ẢNH HƯỞNG của CALCIUM lên SINH TRƯỞNG và NĂNG SUẤT lúa TRỒNG TRÊN đất mặn

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
--- o0o ---

NGUYỄN THỊ BÍCH TRÂM

ẢNH HƢỞNG CỦA CALCIUM LÊN SINH TRƢỞNG
VÀ NĂNG SUẤT LÚA TRỒNG
TRÊN ĐẤT MẶN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT

Cần Thơ, 2010


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
--- o0o ---

NGUYỄN THỊ BÍCH TRÂM

ẢNH HƢỞNG CỦA CALCIUM LÊN SINH TRƢỞNG
VÀ NĂNG SUẤT LÚA TRỒNG
TRÊN ĐẤT MẶN
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT

Cán bộ hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

PGS. TS. Nguyễn Bảo Vệ

Nguyễn Thị Bích Trâm
MSSV: 3077217
Lớp : Trồng trọt K33

Cần Thơ, 2010


LỜI CẢM TẠ
Kính dâng
Cha, mẹ đã suốt đời tận tụy, hết lòng nuôi dƣỡng con khôn lớn nên ngƣời. Xin
cảm ơn những ngƣời thân đã giúp đỡ, động viên con trong suốt thời gian qua.
Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến
PGS. TS. Nguyễn Bảo Vệ, thầy đã tận tình hƣớng dẫn, gợi ý và cho những lời
khuyên rất bổ ích cho việc nghiên cứu và hoàn thành luận văn này.
Cố vấn học tập, thầy Nguyễn Thành Hối cùng thầy cô Khoa Nông Nghiệp và Sinh
học Ứng Dụng vì những kiến thức mà thầy cô đã truyền dạy cho em trong suốt thời gian
học tập tại trƣờng. Đây sẽ là hành trang vững chắc giúp em bƣớc vào đời.
Quý thầy cô thuộc Bộ môn Khoa Học Đất đã nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt quá
trình thực hiện luận văn
Xin chân thành cảm ơn
Anh Nguyễn Văn Bo đã tận tình chỉ dẫn trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Xin
cảm ơn các bạn Vũ, Yony, Lãm đã cộng tác thực hiện thí nghiệm và phân tích mẫu, cùng
tập thể lớp Trồng Trọt K33 đã giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn.
Xin trân trọng ghi nhớ tất cả những chân tình, sự giúp đỡ của các thầy cô, anh chị,
bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ.

i

LÍ LỊCH CÁ NHÂN
I. Lý lịch sơ lƣợc
Họ và tên: Nguyễn Thị Bích Trâm

Giới tính: Nữ

Ngày, tháng, năm sinh: 06/09/1989

Dân tộc: Kinh

Nơi sinh: Thành phố Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp.
Chỗ ở hoặc địa chỉ liên lạc: 519, tổ 38, khóm 4, phƣờng 6, TP. Cao Lãnh, tỉnh
Đồng Tháp.
II. Quá trình học tập
1. Tiểu học
Thời gian đào tạo từ năm: 1995

Đến năm: 2000

Trƣờng: Tiểu học Thực Hành Sƣ Phạm
Địa chỉ: Cao Lãnh, Đồng Tháp.
2. Trung học cơ sở
Thời gian đào tạo từ năm: 2001

Đến năm: 2004

Trƣờng: Trung học cơ sở Kim Hồng
Địa chỉ: Cao Lãnh, Đồng Tháp

3. Trung học phổ thông
Thời gian đào tạo từ năm: 2005

Đến năm: 2007

Trƣờng: THPT. Thị Xã Cao Lãnh
Địa chỉ: Cao Lãnh, Đồng Tháp

Cần Thơ, ngày tháng năm
Ngƣời viết lý lịch

ii


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả trình
bày trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình
luận văn nào trƣớc đây.

Cần Thơ, ngày tháng năm
Ngƣời viết

Nguyễn Thị Bích Trâm

iii


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC CÂY TRỒNG

....................................................................................................................................
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sƣ ngành Trồng trọt với đề tài:

“Ảnh hưởng của Calcium lên sinh trưởng và năng suất lúa
trồng trên đất mặn”

Do sinh viên Nguyễn Thị Bích Trâm thực hiện
Kính trình hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp.

Cần thơ, ngày ……..tháng ……năm 2010
Cán bộ hƣớng dẫn

PGS.TS. Nguyễn Bảo Vệ

iv


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC CÂY TRỒNG

....................................................................................................................................
Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp thuận luận văn tốt nghiệp Kỹ sƣ ngành
Trồng Trọt với đề tài:
“Ảnh hưởng của Calcium lên sinh trưởng và năng suất lúa
trồng trên đất mặn”

Do sinh viên: NGUYỄN THỊ BÍCH TRÂM thực hiện và bảo vệ trƣớc hội đồng ngày

........tháng ........năm 2010.
Luận văn đã đƣợc hội đồng chấp nhận và đánh giá ở mức: ………………………
Ý kiến hội đồng: ..................................……………………………………………
………………………………………………………………………………………..……
………………………………………………………………………………..
Cần thơ, ngày ……..tháng ……năm 2010
Thành viên Hội đồng

-------------------------

------------------------

------------------------

DUYỆT KHOA
Trƣờng khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng

v


MỤC LỤC
Chương

1

Nội dung

Trang

MỞ ĐẦU

1

LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU

3

1.1 Tính chất và phân loại đất nhiễm mặn

3

1.2 Ảnh hƣởng bất lợi của mặn đến sinh trƣởng của cây trồng

4

1.3 Sự thích nghi của thực vật đối với điều kiện mặn

7

1.4 Vai trò của Calcium đối với sự sinh trƣởng của cây lúa

9

trên đất nhiễm mặn
1.4.1 Vai trò của Calcium trong việc hạn chế tác hại của mặn
1.4.2 Vai trò của Calcium đối với sinh trƣởng của cây lúa
2

