Luận văn so sánh một số giống lúa chịu mặn trong vụ xuân tại huyện giao thủy tỉnh nam định

luận văn

-


    -

VŨ THỊ THE

SO SÁNH MỘT SỐ GIỐNG LÚA CHỊU MẶN TRONG

VỤ XUÂN TẠI HUYỆN GIAO THUỶ TỈNH NAM ðỊNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành : Trồng trọt

Mã số : 60.62.01

Người hướng dẫn khoa học : PGS TS PHẠM VĂN CƯỜNG

HÀ NỘI - 2011

LỜI CAM ðOAN

- Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào

- Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn

ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2011

Tác giả luận văn

Vũ Thị The

LỜI CẢM ƠN

ðể hoàn thành luận văn này ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ nhiệt tình của cơ quan, các thầy cô, bạn bè ñồng nghiệp và gia ñình

Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Phạm Văn Cường người ñã tận tình hướng dẫn và ñóng góp những ý kiến quý báu trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Bộ môn Cây lương thực - Khoa Nông học và khoa sau ðại học - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện ñề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn tới tất cả các ñồng nghiệp, bạn bè và người thân

ñã luôn ñộng viên và tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn này

Tác giả luận văn

2.4 Các nghiên cứu về ñặc ñiểm nông sinh học liên quan ñến chịu

4.1 Diễn biến ñộ mặn của nước trên ruộng thí nghiệm vụ Xuân 2010

4.2 Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng của các giống lúa thí

4.5 Chỉ số diện tích lá (LAI) của các giống lúa thí nghiệm trong ñiều

4.7 Chỉ số ñộ dày lá (SLA) của các giống lúa thí nghiệm (cm2 lá/g

4.8 Chất khô tích luỹ của các giống lúa thí nghiệm trong ñiều kiện

4.11 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa thí

4.12 Mối quan hệ giữa năng suất thực thu (NSTT) và các yếu tố liên

4.12.1 Tương quan giữa năng suất thực thu và chỉ số diện tích lá (LAI) 48

4.12.3 Tương quan giữa năng suất thực thu và khối lượng chất khô tích luỹ 50

NSLT Năng suất lý thuyết

M1000 hạt Khối lượng 1000 hạt

TGST Thời gian sinh trưởng

DANH MỤC BẢNG

4.1 Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng của các giống lúa thí

4.6 Chỉ số dày lá của các giống lúa thí nghiệm qua các giai ñoạn sinh

4.7 Chất khô tích luỹ của các giống lúa thí nghiệm tại các giai ñoạn

4.8 Tốc ñộ tích luỹ chất khô (CGR) của các giống lúa thí nghiệm

4.11 Năng suất lý thuyết, năng suất thực thu của các giống lúa thí

DANH MỤC HÌNH

4.2a Mối tương quan giữa năng suất thực thu và chỉ số diện tích lá

qua các giai ñoạn sinh trưởng phát triển của các giống lúa thí

4.2b Mối tương quan giữa năng suất thực thu và chỉ số diện tích lá

qua các giai ñoạn sinh trưởng phát triển của các giống lúa thí

4.3a Mối tương quan giữa năng suất thực thu và chỉ số SPAD qua các

giai ñoạn sinh trưởng phát triển của các giống lúa thí nghiệm

4.3b Mối tương quan giữa năng suất thực thu và chỉ số SPAD qua các

giai ñoạn sinh trưởng phát triển của các giống lúa thí nghiệm

4.4a Mối tương quan giữa năng suất thực thu và khối lượng chất khô

tích luỹ qua các giai ñoạn sinh trưởng phát triển của các giống

4.4b Mối tương quan giữa năng suất thực thu và khối lượng chất khô

tích luỹ qua các giai ñoạn sinh trưởng phát triển của các giống

4.5a Mối tương quan giữa năng suất thực thu và các yếu tố cấu thành

4.5b Mối tương quan giữa NSTT và các yếu tố cấu thành năng suất

1 MỞ ðẦU

1.1 ðặt vấn ñề

Cây lúa (Oryza sativa L.) là một trong những cây trồng cung cấp nguồn

lương thực quan trọng nhất của loài người Khoảng 40% dân số thế giới sử dụng lúa gạo làm thức ăn chính và 25% dân số thế giới sử dụng lúa gạo trên 1/2 khẩu phần lương thực hàng ngày Như vậy, lúa gạo có ảnh hưởng ñến ñời sống ít nhất 65% dân số thế giới

Việt Nam chịu ảnh hưởng rất nhiều của biến ñổi khí hậu trong ñó có sự xâm nhập mặn của nước biển Nam ðịnh là một trong số các tỉnh hiện ñang bị ảnh hưởng nghiêm trọng của vấn ñề xâm nhập mặn Ở ñây, hàng năm có khoảng 12.000 ha ñất trồng lúa bị ảnh hưởng mặn tập trung tại các huyện Giao Thủy, Hải Hậu, Nghĩa Hưng

Trước tình hình thực tế này ñòi hỏi phải tìm ra ñược các giống lúa có khả năng chịu mặn cũng như nghiên cứu các ñặc tính nông sinh học liên quan ñến tính chịu mặn sẽ góp phần canh tác lúa nước hiệu quả trên vùng ñất bị nhiễm mặn Việc sử dụng hiệu quả các giống lúa trong ñiều kiện sản xuất thực tế, tập trung khai thác nguồn tài nguyên di truyền ñịa phương chịu mặn trở thành cấp thiết ñể góp phần ổn ñịnh an ninh lương thực, ñảm bảo thu nhập, phát triến kinh tế các vùng ven biển nhiễm mặn

ðể tìm hiểu một số ñặc tính nông sinh học liên quan ñến tính chịu mặn

của cây lúa, chúng tôi tiến hành thực hiện ñề tài: “So sánh một số giống lúa

chịu mặn trong vụ Xuân tại huyện Giao Thuỷ tỉnh Nam ðịnh”

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Tìm hiểu một số ñặc tính nông sinh học liên quan ñến khả năng chịu mặn của các giống lúa ñịa phương

Chọn ra các nguồn gen có khả năng chịu mặn tốt

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Các nghiên cứu về ñất mặn và quá trình xâm nhiễm mặn trên thế

giới và Việt Nam

Trên thế giới hiện có 3.320.000 km2 ñất bị nhiễn mặn, ñược phân bố qua bảng 2.1: (Nguồn từ FAO/UNESCO)

Bảng 2.1: Phân bố diện tích ñất nhiễm mặn trên thế giới:

Sự mặn hóa cũng làm giảm diện tích tưới tiêu trên thế giới 1-2% mỗi năm

ðất mặn là ñất có hàm lượng “muối tan” cao Loại ñất này có tên gọi phổ biến trên thế giới là các tên “saline soils” (ñất mặn) và “salt-afected spoils” (ñất giả mặn) Nguồn gốc tạo thành ñất mặn ñược các nhà khoa học trên thế giới tổng kết nghiên cứu và phân loại theo nguồn gốc:

ðất mặn Solonchaks có diện tích vào khoảng 260 triệu ha (theo Dudal, 1990) hoặc 340 triệu ha, phân bố nhiều nhất ở vùng Bắc bán cầu, một phần ñáng kể ở Liên Xô cũ, Trung Á, Châu Úc và Châu Mỹ Theo phân loại ñất

FAO-UNESCO gọi là ñất phù sa mặn (Salic Fluvisol) do ñặc tính mặn chưa ñạt tiêu chuẩn của nhóm (major soil groupings) mà chỉ ñạt tiêu chuẩn loại hay ñơn vị ñất (soils units)

ðất mặn Solonetz hay còn gọi là ñất phèn mặn (alkali soils hoặc sodic soils), thành phần của Solonetz chứa nhiều Na2CO3 và các chất kiềm tạo ñộ

PH > 8,5 ðặc ñiểm của ñất Solonetz là sự phân tầng rõ rệt tạo nên hình thái phẫu diện ñất riêng biệt, chứa Na+ trao ñổi trong keo ñất ðất Solonetz trên thế giới có khoảng 135 triệu hecta, phân bố nhiều ở Ukraina, Nga, Hung – ga

- ry, Bun – ga - ri, Ru – ma - ni, Trung Quốc, Mỹ, Canada, Australia Trước ñây, Solonetz ñược xếp cùng nhóm với ñất Solonchaks (và ñược gọi là ñất bị ảnh hưởng của muối “salt-affected soils”) tuy nhiên do hai loại ñất có sự khác biệt về hình thái phẫu diện ñặc tính lý hóa học nên các hệ thống phân loại ngày nay (trường phái phát sinh học ñất của Nga, trường phái phân loại ñịnh lượng Soil Taxonomy của Mỹ, và phân loại ñất FAO-UNESCO) ñều tách biệt hai loại ñất này trong hệ thống phân loại của mình

