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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC
KHOA NÔNG LÂM NGHƯ NGHIỆP

HƠ THỊ XAI

BÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA MỘT SỐ LÚA
THUẦN TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI VỤ XUÂN 2017 TẠI KHU
THỰC HÀNH, TRƯỜNG ĐẠI HỌCHỒNG ĐỨC, THANH HÓA

Ngành đào tạo: Nông học

THANH HÓA, 2017


TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC
KHOA NÔNG LÂM NGHƯ NGHIỆP

BÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA
THUẦN TRONG ĐIỀU KIỆN VỤ XUÂN 2017 TẠI KHU THỰC HÀNH,
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC, THANH HÓA

Sinh viên thực hiện: Hơ Thị Xai
Lớp: Đại học K16 Nông học
Khóa: 2013 - 2017
Người hướng dẫn: TS. Trần Công Hạnh

THANH HÓA, NĂM 2017

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy
cô, bạn bè và gia đình.
Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS.
Trần Công Hạnh, người đã tận tình giúp đỡ và trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt
quá trình thực hiện và hoàn chỉnh khóa luận tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo trường Đại học Hồng Đức, Khoa Nông Lâm
Ngư Nghiệp, Bộ môn Khoa học cây trồng, các thầy giáo, cô giáo đã tạo mọi điều
kiện, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành khóa luận.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè đã luôn quan tâm,
động viên, khích lệ và hỗ trợ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành khóa luận
Thanh Hóa, ngày 30 tháng 05 năm 2017
Sinh viên

Hơ Thị Xai

4


MỤC LỤC

5


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 4.1 Tỷ lệ mọc mầm và thời gian sinh trưởng

Bảng 4.2. Động thái tăng trưởng chiều cao cây
Bảng 4.3. Động thái ra lá
Bảng 4.4. Động thái đẻ nhánh
Bảng 4.5. Tính chống chịu sâu bệnh của các giống lúa

6


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
NST: Ngay sau trồng
TGST: Thời gian sinh trưởng
CH: Chịu hạn
STT: Số thứ tự
CT: Công thức
IRRI: Viện nghiên cứu quốc tế
CURE: Chương trình nghiên cứu và phát triển lúa cho vùng khó khăn
FAO: Tổ chức Nông lương thế giới

7


I. MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài
Cây lúa (Oryza sativa) là cây lương thực quan trọng, cung cấp nguồn
thực phẩm chính cho khoảng 65% dân số thế giới. Trong đó, hơn 90% sản lượng
lúa được tiêu thụ tại Châu Á. Trong những thập niên cuối thế kỷ XX, sự gia tăng
đáng kể về sản lượng lúa đã được ghi nhận tại nhiều nước đang phát triển. Cuộc
cách mạng xanh trong nông nghiệp năm 1960 đã mở ra sự phát triển lớn mạnh
của khoa học chọn giống và sự ứng dụng các thành tựu khoa học kĩ thuật vào
sản xuất nông nghiệp góp phần làm tăng năng suất giống cây trồng. Tuy nhiên

sự khan hiếm về nước tưới phục vụ cho nông nghiệp đã được báo động trong
nhiều hội nghị khoa học của thế giới gần đây. Khô hạn sẽ là yếu tố quan trọng
bậc nhất ảnh hưởng đến an toàn lương thực thế giới. Tài nguyên nước phục vụ
cho nông nghiệp không phải là vô tận, bên cạnh đó là áp lực dân số kèm theo sự
phát triển đô thị, sự kiện ấy sẽ làm gia tăng nhu cầu nước phục vụ dân sinh và
cho phát triển công nghiệp. Do đó sự khan hiếm nước nước phục, diện tích nông
nghiệp là vấn đề đang được dự báo cấp thiết trên quy mô toàn cầu. Hạn hán
được xem như là một trong những hậu quả nghiêm trọng do sự suy giảm của
nguồn nước. Với tầm quan trọng như vậy, người ta đã hoạch định một thứ tự
trong đầu tư nghiên cứu tính chống chịu khô hạn trong lĩnh vực cải tiến giống
cây trồng trên toàn thế giới.
Ở nước ta nghề trồng lúa nước đã có từ rất lâu và năng suất lúa ngày càng
tăng một phần là do sự góp phần quan trọng của công tác chọn giống lúa, bằng
phương pháp cổ truyền, chọn lọc theo kiểu phả hệ, lai hữu tính, ứng dụng công
nghệ sinh học như tạo biến dị, nuôi cấy mô, biến đổi gen. Nhờ chính sách đổi
mới và khoa học kỹ thuật trong công tác lai tạo, chọn lọc giống lúa ở các viện,
trường, trung tâm và cá nhân trong cả nước, qua nhiều năm đã tạo ra rất nhiều
giống lúa có năng suất cao, ngắn ngày thích hợp với điều kiện khí hậu, đất đai ở
từng vùng.
8


