Tẻ Dao 2 19,6 3,3 15,4 18,4 3,4 15,8* Tẻ Đỏ 1 20,2 2,4 18,4* 18,7 2,6 16,8* Tẻ Thái Lan 20,1 3,4 17,8* 18,9 3,2 16,5* LC93-1 (ĐC) 21,9 3,8 13,7 19,1 3,8 13,1 TB 19,3 3,2 15,9 17,8 3,0 15,1 LSD0,05 2,0 0,7 1,5 1,3 0,7 1,5 CV% 6,0 12,8 5,5 4,4 13,7 5,9 Chú thích: *: Giống có CĐQH cao hơn đối chứng ở mức ý nghĩa α =0.05. Hiệu suất sử dụng nước (HSSDN): HSSDN được tính bằng Hình 4.3. Lượng proline tích lũy của các giống trong điều kiện lượng CO2 tích lũy trong quang hợp trên lượng nước bay hơi. Không hạn và không hạn có sự khác biệt rõ rệt giữa các giống lúa cạn địa phương so với đối Sau 7 ngày hạn, chiều cao cây và khối lượng khô thân lá chứng về hiệu suất sử dụng nước cả trước và trong khi bị hạn. Tuy giảm. Tuy nhiên tổng chiều dài rễ tăng, đặc biệt là hàm lượng proline nhiên ở giai đoạn phục hồi hạn, hiệu quả sử dụng nước của hầu hết các giống lúa cạn đều cao hơn đối chứng (hình 4.4). năng cao. Các giống Khẩu Vặn Lón, Nếp Nương Tròn và Tẻ Đỏ 1có Chỉ số SPAD: SPAD là một chỉ số có tương quan thuận với nhiều chỉ tiêu liên quan đến khả năng chịu hạn tốt hơn đối chứng hàm lượng diệp lục trong lá. Bảng 4.9 cho thấy chỉ số SPAD trước (bảng 4.7 và hình 4.3). khi hạn ở cả giai đoạn đẻ nhánh và trỗ bông đều cao hơn khi hạn và 12 13