ðất Sodod: ðược hình thành do quá trình rửa mặn bằng nước ngọt Dấu hiệu ñặc trưng cho ñất Solod là sự có mặt của SiO2 ở tầng A gần giống như Potzon Nhiều tác giả cho rằng trong quá trình Solod hóa, nhiều oxit lưỡng tính bị rửa trôi khỏi tầng mặt, nhưng một phần chúng ở ñiều kiện ngập nước

bị khử (oxit Mn và Fe) về mùa khô có thể chuyển ñộng ñi lên rồi tích tụ lại thành những vệt, những dải thậm chí có kết von (kết von Fe hoặc Mn) ở ñộ sâu 15 - 30 cm

Xâm nhiễm mặn thực chất là 2 quá trình: Xâm nhập mặn do hậu quả của bão và hạn hán gây ra và nhiễm mặn (mặn hóa) là quá trình xâm nhập mặn và tích tụ các muối và các kim loại kiềm trong môi trường ñất, nước tạo cho các môi trường thành phần này từ chỗ chưa bị mặn trở thành mặn Nhiễm mặn là quá trình tổng hợp, rất phức tạp, là kết quả của quá trình xâm nhập

mặn, nước mặn chảy tràn, ựến việc xâm nhập mặn nước ngầm đất bị nhiễm mặn chỉ khi các tầng ựất tắch lũy một lượng lớn muối, ựiều này ựòi hỏi thời gian ựể ựất nhiễm mặn trở thành ựất mặn Biến ựổi khắ hậu toàn cầu như hiện nay cũng là nguyên nhân gây quá trình nhiễm mặn

Khi tắnh ựến quá trình xâm nhiễm mặn, nhiều nghiên cứu của nhiều tác giả trên thế giới ựã nhận ựịnh: Ước tắnh có khoảng 45 triệu trong tổng số 230 triệu ha ựất canh tác bị mặn hóa Diện tắch ựất bị nhiễm mặn chiếm hơn 50 % ựất canh tác ở Iran, Xiri 25 Ờ 50 %, Irăc 30 %, Trung Quốc 20% và Ấn độ 15% (Scheter, 1988)

đánh giá của Ngân hàng Phát triển châu Á (ADB) về mức thiệt hại trung bình do biến ựổi khắ hậu gây ra với bốn nước: In-ựo-nê-xi-a, Phi-lip-pin, Thái Lan, Việt Nam, tương ựương với 6,7 % tổng giá trị GDP hàng năm của các nước này vào năm 2100, tức là gấp ựôi mức thiệt hại trung bình trên thế giới

Chắnh vì thế, vấn ựề nghiên cứu xâm nhập triều mặn ựã ựược nhiều nhà nghiên cứu các nước phát triển như Mỹ, Hà Lan, AnhẦ quan tâm từ khoảng vài chục năm trở lại ựây Năm 1971, Prichchard ựã dẫn xuất hệ phương trình

3 chiều ựể diễn toán quá trình xâm nhập mặn nhưng nhiều thông số không xác ựịnh ựược Hơn nữa, mô hình 3 chiều yêu cầu lượng tắnh toán lớn, yêu cầu số liệu quá chi tiết trong khi kiểm nghiệm nó cũng cần có những số liệu ựo ựạc chi tiết tương ứng Vì vậy, các nhà nghiên cứu buộc phải giải quyết bằng cách trung bình hóa theo 2 chiều hoặc một chiều Snaker và Ficher, Masch (1970)

và Leendertee (1971) ựã xây dựng mô hình 2 chiều và 1 chiều trong ựó mô hình 1 chiều có nhiều ưu thế trong việc giải các bài toán phục vụ yêu cầu thực

tế tốt hơn Dưới ựây thống kê một số mô hình mặn thông dụng ựã ựược giới thiệu trong nhiều tài liệu tham khảo:

Mô hình ựộng lực cửa sông FWQA: Mô hình FWQA thường ựược ựề cập

trong các tài liệu là mô hình ORLOB theo tên gọi của Tiến sỹ Geral T Orlob

Mô hình ựã ựược áp dụng trong nhiều tắnh toán thực tế Mô hình giải hệ phương trình Saint Ờ Venant kết hợp với phương trình khuếch tán và có xét ựến ảnh hưởng của thủy triều thay vì bỏ qua như trong mô hình không có thủy triều Mô hình ựược áp dụng ựầu tiên cho ựồng bằng Sacramento- San Josquin, Califorlia

Mô hình thời gian thủy triều của Lee Harleman (1971), về sau ựược

Thatcher và Harleman cải tiến, ựã ựề ra một cách tiếp cận khác, xây dựng lời giải sai phân hữu hạn ựối với phương trình bảo toàn mặn trong một sông ựơn

Sơ ựồ sai phân hữu hạn dùng ựể giải phương trình khuyếch tán là sơ ựồ ẩn 6 ựiểm Mô hình cho kết quả tốt trong việc dự báo trạng thái phân phối mặn tức thời cả trên mô hình vật lý cũng như của sông thực tế

Mô hình SALFLOW của Delf Hydraulics: Một trong những thành quả

mới nhất trong mô hình hóa xâm nhập mặn là mô hình SALFLOW của Delf Hydraulics (Viện thủy lực Hà Lan) ựược xây dựng trong khuôn khổ hợp tác với Ban Thư ký ủy ban sông Mê Kông từ năm 1987 Kỹ thuật chương trình của mô hình ựã ựược phát triển thành một phần mềm hoàn chỉnh ựể cài ựặt trong máy tắnh như một phần mềm chuyên dụng Mô hình ựã ựược áp dụng thử nghiệm tốt tại Hà Lan và ựang ựược triển khai áp dụng cho đồng bằng sông Cửu Long nước ta

Ngoài ra, một số mô hình thủy lực sông mới ựưa vào áp dụng ở nước ta mấy năm gần ựây như ISIS (Anh), Mike 11 (đan Mạch), HEC-RAS (Mỹ)Ầ ựều có các modun tắnh toán sự lan truyền xâm nhập mặn nhưng chưa từng

ựược áp dụng

Hiện nay, Việt Nam có tổng diện tắch nhóm ựất mặn khoảng 971.356

ha Ở Việt Nam quá trình mặn hóa chủ yếu xảy ra ựối với ựất ven biển Sự hình thành ựất mặn là kết quả của sự tác ựộng tổng hợp của nhiều yếu tố: đá

mẹ, ựịa hình trũng không thoát nước, mực nước ngầm nông, khắ hậu khô hạn, sinh vật ưa muối Trong tất cả các yếu tố trên, nước ngập mặn là nguyên nhân

trực tiếp làm cho ñất bị mặn ðất mặn ven biển do muối NACL thường có tổng số muối tan từ 0,25 – 1,0% Nhóm ñất mặn Việt Nam phân bố ở ven biển

từ Bắc tới Nam Từ Quảng Ninh ñến Cà Mau (ngoài ra phèn tiềm tàng mặn còn xuất hiện ở một số tỉnh như: Quảng Ninh, Hải Phòng, Thái Bình, Bà Rịa Vũng Tàu…) nhưng tập trung nhiều nhất ở ðồng bằng sông Cửu Long

Theo ðất Việt Nam (2000) ñã nghiên cứu ñất mặn và phân loại như sau:

Bảng 2.2: Các loại ñất mặn chính Việt Nam - năm 2000

Diện tích (ha)

- Vùng lúa nhiễm mặn ðồng bằng sông Hồng

Các vùng lúa nhiễm mặn ở ðồng bằng sông Hồng thuộc các tỉnh như: Thái Bình, Hải Phòng, Nam ðịnh, Ninh Bình, Thanh Hóa… Một số vùng ven biển thuộc Hải Phòng bị nhiễm mặn khoảng 20.000 ha ở cả hai dạng nhiễm

mặn tiềm tàng và nhiễm mặn xâm nhiễm từ 0,3 - 0,5%, chủ yếu tập trung tại các huyện như: Kiến Thụy, Tiên Lãng, Thủy Nguyên, Vĩnh Bảo… Tỉnh Thái Bình có khoảng 18.000 ha nhiễm mặn chủ yếu ở các huyện Thái Thụy, Tiền Hải, Kiến Xương… Tỉnh Nam ðịnh có khoảng 12.000 ha chủ yếu ở các huyện như Nghĩa Hưng, Hải Hậu, Giao Thủy… trong ñó có khoảng 5.000 ha

bị nhiễm mặn nặng và 7.000 ha ñất nhiễm mặn nhẹ hơn Tỉnh Thanh Hóa có khoảng 22.000 ha ñất nhiễm mặn chủ yếu ở các huyện như Hậu Lộc, Nga Sơn, Hoằng Hóa, Hà Trung… riêng huyện Hậu Lộc có 8.000 ha do nước biển tràn vào sau mùa lũ năm 2005

