Đánh giá khả năng chịu hạn của một số mẫu giống lúa địa phơng sau chọn lọc Drought resistance evaluation of the some traditional rice varieties Vũ Văn Liết, Vũ Thị Bích Hạnh Summary We evaluated on the drought resistance ability of traditional rice varieties by artificial and field conditions. The artificial condition includes three experiments that are treated to rice seed by KCLO 3 for of germination rate examination, radicle ration come to dark black and shrivel. Second planted rice into PVC pipe to evaluated root lengthen, root number and root weight. Third implemented planted in pots to evaluated transpiration intensive through leaves, soil moisture bring to wither plant and water content into stem and leaves. The germination rate was high variance between varieties from 0 to 100% when treated rice seed by KCLO 3 in 3%, there are 8 varieties with germination rate over 90% higher check in significant level. They also shown have radicle ration met be black and whither lowest level. The evaluated root growth in the PVC pipe was easy implemented and quit interesting to comparing between varieties and check. The experiment in the pots to identify transpiration intensive through leaves, soil moisture bring to wither plant and water content into stem and leaves shown that the varieties resistance drought with moisture bring to wither plant in low level under 13%, water content in the body over 77% and transpiration intensive under 0,6000 g/dm 2 /h. The result test on the field appropriated with artificial testing, that indicated that the mention methodologies could be use to evaluate the drought resistance ability of rice varieties in significant level. Keywords Mẫu giống, địa phơng, chọn lọc, chịu hạn, đánh giá 1. Đặt vấn đề Việt Nam có khoảng 4,36 triệu ha đất trồng lúa, trong đó có 2,1 triệu ha đất lúa canh tác nhờ nớc trời và đất thiếu nớc tới, phân bố chủ yếu ở miền núi, Tây Nguyên và một số vùng khó khăn của đồng bằng, trung du. Năng suất lúa ở vùng canh tác nhờ nớc trời thấp, chỉ đạt khoảng trên 10 tạ/ha, vùng thiếu nớc năng suất cao hơn nhng cũng chỉ đạt 30 tạ/ha (Vũ Tuyên Hoàng &cs, 1995). Ngày nay, nhiều giống lúa cải tiến, lúa lai ra đời có năng suất rất cao đợc áp dụng phổ biến ở các vùng thuận lợi nớc tới, nhng những vùng khó khăn về nớc tới lại rất hạn chế. Vì thế ngời dân ở những vùng này vẫn sống trong tình trạng thiếu lơng thực và nghèo đói (Vũ Tuyên Hoàng & cs, 1992; Anraudeau & cs, 1995). Chọn tạo giống cây trồng sử dụng nớc tiết kiệm nói chung, giống lúa chịu hạn nói riêng là một vấn đề cấp thiết hiện nay, nhằm sử dụng nguồn tài nguyên nớc hợp lý, đồng thời góp phần xóa đói giảm nghèo (Anraudeau, 1989). Nghiên cứu này đợc tiến hành đánh giá khả năng chịu hạn của 66 mẫu giống lúa địa phơng sau chọn lọc cá thể, để xác định khả năng chịu hạn và cung cấp nguồn vật liệu cho chọn tạo giống lúa chịu hạn, đồng thời tìm hiểu phơng pháp đánh giá tính chịu hạn nhanh và đáng tin cậy trong quá trình chọn tạo giống chịu hạn. 2. Vật liệu và phơng pháp nghiên cứu Vật liệu Vật liệu gồm 66 mẫu giống lúa địa phơng thu thập ở vùng núi Tây Bắc (phụ lục). 