báo cáo ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA MỘT SỐ LÚA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC KHOA NÔNG LÂM NGHƯ NGHIỆPBÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA THUẦN TRONG ĐIỀU KIỆN VỤ XUÂN 2017 TẠI KHU THỰC HÀNH, TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC

KHOA NÔNG LÂM NGHƯ NGHIỆP

HƠ THỊ XAI

BÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA MỘT SỐ LÚA

THUẦN TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI VỤ XUÂN 2017 TẠI KHU THỰC HÀNH, TRƯỜNG ĐẠI HỌCHỒNG ĐỨC, THANH HÓA

Ngành đào tạo: Nông học

THANH HÓA, 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC KHOA NÔNG LÂM NGHƯ NGHIỆP

BÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA THUẦN TRONG ĐIỀU KIỆN VỤ XUÂN 2017 TẠI KHU THỰC HÀNH,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC, THANH HÓA

Sinh viên thực hiện: Hơ Thị XaiLớp: Đại học K16 Nông họcKhóa: 2013 - 2017

Người hướng dẫn: TS Trần Công Hạnh

THANH HÓA, NĂM 2017

Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo trường Đại học Hồng Đức, Khoa Nông LâmNgư Nghiệp, Bộ môn Khoa học cây trồng, các thầy giáo, cô giáo đã tạo mọi điềukiện, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành khóa luận.

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè đã luôn quan tâm,động viên, khích lệ và hỗ trợ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành khóa luận

Thanh Hóa, ngày 30 tháng 05 năm 2017

Sinh viên

Hơ Thị Xai

MỤC LỤC

IRRI: Viện nghiên cứu quốc tế

CURE: Chương trình nghiên cứu và phát triển lúa cho vùng khó khănFAO: Tổ chức Nông lương thế giới

I MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài

Cây lúa (Oryza sativa) là cây lương thực quan trọng, cung cấp nguồn

thực phẩm chính cho khoảng 65% dân số thế giới Trong đó, hơn 90% sản lượnglúa được tiêu thụ tại Châu Á Trong những thập niên cuối thế kỷ XX, sự gia tăngđáng kể về sản lượng lúa đã được ghi nhận tại nhiều nước đang phát triển Cuộccách mạng xanh trong nông nghiệp năm 1960 đã mở ra sự phát triển lớn mạnhcủa khoa học chọn giống và sự ứng dụng các thành tựu khoa học kĩ thuật vàosản xuất nông nghiệp góp phần làm tăng năng suất giống cây trồng Tuy nhiên

sự khan hiếm về nước tưới phục vụ cho nông nghiệp đã được báo động trongnhiều hội nghị khoa học của thế giới gần đây Khô hạn sẽ là yếu tố quan trọngbậc nhất ảnh hưởng đến an toàn lương thực thế giới Tài nguyên nước phục vụcho nông nghiệp không phải là vô tận, bên cạnh đó là áp lực dân số kèm theo sựphát triển đô thị, sự kiện ấy sẽ làm gia tăng nhu cầu nước phục vụ dân sinh vàcho phát triển công nghiệp Do đó sự khan hiếm nước nước phục, diện tích nôngnghiệp là vấn đề đang được dự báo cấp thiết trên quy mô toàn cầu Hạn hánđược xem như là một trong những hậu quả nghiêm trọng do sự suy giảm củanguồn nước Với tầm quan trọng như vậy, người ta đã hoạch định một thứ tựtrong đầu tư nghiên cứu tính chống chịu khô hạn trong lĩnh vực cải tiến giốngcây trồng trên toàn thế giới

Ở nước ta nghề trồng lúa nước đã có từ rất lâu và năng suất lúa ngày càngtăng một phần là do sự góp phần quan trọng của công tác chọn giống lúa, bằngphương pháp cổ truyền, chọn lọc theo kiểu phả hệ, lai hữu tính, ứng dụng côngnghệ sinh học như tạo biến dị, nuôi cấy mô, biến đổi gen Nhờ chính sách đổimới và khoa học kỹ thuật trong công tác lai tạo, chọn lọc giống lúa ở các viện,trường, trung tâm và cá nhân trong cả nước, qua nhiều năm đã tạo ra rất nhiềugiống lúa có năng suất cao, ngắn ngày thích hợp với điều kiện khí hậu, đất đai ởtừng vùng

Ngày nay, khi nước ta chuyển sang giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đạihoá cùng với sự đô thị hoá, thì diện tích lúa bị giảm xuống Do đó đòi hỏi phảithâm canh tăng vụ, giống lúa ngắn ngày có khả năng chịu hạn tốt, tăng năngsuất, kháng nhiều sâu bệnh hại, phẩm chất tốt, thích nghi với điều kiện sinh thái.