Ngày nay, khi nước ta chuyển sang giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại
hoá cùng với sự đô thị hoá, thì diện tích lúa bị giảm xuống. Do đó đòi hỏi phải
thâm canh tăng vụ, giống lúa ngắn ngày có khả năng chịu hạn tốt, tăng năng
suất, kháng nhiều sâu bệnh hại, phẩm chất tốt, thích nghi với điều kiện sinh thái.
Vấn đề cải tiến và kỹ thuật canh tác đã và đang được đặt ra, việc sử dụng
giống lúa có khả năng thích nghi và chống chịu cao là một biện pháp tiết kiệm
chi phí hữu hiệu nhất. Chính vì vậy để nâng cao và ổn định sản lượng lúa trong
điều kiện khô hạn, nhằm giảm thiểu thiệt hại do hạn hán gây ra, việc xác định và

chọn tạo ra các giống lúa cải tiến có khả năng chịu hạnđã rở thành một trong
những vấn đề cấp thiết hiện nay. Mặt khác tạo ra những giống lúa mang gen chịu
hạn cũng là việc làm cần thiết cho cả những vùng trồng lúa không có đủ điều
kiện thủy lợi vì tình trạng thiếu nước có thể xảy ra hầu hết các vùng trồng lúa,
theo thống kê có tới 90% diện tích trồng lúa trên thế giới chịu ảnh hưởng của
khô hạn trong giai đoạn sinh trưởng. Vì vậy để khắc phục khắc phục một số hạn
chế của các giống lúa thì việc lai tạo và chọn ra những giống lúa cải tiến mang
gen chống chịu hạn, cho năng suất cao ổn định, sẽ mang lại hiệu quả cao các
vùng thường xuyên bị hạn, để đáp ứng nhu cầu gạo có chất lượng tốt phục vụ
cho tiêu dùng trong nước và xuất khẩu.
Xuất phát từ những yêu cầu của thực tiễn, chúng tôi đã tiến hành đề
tài:“Đánh giá khả năng chịu hạn của một số giống lúa thuần(Oryza sativa),
trong điều kiện vụ xuân 2017 tại khu thí nghiệm thực hành, Trường Đại Học
Hồng Đức, Thanh Hóa”.
1.2. Mục đích, yêu cầu của đề tài
1.2.1. Mục đích
Đánh giá trước đồng ruộng khả năng chịu hạncủa các giống lúa thuần
tham gia thí nghiệm trong điều kiện nhà lưới để làm cơ sở cho công tác chọn
giống.
1.2.2. Yêu cầu
9


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

.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả của đề tài là tài liệu tham khảo cho những nghiên cứu tiếp theo về
việc chọn lọc những giống lúa thuần có khả năng chịu hạn tốt.

1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để phổ biến, vận dụng trong sản
xuất lúa chịu hạn tại Thanh Hóa.

10


11


II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
2.1. Khái niệm về hạn và phân loại hạn
2.1.1. Khái niệm về hạn
Bất cứ một loại cây trồng nào cũng cần phải có nước để duy trì sự sống,
mức độ cần nhiều hay ít tùy thuộc vào từng loại cây trồng và từng giai đoạn sinh
trưởng, phát triển của chúng. Hạn đối với thực vật là khái niệm dùng để chỉ sự
thiếu hụt nước do môi trường gây nên trong suốt cả quá trình hay trong từng giai
đoạn, làm ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây. Mức độ tổn thương
của cây trồng do khô hạn gây ra có nhiều mức khác nhau như chết, chậm phát
triển hay phát triển tương đối bình thường. Những cây trồng có khả năng duy trì
sự phát triển và cho năng suất tương đối ổn định trong điều kiện khô hạn được
gọi là cây chịu hạn và khả năng của thực vật có thể giảm thiểu mức độ tổn
thương do thiếu hụt nước gây nên gọi là tính chịu hạn (Đinh Thị Phòng,2001).
Tuy nhiên khó có thể xác định được thế nào là một trạng thái hạn đặc trưng
vì mức độ khô hạn do môi trường gây nên khác nhau theo từng mùa, từng năm,
từng vùngđịa lý và không thể dự đoán trước được. Theo Hsiao (1998) thì "Hạn
là sự mất cân bằng nước của thực vật thể hiện trong sự liên quan hữu cơ giữa đất thực vật - khí quyển". Theo Raynal và cộng sự (1999), hạn được xem là nhân tố
gây thiệt hại lớn nhất đối với năng suất lúa. Theo Nguyễn Đức Ngữ (2002) đã
định nghĩa: “Hạn hán là hiện tượng lượng mưa thiếu hụt nghiêm trọng, kéo dài,
làm giảm hàm lượng ẩm trong không khí và hàm lượng nước trong đất, làm suy

kiệt dòng chảy sông suối, hạ thấp mực nước ao hồ, mực nước trong các tầng
chứa nước dưới đất, gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và phát dục của cây
trồng, làm mùa màng thất bát, môi trường suy thoái, gây ra đói nghèo và dịch
bệnh”.