1 Phơng pháp nghiên cứu Thí nghiệm trong phòng: 66 mẫu giống lúa địa phơng sau chọn lọc 2 chu kỳ đợc xử lý hạt bằng kaliclorate (KClO 3 ) 3% trong 48 giờ, sau đó rửa sạch chuyển sang gieo trên đĩa petri, dựa vào tỷ lệ nảy mầm, tỷ lệ rễ mầm đen hay héo để đánh giá khả năng chịu hạn. Xử lý rễ mạ khi mạ đợc 3 lá: tiến hành gieo mạ trong chậu khi mạ đợc 3 lá ngâm rễ mạ trong dung dịch (KClO 3 ) 1% trong 8 giờ, quan sát dựa vào tỷ lệ rễ mạ bị héo để đánh giá khả năng chịu hạn. Thí nghiệm trong nhà lới: chọn ra 20 mẫu giống chịu hạn tốt để xác định độ ẩm cây héo cờng độ thoát hơi nớc và hàm lợng nớc trong thân lá. Mỗi giống gieo trong 3 vại, mỗi vại 10 hạt, sau gieo 30 ngày thì ngừng tới nớc và theo dõi độ ẩm cây héo. P 1 - P 2 x 100 P 1 - P 3 Độ ẩm cây héo (%) = Trong đó, P 1 : khối lợng mẫu đất, P 2 : khối lợng mẫu đất sấy khô, P 3 : khối lợng hộp Xác định cờng độ thoát hơi nớc bằng phơng pháp cân nhanh và đợc tính theo công thức: I H2O = (g/dm 2 /giờ) P 0 P 1 60 x 2 S Trong đó: I : Cờng độ thoát hơi nớc P 0 : là khối lợng lá cân lần 1 (g) P 1 : là khối lợng lá cân lần 2 (g) S : là diện tích lá (dm 2 ) Kỹ thuật hộp rễ Dùng mica làm thành các hộp hình trụ đờng kính 10cm, cao 90 cm trồng mỗi hộp một cây, xác định bộ rễ 6 tuần sau khi mọc về chiều dài, số rễ, khối lợng rễ 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 3.1. Đánh giá khả năng chịu hạn của 66 mẫu giống lúa trong phòng Theo dõi tỷ lệ nảy mầm, tỷ lệ rễ mầm đen héo, rễ mạ bị đen (héo) thu đợc kết quả ở bảng 1. Qua số liệu ở bảng 1 cho thấy tỷ lệ nảy mầm biến động lớn từ 0 đến 100%, có 18 mẫu giống có tỷ lệ nảy mầm cao trên 90%, 8 giống có tỷ lệ nảy mầm khá 80 -89,9% cao hơn đối chứng, 40 mẫu giống có tỷ lệ nảy mầm trung bình và kém. Đối chứng CH5 thuộc nhóm trung bình tỷ lệ nảy mầm 50- 79,9%. Các giống có tỷ lệ nảy mầm cao là G3, G4, G7, G8, G15, G34 đạt từ 93,3 - 100% cao hơn đối chứng ở mức có ý nghĩa 5%. Đánh giá tình trạng rễ mầm cho thấy các mẫu giống đạt tỷ lệ nảy mầm cao thì tỷ lệ rễ mầm bị đen và héo thấp, rễ mầm phát triển khoẻ, dài to, mập và không bị đen hơn đối chứng ở mức có ý nghĩa. Những giống tỷ lệ nảy mầm thấp và trung bình có tỷ lệ rễ bị đen và héo cao, rễ phát triển kém, rễ ngắn, chóp rễ thâm đen hoặc teo lại, quan sát không thấy lông hút phát triển. Kết hợp hai chỉ tiêu tỷ lệ nảy mầm và tỷ lệ rễ mầm đen và héo chúng tôi chọn đợc 20 giống để thực hiện các nghiên cứu tiếp theo (Vũ Tuyên Hoàng &cs, 1992). 2 Bảng 1. Tỷ lệ nảy mầm, tỷ lệ rễ mầm đen và tỷ lệ rễ mạ bị héo khi xử lý KClO 3 Tỷ lệ hạt nảy mầm (%) a Tỷ lệ rễ mầm đen(%) a Tỷ lệ rễ mạ héo(%) b Tên (ký hiệu) giống lúa thí nghiệm 90-100 0-25 0-40 G3, G4, G6, G7, G8, G11, G12, G13, G15, G34, G35, G38, G43, G58, G59, G66. 80-89,9 0-25 0-40 G19, G26, G65. 65-79,9 0-25 0-40 G23, G24, G28, G31, G41, G61 >90 0-25 >25 >40 (mạ không mọc) G5 G14 80-89,9 >25 >40 (hoặc không mọc) G9, G10, G22, G32, G46. 