Vấn đề cải tiến và kỹ thuật canh tác đã và đang được đặt ra, việc sử dụnggiống lúa có khả năng thích nghi và chống chịu cao là một biện pháp tiết kiệmchi phí hữu hiệu nhất Chính vì vậy để nâng cao và ổn định sản lượng lúa trongđiều kiện khô hạn, nhằm giảm thiểu thiệt hại do hạn hán gây ra, việc xác định vàchọn tạo ra các giống lúa cải tiến có khả năng chịu hạnđã rở thành một trongnhững vấn đề cấp thiết hiện nay Mặt khác tạo ra những giống lúa mang gen chịuhạn cũng là việc làm cần thiết cho cả những vùng trồng lúa không có đủ điềukiện thủy lợi vì tình trạng thiếu nước có thể xảy ra hầu hết các vùng trồng lúa,theo thống kê có tới 90% diện tích trồng lúa trên thế giới chịu ảnh hưởng củakhô hạn trong giai đoạn sinh trưởng Vì vậy để khắc phục khắc phục một số hạnchế của các giống lúa thì việc lai tạo và chọn ra những giống lúa cải tiến manggen chống chịu hạn, cho năng suất cao ổn định, sẽ mang lại hiệu quả cao cácvùng thường xuyên bị hạn, để đáp ứng nhu cầu gạo có chất lượng tốt phục vụcho tiêu dùng trong nước và xuất khẩu

Xuất phát từ những yêu cầu của thực tiễn, chúng tôi đã tiến hành đề

tài:“Đánh giá khả năng chịu hạn của một số giống lúa thuần(Oryza sativa), trong điều kiện vụ xuân 2017 tại khu thí nghiệm thực hành, Trường Đại Học Hồng Đức, Thanh Hóa”.

1.2 Mục đích, yêu cầu của đề tài

1.2.1 Mục đích

Đánh giá trước đồng ruộng khả năng chịu hạncủa các giống lúa thuầntham gia thí nghiệm trong điều kiện nhà lưới để làm cơ sở cho công tác chọngiống

1.2.2 Yêu cầu

Xác định được đặc điểm sinh trưởng, phát triển của các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ở 2 điều kiện độ ẩm đất khác nhau.

.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

II TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 2.1 Khái niệm về hạn và phân loại hạn

2.1.1 Khái niệm về hạn

Bất cứ một loại cây trồng nào cũng cần phải có nước để duy trì sự sống,mức độ cần nhiều hay ít tùy thuộc vào từng loại cây trồng và từng giai đoạn sinhtrưởng, phát triển của chúng Hạn đối với thực vật là khái niệm dùng để chỉ sựthiếu hụt nước do môi trường gây nên trong suốt cả quá trình hay trong từng giaiđoạn, làm ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây Mức độ tổn thươngcủa cây trồng do khô hạn gây ra có nhiều mức khác nhau như chết, chậm pháttriển hay phát triển tương đối bình thường Những cây trồng có khả năng duy trì

sự phát triển và cho năng suất tương đối ổn định trong điều kiện khô hạn đượcgọi là cây chịu hạn và khả năng của thực vật có thể giảm thiểu mức độ tổnthương do thiếu hụt nước gây nên gọi là tính chịu hạn (Đinh Thị Phòng,2001) Tuy nhiên khó có thể xác định được thế nào là một trạng thái hạn đặc trưng

vì mức độ khô hạn do môi trường gây nên khác nhau theo từng mùa, từng năm,từng vùngđịa lý và không thể dự đoán trước được Theo Hsiao (1998) thì "Hạn

là sự mất cân bằng nước của thực vật thể hiện trong sự liên quan hữu cơ giữa đất thực vật - khí quyển" Theo Raynal và cộng sự (1999), hạn được xem là nhân tốgây thiệt hại lớn nhất đối với năng suất lúa Theo Nguyễn Đức Ngữ (2002) đãđịnh nghĩa: “Hạn hán là hiện tượng lượng mưa thiếu hụt nghiêm trọng, kéo dài,làm giảm hàm lượng ẩm trong không khí và hàm lượng nước trong đất, làm suykiệt dòng chảy sông suối, hạ thấp mực nước ao hồ, mực nước trong các tầngchứa nước dưới đất, gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và phát dục của câytrồng, làm mùa màng thất bát, môi trường suy thoái, gây ra đói nghèo và dịchbệnh”

-2.1.2 Phân loại hạn

Theo tài liệu dịch của Vũ Văn Liết (2008) thì những kiểu hạn chính đượcnhận thấy ở đất thấp canh tác nhờ nước trời:

+ Hạn xảy ra thời gian đầu trong giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng

+ Hạn giữa vụ không liên tục xảy ra ở giai đoạn giữa đẻ nhánh đến kếthạt

+ Hạn muộn xảy ra trong thời kỳ trỗ đến chắc hạt

Theo một nhóm chuyên gia của WTO (Tổ chức khí tượng thế giới) phânchia thành 4 loại hạn là: hạn khí tượng,hạn nông nghiệp, hạn thủy văn và hạnkinh tế xã hội (Nguyễn Đức Ngữ,2002)

Theo Gulialep và ctv, Lê Khả Kế, Đào Thế Tuấn và ctv, đã chia hạn thành

4 loại chính sau:

- Hạn không khí: Do độ ẩm không khí thấp 10 - 20% gây nên sự héo tạmthời cho cây, vì khi nhiệt độ không khí cao gây nên ẩm độ không khí giảm, làmlượng nước bốc hơi dẫn đến các bộ phận non của cây bị thiếu nước Nếu hạnkéo dài dễ làm cho keo nguyên sinh bị đông kết và cây nhanh chóng bị chết còngọi là cảm nắng, tác hại nhất là gió khô Hạn không khí diễn ra trong thời giandài sẽ dẫn đến hạn đất

- Hạn đất: Gây nên hạn lâu dài, cây thiếu nước, không có đủ nước để hút,

mô cây bị khô đi nhiều và sự sinh trưởng trở nên khó khăn, hạn đất luôn gây nên sựgiảm thu hoạch, nếu hạn sớm có thể dẫn đến mất trắng, không cho thu hoạch

- Hạn kết hợp: Khi có sự kết hợp cả hạn đất và hạn không khí thường gâynên hạn trầm trọng, nếu kéo dài có thể làm tổn hại lớn đến cây trồng

- Hạn sinh lý: Khi có đầy đủ nước mà cây vẫn không hút được nước cóthể do: nhiệt độ quá thấp, hoặc phần xung quanh rễ có quá nhiều chất gây độccho rễ hoặc do nồng độ dinh dưỡng xung quanh rễ quá cao

Theo Nguyễn văn Hiển và một số tác giả khác thì hạn được chia làm 3loại: Hạn đất, hạn không khí, hạn tổng hợp.

Theo số liệu tổng lượng mưa nhiều năm, thời gian phân bố mưa và ẩm độ

ở các tháng của nước ta khi so sánh với bảng phân loại hạn của D.P.Garity 1984thì hạn ở Việt Nam chủ yếu là hạn đất, hạn không khí đôi khi xảy ra nhưng cục

bộ ở miền Trung và các vùng khác diễn ra trong thời gian ngắn

2.2 Tính chịu hạn ở thực vật

2.2.1 Tác động của hạn lên thực vật

Nước là yếu tố giới hạn của cây trồng, là sản phẩm quan trọng khởi đầu,trung gian và cuối cùng của các quá trình chuyển đổi sinh hóa, là môi trường đểcác phản ứng trao đổi chất xảy ra Nước có ý nghĩa sinh thái và sinh lý quyếtđịnh trong đời sống thực vật Thiếu nước là một trong những nguyên nhân chínhlàm giảm năng suất cây trồng Do vậy tính chịu hạn của cây trồng và vấn đềchống chịu hạn thường xyên được quan tâm

Hạn là tác động của môi trường xung quanh đủ để gây mất nước ở thựcvật Hiện tượng mất nước có thể là tác động sơ cấp, là kết quả của sự thiếu nướccủa môi trường, hoặc là tác động thứ cấp được gây nên bởi nhiệt độ thấp, sự đốtnóng hoặc tác động của muối

Chống lại khô hạn cây có thể giữ không để mất nước hoặc nhanh chóng

bù lại sự thiếu nước thông qua những biến đổi về hình thái Duy trì áp suất thẩmthấu nội bào có tác dụng bảo vệ hoặc duy trì sức sống của tế bào chất ngay cảkhi bị mất nước cự đoan Đó là khả năng chịu hạn của thực vật

2.2.2 Cơ chế chịu hạn của thực vật và khả năng khắc phục

Thực vật chống mất nước là dựa trên khả năng làm tăng áp lực nội tại,tăng tính đàn hồi của màng tế bào, giảm kích thước tế bào Nhưng khả năngnày cần thiết cho việc duy trì sức trương của tế bào là yếu tố cơ bản để quá trình

trao đổi chất, quá trình sinh trưởng và phát triển diễn ra bình thường khi cânbằng nước ở thực vật bị thay đổi.

