Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới nước đến môi trường đất, bỗ rễ, sinh trưởng và phát triển giống lúa khang dân 18 tại Thái Nguyên (Luận án tiến sĩ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
---------o0o---------

ĐẶNG HOÀNG HÀ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TƯỚI NƯỚC
ĐẾN MÔI TRƯỜNG ĐẤT, BỘ RỄ, SINH TRƯỞNG VÀ
PHÁT TRIỂN GIỐNG LÚA KHANG DÂN 18
TẠI THÁI NGUYÊN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG

THÁI NGUYÊN - 2017

i


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
---------o0o---------

ĐẶNG HOÀNG HÀ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TƯỚI NƯỚC
ĐẾN MÔI TRƯỜNG ĐẤT, BỘ RỄ, SINH TRƯỞNG VÀ
PHÁT TRIỂN GIỐNG LÚA KHANG DÂN 18
TẠI THÁI NGUYÊN
Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
Mã số: 62.62.01.10

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. Hoàng Văn Phụ
2. PGS.TS. Nguyễn Tuấn Anh

THÁI NGUYÊN - 2017

ii


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận án là trung thực và chưa ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên
cứu nào khác. Mọi trích dẫn trong luận án đều có nguồn gốc rõ ràng.
Ngày

/ 7 /2017

Nghiên cứu sinh

Đặng Hoàng Hà

i


LỜI CẢM ƠN
Luận án được hoàn thành với sự giúp đỡ của nhiều cá nhân và cơ quan
nghiên cứu. Trước hết tôi xin trân trọng cảm ơn PGS.TS. Hoàng Văn Phụ,
PGS.TS. Nguyễn Tuấn Anh với cương vị là người hướng dẫn khoa học đã có

nhiều đóng góp to lớn trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tôi xin
trân trọng cảm ơn lãnh đạo trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên,
Lãnh đạo và tập thể giảng viên phòng Đào tạo, Khoa Nông học trường Đại học
Nông Lâm và Khoa Quốc tế - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện về cơ sở vật
chất và tinh thần, thời gian để tôi hoàn thành nghiên cứu của mình.
Tôi không thể hoàn thành luận án này nếu không có sự hỗ trợ của bố mẹ,
vợ, các con, và gia đình tôi về tinh thần và vật chất. Tôi cũng nhận được sự động
viên khích lệ của bạn bè đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu của
mình.
Luận án này tôi xin dành thay lời cảm ơn tới tất cả các Thầy, Cô, đồng
nghiệp, bạn bè và gia đình với tình cảm trân trọng nhất.
Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó!
Thái Nguyên, ngày

/ 7 /2017

Nghiên cứu sinh

Đặng Hoàng Hà

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii
MỤC LỤC ............................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ........................................................ xi
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1

1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ...................................................................... 2
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ....................................................... 2
1.3.1. Ý nghĩa khoa học......................................................................................... 2
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn ......................................................................................... 2
1.4. Điểm mới của đề tài ....................................................................................... 3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................ 4
1.1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài ......................................................... 4
1.2. Đặc điểm hình thái, giải phẫu và sinh lý của bộ rễ lúa ................................. 4
1.2.1. Đặc điểm hình thái rễ ................................................................................ 4
1.2.1.1. Hình thái rễ lúa........................................................................................ 5
1.2.1.2. Đặc điểm cấu tạo của rễ lúa .................................................................... 6
1.2.2. Đặc điểm sinh lý của bộ rễ lúa .................................................................. 8
1.2.2.1. Một số nghiên cứu về bộ rễ và chức năng hấp thụ nước ........................ 8
1.2.2.2. Rễ lúa và chức năng hấp thụ chất dinh dưỡng ........................................ 8
1.2.2.3. Rễ cây và chức năng neo giữ .................................................................. 9
1.2.3. Ảnh hưởng của yếu tố di truyền đến sinh lý rễ lúa ................................... 9
1.2.4. Các đặc điểm hình thái và sinh lý của rễ ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát
triển lúa.................................................................................................... 10
1.3. Điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng đến sinh trưởng và chức năng sinh lý của
rễ lúa ....................................................................................................... 10
1.3.1. Ảnh hưởng của chế độ tưới nước tới đất trồng lúa. ................................ 10
1.3.2. Ảnh hưởng của các chế độ nước tới phát triển rễ ..................................... 12
1.3.3. Ảnh hưởng của các chế độ nước tới sinh trưởng, năng suất lúa ............... 14
1.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của rễ ........................................ 17
1.3.4.1. Yếu tố vật lý .......................................................................................... 17
1.3.4.2. Yếu tố hóa học ...................................................................................... 19
1.3.4.3. Kỹ thuật canh tác................................................................................... 25
iii