Các giống lúa mùa ñịa phương trước ñây thường ñược gieo trồng ở các tỉnh này là: Cườm, Nhộng, Tẻ Tép, Tẻ ðỏ, Chiêm Bầu, Cút Hương… năng suất thấp, chỉ ñạt 18-20 tạ/ha Gần ñây một số giống chịu mặn trung bình như: Mộc Tuyền, X21, X19, VD97, VD 920… cho năng suất khá cao nhưng có kiểu hình cây yếu, ít chịu phân, cao cây, lá lướt (Nguyễn Tấn Hinh, 2006)

Dọc ven biển các tỉnh miền Trung ñất cũng bị nhiễm mặn như Hà Tĩnh

có khoảng 17.919 ha, Quảng Bình có hơn 9.300 ha bị nhiễm mặn và Ninh Thuận có gần 2300 ha ñất nhiễm mặn Các giống lúa ñịa phương thường ñược canh tác tại các vùng này là: Thuận Yến, nếp Bờ Giếng, Trắng ðiệp…

Năm 2010, tại tỉnh Thanh Hoá, nước biển xâm thực sâu vào ñất liền, ñộ mặn vượt ngưỡng cho phép nên các trạm bơm ngừng hoạt ñộng Nhiều diện tích lúa ở các huyện Hà Trung, Tĩnh Gia, Ngư Lộc, Nga Sơn, Hậu Lộc bị khô hạn nặng Riêng huyện Hậu Lộc có tới 2.000 ha thiếu nước tưới, nhiều xã của huyện lúa ñông xuân bị thiệt hại từ 40 - 50%

- Vùng ðồng bằng sông Cửu Long:

ðồng bằng sông Cửu Long có diện tích tự nhiên là 3,96 triệu ha, trong

ñó ñất sản xuất nông nghiệp khoảng 2,9 triệu ha (Nguyễn Ngọc Anh, 2005)

Về ñất nông nghiệp, theo Trần Thanh Cảnh (1998), vùng ðồng bằng sông Cửu Long nhóm ñất mặn có diện tích 744.000 ha, chiếm 18,9%, có ñộ phì tự nhiên cao, nhưng ñất bị nhiễm mặn, nên việc tăng vụ, tăng năng suất trong sản xuất bị hạn chế

Mùa lũ ở ðồng bằng sông Cửu Long thường kéo dài 5 tháng với lượng nước chiếm khoảng ¾ tổng lượng nước cả năm và tháng 7 mùa khô hạn, lượng nước còn lại rất ít Do ñó, thủy triều có ảnh hưởng rất lớn ñến phần lớn vùng hạ lưu sông Mêkông, toàn bộ ðồng bằng sông Cửu Long của Việt Nam

Do ảnh hưởng của thủy triều, nước mặn từ biển thường tràn vào sâu trong ñất liền vào mùa khô Các vùng lúa ven biển ðồng bằng sông Cửu Long thuộc các tỉnh: Sóc Trăng, Bến Tre, Tiền Giang, Trà Vinh, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang ñều bị nhiễm mặn, nhiều hay ít tùy thuộc vào ảnh hưởng của thủy triều

và hệ thống kênh ngòi, ñê ngăn mặn của từng vùng ðộ mặn lớn nhất trong sông theo quy luật thường xuất hiện trùng với kỳ triều cường trong tháng, nước biển càng mặn, càng vào sâu trong ñất liền ở các vùng triều mạnh và ít

có nước thượng nguồn ñổ về Mức ñộ xâm nhập mặn tùy thuộc vào mức ñộ xâm nhập mặn của nước biển, tùy vào mùa trong năm, cao ñiểm vào các tháng có lượng mưa thấp, khoảng tháng 3 - 4 dương lịch Qua chuỗi số liệu thực ño 10 năm (1991 - 2000) ở ðồng bằng sông Cửu Long, Lê Sâm (2003)

ñã phân tích diễn biến của nồng ñộ mặn, xác ñịnh ñường ñẳng trị mặn ứng với các trị số: 0,4g/l, 2g/l, 4g/l, 16g/l, theo thời gian từng tháng trong mùa khô, tìm ra diễn biến mặn trung bình tháng 4 (tháng có nồng ñộ mặn cao nhất trong năm) của thời ñoạn 10 năm trên ðồng bằng sông Cửu Long diện tích bị xâm nhập mặn > 0,4 g/l chiếm 2.126.635 ha (bảng 2.3)

Bảng 2.3 Diễn biến của nồng ựộ mặn ở đồng bằng sông Cửu Long

(Nguồn Lê Sâm, 2003)

đồng bằng sông Cửu Long có khoảng 1,8 Ờ 2,1 triệu ha ựất tự nhiên chịu ảnh hưởng của mặn tập trung ở các tỉnh Cà Mau, Bạc Liêu, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng và Kiên Giang, phần lớn là ựất bị nhiễm mặn kết hợp với phèn, ngập nước (Lê Sâm, 2003)

Bộ Nông nghiệp và PTNT (2001) chia vùng đồng bằng sông Cửu Long

ra làm 06 vùng: Vùng ven và giữa sông Tiền và sông Hậu, vùng đồng Tháp Mười, vùng Tây sông Hậu, vùng Tứ giác Long Xuyên, vùng Bán ựảo Cà Mau, vùng ven Biển đông Trong ựó các vùng bị ảnh hưởng mặn chắnh là:

+ Vùng Bán ựảo Cà Mau: Diện tắch tự nhiên 946.000 ha, gồm các loại ựất: ựất mặn và ựất phèn mặn Yếu tố chắnh ảnh hưởng ựến sản xuất của vùng

là thiếu nước ngọt và ảnh hưởng mặn Hiện nay ựang sản xuất theo một số

mô hình sau: 1 ựến 2 vụ lúa trong năm; nuôi thủy sản, rừng ngập mặn, 1 vụ lúa + 1 vụ tôm; rừng Ờ tôm

+ Vùng ven biển đông: Diện tắch tự nhiên 1.073.000 ha, gồm các loại ựất ựất phù sa, ựất mặn và ựất cát giồng Yếu tố chắnh ảnh hưởng ựến sản xuất

của vùng là không ngập lũ, thiếu nước ngọt và ảnh hưởng mặn Hiện nay ñang

có những mô hình sản xuất như 1 ñến 2 vụ lúa trong năm; nuôi thủy sản; dừa; cây ăn trái; 1 vụ lúa + 1 vụ tôm; rừng - tôm

+ Diện tích nuôi thủy sản nước mặn, lợ chỉ tập trung ở 8 tỉnh ven biển vùng ðồng bằng sông Cửu Long: Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang Năm 2005, diện tích có thể ñạt: 564.650 ha, tăng 142.458 ha so với năm 2001 (diện tích năm 2001: 422.192 ha) dự kiến năm 2010 ñạt: 649.430 ha, tăng 84.780 ha so với năm 2005 (Nguyễn Ngọc Anh, 2005)

Mùa khô năm 2009, tình trạng khô hạn và mặn xâm nhập phủ rộng nhiều ñịa phương ở ðồng bằng sông Cửu Long Thị xã Vị Thanh (tỉnh Hậu Giang), sau 23 năm, giờ lại tái xuất nước mặn khiến khoảng 1.000 ha lúa chậm xuống giống so với lịch thời vụ Tương tự, hàng chục ngàn ha lúa ở Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau bị khô hạn và bị nước mặn tấn công

Từ ñầu tháng 02/2010, thời tiết Nam Bộ oi nóng làm những cánh ñồng lúa và hoa màu ở khu vực này bị khô hạn nặng Nhất là trên những tuyến sông của các tỉnh ðồng bằng sông Cửu Long, nước mặn ngày càng lấn sâu vào nội ñồng gây khó khăn cho ñời sống và sản xuất của người dân vùng ven biển Có nơi nước biển xâm nhập sâu tới 70km, nồng ñộ của nước mặn ño ñược có thời ñiểm quá 0,4%, là ngưỡng ảnh hưởng trực tiếp ñến sinh trưởng của cây trồng, ñến sản xuất nông nghiệp