12


2.1.2. Phân loại hạn
Theo tài liệu dịch của Vũ Văn Liết (2008) thì những kiểu hạn chính được
nhận thấy ở đất thấp canh tác nhờ nước trời:
+ Hạn xảy ra thời gian đầu trong giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng.
+ Hạn giữa vụ không liên tục xảy ra ở giai đoạn giữa đẻ nhánh đến kết
hạt.
+ Hạn muộn xảy ra trong thời kỳ trỗ đến chắc hạt.
Theo một nhóm chuyên gia của WTO (Tổ chức khí tượng thế giới) phân
chia thành 4 loại hạn là: hạn khí tượng,hạn nông nghiệp, hạn thủy văn và hạn
kinh tế xã hội (Nguyễn Đức Ngữ,2002).
Theo Gulialep và ctv, Lê Khả Kế, Đào Thế Tuấn và ctv, đã chia hạn thành
4 loại chính sau:
- Hạn không khí: Do độ ẩm không khí thấp 10 - 20% gây nên sự héo tạm
thời cho cây, vì khi nhiệt độ không khí cao gây nên ẩm độ không khí giảm, làm
lượng nước bốc hơi dẫn đến các bộ phận non của cây bị thiếu nước. Nếu hạn
kéo dài dễ làm cho keo nguyên sinh bị đông kết và cây nhanh chóng bị chết còn
gọi là cảm nắng, tác hại nhất là gió khô. Hạn không khí diễn ra trong thời gian
dài sẽ dẫn đến hạn đất.
- Hạn đất: Gây nên hạn lâu dài, cây thiếu nước, không có đủ nước để hút,
mô cây bị khô đi nhiều và sự sinh trưởng trở nên khó khăn, hạn đất luôn gây nên sự
giảm thu hoạch, nếu hạn sớm có thể dẫn đến mất trắng, không cho thu hoạch.
- Hạn kết hợp: Khi có sự kết hợp cả hạn đất và hạn không khí thường gây

nên hạn trầm trọng, nếu kéo dài có thể làm tổn hại lớn đến cây trồng.
- Hạn sinh lý: Khi có đầy đủ nước mà cây vẫn không hút được nước có
thể do: nhiệt độ quá thấp, hoặc phần xung quanh rễ có quá nhiều chất gây độc
cho rễ hoặc do nồng độ dinh dưỡng xung quanh rễ quá cao.
13


Theo Nguyễn văn Hiển và một số tác giả khác thì hạn được chia làm 3
loại: Hạn đất, hạn không khí, hạn tổng hợp.
Theo số liệu tổng lượng mưa nhiều năm, thời gian phân bố mưa và ẩm độ
ở các tháng của nước ta khi so sánh với bảng phân loại hạn của D.P.Garity 1984
thì hạn ở Việt Nam chủ yếu là hạn đất, hạn không khí đôi khi xảy ra nhưng cục
bộ ở miền Trung và các vùng khác diễn ra trong thời gian ngắn.
2.2. Tính chịu hạn ở thực vật
2.2.1. Tác động của hạn lên thực vật
Nước là yếu tố giới hạn của cây trồng, là sản phẩm quan trọng khởi đầu,
trung gian và cuối cùng của các quá trình chuyển đổi sinh hóa, là môi trường để
các phản ứng trao đổi chất xảy ra. Nước có ý nghĩa sinh thái và sinh lý quyết
định trong đời sống thực vật. Thiếu nước là một trong những nguyên nhân chính
làm giảm năng suất cây trồng. Do vậy tính chịu hạn của cây trồng và vấn đề
chống chịu hạn thường xyên được quan tâm.
Hạn là tác động của môi trường xung quanh đủ để gây mất nước ở thực
vật. Hiện tượng mất nước có thể là tác động sơ cấp, là kết quả của sự thiếu nước
của môi trường, hoặc là tác động thứ cấp được gây nên bởi nhiệt độ thấp, sự đốt
nóng hoặc tác động của muối.
Chống lại khô hạn cây có thể giữ không để mất nước hoặc nhanh chóng
bù lại sự thiếu nước thông qua những biến đổi về hình thái. Duy trì áp suất thẩm
thấu nội bào có tác dụng bảo vệ hoặc duy trì sức sống của tế bào chất ngay cả
khi bị mất nước cự đoan. Đó là khả năng chịu hạn của thực vật.
2.2.2. Cơ chế chịu hạn của thực vật và khả năng khắc phục

Thực vật chống mất nước là dựa trên khả năng làm tăng áp lực nội tại,
tăng tính đàn hồi của màng tế bào, giảm kích thước tế bào... Nhưng khả năng
này cần thiết cho việc duy trì sức trương của tế bào là yếu tố cơ bản để quá trình
14