10

PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP

13

2.1 Phƣơng tiện thí nghiệm

13

2.1.1 Thời gian và địa điểm

13

2.1.2 Vật liệu thí nghiệm

13

2.2 Phƣơng pháp

3

9

14

2.2.1 Bố trí thí nghiệm

14

2.2.2 Phƣơng pháp thí nghiệm

14

2.2.3 Các chỉ tiêu theo dõi

15

2.3 Phân tích số liệu

16

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

17

3.1 Các chỉ tiêu về đất

17

3.1.1 pH

17

3.1.2 EC

20

3.2 Các đặc tính nông học về cây lúa

22

3.2.1 Chiều cao cây

22

3.2.2 Số chồi của cây lúa

24

3.2.3 Chiều dài bông lúa

26

3.2.4 Số bông/chậu

27

vi


3.2.5 Số hạt chắc và phần trăm hạt chắc trên bông

29

3.2.6 Trọng lƣợng 1000 hạt

30

3.2.7 Năng suất lúa (gam/chậu)

31

3.2.8 Sinh khối lúa

34

KẾT LUẬN ĐỀ NGHỊ

36

TÀI LIỆU THAM KHẢO

37

PHỤ CHƢƠNG

41

vii


DANH SÁCH HÌNH
Hình

Tên hình

Trang

1.1 Ảnh hƣởng của muối trên sự hấp thụ nƣớc của cây

4

1.2 Hoạt động của cơ chế chống chịu mặn chiếm ƣu thế hơn ở
cây lúa

7

3.1 Trị số pH đất-nƣớc qua các giai đoạn sinh trƣởng của lúa
ở các dạng Calcium khác nhau

18

3.2 Trị số pH đất-nƣớc qua các giai đoạn sinh trƣởng của lúa
ở các liều lƣợng Calcium khác nhau

19

3.3 Trị số EC qua các giai đoạn sinh trƣởng của lúa ở các dạng
Calcium khác nhau

20

3.4 Trị số EC qua các giai đoạn sinh trƣởng của lúa ở các liều
lƣợng Calcium khác nhau

21

3.5 Chiều cao cây lúa qua các giai đoạn sinh trƣởng ở các dạng
Calcium khác nhau

23

3.6 Chiều cao cây lúa qua các giai đoạn sinh trƣởng ở các liều
lƣợng Calcium khác nhau

24

3.7 Số chồi cây lúa qua các giai đoạn sinh trƣởng ở các dạng
Calcium khác nhau

25

3.8 Số chồi cây lúa qua các giai đoạn sinh trƣởng ở các liều
lƣợng Calcium khác nhau

26

3.9 Số bông/chậu qua các dạng Calcium khác nhau của cây lúa

28

3.10 Số bông/chậu qua các liều lƣợng Calcium khác nhau của cây lúa

28

3.11 Năng suất lúa ở các dạng Calcium khác nhau

32

3.12 Năng suất lúa ở các liều lƣợng Calcium khác nhau

32

viii


DANH SÁCH BẢNG

Bảng

Tên bảng

Trang

1.1 Phân loại đất ảnh hƣởng mặn

4

1.2 Ảnh hƣởng của mặn đến sự sinh trƣởng của cây

5

2.1 Mô tả các nghiệm thức trong thí nghiệm

14

2.2 Phƣơng pháp phân tích các chỉ tiêu hóa học trong đất

15

3.1 Chiều dài bông ở các dạng và liều lƣợng Calcium

27

3.2 Số hạt chắc/bông ở các dạng và liều lƣợng Calcium

29

3.3 Phần trăm hạt chắc ở các dạng và liều lƣợng Calcium

30

3.4 Trọng lƣợng 1000 hạt ở các dạng và liều lƣợng Calcium

30

3.5 Sinh khối của lúa ở các dạng và liều lƣợng Calcium

34

ix


Nguyễn Thị Bích Trâm, 2010. “Ảnh hƣởng của Calcium lên sinh trƣởng và năng
suất lúa trồng trên đất mặn”. Luận văn tốt nghiệp kỹ sƣ Trồng Trọt, Khoa Nông
Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng, Trƣờng Đại Học Cần Thơ. Cán bộ hƣớng dẫn: PGS. TS.
Nguyễn Bảo Vệ.

TÓM LƯỢC
Đất nhiễm mặn là yếu tố chính làm khó khăn trong chiến lược phát triển sản
lượng nông sản và thử thách lớn trong mục tiêu an toàn lương thực. Mặn xâm nhập từ

tháng 12 đến tháng 5, người dân thường tận dụng lượng mưa đầu mùa để rửa mặn nhưng
năng suất vẫn giảm hoặc thất thu hoàn toàn. Đề tài “Ảnh hưởng của Calcium lên sinh
trưởng và năng suất lúa trồng trên đất mặn” được thực hiện từ tháng 3 đến tháng 7
nhằm mục đích xác định được dạng và hàm lượng Calcium thích hợp, để giảm độ mặn
trong đất giúp cây sinh trưởng tốt, đồng thời góp phần tăng năng suất lúa. Thí nghiệm
trồng lúa trong chậu được bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên với hai nhân tố là dạng
Calcium (CaSO4, CaO, Ca(NO3)2) và liều lượng Calcium (0 gam; 0,1 gam; 0,2 gam; 0,33
gam) với 5 lần lặp lại. Kết quả cho thấy, việc bón Calcium vào đất đã làm tăng năng suất
trung bình lên gấp 1,13 lần so với các nghiệm thức đối chứng, đặc biệt là ở liều lượng
0,1 gam Calcium đã làm năng suất tăng lên gấp 1,15 lần so với nghiệm thức đối chứng.
Ảnh hưởng của các dạng Calcium là gần như nhau không có sự khác biệt cao, tuy nhiên
ta vẫn thấy ở dạng Ca(NO3)2 là trội hơn về các thành phần năng suất và năng suất.
Từ khóa: mặn, đất nhiễm mặn, lúa, Calcium.