Có hai cơ chế chính liên quan đến khả năng chịu hạn của thực vật:

2.2.2.1 Vai trò của bộ rễ

Bộ rễ có hình thái khỏe, dài, mập, có sức xuyên sâu giúp cho cây hút đượcnước ở những vùng sâu, vùng xa Hình thái và chức năng của bộ rễ thường liênquan nhiều đến khả năng chịu hạn của cây trồng cạn, trong đó có giống lúa cạn.Khi gặp điều kiện hạn, axit abcisic (ABA) được tăng cường tổng hợp ở rễ, sau

đó vận chuyển lên lá, đẩy nhanh tốc độ già hóa của lá, đóng khí khổng làm giảm

sự thoát hơi nước Bên cạnh đó ABA được tăng cường trên lá làm mức độ héotăng lên giúp cây giúp cây tránh bớt được mức độ bức xạ mặt trời trên, giảm sửdụng nước và hiện tượng tăng nhiệt độ bề mặt lá

Khi gặp hạn rễ mọc dài hơn, phân bố rộng và sâu hơn vào các lớp đất giúpcây lúa tận dụng nước dưới sâu Khi bắt đầu gặp điều kiện hạn ở giai đoạn câycon, khối lượng rễ và tỉ lệ rễ/thân lá tăng lên; sinh nhiều rễ đốt vì rễ đốt có thểđâm xuyên lớn hơn vào các lớp đất, do đó tăng cường khả năng hấp thu nước.Một số nghiên cứu chỉ ra rằng: khi gặp hạn tốc độ dài rễ lớn hơn tốc độ dài lá, ởcác giống lúa chịu hạn thì chiều dài rễ, số rễ/cây, trọng lượng khô của rễ/cây vàtốc độ hút nước của các giống chịu hạn cao hơn rất nhiều giống đối chúng khi cónước trở lại Điều này có ý nghĩa khi cây lúa gặp điều kiện hạn, tế bào rễ có ápsuất thẩm thấu cao, sức hút nước lớn (Nguyễn Đình Giao và cs, 1997)

2.2.2.2 Khả năng điều chỉnh áp suất thẩm thấu

Khả năng điều chỉnh áp suất thẩm thấu của tế bào thực vật, đặc biệt là tếbào rễ có mối liên quan đến khả năng cạnh tranh nước của tế bào rễ đối với đất.Trong điều kiện hạn, áp suất thẩm thấu được điều chỉnh tăng lên giúp cho tế bàothu nhận được những phân tử nước có rất ít trong đất Bằng cơ chế như vậy thựcvật có thể vượt qua được tình trạng hạn cục bộ Đối với những giống lúa nướctính chịu hạn cục bộ có một ý nghĩa quan trọng cho những vùng chưa chủ độngđược nước tưới (Bùi Chí Bửu và cs, 2003)

Khi tế bào bị mất nước dần dần các chất hòa tan sẽ được tích lũy trong tếbào chất nhằm chống lại việc giảm tiềm năng nước và tăng khả năng giữ nướccủa nguyên sinh chất Các chất hòa tan có liên quan bao gồm: các loại đường,các axit hữu cơ, các loại rượu đa chức hay các ion (chủ yếu là ion K+) Hầu hếtcác loại chất tan hữu cơ có tác dụng điều chỉnh áp suất thẩm thấu được sinh rangay trong quá trình đồng hóa và quá trình trao đổi chất (Lê Trần Bình và cs,2003).

2.3 Tính chịu hạn ở cây lúa

Những thực vật tồn tại trên môi trường thiếu nước làm cho chúng bị mấtcân bằng về thẩm thấu, để chống lại những điều kiện khắc nghiệt đó đòi hỏi câytrồng phải có những cơ chế đặc biệt Tránh mất nước và chịu mất nước là hai cơchế tồn tại ở những cây chịu hạn Cơ chế tránh mất nước phụ thuộc vào khảnăng thích nghi đặc biệt của cấu trúc và hình thái của rễ và chồi Cơ chế chịumất nước liên quan đến những thay đổi tinh vi trong sinh hóa tế bào dẫn đến sựtích lũy các chất hòa tan, các protein , các amino acid đặc biệt nhưprolin,mannitol, fructan, glycin betaine, ion K+, các enzym phân hủy gốc tựdo Nhiều các chất mới được tổng hợp để tạo sức kháng cho cơ thể cây trồng.Hiện tượng này có thể diễn ra rất nhanh khi gặp sự mất cân bằng thẩm thấu Vaitrò và chức năng của các chất xuất hiện khi thực vật bị thiếu hụt nước có nhiệm

vụ chính là điều chỉnh và bảo vệ thẩm thấu, loại bỏ gốc tự do (Bohnert và cs,1996)

Phản ứng đầu tiên khi cây lúa gặp hạn là khí khổng đóng lại, ngăn chặn sựthoát hơi nước ra ngoài Quá trình đóng mở khí khổng là rất phức tạp liên quanđến hàng loạt các quá trình như quang hợp, hô hấp, trao đổi ion, hút dinh

dưỡng Khi mất nước nhiều, khí khổng không có khả năng đóng, nước ồ ạtthoát ra ngoài cuối cùng dẫn đến tình trạng héo và chết (Bohnert và cs, 1996).Trong điều kiện đủ nước khó có thể phân biệt được giống lúa chịu hạn và khôngchịu hạn, nhưng khi khô hạn xảy ra thì những kiểu gene liên quan đến tính chịuhạn được biểu hiện rõ ràng: giống có khả năng chịu hạn là những giống có khảnăng duy trì sức trương của tế bào và dễ dàng vượt qua thời kỳ khô hạn; giốngkhông có khả năng chịu hạn sẽ bị héo và khô ngay khi có khó khăn nước.

Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, cây lúa tiêu thụ một lượng nướclớn Nhìn chung trong các loại cây trồng thì lúa nước là loại cây kém chịu hạnnhất Giai đoạn phân hóa làm đòng,ôm đòng, trỗ và phơi màu là giai đoạn mẫncảm nhất của cây lúa với nước Nước thâm nhập vào cây ở trạng thái tự do qua

- Kiểm soát mức độ thoát nước trên bề mặt của lá

Phả ứng chống lại sự thiếu hụt về nước ở thực vật là rất phức tạp, đượctham gia bởi hàng loạt các quá trình trao đổi chất khác nhau Khả năng giữ nướcphụ thuộc chủ yếu vào sự đóng mở của khí khổng ở lá, còn khả năng thu nhậnnước chủ yếu phụ thuộc vào chức năng của bộ rễ

2.4 Ảnh hưởng của chịu hạn đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của

cây lúa

2.4.1 Nhu cầu nước của lúa

Đối với cây lúa từ lâu đã có câu ca dao “ Nhất nước, nhì phân”

Điều đó nói lên nhu cầu nước của cây lúa rất lớn

Nước là thành phần chủ yếu của cây lúa, nếu lấy 100g lá lúa tươi đem sấythì lượng lá khô chỉ còn lại 12g (còn 88g là lượng nước bốc hơi), đem phần lákhô đốt cháy hoàn toàn thì lượng tro còn lại là 1,5g Với 88% trọng lượng câylúa, nước là thành phần chủ yếu và cực kỳ quan trọng đối với đời sống cây lúa.Nước là điều kiện để thực hiện các quá trình sinh lý trong cây lúa, đồng thờicũng là môi trường sống của cây lúa, là điều kiện ngoại cảnh không thể thiếuđược đối với cây lúa

Nước là một trong những nguồn vật liệu thô để chế tạo thức ăn, vậnchuyển thức ăn lên xuống trong cây, đến những bộ phận khác nhau của cây lúa.Bên cạnh đó lượng nước trong cây lúa và nước ruộng lúa là yếu tố điều hòanhiệt độ cho cây lúa cũng như quần thể, không gian ruộng lúa Nước cũng gópphần làm cứng thân và lá lúa, nếu thiếu nước thân lá lúa sẽ khô, lá lúa bị cuộnlại và rủ xuống, còn nếu cây lúa đẩy đủ nước thì thân lá lúa sẽ đứng, bản lá mởrộng

• Cây lúa cần 400 - 450 đơn vị nước, để tạo được một đơn vị thân lá

• Cây lúa cần 300 - 350 đơn vị nước để tạo được một đơn vị hạt

Do vậy, ngoài sử dụng nước trời, xây dựng được hệ thống thuỷ lợi tốt là yếu tố quan trọng hàng đầu cho các vùng trồng lúa

Ở các vùng trồng lúa, cây lúa được cung cấp nước bằng các nguồn sau:

- Lượng mưa: Yêu cầu 900 - 1100 mm cho một vụ lúa Mùa mưa ở vùngđồng bằng Bắc Bộ thường bắt đầu vào tháng 5 - 6 và kết thúc vào tháng 10 - 11

Ở các tỉnh miềm Trung mùa mưa muộn hơn, thường mưa nhiều vào tháng 11-12.Lượng mưa hàng năm ở Hà Nội là 1800 mm, ở Huế 2860 mm, Thành phốHồChí Minh 1980 mm, hoàn toàn đáp ứng đủ nhu cầu về nước của một vụ lúa

Tuy nhiên, trong thực tế cũng có năm lượng mưa phân bố không đều, nhất làthời kỳ đầu và giữa vụ dễ gây ra hạn hán hoặc ngập lụt đối với sản xuất lúa.