trao đổi chất, quá trình sinh trưởng và phát triển diễn ra bình thường khi cân
bằng nước ở thực vật bị thay đổi.
Có hai cơ chế chính liên quan đến khả năng chịu hạn của thực vật:
2.2.2.1. Vai trò của bộ rễ
Bộ rễ có hình thái khỏe, dài, mập, có sức xuyên sâu giúp cho cây hút được
nước ở những vùng sâu, vùng xa. Hình thái và chức năng của bộ rễ thường liên
quan nhiều đến khả năng chịu hạn của cây trồng cạn, trong đó có giống lúa cạn.
Khi gặp điều kiện hạn, axit abcisic (ABA) được tăng cường tổng hợp ở rễ, sau
đó vận chuyển lên lá, đẩy nhanh tốc độ già hóa của lá, đóng khí khổng làm giảm
sự thoát hơi nước. Bên cạnh đó ABA được tăng cường trên lá làm mức độ héo
tăng lên giúp cây giúp cây tránh bớt được mức độ bức xạ mặt trời trên, giảm sử
dụng nước và hiện tượng tăng nhiệt độ bề mặt lá.
Khi gặp hạn rễ mọc dài hơn, phân bố rộng và sâu hơn vào các lớp đất giúp
cây lúa tận dụng nước dưới sâu. Khi bắt đầu gặp điều kiện hạn ở giai đoạn cây
con, khối lượng rễ và tỉ lệ rễ/thân lá tăng lên; sinh nhiều rễ đốt vì rễ đốt có thể
đâm xuyên lớn hơn vào các lớp đất, do đó tăng cường khả năng hấp thu nước.
Một số nghiên cứu chỉ ra rằng: khi gặp hạn tốc độ dài rễ lớn hơn tốc độ dài lá, ở
các giống lúa chịu hạn thì chiều dài rễ, số rễ/cây, trọng lượng khô của rễ/cây và
tốc độ hút nước của các giống chịu hạn cao hơn rất nhiều giống đối chúng khi có
nước trở lại. Điều này có ý nghĩa khi cây lúa gặp điều kiện hạn, tế bào rễ có áp
suất thẩm thấu cao, sức hút nước lớn...(Nguyễn Đình Giao và cs, 1997).
2.2.2.2. Khả năng điều chỉnh áp suất thẩm thấu
Khả năng điều chỉnh áp suất thẩm thấu của tế bào thực vật, đặc biệt là tế
bào rễ có mối liên quan đến khả năng cạnh tranh nước của tế bào rễ đối với đất.

Trong điều kiện hạn, áp suất thẩm thấu được điều chỉnh tăng lên giúp cho tế bào
thu nhận được những phân tử nước có rất ít trong đất. Bằng cơ chế như vậy thực
vật có thể vượt qua được tình trạng hạn cục bộ. Đối với những giống lúa nước
tính chịu hạn cục bộ có một ý nghĩa quan trọng cho những vùng chưa chủ động
được nước tưới (Bùi Chí Bửu và cs, 2003).

15


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

2.3. Tính chịu hạn ở cây lúa
Những thực vật tồn tại trên môi trường thiếu nước làm cho chúng bị mất
cân bằng về thẩm thấu, để chống lại những điều kiện khắc nghiệt đó đòi hỏi cây
trồng phải có những cơ chế đặc biệt. Tránh mất nước và chịu mất nước là hai cơ
chế tồn tại ở những cây chịu hạn. Cơ chế tránh mất nước phụ thuộc vào khả
năng thích nghi đặc biệt của cấu trúc và hình thái của rễ và chồi. Cơ chế chịu
mất nước liên quan đến những thay đổi tinh vi trong sinh hóa tế bào dẫn đến sự
tích lũy các chất hòa tan, các protein , các amino acid đặc biệt như
prolin,mannitol, fructan, glycin betaine, ion K+, các enzym phân hủy gốc tự
do.... Nhiều các chất mới được tổng hợp để tạo sức kháng cho cơ thể cây trồng.
Hiện tượng này có thể diễn ra rất nhanh khi gặp sự mất cân bằng thẩm thấu. Vai
trò và chức năng của các chất xuất hiện khi thực vật bị thiếu hụt nước có nhiệm
vụ chính là điều chỉnh và bảo vệ thẩm thấu, loại bỏ gốc tự do (Bohnert và cs,

1996).
Phản ứng đầu tiên khi cây lúa gặp hạn là khí khổng đóng lại, ngăn chặn sự
thoát hơi nước ra ngoài. Quá trình đóng mở khí khổng là rất phức tạp liên quan
đến hàng loạt các quá trình như quang hợp, hô hấp, trao đổi ion, hút dinh

16


dưỡng... Khi mất nước nhiều, khí khổng không có khả năng đóng, nước ồ ạt
thoát ra ngoài cuối cùng dẫn đến tình trạng héo và chết (Bohnert và cs, 1996).
Trong điều kiện đủ nước khó có thể phân biệt được giống lúa chịu hạn và không
chịu hạn, nhưng khi khô hạn xảy ra thì những kiểu gene liên quan đến tính chịu
hạn được biểu hiện rõ ràng: giống có khả năng chịu hạn là những giống có khả
năng duy trì sức trương của tế bào và dễ dàng vượt qua thời kỳ khô hạn; giống
không có khả năng chịu hạn sẽ bị héo và khô ngay khi có khó khăn nước.
Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, cây lúa tiêu thụ một lượng nước
lớn. Nhìn chung trong các loại cây trồng thì lúa nước là loại cây kém chịu hạn
nhất. Giai đoạn phân hóa làm đòng,ôm đòng, trỗ và phơi màu là giai đoạn mẫn
cảm nhất của cây lúa với nước. Nước thâm nhập vào cây ở trạng thái tự do qua
bộ rễ.
Theo Nguyen và cs (1997) tính chịu hạn của cây lúa phụ thuộc vào một
hoặc nhiều cơ chế sau:
- Cây sử dụng nước một cách hợp lý trong điều kiện thiếu nước thông qua
việc làm giảm diện tích lá và rút ngắn thời gian sinh trưởng.
- Khả năng đâm sâu của rễ để khai thác nguồn nước ở độ sâu đảm bảo
cho nhu cầu thoát hơi nước.
- Duy trì sức trương của tế bào thông qua khả năng điều chỉnh áp suất
thẩm thấu để bảo vệ các chồi non khỏi khô hạn trong điều kiện mất nước cực
đoan.
- Kiểm soát mức độ thoát nước trên bề mặt của lá.