x


MỞ ĐẦU
Cây lúa luôn giữ một vị trí quan trọng trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam. Hiện
nay, nhiều diện tích đất trồng lúa đang bị ảnh hƣởng bởi sự xâm nhiễm mặn. Trên thế
giới có khoảng 405 triệu ha đất nhiễm mặn và 70 triệu ha đất mặn (Silvertooth, 2005).
Vùng đất lúa nhiễm mặn ở nƣớc ta tập trung chủ yếu vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long
(ĐBSCL) với khoảng 0,81 triệu ha (Cao Văn Phụng và Nguyễn Văn Luật, 1995). Diện
tích đất nhiễm mặn đƣợc chuyển sang canh tác theo mô hình “Lúa-Tôm” bƣớc đầu mang
lại hiệu quả cao. Riêng tỉnh Bạc Liêu diện tích này hiện có khoảng 25.209 ha (Sở Nông
nghiệp và PTNT tỉnh Bạc Liêu, 2008).
Đất nhiễm mặn là yếu tố chính làm khó khăn trong chiến lƣợc phát triển sản
lƣợng nông sản và thử thách lớn trong mục tiêu an toàn lƣơng thực, điều kiện khí hậu
toàn cầu đang thay đổi, nƣớc biển sẽ dâng lên đe dọa các vùng canh tác đất thấp ở ven
biển, gây ra tình trạng thiếu nghiêm trọng nƣớc ngọt phục vụ cho sản xuất.

Việc đƣa nƣớc mặn vào ruộng nuôi tôm trong mùa khô dẫn đến một số vấn đề về
mặn hóa đất canh tác, sau vụ tôm canh tác lúa thƣờng gặp khó khăn, lúa kém phát triển
thậm chí không phát triển, đặc biệt ở các vùng có lƣợng mƣa thấp. Ngoài ra, việc đƣa
nƣớc mặn vào ruộng có thể ảnh hƣởng đến hàm lƣợng và thành phần các cation trao đổi
liên quan tới quá trình hấp thu dinh dƣỡng của cây lúa.
Các nhà chọn giống đã tìm nhiều phƣơng pháp để chọn tạo ra các giống có khả
năng chống chịu mặn. Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất, áp lực chọn lọc giống chống
chịu mặn đã phá vỡ cân bằng tự nhiên. Mặn xâm nhập từ tháng 12 đến tháng 5, ngƣời
dân thƣờng tận dụng lƣợng mƣa đầu mùa rửa mặn cho đất để gieo sạ kịp mùa vụ.
Cây lúa thƣờng bị gây hại vào giai đoạn mạ, đẻ nhánh khi thiếu nƣớc do việc
rửa mặn không đảm bảo. Cuối mùa mƣa cây lúa sẽ bị thiếu nƣớc lúc làm đòng, trổ bông
do đó phải sử dụng nƣớc lợ tƣới cho lúa dẫn đến lúa bị lép hạt, giảm năng suất hoặc thất
thu hoàn toàn. Từ những vấn đề trên đề tài: “Ảnh hưởng của calcium lên sinh trưởng
và năng suất của cây lúa trồng trên đất nhiễm mặn”, đƣợc thực hiện nhằm mục tiêu:
Xác định đƣợc dạng và hàm lƣợng calcium (Ca2+) bón vào đất giúp cải thiện sinh
trƣởng và năng suất cây lúa trên đất nhiễm mặn.

1


CHƢƠNG 1
LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 TÍNH CHẤT VÀ PHÂN LOẠI ĐẤT NHIỄM MẶN
Sự mặn hóa là một trong nhiều nguyên nhân làm cho đất suy thoái đi ngày càng
nhiều trên thế giới. Đất nhiễm mặn ở ĐBSCL chiếm diện tích khá lớn so với diện tích
toàn vùng, đứng thứ hai sau đất phù sa, với 809.034 ha (21,38% diện tích) (Cao Văn
Phụng và Nguyễn Văn Luật, 1995).
Đất nhiễm mặn chứa các thành phần muối chủ yếu bao gồm calcium (Ca +2),
magnesium (Mg2+), natri (Na+), kali (K+), chloride (Cl-), bicarbonate (HCO3-), hoặc
sulfate (SO4-2). Sự hiện diện của các muối trong đất đƣợc xác định bằng nồng độ của các