Tại tỉnh Bến Tre khoảng chục năm nay, nước mặn xâm nhập ñã lấy ñi hàng trăm tỉ ñồng mỗi năm do thiệt hại nặng trong nông nghiệp Tần suất nước biển xâm nhập sâu vào ñất liền xảy ra ngày càng gần Những năm 2000, 2002,

2004, 2005, 2007, 2009, 2010, ñộ mặn 1‰ xâm nhập hầu như toàn bộ tỉnh Nước mặn không chỉ liên tục xuất hiện và vào sâu vượt qua cả TP Bến Tre mà

có lúc ở Vàm Mơn - nơi cách biển tới 60km cũng ño ñược ñộ mặn 4‰

Ở Tiền Giang, năm 2010 nước biển xâm nhập sớm hơn thường lệ, lấn sâu nhanh vào ựất liền với nồng ựộ cao hơn, thời gian kéo dài hơn và kết thúc muộn hơn mọi năm tới 23 ngày

Cũng năm này, ở Sóc Trăng, ựộ mặn cao nhất ựo ựược tại đại Ngãi là 11,6Ẹ, tại Trần đề 26,6Ẹ, tại Thạnh Phú 16Ẹ Nước mặn vào sâu ựến 80km

Với những diễn biến khốc liệt ấy, năm 2010 ựược xem là năm hạn hán

dữ dội nhất ở ựồng bằng sông Cửu Long, nước sông Mekong xuống thấp tới mức kỷ lục trong vòng 80 năm qua đây cũng là năm người làm nông nghiệp

ở ựồng bằng sông Cửu Long chứng kiến nước mặn xâm nhập sâu nhất vào ựồng ruộng (hơn 70km), hơn 100.000ha ựất bị ảnh hưởng

Nhìn chung ở Việt Nam, ựất bị nhiễm mặn ựược xếp vào một trong những trở ngại chắnh của Việt Nam Những năm gần ựây, phong trào chuyển ựổi từ trồng lúa sang nuôi tôm nước lợ bị nhiễm mặn ở các vùng ven biển ựã làm cho một số vùng lúa lân cận trở nên bị nhiễm mặn gây ảnh hưởng xấu ựến sản lượng lúa

2.2 Tình hình ựất nhiễm mặn tại Nam định

Tỉnh Nam định hiện có xấp xỉ 81.000 ha ựất trồng lúa, trong ựó có 30.065 ha tại 3 huyện ven biển: Hải Hậu (10.940 ha), Nghĩa Hưng (11.155 ha), Giao Thủy (7.970 ha) Hàng năm ở 3 huyện ven biển này có khoảng 12.000 ha

bị ảnh hưởng mặn, trong ựó có khoảng 5.000 ha bị nhiễm mặn nặng và 7.000ha

bị nhiễm mặn nhẹ hơn

Diện tắch nhiễm mặn nặng tập trung ở các xã: Giao Thiện, Giao Hương, Giao Lạc, Giao An, Giao Xuân, Giao Long, Giao Hải, Bạch Long, Giao Phong, Giao Thịnh, Thị trấn Quất Lâm - huyện Giao Thủy; Hải Châu, Hải Lộc, Hải đông, Hải Hòa, Hải Xuân, Văn Lý, Thị trấn Thịnh Long - huyện Hải Hậu; Nghĩa Hải, Nghĩa Lâm, Nghĩa Lợi, Nghĩa Bình, Nam điền, Nông trường Rạng

đông - huyện Nghĩa Hưng độ mặn trong ựồng ở ựầu vụ Xuân thường ựo ựược

từ 0,7 - 3,00/00, những năm khô hạn kéo dài, ựộ mặn lên tới trên 80/00 điển hình

là vụ Xuân 2010 (ngày 19/01): đo trên triền sông Hồng, tại cống số 7 (cách biển 28 km), ựộ mặn 4,40/00; trên triền sông Ninh, tại cống Rõng (cách biển 23 km), ựộ mặn 8,50/00; trên triền sông đáy, tại cống Tam Tòa (cách biển 34 km),

ựộ mặn 3,00/00

Tại 7.000 ha ựất nhiễm mặn nhẹ hơn cũng thường có ựộ mặn từ 0,7 - 1,20/00 Liên tục trong những vụ Xuân gần ựây, mỗi năm tỉnh Nam định ựều có hàng ngàn ha bị ảnh hưởng nặng của mặn, trong ựó có từ hàng trăm ựến vài ngàn ha lúa bị chết (vụ Xuân 2008 bị chết trên 2.000 ha, vụ Xuân 2009 bị chết

660 ha, vụ Xuân 2010 bị chết 980 ha)

Giao Thủy là 1 huyện trọng ựiểm lúa của Nam định, với diện tắch ựất trồng lúa hiện nay là 7.970 ha Huyện Giao Thủy có 21 xã, thị trấn, trong ựó

có 11 xã tiếp giáp với biển (Giao Thiện, Giao Lạc, Giao An, Giao Hương, Giao Xuân, Giao Long, Giao Hải, Bạch Long, Giao Phong, Giao Thịnh, Thị trấn Quất Lâm), diện tắch ựất trồng lúa ở 10 xã giáp biển này là 3.608 ha và chỉ ngăn cách với biển bởi một con ựê Do là huyện sát biển, cuối nguồn của sông Hồng và có có ựất thấp nên mức ựộ hạn hán và xâm nhập mặn trong các vụ Xuân những năm qua tại Giao Thủy rất trầm trọng Mỗi năm huyện Giao Thủy có từ 4.000 - 6.000 ha bị ảnh hưởng mặn, trong ựó có từ 1.000 - 2.000 ha bị nhiễm mặn rất nặng (ựộ mặn trong ựồng ựầu vụ Xuân phổ biến

từ 2,0 ựến trên 3,00/00) Diện tắch lúa bị chết do nhiễm mặn nặng hàng năm của huyện là hàng trăm ha, chủ yếu trong vụ Xuân (vụ Xuân 2008: 700 ha,

vụ Xuân 2009: 260 ha, vụ Xuân 2010: 430 ha) Diện tắch ựất trồng lúa bị nhiễm mặn ở các huyện Giao Thủy, Hải Hậu, Nghĩa Hưng ựang ngày càng lớn và mức ựộ nhiễm mặn ngày càng nặng hơn

2.3 Cơ chế chống chịu mặn của cây lúa

2.3.1 Cơ chế gây hại khi mặn

Trong nông nghiệp, thiệt hại do mặn, lạnh và khô hạn có ảnh hưởng nghiêm trọng nhất ñối với năng suất cây trồng (Boyer, 1982) ðặc biệt thiệt hại do mặn có thể làm thay ñổi hoạt ñộng sinh trưởng, phát triển, năng suất và làm chết cây (Noctor và Foyer, 1998)

Lúa là cây lương thực thích hợp nhất trên ñất mặn, dù nó luôn ñược ñánh giá là nhiễm trung bình với mặn Vì ñất mặn luôn ở ñiều kiện bị ngập nước, những cây trồng khác không thể sinh trưởng ñược ngoại trừ lúa (Aslam

và cộng tác viên, 1993) Mặn ảnh hưởng ñến hoạt ñộng sinh trưởng của cây lúa dưới những mức ñộ thiệt hại khác nhau ở từng giai ñoạn sinh trưởng phát triển khác nhau (Maas và Hoffman, 1977) ðiều kiện nhiễm mặn cao

sẽ gây chết ñối với cây lúa nhưng ñiều kiện mặn trung bình và thấp ảnh hưởng xấu ñến sự phát triển của cây, gây nên những thay ñổi về hình thái, sinh lý và hoá sinh của cây

Nhiễm mặn gây tổn hại ñến cây lúa là do mất cân bằng thẩm thấu và tích lũy quá nhiều ion Cl- (Akbar, 1975) Nhưng những nghiên cứu gần ñây cho thấy rằng, nguyên nhân gây tổn hại cho cây lúa trong môi trường mặn là

do tích lũy quá nhiều ion Na+ và ion này trực tiếp gây ñộc trên cây trồng, làm cho Cl- trở thành anion trở nên phổ kháng của cây tương ñối rộng (Yeo và Flowers, 1984) Như vậy, sự tồn tại ở cây lúa trên ñất mặn là do cây hấp thu quá dư cả ion Na+ và Cl-