- Nước mưa còn mang theo và cung cấp khoảng 16 kg đạm vô cơ/ha,nguồn ôxy làm thay đổi tiểu khí hậu trong ruộng lúa

- Nước sông, suối, ao, hồ, đầm : Lượng nước từ các nguồn này ngoàinhững nơi nước có thể tự chảy vào ruộng thì phải có hệ thống thuỷ lợi (tưới tiêu)tốt để chủ động cung cấp nước cho lúa (chống hạn) Tuy nhiên khi nước thừa thìphải thoát nước cho lúa (chống úng)

- Nước phù sa từ các sông, đặc biệt là sông lớn như sông Hồng ( Đồngbằng Bắc Bộ), sông Cửu Long (Đồng bằng sông Cửu Long) còn cung cấplượng lớn chất dinh dưỡng từ nguồn nước phù sa cho cây lúa

2.4.2 Hạn ảnh hưởng đến cây lúa

Khô hạn là yếu tố quan trọng bậc nhất ảnh hưởng đến an toàn lương thựccủa nhân loại và điều này đã nhiều lần xảy ra trong quá khứ trên những phạm virộng hẹp khác nhau Hạn hán làm giảm năng suất cây trồng, làm giảm diện tíchgieo trồng và sau đó làm giảm sản lượng cây trồng mà chủ yếu là sản lượnglương thực Khi hạn xảy ra con người đẩy mạnh thủy lợi và đầu tư khác đồngnghĩa với tăng chi phí sản xuất nông nghiệp, do đó làm giảm thu nhập của ngườilao động, đồng thời kéo theo một loạt các hậu quả kinh tế xã hội nghiêm trọngnhư bệnh tật và đói nghèo

Việt Nam là nước sản xuất nông nghiệp chịu ảnh hưởng nhiều của yếu tốthời tiết Hạn luôn là mối nguy lớn, đe dọa và gây ra nhiều thiệt hại cho đời sống

và sản xuất nông nghiệp Theo cục Thủy lợi từ năm 1960 – 2005 hạn hán nặng

đã làm ảnh hưởng đến vụ đông xuân các năm 1959, 1961, 1970, 1984,1986,1993, ảnh hưởng tới vụ mùa các năm 1960, 1961, 1963,

1964,1983,1987,1988, 1990,1992,1993 Tuy nhiên năm được đánh giá là nặngnhất trong 45 năm qua là năm 1988 làm thiệt hại trên 5.000 tỷ đồng.

Nguyên nhân hạn chủ yếu do mùa mưa kết thúc sớm hơn mọi năm, cùngvới việc thiếu hụt lượng nước mưa, nhiệt độ các tháng đầu năm cũng cao hơntrungbình, nhiều năm từ 1 – 30C Tình trạng này đã khiến 898.960 ha lúa (chiếm12% diện tích cả nước) bị hạn, trong đó 122.081 ha bị mất trắng

2.4.3 Hạn ảnh hưởng đến năng suất lúa ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau.

Đối với cây lúa hạn vào lúc cây đang sinh trưởng mạnh (đẻ nhánh) thì chỉảnh hưởng đến sinh trưởng Nhưng nếu hạn vào giai đoạn làm đòng đến trỗ thìrất có hại vì ngăn cản sự phát triển của các bộ phận hoa, gây ảnh hưởng rõ rệtđến năng suất và phẩm chất lúa

Nếu hạn vào thời kỳ cây lúa hồi xanh thì làm chậm quá trình hồi xanhhoặc chết cây do sức chống hạn yếu Thời kỳ đẻ nhánh, cây lúa chịu hạn kháhơn nhưng cũng bị giảm khả năng đẻ nhánh, chiều cao cây và diện tích lá Thời

kỳ ngậm đòng mà gặp hạn thì rất có hại, nhất là giai đoạn tế bào sinh sản phânbào giảm nhiễm, làm thoái hóa hoa, cản trở quá trình hình thành gié và hoa Thời gian 11 ngày trước trỗ, chỉ cần hạn 3 ngày đã làm giảm năng suất rấtnghiêm trọng, gây nghẹt đòng, các bộ phận hoa bị tổn thương mạnh, mầm hoa bịchết dẫn đến sự bất thụ hoặc quá trình phơi màu thụ tinh khó khăn và hình thànhnhiều hạt lép

Khi hạt lép cây không có cách nào bù năng suất nữa Hạn vào thời kỳ chínsữa làm giảm trọng lượng hạt, tỷ lệ bạc bụng cao vì bị giảm sự tích lũy proteinvào nội nhũ

Nhìn chung, dù thiếu nước ở bất kỳ giai đoạn sinh trưởng nào của cây lúacũng có thể gây giảm năng suất (Vũ Thị Bích Hạnh,2004)

2.5 Tình hình nghiên cứu lúa chịu hạn ở trên Thế giới và Việt nam

2.5.1 Nghiên cứu lúa chịu hạn trên Thế giới

Năm 1979, IRRI đã tiến hành thí nghiệm về khả năng chống chịu hạntrên hơn 2000 giống và tìm thấy một vài giống lúa chín sớm, chống chịu hạn tốt,

có độ mẩy cao và được đưa vào sản xuất là N22, Serratus Malam, Cartuna, PadiTatakin, Rikuto Norin 21,