Phả ứng chống lại sự thiếu hụt về nước ở thực vật là rất phức tạp, được
tham gia bởi hàng loạt các quá trình trao đổi chất khác nhau. Khả năng giữ nước
phụ thuộc chủ yếu vào sự đóng mở của khí khổng ở lá, còn khả năng thu nhận
nước chủ yếu phụ thuộc vào chức năng của bộ rễ.
2.4. Ảnh hưởng của chịu hạn đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của
cây lúa
2.4.1. Nhu cầu nước của lúa
17


Đối với cây lúa từ lâu đã có câu ca dao “ Nhất nước, nhì phân”.
Điều đó nói lên nhu cầu nước của cây lúa rất lớn.
Nước là thành phần chủ yếu của cây lúa, nếu lấy 100g lá lúa tươi đem sấy
thì lượng lá khô chỉ còn lại 12g (còn 88g là lượng nước bốc hơi), đem phần lá
khô đốt cháy hoàn toàn thì lượng tro còn lại là 1,5g. Với 88% trọng lượng cây
lúa, nước là thành phần chủ yếu và cực kỳ quan trọng đối với đời sống cây lúa.
Nước là điều kiện để thực hiện các quá trình sinh lý trong cây lúa, đồng thời
cũng là môi trường sống của cây lúa, là điều kiện ngoại cảnh không thể thiếu
được đối với cây lúa.
Nước là một trong những nguồn vật liệu thô để chế tạo thức ăn, vận
chuyển thức ăn lên xuống trong cây, đến những bộ phận khác nhau của cây lúa.
Bên cạnh đó lượng nước trong cây lúa và nước ruộng lúa là yếu tố điều hòa
nhiệt độ cho cây lúa cũng như quần thể, không gian ruộng lúa. Nước cũng góp
phần làm cứng thân và lá lúa, nếu thiếu nước thân lá lúa sẽ khô, lá lúa bị cuộn
lại và rủ xuống, còn nếu cây lúa đẩy đủ nước thì thân lá lúa sẽ đứng, bản lá mở
rộng.
•

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

•

Cây lúa cần 300 - 350 đơn vị nước để tạo được một đơn vị hạt.
Do vậy, ngoài sử dụng nước trời, xây dựng được hệ thống thuỷ lợi tốt là yếu tố
quan trọng hàng đầu cho các vùng trồng lúa.
Ở các vùng trồng lúa, cây lúa được cung cấp nước bằng các nguồn sau:
- Lượng mưa: Yêu cầu 900 - 1100 mm cho một vụ lúa. Mùa mưa ở vùng
đồng bằng Bắc Bộ thường bắt đầu vào tháng 5 - 6 và kết thúc vào tháng 10 - 11.
Ở các tỉnh miềm Trung mùa mưa muộn hơn, thường mưa nhiều vào tháng 11-12.
Lượng mưa hàng năm ở Hà Nội là 1800 mm, ở Huế 2860 mm, Thành phố
HồChí Minh 1980 mm, hoàn toàn đáp ứng đủ nhu cầu về nước của một vụ lúa.
18


Tuy nhiên, trong thực tế cũng có năm lượng mưa phân bố không đều, nhất là
thời kỳ đầu và giữa vụ dễ gây ra hạn hán hoặc ngập lụt đối với sản xuất lúa.
- Nước mưa còn mang theo và cung cấp khoảng 16 kg đạm vô cơ/ha,
nguồn ôxy làm thay đổi tiểu khí hậu trong ruộng lúa.
- Nước sông, suối, ao, hồ, đầm ...: Lượng nước từ các nguồn này ngoài
những nơi nước có thể tự chảy vào ruộng thì phải có hệ thống thuỷ lợi (tưới tiêu)
tốt để chủ động cung cấp nước cho lúa (chống hạn). Tuy nhiên khi nước thừa thì
phải thoát nước cho lúa (chống úng).
- Nước phù sa từ các sông, đặc biệt là sông lớn như sông Hồng ( Đồng
bằng Bắc Bộ), sông Cửu Long (Đồng bằng sông Cửu Long)... còn cung cấp
lượng lớn chất dinh dưỡng từ nguồn nước phù sa cho cây lúa.
2.4.2. Hạn ảnh hưởng đến cây lúa
Khô hạn là yếu tố quan trọng bậc nhất ảnh hưởng đến an toàn lương thực
của nhân loại và điều này đã nhiều lần xảy ra trong quá khứ trên những phạm vi
rộng hẹp khác nhau. Hạn hán làm giảm năng suất cây trồng, làm giảm diện tích
gieo trồng và sau đó làm giảm sản lượng cây trồng mà chủ yếu là sản lượng