Ảnh hưởng của Na+ là phá vỡ và cản trở vai trò sinh học của tế bào chất Hơn nữa, sự mất cân bằng tỷ lệ Na-K trong cây sẽ làm giảm năng suất hạt Cây lúa chống chịu mặn bằng cơ chế ngăn chặn, giảm hấp thu Na+ và gia tăng hấp thu K+ ñể duy trì sự cân bằng Na-K tốt trong chồi Ion K có vai trò quan trọng làm kích hoạt enzyme và ñóng vai trò mở khí khổng, tạo ra tính

chống chịu mặn (Ponnamperuma, 1984) Tuy thế việc khám phá ra cơ chế và những tổn hại trên cây lúa do mặn thì rất phức tạp, ngay cả dưới những ñiều kiện ngoại cảnh kiểm soát ñược

Mặn gây hại trên cây lúa bắt ñầu bằng triệu chứng giảm diện tích lá, những lá già nhất bắt ñầu cuộn tròn và chết, theo sau ñó là những lá già kế tiếp và cứ thế tiếp diễn Cuối cùng, những cây sống sót có những lá già bị mất, những lá non duy trì sự sống và xanh Trong ñiều kiện thiệt hại nhẹ, trọng lượng khô có xu hướng tăng lên trong một thời gian, sau ñó giảm nghiêm trọng do giảm diện tích lá Trong ñiều kiện thiệt hại nặng hơn trọng lượng khô của chồi và rễ suy giảm tương ứng với mức ñộ thiệt hại (Gregorio,1997)

* Ảnh hưởng của mặn ñến hình thái của cây lúa

- Trắng ñầu lá kéo theo là cháy lá (salinity)

- Lá chuyển màu nâu và có thể chết (sodicity)

- Cây thấp

- ðẻ nhánh kém

- Tăng số bông bất thụ

- Chỉ số thu hoạch thấp

- Giảm số hạt trên bông

- Giảm khối lưọng 1000 hạt

* Ảnh hưởng ñến sinh lý, sinh hóa của cây

Các dòng, giống khác nhau có những thay ñổi sinh lý, sinh hoá khác nhau ñể phản ứng lại những bất lợi do mặn gây nên Có rất nhiều thay ñổi về sinh lý sinh hoá nhưng chỉ rất ít trong số ñó tạo nên sự khác biệt và còn ñóng góp rất nhiều vào cơ chế chịu mặn của cây Những thay ñổi này ñiều khiển sự cân bằng nước và chất tan cũng như sự phân bố của chúng trên toàn bộ cây Hầu hết các cây trồng và các giống biểu hiện các triệu chứng sinh lý và sinh hoá sau dưới ñiều kiện mặn cao:

- Tăng vận chuyển Na+ tới chồi

- Tích lũy Na nhiều hơn trong các lá già

- Tăng hấp thu Cl-

- Giảm hấp thu K+

- Giảm khối lượng tươi và khô của chồi và rễ

- Giảm hấp thu P và Zn

- Thay ñổi enzym

- Tăng cường sự hoà tan các hợp chất hữu cơ không ñộc hại

- Tăng mức Polyamine (Shing, 2006)

2.3.2 Cơ sở sinh lý chống chịu mặn

Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng, cây lúa chống chịu mặn trong suốt giai ñoạn nẩy mầm, trở nên rất nhiễm trong giai ñoạn mạ non (giai ñoạn 2- 3 lá), tiếp tục chống chịu trong giai ñoạn sinh trưởng dinh dưỡng, kế ñến nhiễm trong suốt giai ñoạn thụ phấn và thụ tinh, cuối cùng trở nên chống chịu hơn trong giai ñoạn chín (Ponnamperuma, 1984) Tuy thế, một số nghiên cứu khác cho rằng, tại giai ñoạn trỗ, cây lúa không mẫn cảm với mặn (Aslam và cộng tác viên… 1993) Do ñó, sinh trưởng và phát triển của cây lúa phải ñược chia ra nhiều giai ñoạn ñể nghiên cứu một cách ñầy ñủ về cơ chế chống chịu mặn của lúa

Theo Yeo và Flowers (1984) những thay ñổi sinh lý của cây lúa liên

quan ñến tính chống chịu mặn ñược tóm tắt như sau:

+ Cây lúa không hấp thu (hoặc hạn chế ở mức rất thấp) lượng muối dư thừa nhờ hiện tượng hấp thu có chọn lọc

+ Cây lúa hấp thu lượng muối thừa nhưng tái hấp thu lại trong mô libe,

do Na+ không di chuyển ñến chồi thân

+ Sự vận chuyển của Na+ từ rễ ñến chồi là rất thấp

+ Lượng muối hấp thu thừa sẽ ñược vận chuyển ñến các lá già và ñược giữ lại tại ñó

+ Tăng tính chống chịu của cây lúa do lượng muối dư thừa sẽ ñược giữ lại tại các không bào (vacuoles), làm giảm mức gây hại ñến quá trình sinh trưởng của cây lúa

+ Cây làm loãng nồng ñộ muối dư thừa nhờ tăng tốc ñộ sinh trưởng và gia tăng hàm lượng nước trong chồi Hầu hết tất cả các giống lúa ñều bị ảnh hưởng rõ rệt ở nồng ñộ 50 mol NaCl/m3 trong giai ñoạn mạ (14 ngày), thời gian làm cho 50% số cá thể chết tại nồng ñộ mặn này thay ñổi từ 9 ñến 60 ngày tùy theo giống lúa Vì vậy, môi trường có nồng ñộ 50 mol NaCl/m3 dung dịch ñược xem như một môi trường hữu dụng ñể thanh lọc mặn ở cây lúa (Yeo và Flowers, 1984)

Các nghiên cứu về tính chịu mặn của cây trồng ñã chỉ ra rằng: trong môi trường mặn, Na+ tích luỹ nhiều trong cây nhưng phân bố không ñều trên các bộ phận và ñược tích luỹ nhiều hơn ở các lá già (Yeo và Flower, 1982) Cây trồng chỉ sinh trưởng ñược khi hàm lượng Na+ tích luỹ ñến một giới hạn nhất ñịnh (Munns và Termaat, 1986), giới hạn này là tính trạng có liên quan ñến khả năng chịu mặn của cây (Gorham và cộng sự, 1985) Tính chịu mặn là một ñặc tính di truyền rất phức tạp, ñiều này ñược thực hiện bởi sự có mặt của các thành phần hữu cơ trong tế bào chất của thực vật như là glycinebetaine, mannitol và proline (Flower và Flower, 2005) Tính chịu mặn cũng phụ thuộc

vào hình thái học thực vật, việc chia ngăn và các chất tan tương thích, kiểm soát sự mất nước của thực vật, kiểm soát sự chuyển dịch của ion, các ñặc tính của màng tế bào thực vật, tỷ lệ Na/K trong tế bào chất

Lúa có cơ chế ñiều chỉnh hàm lượng muối ñi vào chồi rất nhỏ ðiều này

có thể là do sự hấp thu chọn lọc hiệu quả ñối với K+ Một khả năng khác là ion Na+ ñược hấp thu với hàm lượng lớn có ý nghĩa, nhưng hấp thu lại trong nhựa xylem trong những phần của ñầu rễ hoặc chồi và sau ñó ñược dự trữ hoặc ñược chuyển trở lại ñất (Yeo và Flowers, 1984) Theo Aslam và cộng tác viên (1993), khi cây lúa ñược ñặt trong dung dịch NaCL, hàm lượng sodium, calcium, kẽm, phosphorus và chloride ñều gia tăng, trong khi hàm lượng potasium và magnesium ñều giảm trong nhựa của chồi Khả năng chống chịu mặn của các giống lúa cao hay thấp có liên quan với hiệu quả Na+ và Cl – vào cây So sánh khả năng hấp thụ lựa chọn K+ cho thấy rằng, ñã có sự khác nhau lớn giữa các giống về khả năng hấp thụ chọn lọc K+ trong môi trường nồng ñộ

100 mol/m3 NaCl Trong ñó, giống NIAB6 (chống chịu) và BG402-4 có khả năng hấp thụ chọn lọc K+ tốt hơn của trồi và rễ so với Na+ Hai giống IR1561 (giống nhiễm) và Basmati 370 có sự lựa chọn thấp nhất trong tất cả những dòng so sánh