Trong thời gian 1972 – 1980 IRRI đã tiến hành 3839 cặp lai để chọngiống, năm 1982 có trên 4000 dòng, giống được IRRI gửi tới thí nghiệm tại cácnước cho việc đánh giá, chọn lọc phù hợp cho mỗi vùng sinh thái hạn

Năm 1991, chọn được giống Kantomochi 168 có chất lượng nổi tiếng và chịuhạn tốt, năm 1992 chọn lượng giống Kantomochi 172 cho năng suất cao

Ở Brazin, Viện Nông Nghiệp Campinas (IAC) đã tạo ra một loạt các giống caocây nhưng chịu hạn rất tốt như IAC1246, IAC47, IAC25 Giống sau có thời giansinh trưởng sớm hơn hai giống trước 10 ngày và thoát được thời kỳ hạn ở địaphương và được biết tới với cái tên Versnico

Adkins và cộng sự (1995) thông báo đã chọn được dòng lúa chịu hạn từ mô sẹogiống luá KhaoDawkMali 105 bằng việc bổ sung vào môi trường nuôi cấyPEG8000, các tính trạng nông sinh học quan trọng và khả năng chịu hạn đã duytrì và ổn định ở thế hệ R2

Năm 2008 trên tạp chí “Rice Today”, Viện Nghiên cứu lúa quốc tế chobiết họ đã lai tạo ra giống lúa mới thế hệ đầu tiên có tên là ‘Acorobic rice’.Giống mới này là kết quả lai tạo từ giống lúa cao sản mới với giống lúa truyềnthống có khả năng chịu hạn, năng suất thấp Acorobic rice có thể sinh trưởng ởcác vùng đất khô như các giống ngô, thay vì các cánh đồng ngập nước nhưtruyền thống Một số dòng thuộc giống lúa mới này hiện đang được trồng thửnghiệm tại những khu vực thường bị hạn hán ở miền nam Châu Á

Vào tháng 5 năm 2009, tại Hội nghị thường niên của Chương trình nghiêncứu và phát triển lúa cho vùng khó khăn (CURE), TS David Johson – Điều phốitrưởng Chương trình cho biết đã nghiên cứu và đã xác định được một số giống

có năng suất cao, ổn định, chịu hạn tốt, cao hơn 2 lần so với đối chứng, ví dụ IR7431- 71- 11, IR 55419, đã và đang đưa vào sản xuất

2.5.2 Nghiên cứu lúa chịu hạn ở Việt nam

Các nhà khoa học của Viện Khoa Học Việt Nam đã tạo ra dòng lúa chịunóng và khô từ các tế bào phôi giống lúa CR203, rồi dùng phương pháp nuôicấy tế bào, nhân dòng lúa này tạo giống lúa mới được công nhận cấp quốc gia

“DR2”, có năng suất và độ thuần cao, chịu hạn và nhiệt độ cao Giống lúa này

đã được ứng dụng trong một số chương trình lai tạo ở các tỉnh miền Bắc và miềnTrung

Theo Vũ Tuyên Hoàng từ cuối thập kỷ 70 Viện Cây lương thực và Câythực phẩm đã tập trung nghiên cứu chọn tạo giống lúa cho những vùng khô hạn

và những vùng sản suất lúa thiếu nước tưới Trong những năm `986 – 1990 Viện

đã lần lượt đưa ra 3 giống mới có tên “CH” gồm: CH2, CH3, CH133 Nhữnggiống này có đặc điểm như chịu hạn, thích hợp cho các vùnghạn ở đồng bằng vàtrung du miền núi phía Bắc Thời gian sinh trưởng từ 115 – 130 ngày, khả năngchịu hạn và phục hồi sau hạn tốt Các giống này trong điều kiện thâm canh vàđược tưới nước khoảng 60 – 70% lượng nước của lúa nước, có thể đạt 50 – 60tạ/ha Như vậy các giống “CH” là các giống thuộc loại hình tiết kiệm nước (VũTuyên Hoàng,1995)

Trong giai đoạn 1995 – 1998, Vũ Tuyên Hoàng và cộng sự trong chươngtrình chọn giống lúa cho điều kiện khó khăn tiếp tục đưa ra được 3 giống lúamang những đặc điểm tốt như cho năng suất cao, chống chịu hạn khá, dễ tính,thích ứng cho vùng đất nghèo dinh dưỡng, khô hạn và thiếu nước đó là cácgiống: CH5, CH7, CH132

Hiện nay, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm vẫn tiếp tục đẩy mạnhcông tác nghiên cứu chọn tạo các giống lúa chịu hạn và cho ra giống lúa chịuhạn mới đã được công nhận là giống được phép sản xuất thử nghiệm là CH207,đồng thời còn cho ra một số dòng, giống triển vọng đang được tiến hành thửnghiệm và cho kết quả tương đối khả quan như:CH208,CH208,CH210,CH16,CH6……