muối hòa tan và khả năng sodic hóa của đất, liên quan đến nồng độ Na + với Ca2+ và Mg2+
trong dung dịch đất, đƣợc xác định thông qua việc tính toán tỉ số hấp phụ của Na trên keo
sét (Sodium adsorption ratio-SAR) và phần trăm Na trao đổi (exchangeable sodium
percentag- ESP) (McCauley, 2005).
Đất mặn chứa muối hòa tan trong nƣớc cao tại vùng rễ làm ức chế sự sinh trƣởng
của cây. Muối gây thƣơng tổn tùy giống, loài, giai đoạn sinh trƣởng, những tác nhân môi
trƣờng và các đặc tính của đất với nguồn gốc muối, hàm lƣợng muối, sự phân bố muối
theo mùa, pH, hàm lƣợng chất hữu cơ, tình trạng dƣỡng chất, chế độ nƣớc và những chất
độc khác có liên hệ với đất. Định nghĩa hiện nay dựa vào sự đo lƣợng muối hoặc lƣợng
muối liên kết trong cấu trúc, hình thái học, thủy học. Định nghĩa đƣợc chấp nhận rộng rãi
nhất là đất mặn có độ dẫn điện của chất ly trích lúc đất bão hòa (CEC) hơn 4 dS m -1 ở
25oC (U.S. Salinity Laboratery, 1954). EC (Electrical conductivity) đất là sự đo độ dẫn
điện của dung dịch đất, dung dịch càng có nồng độ muối tan cao sẽ có độ dẫn điện cao
(Lê Văn Căn, 1978).
Tùy thuộc vào các trị số EC, SAR, ESP và pH, đất nhiễm mặn đƣợc phân thành:
đất mặn, đất sodic và mặn-sodic (Bảng 1.1)

2


Bảng 1.1 Phân loại đất ảnh hƣởng mặn (Davis và ctv., 2003)
Phân loại

EC (mS/cm)

pH

ESP

SAR

Saline

>4

< 8,5

< 15

< 13

Sodic (alkali)

<4

> 8,5

> 15

> 13

Saline-sodic

>4

< 8,5

> 15

> 13

1.2 ẢNH HƢỞNG BẤT LỢI CỦA MẶN ĐẾN SINH TRƢỞNG CÂY TRỒNG
Camberato (2001), mặn làm chậm sự nảy mầm của hạt và giảm sinh trƣởng của
cây trồng do ảnh hƣởng quá trình thấm lọc làm hạn chế khả năng hấp thu nƣớc của rễ
cây.
Thách thức chính của đất mặn đối với đất nông nghiệp là ảnh hƣởng của chúng
trên mối quan hệ nƣớc và cây. Muối dƣ thừa trong vùng rễ làm giảm lƣợng nƣớc hữu
dụng cho cây và là nguyên nhân làm cho cây trồng tốn nhiều năng lƣợng để loại bỏ muối
và hấp thu nƣớc tinh khiết (Hình 1.1).
Nồng độ muối cao trong vùng rễ làm giảm lƣợng nƣớc hữu hiệu cho cây trồng và
làm cây tiêu hao năng lƣợng hơn trong việc hấp thu nƣớc hoặc nƣớc bị mất ra khỏi tế bào
thực vật gây hiện tƣợng co rút và khô héo tế bào (Brady và Weil, 2002)

Hình 1.1 Ảnh hƣởng của muối trên sự hấp thu nƣớc của cây (Seelig, 2000). Hấp
thu nƣớc bởi cây ở đất không mặn (A) và ở đất mặn (B)

Độ mặn trong đất cũng có thể ảnh hƣởng đến cây trồng do gián tiếp tác động đến
sự thiếu hụt dƣỡng chất hoặc mất cân bằng dinh dƣỡng trong cây, nhƣ tỉ lệ Na +/Ca2+ vƣợt

3


ngƣỡng sự thiếu hụt Calcium xảy ra (Grattan và Grieve 1992), hoặc trực tiếp gây độc cho
cây trồng bởi các ion gây độc (Na+,Cl-, B, SO42-, NO3-N)
Theo bảng phân lọai của USDA ảnh hƣởng của mặn đến sự sinh trƣởng của cây
đƣợc phân lập trong Bảng 1.2.
Bảng 1. 2 Ảnh hƣởng của mặn đến sự sinh trƣởng của cây (Camberato, 2001).
Độ dẫn điện
(dS/m)

Tổng muối
hòa tan
(ppm)

Thấp

<0,25

<150

Trung bình

0,25 – 0,75

150-500

Phân loại
độ mặn

Ảnh hƣởng của mặn và cách quản lý
Sự rủi ro thấp, không có vấn đề và không cần
quan tâm
Có ảnh hƣởng trên các cây trồng mẫn cảm với
độ mặn, việc thỉnh thoảng rửa mặn là cần thiết
Tổn hại đối với cây trồng có sức chịu đựng

Cao

0,75-2,25

độ mặn thấp, chất lƣợng và sinh trƣởng của

500-1500

cây trồng sẽ đƣợc cải thiện bằng việc rửa mặn
tốt
Tổn hại đối với cây trồng có sức chịu đựng độ

Rất cao

>2,25

mặn cao. Sử dụng hiệu quả bằng cách canh

>1500

tác các cây trồng có tính chống chịu độ mặn,
gia tăng khả năng tƣới và tiêu nƣớc của đất

Theo Lê Văn Căn (1978), cho biết đất mặn chứa nhiều muối hòa tan nên phần lớn
không trồng trọt đƣợc hoặc cho năng suất không cao. Độ mặn thƣờng làm độ nẩy mầm
thấp, bộ rễ kém phát triển, cây hút dinh dƣỡng yếu. Nồng độ muối cao đặc biệt ảnh
hƣởng xấu cho cây con, cây bị chết hay giảm khả năng sinh trƣởng. Đối với những cây
không bị mặn thì ở nồng độ muối cao (ngay cả muối không độc) gây nên những tác hại
lớn. Sự tích lũy muối làm cho áp suất thẩm thấu của dung dịch đất tăng lên, vƣợt hẳn sự
hấp thu của mô thực vật, làm cho chúng không có khả năng hút nƣớc từ môi trƣờng vào