1.4. Mối liên hệ của rễ lúa với sinh trưởng và phát triển của lúa ...................... 29
1.4.1. Giai đoạn mạ ........................................................................................... 29
1.4.2. Mối liên hệ của rễ với đẻ nhánh và phát triển của thân lá ...................... 29
1.4.3. Mối quan hệ của rễ với các yếu tố cấu thành năng suất ......................... 31
1.4.3.1. Số nhánh hữu hiệu (số bông/khóm, số bông/m2) .................................. 31
1.4.3.2. Số hạt và tỷ lệ hạt chắc ......................................................................... 31
1.4.3.3. Khối lượng 1000 hạt ............................................................................. 32
1.4.3.4. Năng suất............................................................................................... 33
1.4.3.5. Hệ số kinh tế và tỷ lệ rễ/thân lá............................................................. 35
1.4.4. Mối quan hệ của rễ với khả năng chịu chống chịu ................................. 35
1.4.4.1. Chịu lạnh ............................................................................................... 35
1.4.4.2. Chịu hạn ................................................................................................ 36
1.4.4.3. Chịu úng ................................................................................................ 37
1.4.4.4. Chống đổ ............................................................................................... 38
1.5. Kết luận rút ra từ phần tổng quan tài liệu ................................................... 39
CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 40
2.1. Đối tượng, phạm vi, địa điểm, thời gian nghiên cứu ................................... 40
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................ 40
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 40
2.1.2.1. Nội dung: ................................................................................................ 40
2.1.2.2. Địa điểm nghiên cứu: ............................................................................. 40
2.1.2.3. Thời gian thực hiện thí nghiệm .............................................................. 40
2.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 40
2.3. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 41
2.3.1. Khung phương pháp nghiên cứu ............................................................... 41
2.3.2. Bố trí thí nghiệm ....................................................................................... 41
2.3.3. Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu và phân tích mẫu................................ 51
2.3.4. Phương pháp phân tích số liệu .................................................................. 54
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................... 55
3.1. Sự ảnh hưởng của chế độ nước khác nhau đến môi trường đất lúa ............ 55

3.1.1. Chế độ nước ảnh hưởng đến dung trọng đất lúa ..................................... 55
3.1.2. Chế độ nước ảnh hưởng đến vi sinh vật đất lúa...................................... 56
3.1.3. Chế độ nước ảnh hưởng đến hóa tính đất lúa ......................................... 58
iv


3.2. Chế độ nước ảnh hưởng đến sự phát triển của bộ rễ lúa và mối quan hệ giữa
môi trường với sự phát triển của bộ rễ ở các chế độ nước khác nhau .... 62
3.2.1. Sinh trưởng của mạ dưới các chế độ nước khác nhau (thí nghiệm 1) .... 62
3.2.2. Sinh trưởng của bộ rễ lúa sau cấy dưới các chế độ nước khác nhau (thí
nghiệm 2) ................................................................................................ 65
3.2.2.1. Số rễ ...................................................................................................... 65
3.2.2.2. Chiều dài rễ ........................................................................................... 66
3.2.2.3. Đường kính rễ ....................................................................................... 68
3.2.2.4. Khối lượng rễ qua các thời kỳ............................................................... 70
3.2.2.5. Phân bố rễ trong đất qua các thời kỳ..................................................... 72
3.2.3. Tương quan giữa môi trường đất với bộ rễ lúa ......................................... 78
3.3. Ảnh hưởng của chế độ nước đến sinh trưởng của cây lúa và mối quan hệ giữa
các chỉ tiêu rễ với sinh trưởng của cây lúa ở các chế độ nước khác nhau
................................................................................................................. 84
3.3.1. Ảnh hưởng của chế độ nước đến khả năng đẻ nhánh của cây lúa .......... 84
3.3.2. Ảnh hưởng của chế độ tưới nước đến chiều cao của cây lúa ................. 85
3.3.3. Tích lũy chất khô của thân lúa ................................................................ 85
3.3.4. Tích lũy chất khô của lá lúa .................................................................... 87
3.3.5. Tổng tích lũy chất khô của lúa ................................................................ 89
3.3.6. Tỷ lệ khối lượng rễ với khối lượng chất khô trên mặt đất ...................... 90
3.3.7. Tương quan giữa sự phát triển của bộ rễ và sinh trưởng thân lá của lúa 92
3.4.