lương thực. Khi hạn xảy ra con người đẩy mạnh thủy lợi và đầu tư khác đồng
nghĩa với tăng chi phí sản xuất nông nghiệp, do đó làm giảm thu nhập của người
lao động, đồng thời kéo theo một loạt các hậu quả kinh tế xã hội nghiêm trọng
như bệnh tật và đói nghèo.
Việt Nam là nước sản xuất nông nghiệp chịu ảnh hưởng nhiều của yếu tố
thời tiết. Hạn luôn là mối nguy lớn, đe dọa và gây ra nhiều thiệt hại cho đời sống
và sản xuất nông nghiệp. Theo cục Thủy lợi từ năm 1960 – 2005 hạn hán nặng
đã làm ảnh hưởng đến vụ đông xuân các năm 1959, 1961, 1970, 1984,
1986,1993,

ảnh

hưởng

tới

vụ

mùa

19

các

năm

1960,

1961,

1963,


1964,1983,1987,1988, 1990,1992,1993. Tuy nhiên năm được đánh giá là nặng
nhất trong 45 năm qua là năm 1988 làm thiệt hại trên 5.000 tỷ đồng.
Nguyên nhân hạn chủ yếu do mùa mưa kết thúc sớm hơn mọi năm, cùng
với việc thiếu hụt lượng nước mưa, nhiệt độ các tháng đầu năm cũng cao hơn
trungbình, nhiều năm từ 1 – 30C. Tình trạng này đã khiến 898.960 ha lúa (chiếm
12% diện tích cả nước) bị hạn, trong đó 122.081 ha bị mất trắng.
2.4.3. Hạn ảnh hưởng đến năng suất lúa ở các giai đoạn sinh trưởng khác
nhau.
Đối với cây lúa hạn vào lúc cây đang sinh trưởng mạnh (đẻ nhánh) thì chỉ
ảnh hưởng đến sinh trưởng. Nhưng nếu hạn vào giai đoạn làm đòng đến trỗ thì
rất có hại vì ngăn cản sự phát triển của các bộ phận hoa, gây ảnh hưởng rõ rệt
đến năng suất và phẩm chất lúa.
Nếu hạn vào thời kỳ cây lúa hồi xanh thì làm chậm quá trình hồi xanh
hoặc chết cây do sức chống hạn yếu. Thời kỳ đẻ nhánh, cây lúa chịu hạn khá
hơn nhưng cũng bị giảm khả năng đẻ nhánh, chiều cao cây và diện tích lá. Thời
kỳ ngậm đòng mà gặp hạn thì rất có hại, nhất là giai đoạn tế bào sinh sản phân
bào giảm nhiễm, làm thoái hóa hoa, cản trở quá trình hình thành gié và hoa.
Thời gian 11 ngày trước trỗ, chỉ cần hạn 3 ngày đã làm giảm năng suất rất
nghiêm trọng, gây nghẹt đòng, các bộ phận hoa bị tổn thương mạnh, mầm hoa bị
chết dẫn đến sự bất thụ hoặc quá trình phơi màu thụ tinh khó khăn và hình thành
nhiều hạt lép.
Khi hạt lép cây không có cách nào bù năng suất nữa. Hạn vào thời kỳ chín
sữa làm giảm trọng lượng hạt, tỷ lệ bạc bụng cao vì bị giảm sự tích lũy protein
vào nội nhũ.
Nhìn chung, dù thiếu nước ở bất kỳ giai đoạn sinh trưởng nào của cây lúa
cũng có thể gây giảm năng suất (Vũ Thị Bích Hạnh,2004).
2.5. Tình hình nghiên cứu lúa chịu hạn ở trên Thế giới và Việt nam

2.5.1. Nghiên cứu lúa chịu hạn trên Thế giới
Năm 1979, IRRI đã tiến hành thí nghiệm về khả năng chống chịu hạn
trên hơn 2000 giống và tìm thấy một vài giống lúa chín sớm, chống chịu hạn tốt,
20


có độ mẩy cao và được đưa vào sản xuất là N22, Serratus Malam, Cartuna, Padi
Tatakin, Rikuto Norin 21,...
Trong thời gian 1972 – 1980 IRRI đã tiến hành 3839 cặp lai để chọn
giống, năm 1982 có trên 4000 dòng, giống được IRRI gửi tới thí nghiệm tại các
nước cho việc đánh giá, chọn lọc phù hợp cho mỗi vùng sinh thái hạn.
Năm 1991, chọn được giống Kantomochi 168 có chất lượng nổi tiếng và chịu
hạn tốt, năm 1992 chọn lượng giống Kantomochi 172 cho năng suất cao.
Ở Brazin, Viện Nông Nghiệp Campinas (IAC) đã tạo ra một loạt các giống cao
cây nhưng chịu hạn rất tốt như IAC1246, IAC47, IAC25. Giống sau có thời gian
sinh trưởng sớm hơn hai giống trước 10 ngày và thoát được thời kỳ hạn ở địa
phương và được biết tới với cái tên Versnico.
Adkins và cộng sự (1995) thông báo đã chọn được dòng lúa chịu hạn từ mô sẹo
giống luá KhaoDawkMali 105 bằng việc bổ sung vào môi trường nuôi cấy
PEG8000, các tính trạng nông sinh học quan trọng và khả năng chịu hạn đã duy
trì và ổn định ở thế hệ R2.
Năm 2008 trên tạp chí “Rice Today”, Viện Nghiên cứu lúa quốc tế cho
biết họ đã lai tạo ra giống lúa mới thế hệ đầu tiên có tên là ‘Acorobic rice’.
Giống mới này là kết quả lai tạo từ giống lúa cao sản mới với giống lúa truyền
thống có khả năng chịu hạn, năng suất thấp. Acorobic rice có thể sinh trưởng ở
các vùng đất khô như các giống ngô, thay vì các cánh đồng ngập nước như
truyền thống. Một số dòng thuộc giống lúa mới này hiện đang được trồng thử
nghiệm tại những khu vực thường bị hạn hán ở miền nam Châu Á.
Vào tháng 5 năm 2009, tại Hội nghị thường niên của Chương trình nghiên
cứu và phát triển lúa cho vùng khó khăn (CURE), TS David Johson – Điều phối