65-79,9 >25 >40 (hoặc không mọc) G17, G25, G33, G39, G60, G63, CH5. <65 0-25 0-40 G2, G29, G37, G40, G51, G56, G57. <65 >25 >40 (hoặc không mọc) G20, G21, G27, G30, G42, G44, G45, G47, G49, G50, G52, G53, G55, G62, G64. Không nảy mầm - - G1, G16, G18, G36, G48, G54. Ghi chú: a : xử lý hạt bằng dung dịch KClO 3 3% b : xử lý rễ mạ 3 lá bằng dung dịch KClO 3 1% 3.2. Thí nghiệm đánh giá đặc điểm bộ rễ và một số chỉ tiêu sinh lý của các giống Bảng 2. Chiều dài rễ, số lợng rễ chính và khối lợng rễ của các giống KH giống Chiều dài bộ rễ (cm) Số rễ chính (rễ/cây) Khối lợng bộ rễ (g) CH5 39,07,81 20,71,53 0,260,01 G3 41,81,75 21,71,53 0,350,21 G4 61,36,66 33,72,52 0,940,17 G6 44,05,29 29,71,53 0,400,06 G7 40,09,17 22,32,52 0,360,02 G11 35,58,67 31,34,51 0,310,04 G12 36,41,09 21,30,58 0,320,05 G15 60,83,88 24,32,89 0,820,42 G19 34,31,53 25,31,15 0,360,05 G24 52,33,51 30,75,51 0,800,21 G26 59,06,24 25,73,79 0,810,31 G28 51,53,23 20,01,00 0,670,04 G34 52,72,08 33,72,08 0,540,09 G35 51,02,65 22,7 3,79 0,430,10 G41 52,33,21 17,71,53 0,320,04 G43 51,05,21 22,33,79 0,460,09 G58 37,60,85 30,31,15 0,530,05 G59 53,75,82 19,02,65 0,360,01 G65 38,74,80 21,02,00 0,370,14 G66 39,311,84 16,01,00 0,210,06 LSD 5% 9,21 4,28 0,25 CV% 12,0 10,6 11,1 Chiều dài rễ, số rễ và khối lợng rễ của 20 giống lúa trong thí nghiệm hộp rễ Qua 6 tuần theo dõi trong hộp rễ thu đợc kết quả ở bảng 2 cho thấy: 3 Có 3 giống: G4, G15, G26 có chều dài bộ rễ đạt từ 59 - 61,3 cm, cao hơn đối chứng. Các giống khác ở mức trung bình, tơng đơng đối chứng là G11, G12, G19, G58, G65 và G66 có chiều dài bộ rễ từ 34,3 đến 40 cm. Số rễ chính chỉ có 3 giống thấp hơn đối chứng là G16, G59 và G41, các giống còn lại đều bằng hoặc cao hơn đối chứng. Giống G4, G11 và G24 có số lợng rễ lớn nhất trên 30 rễ (đối chứng 20,7 rễ). Khối lợng rễ cũng có kết quả tơng ứng với kết quả về chiều dài bộ rễ, và số rễ lớn cho khối lợng bộ rễ cao. Một số chỉ tiêu sinh lý của các giống lúa chịu hạn a) Độ ẩm cây héo Khi theo dõi và tính độ ẩm cây héo của các giống lúa cạn thí nghiệm, chúng tôi nhận thấy các giống lúa thí nghiệm có yêu cầu nớc tối thiểu thấp. Giống lúa có độ ẩm cây héo thấp nhất là G26 (11,25%). Đây là giống chịu đựng sự thiếu hụt nớc tốt nhất. Các giống nh G28, G35, G34, G4, G24, G11, G59, G7, G12 có độ ẩm cây héo dới 14%, cũng đợc coi là những giống chịu đựng sự thiếu hụt nớc tốt. Bốn giống G15, G66, G58, G43 có độ ẩm cây héo cao hơn các giống kể trên nhng cũng chống chịu khô hạn tốt (sự sai khác không có ý nghĩa thống kê) Đo ở giai đoạn lúa bắt đầu trỗ: ba giống có độ ẩm cây héo cao là G19, G41và G6. Trong đó, cao nhất của giống G19 là 18,50% và thấp hơn là G41 (16,46%) và G6 (15,48%). Có thể nói, các giống lúa khác nhau sẽ có ngỡng chịu đựng với độ ẩm tối thiểu khác nhau, nhiều khi rất khác nhau cho dù chúng đều là các giống lúa cạn. b) Hàm lợng nớc trong thân lá Hàm lợng nớc trong thân lá phản ánh khả năng giữ nớc của cơ thể thực vật