4

và bị môi trƣờng lấy nƣớc từ cây ra. Vì thế mô thực vật thiếu nƣớc làm cho hoạt động
sống bình thƣờng bị giảm. Đối với những ion gây độc sự tích lũy muối cao có tác hại
nhiều hơn. Vì ngoài việc gây nên áp suất môi trƣờng cao, ion gây độc còn làm thay đổi
mối quan hệ giữa cây và môi trƣờng, sự thay đổi này làm ảnh hƣởng đến quá trình vận
chuyển và hấp thu chất khoáng trong cơ thể thực vật.
Theo Kelly (1951), cơ chế ảnh hƣởng của mặn đến sự thay chất của cây là do tác
dụng thẩm thấu (cơ chế mất nƣớc tế bào) và ảnh hƣởng của các ion gây độc (Na +, Cl-).
Mỗi loại muối Na+ sẽ ảnh hƣởng đến mỗi loại cây trồng khác nhau và cùng một loại muối
Na+ cũng hƣởng đến tất cả các loại cây. Biểu hiện là giảm hấp thu nƣớc của rễ, ức chế
tính kéo dài dẻo của tế bào, lá bị cháy xém, khô đầu lá và đốm hoại tử làm giảm quang
hợp, làm cằn cỗi tổng thể cây (Lê Văn Hòa, 2006)
Lúa là loài nhiễm trung bình với mặn, những giống lúa khác nhau biểu thị mức độ
nhiễm mặn khác nhau. Hầu hết các giống lúa đều bị ảnh hƣởng rõ rệt ở nồng độ 50
mol/m3 NaCl trong giai đoạn mạ (14 ngày). Mặn gây ảnh hƣởng trên lúa bắt đầu bằng
giảm diện tích lá, những lá già nhất bắt đầu cuộn tròn đến khi chết, sau đó là những lá
non hơn kế tiếp và cứ thế tiếp diễn. Nếu bị thiệt hại nặng, trọng lƣợng khô của chồi và rễ
suy giảm (Ngô Đình Thức, 2006). Mặn ở giai đoạn sinh dục sẽ làm giảm năng suất hạt
nhiều hơn ở giai đọan sinh trƣởng tăng trƣởng. Trong thời kì sinh sản, mặn ảnh hƣởng
đến sự tƣợng gié, sự hình thành hoa, sự thụ phấn và sự nẩy mầm của hạt phấn, làm cho tỉ
lệ lép gia tăng (Phạm Thị Phấn, 1999). Mặn làm giảm chiều dài bông, số hạt trên bông,
và trọng lƣợng 1000 hạt đƣa đến năng suất giảm.

1.3 SỰ THÍCH NGHI CỦA THỰC VẬT ĐỐI VỚI ĐIỀU KIỆN MẶN
Lê Văn Căn (1978), cho biết mức độ gây hại của muối tùy thuộc vào độ mặn của
cây, ở thực vật không chịu mặn chúng phản ứng lại bằng cách thải ion. Cây chịu mặn thải
ion qua chồi non, cây không chịu mặn không có khả năng này.

5

Cây chịu mặn có thể chịu nồng độ muối cao là nhờ khả năng tích lũy muối trong
cây giúp tăng áp suất thẩm thấu trong tế bào, nhờ vậy mà cây hút nƣớc từ đất mặn một
cách dễ dàng. Ở cây mẫn cảm với mặn, lá không có khả năng sử dụng việc chuyên chở
muối từ rễ ở tốc độ phù hợp với sự phân phát dẫn đến tốc độ sinh trƣởng lá chậm và thậm
chí chết lá. Có một bằng chứng liên kết sự loại trừ muối từ lá với tính chịu mặn (Hình
1.2).

Hình 1.2 Hoạt động của cơ chế chống chịu mặn chiếm ƣu thế hơn ở cây lúa (Singh,
2006)
Sự thâm canh cây trồng ở vùng ven biển bị hạn chế còn do nhiều lý do (i) Giống
kháng mặn hoặc thích nghi mặn chƣa đƣợc nghiên cứu, và (ii) Thiếu dự án nghiên cứu
trên hệ thống đất-phân bón-nƣớc-cây trồng (Huq, 1990). Epstein và ctv. (1980) cho rằng
phát triển giống chịu mặn là điều cần thiết và hữu dụng cho canh tác vùng nhiễm mặn.
Lê Văn Căn (1978), cho rằng sự tích lũy muối trong tế bào làm tăng áp suất thẩm
thấu, áp suất này có khi đạt tới 160-200 kg/cm2. Chính vì có áp suất thẩm thấu cao nên
cây chịu mặn, có khả năng hút nƣớc từ vùng đất mặn một cách dễ dàng. Khả năng tăng
nồng độ dung dịch để tăng áp suất trong điều kiện muối của môi trƣờng cao bằng con

6


đƣờng tích lũy nhiều acid hữu cơ, sản phẩm của quá trình hô hấp hoặc sản phẩm của các
quá trình đồng hóa nhƣ glucid và một số chất hữu cơ khác.
Loài chịu mặn yếu nhƣ: bắp, lúa, mía, đậu, dâu, khoai tây,…thƣờng chết khi nồng
độ muối đạt đến 0,4%. Tính độc của các loại muối khác nhau, nhƣng độc nhất là Na 2CO3
sau đó là NaCl.
Ngô Đình Thức (2006), cho rằng nguyên nhân gây tổn hại cho cây lúa trong môi
trƣờng mặn là do sự tích lũy quá nhiều ion Na+ và ion này trực tiếp gây độc trên cây
trồng, làm cho Cl- thành anion trở nên phổ kháng của cây tƣơng đối rộng.
Ảnh hƣởng của Na+ là phá vỡ và cản trở vai trò sinh học của tế bào chất. Cây lúa