Theo Nguyễn Hữu Nghĩa trong giai đoạn 1986 – 1990 Viện Khoa họcNông Nghiệp Việt Nam đã chọn lọc được 3 giống lúa nhập nội là UPLRi 5 vàonăm 1985 từ Philippin, BG35-2 năm 1985 từ Srilanka và KN96 năm 1986 từIndonesia Cùng trong thời gian này Viện đã chọn tạo theo hướng lai hữu tính,năm 1990 chọn tạo thành công giống lúa X11 từ tổ hợp lai Thiết cốt 31/IR30.Đây là giống lúa ngắn ngày chống chịu hạn tốt, cho năng suất cao thích ứng chocác vùng hạn

Cùng năm 1992, Vũ Tuyên Hoàng, Nguyễn Văn Duệ, Huỳnh Yên Nghĩacho biết, hàn lượng nước ở các giống chịu hạn cao hơn đối chứng, cường độ

thoát hơi nước của các giống chịu hạn từ 548 – 697mg nước/dm2/h Đặc điểmnày giúp cho các giống chịu hạn có khả năng chịu hạn tốt hơn.

Theo Trần Duy Quý (1994) trong việc sử dụng ưu thế lai để tạo giốngchống chịu hạn, các nhà khoa học Trung Quốc thấy rằng lúa lai mọc khỏe, bộ rễ

ăn sâu nên chịu hạn giỏi Gần đây các thực nghiệm canh tác lúa nửa cạn đã đượctiến hành trên diện tích rộng ở miền Bắc Kết quả cho thấy nếu chỉ đắp ứng mộtnửa lượng nướctheo yêu cầu, năng suất lúa lai Sinica đạt tới 4,5 – 5,1 tấn/ha caohơn 30 – 50% so với giống cổ truyền Điều này cho thấy lúa lai có triển vọngđáng kể nếu như khả năng chịu hạn được tăng cường nhờ hiệu ứng ưu thế lai Trần Nguyên Tháp, Nguyễn Quốc Khang, Vũ Tuyên Hoàng, Nguyễn TấnHinh, Trương Văn Kính (2002) đã công bố vai trò của gen chống hạn trong sựđiều chỉnh hàn lượng proline trong lá lúa trong môi trường thay đổi trong điềukiện thiếu nước, hàm lượng proline có sự khác nhau ở các giống lúa cạn và lúanước Các giống lúa chịu hạn tốt có hàm lượng proline cao và mức suy giảmnăng suất thấp

III VẬT LIỆU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Vật liệu nghiên cứu

- Nguyên liệu tạo giá thể cây trồng: Đất đỏ, xơ dừa, mùn cưa

- Giống: 7 giống lúa thuần ngắn ngày

Bảng 3.1: 7 giống lúa thuần tiến hành thí nghiệm

1 Q5 Nhập khẩu từ Trung Quốc từ năm 1993

2 Khang dân 18 Nhập nội từ Trung Quốc, được công nhận

giống theo Quyết định số 1659 KHCN, ngày 13 tháng 5 năm 1999

QĐ/BNN-3 Lam sơn 8 Công ty CP Giống cây trồng Thanh Hóa

chọn tạo

4 Hương thơm số Nhập nội từ Trung Quốc, được công nhận

1 giống theo Quyết định số 123

QĐ/BNN-KHCN, ngày 16 tháng 1 năm 2004

5 Bắc thơm 7 Nhập nội từ Trung Quốc, được công nhận

giống theo Quyết định số 1224 KHCN, ngày 21 tháng 4 năm 1998

QĐ/BNN-6 Kim cương 90 Nhập nội từ Trung Quốc từ năm 1995

7 Xi23 Được chọn lọc từ tập đoàn giống chống bạc

lá của Viện Lúa quốc tế (IRRI).Được côngnhận giống theo Quyết định số 1659QĐ/BNN-KHCN, ngày 13 tháng 5 năm1999

3.2 Nội dung nghiên cứu

Đánh giá được khả năng chịu hạn, chống sâu bệnh hại của các giống lúathuần tham gia thí nghiệm

Xác định được sự sinh trưởng, phát triển của các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ở chế độ đất khác nhau

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Thời gian, địa điểm nghiên cứu

- Thời gian: Thí nghiệm được tiến hành từ ngày 25/02/2017 đến tháng 05/2016

- Địa điểm: Tại khu thực hành nhà lưới Khoa Nông Lâm Ngư Nghiệp, TrườngĐại Học Hồng Đức

3.3.2 Phương pháp nghiên cứu

- Cách bố trí thí nghiệm: Bố trí thí nghiệm theo kiểu2 yếu tố