cũng nh khả năng điều tiết nớc của mô tế bào. Trong điều kiện khô hạn, hàm lợng nớc trong cây còn cho thấy khả năng giữ nớc để chống chịu với điều kiện bất lợi của cây trồng (Gregory, 1989). Những giống lúa có độ ẩm cây héo thấp cũng chính là các giống có hàm lợng nớc trong thân lá cao trên 77%, chẳng hạn nh các giống G34, G59, G15, G3, G26, G12, G35 và đều cao hơn so với đối chứng CH5 (76,8%). Ngợc lại, những giống có hàm lợng nớc trong thân lá thấp là những giống có độ ẩm cây héo cao. Ví dụ G41 và G6 có hàm lợng nớc lần lợt là 75,03 % và 75,45%. c) C ờng độ thoát hơi nớc G19 là giống có hàm lợng nớc trong thân lá và cờng độ thoát hơi nớc cao (78,55% và 0,85 g/dm 2 /giờ), khả năng giữ nớc không kém nên ngỡng độ ẩm cây héo cao nhất (18,5%). Giống lúa G66 có cờng độ thoát hơi nớc cao nhất, 1,35g/dm 2 /giờ, cao hơn đối chứng rất nhiều. Ngoài ra, bốn giống là G24, G41, G65, G6 đều có cờng độ thoát hơi nớc trên 0,87g/dm 2 /giờ, các giống này có khả năng giữ nớc kém và dễ bị khô héo khi xảy ra hạn. Cờng độ thoát hơi nớc của các giống: G34, G3, G26, G15 G43, G58 thấp, từ 0,43-0,63 g/dm 2 /giờ và tơng đơng với giống đối chứng CH5 (0,53g/dm 2 /giờ). Cộng với những đặc điểm tốt ở trên, u điểm này đảm bảo cho các giống chịu đựng đợc khô hạn, giữ cho thân lá không bị khô héo (Bùi Chí Bửu &cs, 2003). 4 Bảng 3. Độ ẩm cây héo, cờng độ thoát hơi nớc và hàm lợng nớc trong thân lá của các giống thí nnghiệm KH giống Độ ẩm cây héo (%) Hàm lợng nớc trong thân lá* (%) Cờng độ thoát hơi nớc (g/dm 2 /giờ) CH5 12,31bc 76,84e 0,5309 ab G3 15,17gh 78,80gh 0,5474 ab G4 13,62de 76,91b-e 0,7089 c-f G6 15,48h 75,45ab 0,8743 g G7 14,03ef 75,27a 0,7503 ef G11 13,85ef 78,56fgh 0,6015 bc G12 13,60de 78,42fgh 0,6723 c-f G15 14,39efg 78,87h 0,6248 bcd G19 18,50j 78,55fgh 0,8538 g G24 13,74ef 76,43cde 1,2329 h G26 11,25a 77,75f 0,5836 bc G28 12,04abc 75,81a-d 0,6780 c-f G34 12,77cd 79,03h 0,4255 d-f G35 12,13abc 78,01fg 0,7318 d-f G41 16,46i 75,03a 0,8901 g Nhận xét chung: Từ bảng 3 có thể thấy đối với lúa cạn chịu hạn, độ ẩm cây héo phải thấp hơn 14 %; hàm lợng nớc trong thân lá đạt trên 77,5 % vào giai đoạn mẫn cảm; cờng độ thoát hơi nớc dới 0,65 g/ dm 2 /giờ. 4. Kết luận Mỗi giống lúa cạn có khả năng chống chịu hạn khác nhau. Trong 20 giống lúa thí nghiệm, có 4 giống lúa chịu hạn tốt, 11 giống lúa chịu hạn khá, 3 giống chịu hạn trung bình, 2 giống chịu hạn kém. Nh vậy, không phải giống lúa cạn nào cũng có khả năng chịu hạn. Kết hợp với chỉ tiêu năng suất và một số chỉ tiêu cơ bản khác, bớc đầu chúng tôi chọn đợc 10 giống lúa theo mục đích đề tài đặt ra. Trong đó, giống G26 có thể sử dụng làm giống cho các vùng khó khăn về nớc tới. Chín giống còn lại có thể dùng làm vật liệu chọn giống chịu hạn hoặc chuyển sang sử dụng ở những vùng thâm canh, có tới. Cần tiếp tục thí nghiệm trong điều kiện tự nhiên để có kết luận chính xác Sử dụng KClO3 để đánh giá gián tiếp khả năng chịu hạn của lúa và phơng pháp trồng cây trong ống nhựa để nghiên cứu sự phát triển