chống chịu mặn bằng cơ chế ngăn mặn, giảm hấp thu Na+ và gia tăng hấp thu K+ để duy
trì sự cân bằng Na-K tốt trong chồi. Ion K+ có vai trò kích hoạt enzyme và đóng mở khí
khổng, tạo ra tính chống chịu mặn. Cây lúa chống chịu đƣợc mặn là do những cơ chế sau:
(1) Ngăn chặn hấp thu một lƣợng muối dƣ thừa nhờ cơ chế hấp thu chọn lọc
(2) Giữ lƣợng ion Na dƣ trong mô libe
(3) Hạn chế di chuyển Na từ rễ đến chồi
(4) Phân phối muối vào các lá già
(5) Giữ muối trong không bào
(6) Làm loãng thông qua tăng cƣờng tốc độ phát triển và gia tăng hàm lƣợng nƣớc
trong chồi (Ngô Đình Thức, 2006).
Cây lúa rất chịu mặn lúc nẩy mầm nhƣng rất mẫn cảm ở giai đoạn 1 đến 2 lá. Sự
chịu mặn của cây lúa tăng dần lúc đâm chồi, vƣơn lóng và giảm khi trổ bông. Sự chín
dƣờng nhƣ ít bị ảnh hƣởng bởi mặn (Yoshida, 1981).
1.4 VAI TRÒ CỦA CALCIUM ĐỐI VỚI SỰ SINH TRƢỞNG CỦA CÂY LÚA
TRÊN ĐẤT NHIỄM MẶN
1.4.1 Vai trò của Calcium trong việc hạn chế tác hại của mặn
Calcium đƣợc dùng để thay thế Na trong các đất sodic, Calcium có thể đƣợc cung
cấp một cách trực tiếp (nồng độ Calcium) hoặc gián tiếp qua việc cung cấp các dạng phân

7


bón có tính acid, nhƣ (NH4)2SO4, Urê bọc lƣu huỳnh... hoặc nguyên tố S để hòa tan
CaCO3 hiện tại trong đất. Gypsum (CaSO4) đƣợc xem là chất cải tạo hiệu quả trên các đất
sodic. Gypsum có tác dụng duy trì cấu trúc đất, phóng thích Na ra khỏi dung dịch đất và
cải thiện khả năng thấm hút nƣớc của đất (Camberato, 2001).
Việc bổ sung Calcium vào môi trƣờng sinh trƣởng giảm đáng kể việc hấp thu Na+
ở chồi và sự di chuyển chúng tới chồi. Điều này có thể có lợi cho giảm khủng hoảng bởi
việc gia tăng giới hạn ngƣỡng mặn với sự tích lũy proline xảy ra và duy trì sinh trƣởng.
Calcium không thêm vào nhiều ion đƣợc vận chuyển tới chồi. Vì vậy, các mô chồi bị đặt

vào khủng hoảng thẩm thấu cao hơn. Khủng hoảng có thể tạo ra sự tích lũy proline để
tiềm năng nƣớc của thể nguyên sinh thấp hơn và vƣợt qua sức hút khử nƣớc từ mạch dẫn
ngoại bào và không bào. Trong trƣờng hợp Calcium cao sự không cân xứng tƣơng tự
không xảy ra hoặc gây ra sự đi vào và đi ra của ion, sự tạo ra ngăn tế bào ở kiểu điều
chỉnh quan trọng hơn (Shah và ctv., 2003).
Mức Calcium bên ngoài cao có thể gia tăng sự sinh trƣởng và sự loại trừ Na + của
rễ cây phơi bày với khủng hoảng mặn (LaHaye và Epstein, 1971). Ngoài ra, rễ đƣợc cung
cấp mức Calcium bên ngoài cao thƣờng duy trì nồng độ K+ của chúng, ngƣợc lại rễ cung
cấp thấp thƣờng không thể (Lauchli, 1990). Calcium dồi dào đƣợc yêu cầu trong môi
trƣờng bên ngoài để duy trì tính chọn lọc và tính nguyên vẹn của màng tế bào (Aslam và
ctv., 2000). Bổ sung Calcium có thể có những ảnh hƣởng trên màng nội bào của tế bào rễ
đặt vào khủng hoảng mặn (Lynch và ctv., 1987) và có thể giảm NaCl gây ra sự kiềm hóa
không bào trong mô rễ bởi Calcium ảnh hƣởng trên sự đi ra của Na+ ở màng tế bào
(Martinez và Lauchli, 1993).
Thành phần Calcium trong dung dịch trồng bên ngoài thì đủ dƣới điều kiện không
mặn nhƣng trở nên thiếu dƣới điều kiện mặn-sodic và có thể dẫn đến giảm năng suất chủ
yếu do mất cân bằng ion (Davitt và ctv., 1981). Sử dụng gypsum nhƣ nguồn Calcium cho
việc cải thiện và quản lý đất hay nƣớc bảo hòa với Na+.
Nồng độ Na+ cao trong môi trƣờng sinh trƣởng ức chế sự hấp thu và vận chuyển
Calcium vì vậy gây ra sự thiếu Calcium trong cây (Lynch và ctv., 1987). Việc cung cấp
Calcium phù hợp cùng với những dƣỡng chất khác cho cây có thể làm giảm nhẹ ảnh
hƣởng độc hại của mặn (Aslam và ctv., 2000).

8


Sự cải thiện mặn trong dung dịch trồng và năng suất lúa ở đất nhiễm mặn có thể
do sự đáp ứng nhu cầu Calcium của cây và cải thiện tỉ lệ Ca2+/Na+ của môi trƣờng sinh
trƣởng. Sự cung cấp Calcium quá mức kiểm soát cũng là một yếu tố giới hạn năng suất
(Aslam và ctv., 2000).