Ảnh hưởng của chế độ nước khác nhau đến yếu tố cấu thành năng suất,

năng suất lúa và mối quan hệ giữa rễ với năng suất, sinh trưởng thân lá
với năng suất. ......................................................................................... 97

3.4.1. Các yếu tố cấu thành năng suất lúa ........................................................... 97
3.4.2. Năng suất lúa ............................................................................................. 98
3.4.3. Tương quan giữa sự phát triển của rễ và các yếu tố cấu thành năng suất
lúa ............................................................................................................ 99
3.4.4. Tương quan giữa sinh trưởng và các yếu tố cấu thành năng suất lúa ... 107
3.5. Sự tương tác giữa chế độ nước và phương pháp làm cỏ ảnh hưởng đến bộ rễ
và sinh trưởng năng suất lúa (thí nghiệm 4). ........................................ 111
3.5.1. Số rễ ...................................................................................................... 113
3.5.2. Chiều dài rễ ........................................................................................... 115
3.5.3. Đường kính rễ ....................................................................................... 116
3.5.4. Khối lượng rễ ........................................................................................ 117
v


3.5.5. Phân bố rễ lúa qua các tầng đất............................................................. 119
3.5.6. Ảnh hưởng của chế độ nước và phương pháp làm cỏ đến khả năng tích lũy
chất khô của lúa..................................................................................... 122
3.5.7. Ảnh hưởng của chế độ nước và phương pháp làm cỏ đến các yếu tố cấu
thành năng suất và năng suất lúa........................................................... 123
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................................... 127
KẾT LUẬN ....................................................................................................... 127
ĐỀ NGHỊ ........................................................................................................... 128
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 129
Tiếng Việt .......................................................................................................... 129
Tiếng Anh .......................................................................................................... 131

vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
CC

Chữ được viết tắt
Chiều cao cây

CEC

Khả năng trao đổi ion

CT

Công thức

DR

Chiều dài rễ/khóm

DKR

Đường kính rễ lúa

Kts

Hàm lượng kali tổng số

Nts

Hàm lượng đạm tổng số

NH

Số nhánh

NS

Năng suất

OM

Hàm lượng hữu cơ trong đất

PR

Tổng khối lượng rễ lúa

Pr1

Khối lượng rễ lúa tầng đất từ 0-5cm

Pr2

Khối lượng rễ lúa tầng đất từ 5-15cm

Pr3

Khối lượng rễ lúa tầng đất từ 15-25cm

pH

Giá trị pHKCl

Pts

Hàm lượng lân tổng số

Pl

Khối lượng lá

Pt

Khối lượng thân

Ptl

Khối lượng thân lá

Pts

Tổng khối lượng chất khô tích lũy

P1000

Khối lượng 1000 hạt

SR

Số rễ/khóm

Vts

Vi sinh vật tổng số

Vhk

Vi sinh vật hiếu khí

Vkk

Vi sinh vật kỵ khí
vii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 3.1: Dung trọng đất

56

Bảng 3.2: Một số chỉ tiêu hóa tính của đất qua các thời kỳ

59

Bảng 3.3: Sinh trưởng của rễ và các chỉ tiêu thân lá mạ

64

Bảng 3.4: Hệ số tương quan các yếu tố rễ với các yếu tố đất giai đoạn
đẻ nhánh

82

Bảng 3.5: Hệ số tương quan các yếu tố rễ với các yếu tố đất giai đoạn
làm đòng

82

Bảng 3.6: Hệ số tương quan các yếu tố rễ với các yếu tố đất giai đoạn
trỗ

83

Bảng 3.7: Hệ số tương quan các yếu tố rễ với các yếu tố đất giai đoạn
chín sáp

83

Bảng 3.8: Hệ số tương quan các yếu tố rễ với các yếu tố đất giai đoạn
chín

84

Bảng 3.9: Số nhánh qua các giai đoạn

85

Bảng 10: Chiều cao cây lúa qua các giai đoạn

86

Bảng 3.11: Tổng tích lũy chất khô của thân qua các giai đoạn

87

Bảng 3.12: Tổng tích lũy chất khô của lá qua các giai đoạn

89

Bảng 3.13: Tổng tích lũy chất khô qua các giai đoạn

90

Bảng 3.14: Hệ số tương quan các yếu tố rễ với các chỉ tiêu sinh trưởng
giai đoạn đẻ nhánh

94

Bảng 3.15: Hệ số tương quan các yếu tố rễ với các chỉ tiêu sinh
trưởng giai đoạn làm đòng

95

Bảng 3.16: Hệ số tương quan các yếu tố rễ với các chỉ tiêu sinh trưởng
giai đoạn trỗ

96

Bảng 3.17: Hệ số tương quan các yếu tố rễ với các chỉ tiêu sinh trưởng
giai đoạn chín sáp

97

viii


Luận văn đầy đủ ở file: Luận văn full