Tỷ lệ “K+/Na+” hay ñúng hơn hàm lượng K+ trong dung dịch của chồi lúa ñã xác ñịnh tính chống chịu mặn của những dòng lúa khác nhau Người ta còn thấy vai trò của kẽm (Zn) trong chồi có liên quan ñến tính chống chịu mặn của cây lúa Khi hàm lượng Zn trong chồi giống NIAB6 cao, tính chống chịu mặn cao Muhammad và ctv (1987) cũng ñã chứng minh rằng, ở giống lúa chống chịu mặn KS282, nồng ñộ Zn cao hơn so với dòng nhiễm IR28 Vai trò của Zn tham gia vào tính chống chịu mặn, có thể là do Zn làm gia tăng hàm lượng N trong chồi ðiều này dẫn tới việc sinh trưởng nhanh hơn và năng suất lúa cao hơn trong ñiều kiện mặn Vì vậy, ở những giống chống chịu

mặn tốt có liên quan ñến hiệu quả ngăn chặn các ion Na+ và CL-, sự hấp thu

ưu tiên và lựa chọn ion K+ và Zn2+, ñể có tỷ lệ K+/ Na+ và Zn/P tốt hơn cho tính chống chịu và S(K+, Na+) tốt hơn (Aslam và cộng tác viên 1993)

Nhiều nghiên cứu cho thấy sự biến ñộng về di truyền rất khác nhau trên các giống lúa Công trình nghiên cứu của họ ñã chứng minh rằng, các giống lúa chống chịu mặn sẽ duy trì nồng ñộ Na+ và Cl- thấp, nồng ñộ của K+ và

Zn2+ cao hơn tỷ lệ Na+ /K+ thấp trong mầm lúa Kết quả phân tích trên một số giống lúa chịu mặn như Pokkali, SR26B và giống nhiễm mặn ñiển hình như IR28 và IR29 cho thấy tỷ lệ Na+ /K+ trong giống Pokkali rất thấp (0,397) và giống SR 26B (0,452) trong khi ñó rất cao ở IR28 (0,652) và IR29 (0,835) (Ponnamoperuma, 1984)

Bằng những thí nghiệm ñánh giá tính chống chịu mặn ở giai ñoạn mạ, trong dung dịch dinh dưỡng Yoshida có ñộ mặn EC = 12 dSm-1, các yếu tố môi trường ñược kiểm soát trong 19 ngày Kết quả cho thấy, tăng khả năng hấp thụ K+ làm duy trì tốt tỷ lệ cân bằng Na+ /K+ trong chồi Tỷ lệ Na+ /K+ này ñược kiểm soát bởi hiệu quả gen cộng và gen trội, hai nhóm gen này rất phức tạp Vì thế họ ñề nghị rằng, tính chống chịu mặn ở cây lúa ñược ñiều khiển bởi ña gen (Akbar và cộng tác viên 1985)

Chính vì vậy, ñể chọn lọc giống lúa có tính chống chịu mặn tốt, cần phải hiểu cơ chế chống chịu mặn của chúng, từ ñó mới có thể cải tiến cấu trúc

di truyền Khả năng chống chịu mặn ở cây lúa có thể do cơ chế hấp thu lựa chọn giữa Na+ và K+, nhằm cân bằng ion Na+ và K+ trong tế bào, nếu mất sự cân bằng này sẽ gây ra giảm năng suất hạt Ion K+ ñóng vai trò quan trọng trong việc làm tăng hoạt ñộng của một số enzyme, gây ảnh hưởng trên quá trình ñóng mở của khí khổng, liên quan rất nhiều ñến tính chống chịu mặn của cây lúa (Ponnamoperuma, 1984)

Những nghiên cứu cho thấy, có mối tương quan giữa số lượng muối

ñược ñi vào rễ cây lúa với nồng ñộ muối trên chồi Mối quan hệ này ñược xác ñịnh bởi mối quan hệ giữa tốc ñộ sinh trưởng của chồi với sự di chuyền thực của những ion ngoài rễ Giá trị này là số lượng thực của những ion ñược di chuyển tới chồi trên ñơn vị trọng lượng của rễ trong một ñơn vị thời gian (Flowers và Yeo, 1988) Ví dụ, ở giống lúa Pokkali (giống chống chịu mặn), hàm lượng Na+ ở chồi trung bình thấp hơn của giống IR22 (giống nhiễm mặn) Bởi vì hàm lượng của Na ở chồi của giống lúa Pokkali ñược pha loãng

do sự sinh trưởng dinh dưỡng nhanh của nó Với cơ chế này, cây hấp thu muối nhưng sẽ làm loãng muối nhờ tăng cường tốc ñộ phát triển nhanh và gia tăng hàm lượng nước trong chồi (Flowers, 1987)

Quan sát kiểu chết của lá lúa trong ñiều kiện nhiễm mặn cho chúng ta thấy rằng, có sự khác nhau về hàm lượng Na+ trong những lá khác nhau, tại bất cứ thời gian nào Những lá già bị chết trong khi những lá non vẫn giữ màu xanh và sinh trưởng ðây là ñiểm ñặc trưng nhất trong cơ chế chống chịu mặn

ở họ hòa thảo Cây lúa là một tập hợp gồm lá cây, ñốt, bộ rễ hợp lại, những nhánh có khả năng ñộc lập ñược tách ra Dạng sinh trưởng này giúp cây một

lá mầm tự hủy những phần, bộ phận của cây dễ dàng hơn so với những cây hai lá mầm Vì vậy, rụng lá là một hiện tượng thông thường ở những cây một

lá mầm chống chịu mặn Qua phân tích trên những lá lúa sống trong môi trường mặn cho thấy, có sự chênh lệch hàm lượng muối từ lá này ñến lá khác, muối luôn ñược tích lũy với nồng ñộ cao trong những lá già, và hiện tượng chết ở những lá già là một cơ chế loại muối ra khỏi cơ thể của cây lúa (Yeo và Flowers, 1984)

Sự thay ñổi nồng ñộ Na+ trong những lá lúa cho thấy, có sự thay ñổi rõ rệt hàm lượng Na+ từ những lá non sang những lá già trong cây khi trồng trong môi trường mặn (Flowers và Yeo, 1984) Qua phân tích trên từng lá lúa sau khi bị mặn 14 ngày cho thấy, ion Na+ tích lũy cao nhất ở những lá già

nhất (lá số 1) và giảm dần trên những lá non nhất, nên những lá non hơn ñược bảo vệ Những quan sát này là do sự kết hợp của: (1) tốc ñộ sinh trưởng nhanh của những lá non và (2) sự phân bố muối vào những lá già nhiều hơn (Greenway và Munns, 1980)

Tất cả những cơ chế này ñều nhằm hạ thấp nồng ñộ Na+ trong các mô chức năng, do ñó giảm tỷ lệ Na+ /K+ trong chồi Tỷ lệ Na+ /K+ trong chồi ñược xem như là chỉ tiêu chọn lọc giống lúa chống chịu mặn Mỗi giống lúa ñều có một hoặc hai cơ chế chống chịu mặn nêu trên nhưng không phải có tất cả Phản ứng của cây trồng ñối với môi trường mặn vô cùng phức tạp, là tổng hợp nhiều yếu tố riêng lẻ (Flowers và Yeo, 1984)

2.4 Các nghiên cứu về ñặc ñiểm nông sinh học liên quan ñến chịu mặn

2.4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của ñộ mặn ñến năng suất lúa và một số loại cây trồng khác

Achin Dobermann và Thomas Fairhrst (2000) tính toán gần ñúng sự giảm của năng suất lúa do ñộ mặn gây ra như sau:

Năng suất tương ñối (%) = 100- 12(ECe – 3)

ECe < 2 dS m-1:Thích hợp không làm giảm năng suất

ECe < 4 dS m-1: Làm giảm năng suất nhỏ (10-15%)

ECe < 6dS m-1: Làm giảm sinh trưởng và năng suất trung bình 50%)

(20-ECe > 102 dS m-1: Làm giảm năng suất mạnh (>50%)

- %Na thay ñổi (ESP)

ESP < 20 %: Giảm năng suất không ñáng kể

ESP > 20 - 40 %: Năng suất giảm nhẹ (10%)

ESP > 80 %: Giảm 50% năng suất

Khi nghiên cứu ñộc chất Na+, Krishnamurty 1987, Prat, Fathi, 1990 cho rằng những giống lúa chống chịu mặn do duy trì mức ñộ K+ trong thân ở

nồng ñộ cao Hơn nữa, sự mất cân bằng của Na+/K+ sẽ ảnh hưởng bất lợi ñến năng suất hạt (Devitt và cộng tác viên, 1981) Tỷ lệ Na+/K+trong thân của giống chống chịu mặn nhỏ hơn giống nhiễm mặn trong ñiều kiện mặn (Subbarao và cộng tác viên, 1990)