Tỉ lệ K+/Na+ đƣợc cải thiện ở 40 μgml-1 và 200 kg Calcium ha-1 trong các giống
lúa ở môi trƣờng mặn và đất nhiễm mặn (Aslam và ctv., 2000). Nồng độ K+ và K+/Na+
cao trong mô bởi việc cung cấp Calcium bên ngoài cho thấy ảnh hƣởng của Calcium
cung cấp duy trì nồng độ K+ trong chồi và tính nguyên vẹn của rễ cây lúa (Aslam và ctv.,
2000). Sự cải thiện năng suất có thể do Calcium thêm vào đã làm giảm Na + gắn kết với
vách tế bào, làm giảm sự rò rỉ màng, cải thiện tính chọn lọc ion, ngăn chặn muối gây ra
sự giảm phân chia tế bào và sự kéo dài của tế bào (Zidan và ctv., 1990).
1.4.2 Vai trò của Calcium đối với sinh trƣởng của cây lúa
Nhiều nghiên cứu trƣớc đây cho thấy việc bón đủ lƣợng Calcium trên đất nhiễm
mặn có thể làm giảm ảnh hƣởng ức chế trên sinh trƣởng cây trồng (Rengel, 1992).
Calcium có ảnh hƣởng đến sự hình thành màng tế bào, giúp cho vách tế bào cứng chắc và
điều chỉnh tính thấm của màng tế bào. Ngoài ra, Calcium cũng cần thiết cho sự hình
thành hệ thống rễ cây, giúp cây hấp thu dƣỡng chất khoáng và sinh trƣởng tốt hơn. Ở cây
lúa, Calcium có vai trò quan trọng trong thành phần calcium pectates, một thành phần rất
quan trọng của vách tế bào và duy trì hoạt động của màng sinh học. Nói chung, Calcium
trong cây có vai trò giúp ổn định vách tế bào. Mặc khác, Calcium giúp ổn định màng tế
bào bằng cách nối phosphate với các nhóm carboxylate của phospholipid và protein và
hiện tƣợng này xảy ra phần lớn ở bề mặt màng (Nguyễn Bảo Vệ, 2004). Ở lá của những
cây đƣợc cung cấp nhiều Calcium trong thời kỳ sinh trƣởng, hoặc sinh trƣởng trong điều
kiện có ánh sáng cao thì thấy có một tỷ lệ lớn Ca pectate, chất này nó làm gia tăng tính
kháng của mô chống lại sự phân hủy của enzyme polygalacturonase (Nguyễn Bảo Vệ,
2004). Sự trao đổi xảy ra giữa Calcium ở những vị trí nối này và các cation khác nhƣ K+,
Na+, hoặc H+, nhƣng những cation này không thể thay thế Calcium từ màng tế bào
(Steveninck, 1965). Ion Na thƣờng cạnh tranh với Calcium trong hút thu và/hoặc trao đổi
ở cấp độ nội bào (Lynch và ctv., 1987). Na cũng đóng vai trò quyết định trong việc làm
thủng của màng, và điều này đƣa đến sự khử cực của màng (Lauchli, 1990). Do đó, một

9

lƣợng vừa đủ Calcium phải hiện diện trong môi trƣờng đất trồng để duy trì sự ổn định
màng.
Một tỷ lệ lớn Calcium hiện diện trong không bào, nó làm cân bằng cation-anion
bằng cách hoạt động nhƣ là một ion đối lập với các anion hữu cơ và vô cơ. Đối với cây
trồng, nó tổng hợp oxalate là chủ yếu để khử nitrate, hình thành calcium oxalate trong
không bào để duy trì mức độ thấp Calcium tự do trong tế bào chất và trong lục lạp
(Nguyễn Bảo Vệ, 2004). Hình thành calcium oxalate hòa tan cũng quan trọng để điều hòa
sự thẩm thấu của các tế bào và quy định sự tích lũy muối trong không bào (Nguyễn Bảo
Vệ, 2004). Vai trò khác của Calcium trong cây là chất kích hoạt mạnh các enzyme, làm
gia tăng hoạt tính của một vài enzyme nhƣ α- amylase, phospholipase, và ATPase
(Nguyễn Bảo Vệ, 2004).
Việc bón Calcium sẽ cải thiện chất lƣợng cây trồng khi cây thiếu Calcium gây ra
do Na+. Bón vào đất trồng hợp chất Calcium có độ hòa tan thấp sẽ cải thiện hiệu quả ảnh
hƣởng của mặn, trong khi sử dụng hợp chất Calcium có độ hoà tan cao làm trầm trọng
thêm ảnh hƣởng của mặn (Alam và ctv., 2007). Theo Aslam (2003), bón thừa Calcium có
thể đƣa đến gây thiệt hại sinh trƣởng và năng suất lúa.
Việc thêm Calcium (20-80 μgml-1) cho dung dịch mặn đã cải thiện trọng lƣợng
khô của chồi và rễ. Cung cấp 200 kg Calcium ha-1 cho lúa đã sản xuất tối đa năng suất hạt
so với cung cấp Calcium thấp ở cả đất mặn và đất mặn-sodic (Aslam và ctv., 2000).
Khi sử dụng Calcium dạng CaCO3 có hiệu quả cao trong xử lý mặn ở đất phèn
nhiễm mặn tại Hòn Đất giúp lúa sinh trƣởng tốt. Ngƣợc lại, bón Calcium dạng CaSO4 lúa
sinh trƣởng tốt trên đất phù sa nhiễm mặn tại An Biên. Ở nồng độ 5‰ tỉ lệ sống của lúa
đạt 40% ở nghiệm thức bón CaCO3 và 80% trên nghiệm thức bón CaSO4 cho đất mặn ở
An Biên. Ở cùng nồng độ muối 5‰, nghiệm thức bón CaCO 3 và CaSO4 (sức sống lúa đạt
100%) tỏ ra nổi trội so với nghiệm thức không bón Calcium, cho thấy vai trò nổi bật của
Calcium trong việc cải tạo đất mặn ở Hòn Đất (Lê Huy Vũ, 2008).
Theo Lê Huy Vũ (2008), bón Calcium dạng CaSO4 trƣớc khi cho đất ngập mặn
cũng có tác dụng tốt trên sinh trƣởng của lúa, sinh khối đạt 6,62 g/chậu, khác biệt có
nghĩa trong phân thống kê so với nghiệm thức bón Calcium dạng CaCO 3 (2,06 g/chậu).

