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