Maas và Hoffman (1977) ñã thu thập các tài liệu về tính chịu mặn của cây từ các thí nghiệm ở nhiều vùng trên thế giới và sử dụng số liệu này ñể tính toán, xác ñịnh ảnh hưởng của ñộ mặn ñến năng suất tương ñối của một số cây theo phương trình sau ñây

Y = 100 – b (ECe – a) Trong ñó:

Y: là năng suất tương ñối của cây (%)

ECe: là ñộ mặn của dịch chiết của ñất bão hòa, dS/m

a: là giá trị ngưỡng mặn (là ECe ứng với năng suất bằng 100 %)

b: là tổn thất năng suất khi ñộ mặn tăng lên 1 ñơn vị

Khi nghiên cứu hóa học ñất, Hirnich L Bohn, Brian L Mc Neal, George A.O’ Connor (2001) nhận thấy: ảnh hưởng chính của muối tan trên cây trồng là thẩm thấu thực vật – phải sử dụng số lượng lớn năng lượng ñể hấp thu nước từ dung dịch ñất, trong khi năng lượng ñó mặt khác ñược dùng cho sự tăng trưởng của cây trồng và năng suất mùa màng Các tác giả ñã nghiên cứu và ñi ñến kết luận tác ñộng của ñộ mặn ñến rất nhiều loại cây khác nhau: ñối với lúa mạch nếu EC = 12dS/m sẽ giảm năng suất 10%; EC = 16dS/m giảm 25% và EC = 18dS/m giảm 50%; ñỗ tương sẽ giảm 10%, 25%

và 50% với giá trị EC lần lượt 5,5dS/m, 7dS/m và 9dS/m; lúa gạo giảm 10%, 25%, và 50% với giá trị EC lần lượt là 5dS/m, 6 dS/m và 8 dS/m; khoai lang giảm 10%, 25% và 50% với giá trị EC lần lượt là 2,5dS/m, 3,5dS/m và 6dS/m; khoai tây giảm 10%, 25% và 50 % với giá trị EC lần lượt là 2,5dS/m , 4dS/m và 6dS/m

2.4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của ñộ mặn ñến chất lượng lúa

Nghiên cứu chất lượng nông sản ñang là một xu thế ñược nhiều người quan tâm, nhằm mục ñích nâng cao chất lượng thương phẩm, chất lượng ăn uống và chất lượng dinh dưỡng Chất lượng nông sản là một chỉ tiêu, một tiêu chuẩn ñể ñánh giá trình ñộ phát triển ngành nông nghiệp của một nước Bởi vậy nhiều nước trên thế giới ñang nâng cao khẩu hiệu “Chất lượng trước hết” trong hoạt ñộng sản xuất kinh doanh và xuất nhập khẩu nông sản Với lúa gạo, vấn ñề chất lượng ñược phân ra 4 phạm trù:

+ Chất lượng thương trường (market quality)

+ Chất lượng xay xát (milling quality)

+ Chất lượng dinh dưỡng (nutritive quality)

+ Chất lượng nấu nướng và ăn uống (cooking and eating quality)

Ở các nước có nền nông nghiệp phát triển ñều có quy ñịnh về tiêu chuẩn thóc thu mua và tiêu chuẩn gạo bán ra Ví dụ ở Philippin thóc thu mua

và gạo bán ra ñều ñược phân 4 loại: Loại ñặc biệt, loại 1, loại 2, loại 3 Nhật Bản có quy ñịnh chất lượng khắt khe về tiêu chuẩn gạo nhập khẩu trong ñó họ quy ñịnh mức cho phép các dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong nông sản

Khi nghiên cứu mối liên quan của ñộ mặn ñến chất lượng cây trồng, Trần Ngọc Hương (1986) nhận thấy, chất lượng của lúa trồng trên ñất không mặn chứa 66,8 – 65,3% tinh bột, còn trên ñất mặn có nồng ñộ ion Cl- với nồng ñộ 0,05% giảm xuống tới 62,2 - 63,5% Chất lượng của năng suất hạt ñậu cũng phụ thuộc nhiều vào ñiều kiện mặn Hàm lượng ñạm tổng số trong hạt ñậu ñối chứng 7,91 - 8,22% (ñất mặn 6,7 - 7,4%), trong ñó ñạm protit (ñất mặn 5,78 - 5,86%) Hàm lượng dầu trong hạt ñậu tương trên trên ñối chứng là 20,48 – 21,28% (trên ñất mặn giảm xuống còn 19,10- 20,14%)

2.5 Công tác chọn tạo các giống lúa chịu mặn

ðể khắc phục tác ñộng do nhiễm mặn, nhằm nâng cao hiệu quả sản

xuất cây trồng trên ựất mặn, các tác giả trên thế giới ựã áp dụng nhiều giải pháp Một trong số những giải pháp ựó là chọn tạo các giống lúa chịu mặn Ảnh hưởng gây hại do mặn trên cây lúa rất phức tạp, chúng ta không chỉ quan sát tắnh trạng hình thái, mà còn tắnh trạng sinh lý, sinh hóa, tương tác với môi trường

Do ựó, việc chọn lọc cá thể chịu mặn không thể căn cứ trên một tắnh trạng riêng biệt nào ựó (Akbar và cộng tác viên, 1986)

Giống chịu mặn nổi tiếng Nona Bokra ựược ghi nhận tốt ở giai ựoạn mạ và giai ựoạn tăng tưởng, nhưng giống chuẩn kháng Pokkali ựược ghi nhận tốt ở giai ựoạn phát dục (Senadhira, 1987) Giống đốc đỏ và đốc Phụng ựã ựược ựánh giá như nguồn cho gen kháng ở đBSCL (Buu và cộng tác viên, 1995)

Mới ựây hai giống lúa BRRIDhan40 và BRRIDhan41 (Của viện nghiên cứu giống lúa Bangladesh - BRRI) ựã ựược ựưa ra ựể trồng ở vùng ven biển vào mùa mưa Những giống lúa này có năng suất cao hơn 2 tấn/ha so với các giống lúa ựược trồng lâu ựời tại ựịa phương trong ựiều kiện ựất có ựộ mặn trung bình (EC khoảng 6dS/m)

Nhờ phương tiện marker phân tử RFLP, Kurata 1994, Mc Couch 1998 cho rằng có hai hoặc nhiều gen số lượng ựiều khiển tắnh chống chịu mặn, liên kết khá chặt chẽ với môi trường

Kỹ thuật hạt nhân cũng ựã ựược các nhà khoa học sử dụng ựể cải tiến giống lúa Tám Xoan Nam định tạo ra giống Tám Xoan 93 năng suất cao, phù hợp với yêu cầu xuất khẩu và biểu hiện tắnh chịu mặn tốt ở nồng ựộ mặn 0,4% (Tuấn và cộng tác viên, 2003)

Bùi Huy đáp (1980) cho rằng nếu nồng ựộ muối tan > 0,4% thì hầu hết các giống lúa ựều bị chết do mặn để sử dụng thắch ứng với ựiều kiện mặn các nhà khoa học nông nghiệp ựã tiến hành nghiên cứu các giống lúa chịu mặn, cho năng suất, phẩm chất cao Có thể nêu một số công trình nghiên cứu tiêu biểu như:

Ứng dụng cơng nghệ sinh học trong chọn tạo giống lúa (Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang, Viện lúa ðồng bằng sơng Cửu Long, 2003) trong đĩ các tác giả đã đi sâu nghiên cứu phân tích tính trạng chống chịu mặn của 108 dịng tổ hợp lai Tenasai2/CB, được quan sát trong điều kiện mặn 12dS/m bao gồm: số ngày cây mạ sống sĩt (SD), khối lượng khơ của rễ, khối lượng khơ của chồi, hàm lượng Na+, K+ và tỷ số giữa Na+/K+ trong chồi Chỉ thị phân tử được sử dụng trong phân tích bản đồ di truyền là RFLP và microsatellite với

108 marker, phủ trên 12 nhiễm sắc thể cây lúa Kết quả nghiên cứu làm cơ sở cho chương trình lai tạo giống lúa chịu mặn