10


Bón CaSO4 cho thấy đây là biện pháp cải tạo mặn có triển vọng cần đƣợc chú trọng trên
các mô hình canh tác lúa-tôm tại An Biên. Kết quả thu đƣợc cũng phù hợp với
Camberato (2001), gypsum có tác dụng duy trì cấu trúc đất, phóng thích Na ra khỏi dung
dịch đất và cải thiện khả năng thấm hút nƣớc của đất.
Nghiệm thức có Calcium giúp giảm thấp độ mặn, hàm lƣợng Na + trao đổi dẫn đến
gia tăng tỷ lệ sống của lúa so với xử lý mặn không bón Calcium. Sự khác biệt trong tỷ lệ
sống của lúa giữa hai dạng Calcium sử dụng cho thấy trên đất phù sa nhiễm mặn có tính
kiềm, cung cấp Calcium dạng gypsum trong cải tạo đất nhiễm mặn tốt hơn so với CaCO3
(Leth và Burrow, 2002). Giống OM4498 tỷ lệ sống đạt cao nhất 48%, tƣơng tự giống
Hàm Trâu cao nhất khi đƣợc bón CaSO4 là 57% (Phạm Mỹ Linh Em, 2008).

11


CHƢƠNG 2
PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP
2.1 PHƢƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM
2.1.1 Thời gian và địa điểm
Các thí nghiệm đƣợc thực hiện trong nhà lƣới của Bộ môn Khoa học đất và Quản
lí đất đai, Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng trong thời gian từ tháng 03/201007/2010. Các chỉ tiêu đƣợc phân tích tại phòng thí nghiệm thuộc Bộ môn Khoa học đất
và Quản lí đất đai.
2.1.2 Vật liệu thí nghiệm
 Giống lúa OM6677 đƣợc sử dụng trồng trong chậu thí nghiệm.
Mẫu đất thí nghiệm đƣợc thu thập ở ruộng canh tác “lúa-tôm” tại xã Phƣớc
Long, huyện Phƣớc Long, tỉnh Bạc Liêu thuộc biểu loại đất “mặn-sodic” (Salic-

Hydraquents theo bảng phân loại của USDA, Mollic Solonchaks theo FAO/UNESCO

taxonomy). Đất có giá trị ECe = 9,83 mS/cm, SAR = 16,38, ESP = 19,66.
 Trang thiết bị
Cân điện tử Starious (độ chính xác 0,01).
Chậu PVC (đƣờng kính 10 cm và chiều cao 20 cm).
Sử dụng thƣớc cuộn để đo chiều cao cây lúa (Squares, do Ấn Độ sản xuất).
pH kế hiệu Orion (model 420A, của Mỹ).
EC kế hiệu Orion (model 115, của Mỹ).
Máy Spetrophotometer
 Hóa chất-phân bón
Sử dụng các loại Calcium trong thí nghiệm: CaSO4 (23% Ca2+), CaO (40%
Ca2+), Ca(NO3)2 (18,93% Ca2+).

12


Phân urê (CO(NH 2)2) 46%N, NPK 25-25-5, Super lân Long Thành
(CaH2PO4).H2O) 16,5%P2 O5, Chlorua kali (KCl) 60%K2 O đƣợc sử dụng bón cho lúa
thí nghiệm.
2.2 PHƢƠNG PHÁP
2.2.1 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên hai nhân tố với 12 nghiệm thức, 5
lần lặp lại. Các nghiệm thức thể hiện theo Bảng 2.1.
Bảng 2.1. Mô tả các nghiệm thức trong thí nghiệm
Liều lƣợng Ca2+ (g)

Liều lƣợng dạng Calcium cần bón (g/chậu)
CaSO4

CaO

Ca(NO3)2

0

0

0

0

0,1

0,54

0,47

0,53

0,2

1,09

0,94

1,56

0,33

1,79

1,56

1,74

2.2.2 Phƣơng pháp thí nghiệm
Đất đƣợc lấy ở độ sâu từ 0-20 cm với 05 vị trí khác nhau theo đƣờng chéo góc và
trộn chung lại thành một mẫu. Phơi khô đất tự nhiên, sau đó cho vào các chậu nhựa với
trọng lƣợng 1 kg đất/chậu, cho nƣớc vào chậu khuấy đều. Gieo 5 hạt lúa đã nảy mầm vào
mỗi chậu, giống lúa OM6677.
Sử dụng công thức phân: 100 N – 60 P2O5 – 40 K2O
Chia làm 3 lần bón:


Lần 1: 10 ngày sau khi gieo: 25% đạm + 100% lân + 50% kali



Lần 2: 20 ngày sau khi gieo: 50% đạm



Lần 3: 45 ngày sau khi gieo: 25% đạm + 50% kali

2.2.3 Các chỉ tiêu theo dõi:

13