của bộ rễ lúa là những phơng pháp đơn giản, dễ làm có độ tin cậy cao. Trong điều kiện hiện nay sử dụng 2 phơng pháp này để nghiên cứu tính chịu hạn của lúa là rất tốt, góp phần rút ngắn thời gian và kinh phí chọn giống lúa chịu hạn Phần tài liệu tham khảo Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang (2003), Cơ sở di truyền tính chống chịu đối với thiệt hại do môi trờng của cây lúa, Nxb Nông nghiệp, TP Hồ Chí Minh. Cây lúa cạn (1989), Nxb Đại học và giáo dục chuyên nghiệp, Hà Nội. Trang 11-12. Vũ Tuyên Hoàng, Nguyễn Văn Duệ, Huỳnh Yên Nghĩa (1992), Đặc điểm sinh lý của một số giống lúa chịu hạn, Kết quả nghiên cứu cây lơng thực, thực phẩm (86-90), Viện CLT-TP, NXB Nông nghiệp, Hà Nội. Trang 58-61 Vũ Tuyên Hoàng và cộng sự (1995), Chọn tạo giống lúa năng suất cao cho vùng khô hạn, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội, tr32-43. 5 Anraudeau M.A., Vo Tong Xuan (1995), Opportunities for Upland Rice rearch in VietNam partnership. In Rice rearch MAFI, pages 191-198. Arraudeau, M.A. (1989), Breeding strategies for drought resistance. In Drought resistance in cereals, Press by C.A.B Internaltional,Wallingford, UK, page 107-110. Gregory, P.J. (1989), The role of root characteristics in moderating the effects of drought. In Drought resistance in cereals, Ed by Baker, F. W. G., Press by C.A.B Internaltional, Wallingford, UK, pages 141-148. Phụ lục. Danh mục giống lúa thí nghiệm STT KH giống Tên địa phơng ST T KH giống Tên địa phơng 1 G 1 Khẩu Tam Lai 35 G35 Pl ệ Sa Đa 2 G2 Khẩu Tam Nơng 36 G36 Plệ Hủa Đẩn 3 G3 Khẩu Dọn 37 G37 Plệ Đỏ 4 G4 Khẩu Lặc 38 G38 Plệ Lia 5 G5 Khẩu Pe Lón 39 G39 Plệ Hủa Chua 6 G6 Khẩu Lệp Trọng 40 G40 Plệ Đơn 7 G7 Khẩu Tế Lâu 41 G41 Plệ Pu Lâu 8 G8 Khẩu Tà Bổng 42 G42 Plệ Mông 9 G9 Khẩu Lon 43 G43 Plệ Tô Sa 10 G10 Khẩu Pê 44 G44 Plệ Ta Đa 11 G11 Khẩu Lơng 45 G45 Plệ Hoả Đẩn 12 G12 Khẩu Lanh 46 G46 Plệ Đẩn 13 G13 Khẩu Tan 47 G47 Plệ Chầu Cha 14 G14 Khẩu Thái Lan 48 G48 Plệ Lẩu Hỉ 15 G15 Khẩu Lón 49 G49 Plệ ón Lành 16 G16 Khẩu Tàn Bổng 50 G50 Ngọ Boong 17 G17 Khẩu Bai 51 G51 Ngọ Cầm Bun 18 G18 Khẩu Ta ức 52 G52 Ngọ Hiên 19 G19 Khẩu Hin 53 G53 Ngọ Mèo 20 G20 Khẩu Lanh Cốt 54 G54 Ngọ Pe 21 G21 Khẩu Nó 55 G55 Ngọ Vạn Vân 22 G22 Khẩu Mà 56 G56 Ngọ Mông Xi 23 G23 Khẩu Lón Lùng 57 G57 Ngọ Liềm Hang 24 G24 Khẩu Hay Léc 58 G58 Ngộ Phrừng 25 G25 Khẩu Chằm Tấn 59 G59 Mua Chùa 26 G26 Khẩu Sang 60 G60 Nếp Tủa Chua 27 G27 Khẩu Mà Cón 61 G61 Nếp Cẩm 28 G28 Khẩu Pỏm Lón 62 G62 Nếp Tan Vàng 29 G29 Khẩu Nón 63 G63 Nếp Cai Ca 30 G30 Khẩu Tàng Săn 64 G64 Tẻ Thái Lan1 31 G31 Khẩu Lành Lản 65 G65 Tẻ Thái Lan2 32 G32 Khẩu Tây Lầu 66 G66 Tô Bẻ 33 G33 Khẩu Pản Lôm 67 G67 CH5 34 G34 Khẩu Chiến Càng 6 . hành đánh giá khả năng chịu hạn của 66 mẫu giống lúa địa phơng sau chọn lọc cá thể, để xác định khả năng chịu hạn và cung cấp nguồn vật liệu cho chọn. Mỗi giống lúa cạn có khả năng chống chịu hạn khác nhau. Trong 20 giống lúa thí nghiệm, có 4 giống lúa chịu hạn tốt, 11 giống lúa chịu hạn khá, 3 giống chịu