Trong những năm gần đây, việc đánh giá tập đồn quỹ gen lúa chống chịu với điều kiện bất thuận đã được thực hiện tại ðồng bằng sơng Cửu Long (Bùi Chí Bửu và cộng tác viên, 2000), kết quả cho thấy trong tập đồn cĩ nhiều giống cĩ khả năng kháng sâu bệnh, chịu mặn Thời gian qua, các nhà khoa học của Viện lúa ðồng bằng sơng Cửu Long đã xác định được 31 giống lúa cĩ khả năng chống chịu khơ hạn và 14 giống lúa bố mẹ cĩ khả năng kháng mặn tốt Tiêu biểu như các giống OM5464, OM 5166, OM 5629, OM 6677 cĩ khả năng chịu được độ mặn 3 – 40/00 Riêng giống lúa IR 64 Subon1 đang thí nghiệm cho thấy cĩ khả năng thích ứng với độ mặn 5 - 6 0/00 ngập úng khoảng 21 ngày

Dự kiến 3 - 4 năm nữa các giống lúa này sẽ được sản xuất đại trà cho nơng dân ở những vùng duyên hải cĩ độ nhiễm mặn phù hợp

Viện Lúa ðồng bằng sơng Cửu Long là một trong hai vựa lúa lớn của

cả nước cĩ nhiều nguồn gen cĩ khả năng kháng mặn rất tốt Thành cơng bước đầu của các nhà khoa học Viện lúa ðồng bằng sơng Cửu Long hé mở một con đường sáng cho nơng dân và đảm bảo sự phát triển bền vững của nền sản xuất nơng nghiệp khu vực lưu vực sơng Tiền Giang và Hậu Giang trong đối phĩ biến đổi khí hậu

Một số giống lúa chịu phèn và phèn mặn đã được khảo kiểm nghiệm trên nhiều tiểu vùng sinh thái ở ðồng bằng sơng Cửu Long:

Tên gốc Tổ hợp cha mẹ Tên ñịa

phương

Nguồn gốc

Tép hành ñột biến Từ tép hành mùa Viện Lúa ðBSCL

IR65185-3B-8-3-2 CRS10/TCCP266-B-10 Sipicot Du nhập từ IRRI IR65195-3B-13-2-3 IR10198/TCCP266-B-11 Matnog Du nhập từ IRRI IR52713-2B-1-2 IR64/IR4630-22-2-3-1 Naga Du nhập từ IRRI

Trên ñây là những giống chống chịu mặn và phèn mặn khá tốt qua nghiên cứu và khảo kiểm nghiệm, ñã ñưa ra sản xuất trong nhiều vụ vừa qua của Viện Lúa quốc tế (IRRI) và Viện Lúa ðồng bằng sông Cửu Long

3 NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung nghiên cứu

So sánh một số giống lúa chịu mặn trong vụ Xuân tại huyện Giao Thuỷ tỉnh Nam ðịnh

3.2 Thời gian, ñịa ñiểm nghiên cứu

3.2.1 Thời gian thực hiện

Thí nghiệm ñược tiến hành trong hai vụ Cụ thể:

- Vụ Xuân 2010

Ngày gieo mạ: 31/01 Ngày cấy: 25/02 Ngày thu hoạch: tháng 6

- Vụ Xuân 2011

Ngày gieo mạ: 31/01 Ngày cấy: 28/02 Ngày thu hoạch: cuôí tháng 6 ñầu tháng 7

3.2.2 ðịa ñiểm

Thí nghiệm ñược thực hiện tại thị trấn Quất Lâm, huyện Giao Thuỷ, tỉnh Nam ðịnh

3.3 Vật liệu nghiên cứu

- 04 Giống lúa chịu mặn

- 02 Giống ñối chứng (1 giống lúa chuẩn nhiễm mặn, 1 giống lúa chuẩn kháng mặn)

TT Tên giống Nguồn gốc

1 Cườm dạng 1 (Giống ñịa phương chịu mặn)

2 Chiêm rong (Giống ñịa phương chịu mặn)

3 Nếp Nõn tre (Giống ñịa phương chịu mặn)

4 Nếp Ốc (Giống ñịa phương chịu mặn)

5 IR28 (ðối chứng chuẩn nhiễm mặn)

6 A69-1 (ðối chứng chuẩn kháng mặn)

Trung tâm tài nguyên di truyền thực vật

- Phân bón, thuốc bảo vệ thực vật

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm ñược bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) 03 lần lặp lại Tổng số 18 ô thí nghiệm Diện tích mỗi ô là 10 m2 (2 x 5) Tổng diện tích là 180 m2 chưa kể dải bảo vệ

dạng 1 Nếp ốc Nếp nõn tre A69-1 IR28 (ñ/c)

dạng 1

Dải bảo

vệ

rong

Nếp nõn tre

Dải bảo

vệ

Dải bảo vệ

Lần 3 khi lúa phân hoá ñòng: 50%K2O

- Các biện pháp chăm sóc khác ñồng ñều giữa các ô thí nghiệm

3.4.4 Các chỉ tiêu theo dõi

3.4.4.1 ðộ mặn của nước

- ðo ñộ mặn của nước bằng máy Salinity Mater MS802

- ðo vào các thời ñiểm: trước khi cấy, thời gian sau cấy ño mỗi tuần 1 lần

3.4.4.2 Những thời ñiểm theo dõi và nghiên cứu ñối với các giống lúa

- Từng vụ theo dõi ngày gieo, ngày cấy, ngày bén rễ hồi xanh

- Thời gian ñẻ nhánh, làm ñòng, trỗ, chín sáp

3.4.4.3 Những lần lấy mẫu ñể ño diện tích lá, khối lượng chất khô

- Lần 1: Thời ñiểm ñẻ nhánh hữu hiệu

+ Chiều cao cây

+ Chiều rộng gan mạ khi cấy

+ Diện tích lá (cm2): ðo bằng phương pháp cân nhanh

+ Khối lượng chất khô trên toàn cây: Những cây ño diện tích lá sau ñó ñem sấy mẫu ở 800 C trong 48h và cân khối lượng chất khô bằng cân ñiện tử Model: Scout Pro SPS202F

L1, L2 là diện tích lá ở 2 thời ñiểm lấy mẫu (m2)

T là khoảng thời gian giữa 2 thời ñiểm lấy mẫu (ngày)

+ Chỉ số dày lá (SLA) (m2 lá/ g chất khô)

Diện tích lá

SLA =

Chất khô lá

3.4.4.6 Các yếu tố cấu thành năng suất

Khi chín hoàn toàn (khoảng 4 tuần sau trỗ) mỗi ô thí nghiệm lấy 5 khóm ñể ño ñếm các chỉ tiêu sau:

+ Số bông/khóm: ñếm tất cả các bông trên khóm

+ Số hạt/bông: Chia các bông trong mỗi khóm thành 3 lớp: nhỏ, trung bình và lớn, mỗi lớp ñếm 1 bông

PA là khối lượng thóc thu ñược trên ô khi thu hoạch ở ñộ ẩm A

A là ñộ ẩm thóc khi thu hoạch

3.5 Phương pháp xử lí số liệu

Số liệu ñược tổng hợp và xử lí thống kê (ANOVA) bằng chương trình Excel và phần mềm toán học CROSSTAT 7.2

4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 Diễn biến ñộ mặn của nước trên ruộng thí nghiệm vụ Xuân 2010 và Xuân 2011 tại các thời ñiểm theo dõi

Diễn biến ñộ mặn của nước trên ruộng thí nghiệm vụ Xuân 2010 và Xuân 2011 tại các thời ñiểm theo dõi ñược thể hiện trong ñồ thị 4.1

chín

sáp 1

chín

sáp 2

ðồ thị 4.1 Diễn biến ñộ mặn của nước trên ruộng trong vụ Xuân 2010

và Xuân 2011 tại các thời ñiểm theo dõi ( 0 / 00 )

Ghi chú: series 1 là ñường biểu diễn diễn biến mặn vụ Xuân 2010

series 2 là ñường biểu diễn diễn biến mặn vụ Xuân 2011

TSC: tuần sau cấy

ðNHH 1, Trỗ 1, chín sáp 1 là thời ñiểm lấy mẫu của các giống ñ/c

ðNHH 2, Trỗ 2, chín sáp 2 là thời ñiểm lấy mẫu của các giống thí nghiệm

ðộ mặn của nước phụ thuộc vào lượng nước ra vào, lượng mưa và nhiệt ñộ Ở cả vụ Xuân 2010 và Xuân 2011, thời gian từ khi cấy ñến 3TSC do nhiệt ñộ thấp nên chưa có hiện tượng bốc mặn xảy ra ðộ mặn dao ñộng từ 2,20/00 – 2,40/00 trong vụ Xuân 2010 và dao ñộng từ 1,70/00 – 2,00/00 trong vụ Xuân 2011

Vụ Xuân 2010 bắt ñầu từ 4TSC ñộ mặn tăng mạnh và ñạt cao nhất vào