trưởng Chương trình cho biết đã nghiên cứu và đã xác định được một số giống
có năng suất cao, ổn định, chịu hạn tốt, cao hơn 2 lần so với đối chứng, ví dụ IR
7431- 71- 11, IR 55419,...đã và đang đưa vào sản xuất.
2.5.2. Nghiên cứu lúa chịu hạn ở Việt nam
Các nhà khoa học của Viện Khoa Học Việt Nam đã tạo ra dòng lúa chịu
nóng và khô từ các tế bào phôi giống lúa CR203, rồi dùng phương pháp nuôi
cấy tế bào, nhân dòng lúa này tạo giống lúa mới được công nhận cấp quốc gia
“DR2”, có năng suất và độ thuần cao, chịu hạn và nhiệt độ cao. Giống lúa này
đã được ứng dụng trong một số chương trình lai tạo ở các tỉnh miền Bắc và miền
Trung.
21


Theo Vũ Tuyên Hoàng từ cuối thập kỷ 70 Viện Cây lương thực và Cây
thực phẩm đã tập trung nghiên cứu chọn tạo giống lúa cho những vùng khô hạn
và những vùng sản suất lúa thiếu nước tưới. Trong những năm `986 – 1990 Viện
đã lần lượt đưa ra 3 giống mới có tên “CH” gồm: CH2, CH3, CH133. Những
giống này có đặc điểm như chịu hạn, thích hợp cho các vùnghạn ở đồng bằng và
trung du miền núi phía Bắc. Thời gian sinh trưởng từ 115 – 130 ngày, khả năng
chịu hạn và phục hồi sau hạn tốt. Các giống này trong điều kiện thâm canh và
được tưới nước khoảng 60 – 70% lượng nước của lúa nước, có thể đạt 50 – 60
tạ/ha. Như vậy các giống “CH” là các giống thuộc loại hình tiết kiệm nước (Vũ
Tuyên Hoàng,1995).
Trong giai đoạn 1995 – 1998, Vũ Tuyên Hoàng và cộng sự trong chương
trình chọn giống lúa cho điều kiện khó khăn tiếp tục đưa ra được 3 giống lúa
mang những đặc điểm tốt như cho năng suất cao, chống chịu hạn khá, dễ tính,
thích ứng cho vùng đất nghèo dinh dưỡng, khô hạn và thiếu nước đó là các
giống: CH5, CH7, CH132.
Hiện nay, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm vẫn tiếp tục đẩy mạnh
công tác nghiên cứu chọn tạo các giống lúa chịu hạn và cho ra giống lúa chịu

hạn mới đã được công nhận là giống được phép sản xuất thử nghiệm là CH207,
đồng thời còn cho ra một số dòng, giống triển vọng đang được tiến hành thử
nghiệm và cho kết quả tương đối khả quan như:CH208,CH208,CH210,CH16,
CH6…….
Theo Nguyễn Hữu Nghĩa trong giai đoạn 1986 – 1990 Viện Khoa học
Nông Nghiệp Việt Nam đã chọn lọc được 3 giống lúa nhập nội là UPLRi 5 vào
năm 1985 từ Philippin, BG35-2 năm 1985 từ Srilanka và KN96 năm 1986 từ
Indonesia. Cùng trong thời gian này Viện đã chọn tạo theo hướng lai hữu tính,
năm 1990 chọn tạo thành công giống lúa X11 từ tổ hợp lai Thiết cốt 31/IR30.
Đây là giống lúa ngắn ngày chống chịu hạn tốt, cho năng suất cao thích ứng cho
các vùng hạn.
Cùng năm 1992, Vũ Tuyên Hoàng, Nguyễn Văn Duệ, Huỳnh Yên Nghĩa
cho biết, hàn lượng nước ở các giống chịu hạn cao hơn đối chứng, cường độ

22


thoát hơi nước của các giống chịu hạn từ 548 – 697mg nước/dm 2/h. Đặc điểm
này giúp cho các giống chịu hạn có khả năng chịu hạn tốt hơn.
Theo Trần Duy Quý (1994) trong việc sử dụng ưu thế lai để tạo giống
chống chịu hạn, các nhà khoa học Trung Quốc thấy rằng lúa lai mọc khỏe, bộ rễ
ăn sâu nên chịu hạn giỏi. Gần đây các thực nghiệm canh tác lúa nửa cạn đã được
tiến hành trên diện tích rộng ở miền Bắc. Kết quả cho thấy nếu chỉ đắp ứng một
nửa lượng nướctheo yêu cầu, năng suất lúa lai Sinica đạt tới 4,5 – 5,1 tấn/ha cao
hơn 30 – 50% so với giống cổ truyền. Điều này cho thấy lúa lai có triển vọng
đáng kể nếu như khả năng chịu hạn được tăng cường nhờ hiệu ứng ưu thế lai.
Trần Nguyên Tháp, Nguyễn Quốc Khang, Vũ Tuyên Hoàng, Nguyễn Tấn
Hinh, Trương Văn Kính (2002) đã công bố vai trò của gen chống hạn trong sự
điều chỉnh hàn lượng proline trong lá lúa trong môi trường thay đổi trong điều
kiện thiếu nước, hàm lượng proline có sự khác nhau ở các giống lúa cạn và lúa

nước. Các giống lúa chịu hạn tốt có hàm lượng proline cao và mức suy giảm
năng suất thấp.

III. VẬT LIỆU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Vật liệu nghiên cứu
- Nguyên liệu tạo giá thể cây trồng: Đất đỏ, xơ dừa, mùn cưa.
- Giống: 7 giống lúa thuần ngắn ngày
Bảng 3.1: 7 giống lúa thuần tiến hành thí nghiệm
STT

Tên địa phương

Nguồn gốc

1

Q5

Nhập khẩu từ Trung Quốc từ năm 1993.

2

Khang dân 18

Nhập nội từ Trung Quốc, được công nhận
giống theo Quyết định số 1659 QĐ/BNNKHCN, ngày 13 tháng 5 năm 1999

3

Lam sơn 8

Công ty CP Giống cây trồng Thanh Hóa
chọn tạo

4

Hương thơm số Nhập nội từ Trung Quốc, được công nhận
23


1

giống theo Quyết định số 123 QĐ/BNNKHCN, ngày 16 tháng 1 năm 2004.

5

Bắc thơm 7

Nhập nội từ Trung Quốc, được công nhận
giống theo Quyết định số 1224 QĐ/BNN-

6

Kim cương 90

KHCN, ngày 21 tháng 4 năm 1998.
Nhập nội từ Trung Quốc từ năm 1995.

7

Xi23

Được chọn lọc từ tập đoàn giống chống bạc
lá của Viện Lúa quốc tế (IRRI).Được công
nhận giống theo Quyết định số 1659
QĐ/BNN-KHCN, ngày 13 tháng 5 năm
1999.

3.2. Nội dung nghiên cứu
Đánh giá được khả năng chịu hạn, chống sâu bệnh hại của các giống lúa
thuần tham gia thí nghiệm.
Xác định được sự sinh trưởng, phát triển của các yếu tố cấu thành năng
suất và năng suất ở chế độ đất khác nhau.
3.3. Phương pháp nghiên cứu
3.3.1. Thời gian, địa điểm nghiên cứu
- Thời gian: Thí nghiệm được tiến hành từ ngày 25/02/2017 đến tháng 05/2016
- Địa điểm: Tại khu thực hành nhà lưới Khoa Nông Lâm Ngư Nghiệp, Trường
Đại Học Hồng Đức.
3.3.2. Phương pháp nghiên cứu
- Cách bố trí thí nghiệm: Bố trí thí nghiệm theo kiểu2 yếu tố
. Mỗi công thức có 2 chế độ đất khác nhau.
24


+ Độ ẩm đất: gồm có 2 chế độ tưới:
1.

Thường xuyên duy trì độ ẩm đất thích hợp cho lúa (80% độ ẩm tối

đa đồng ruộng).

2.
Gây hạn nhân tạo: Ngừng tưới cho đến khi độ ẩm đất đạt 40% độ
ẩm tối đa đồng ruộng.
+ Giống: gồm có 7 giống là 7 công thức.
STT
1
2
3
4
5
6
7

Công thức
CTI
CTII
CTIII
CTIV
CTV
CTVI
CTVII

Tên giống
Q5
Khang dân 18
Lam sơn 8
Hương thơm 1
Xi 23
Bắc thơm 7
Kim cương 90

- Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
NR1R1

NR7R3

NR7R3

NR1R1

NR2R1

NR6R3

NR6R3

NR2R1

NR3R1

NR5R3

NR5R3

NR3R1

NR4R1

NR4R3

NR4R3

NR4R1

NR5R1

NR3R3

NR3R3

NR5R1

NR6R1

NR2R3

NR2R3

NR6R1

NR7R1

NR1R3

NR1R3

NR7R1

NR1R2

NR7R2

NR7R2

NR1R2

NR2R2

NR6R2

NR6R2

NR2R2

NR3R2

NR5R2

NR5R2

NR3R2

NR4R2

NR4R2

Ghi chú:
NR1, NR2, NR3..... Tên giống lúa.
25