Nghiên cứu ứng ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng thực vật brassinolide đến khả năng chịu mặn của lúa cao sản vùng đồng bằng sông cửu long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

LÊ KIÊU HIẾU

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT
ĐIỀU HÒA SINH TRƯỞNG THỰC VẬT
BRASSINOLIDE ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU
MẶN CỦA LÚA CAO SẢN VÙNG ĐỒNG
BẰNG SÔNG CỬU LONG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NGÀNH KHOA HỌC CÂY TRỒNG

2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

LÊ KIÊU HIẾU

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT
ĐIỀU HÒA SINH TRƯỞNG THỰC VẬT
BRASSINOLIDE ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU
MẶN CỦA LÚA CAO SẢN VÙNG ĐỒNG
BẰNG SÔNG CỬU LONG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NGÀNH KHOA HỌC CÂY TRỒNG
MÃ NGÀNH: 62 62 01 10

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
GS. TS. NGUYỄN BẢO VỆ
PGS. TS. PHẠM PHƯỚC NHẪN

2020



LỜI CẢM TẠ



…… ……
Kính dâng
Ba má suốt đời tận tụy không quản khó khăn dạy dỗ, yêu thương và nuôi
con khôn lớn nên người. Xin cảm ơn những người thân đã giúp đỡ, động viên và
cho con những gì tốt đẹp nhất trong suốt thời gian qua.
Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến
Gs.Ts. Nguyễn Bảo Vệ và PGs. Ts. Phạm Phước Nhẫn - người đã tận tình
hướng dẫn, gợi ý, giúp đỡ và cho những lời khuyên hết sức quý báo cho việc
nghiên cứu và hoàn thành luận án này.
Chân thành biết ơn
Gia đình anh Tùng, Minh, anh Khởi, chị Kiều Oanh, anh Chiến, anh Trân,
em Trí, Thiện, Ngôn, Hảo, My, Ngân, Trung, Khang,... đã quan tâm, nhiệt tình
giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện thí
nghiệm trong nhà lưới và tại địa phương.
Cô Phan Thị Bích Trâm, anh Dương Hoàng Sơn đã nhiệt tình giúp đỡ tôi
trong quá trình thực hiện thí nghiệm tại Bộ môn Sinh lý.
Trân trọng cảm ơn

Toàn thể quý Thầy cô khoa Nông Nghiệp đã dìu dắt và truyền đạt kiến thức
quí báu cho tôi trong suốt thời gian theo học ở trường. Đồng cảm ơn quý Thầy cô
khoa Sau đại học, Trung tâm học liệu, Viện Nghiên cứu và phát triển đồng bằng
sông Cửu Long và thư viện tỉnh Thành phố Cần Thơ đã tạo điều kiện, giúp đỡ,
cung cấp thông tin tư liệu trong quá trình sưu tầm, nghiên cứu để tôi hoàn thành
tốt luận án.
Ban lãnh đạo và tập thể cán bộ Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ thực vật Bạc
Liêu đã động viên, giúp đỡ về tinh thần để tôi yên tâm học tập.
Thân thương gởi về
Em Khúc Ngọc Vy, Trần Thu Hương và các em sinh viên lớp Sinh học ứng
dụng K41 (Oghel, Tuyết, Đạt, Hùng, Ngân...) và các em sinh viên lớp Sinh học
ứng dụng K42 – Trường Đại học Cần Thơ đã rất nhiệt tình giúp đỡ cho tôi trong
quá trình thực hiện nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Sinh lý. Các anh chị
học viên lớp Nghiên cứu sinh Khoa học cây trồng K22 đã tận tình động viên và
giúp đỡ về mặt tinh thần trong thời gian thực hiện luận án.
Luận án này người viết dù đã cố gắng rất nhiều nhưng kiến thức còn hạn
hẹp, nên không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong quý Thầy cô và bạn đọc
chân thành góp ý để luận án được hoàn thiện hơn.
Trân trọng!
Tác giả
i


TÓM TẮT
Đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng thực vật
Brassinolide đến khả năng chịu mặn của lúa cao sản vùng đồng bằng Sông Cửu Long"
được thực hiện nhằm: (i) Xác định ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng thực vật
brassinolide đến một số đặc tính sinh lý – sinh hóa của cây lúa cao sản khi bị mặn; (ii)
Tìm ra nồng độ brassinolide xử lý cho cây lúa bị mặn ở những giai đoạn sinh trưởng của
lúa (mạ, đẻ nhánh, tượng đòng và trổ) và mức độ mặn khác nhau. Đề tài đã thực hiện 12

thí nghiệm (2 thí nghiệm trong phòng, 8 thí nghiệm trong nhà lưới, 2 thí nghiệm ngoài
đồng ruộng được thực hiện tại tỉnh Bạc Liêu) với 2 nội dung chính bao gồm (i) nghiên
cứu một số đặc tính sinh lý sinh hóa của cây lúa cao sản khi bị mặn dưới tác động của
brassinolide; (ii) nghiên cứu xử lý chất điều hòa sinh trưởng thực vật brassinolide khi
lúa bị mặn ở từng giai đoạn sinh trưởng khác nhau trong điều kiện nhà lưới, sau đó ứng
dụng kết quả vào sản xuất thực tiễn đồng ruộng. Trong đó, brassinolide xử lý ở các thí
nghiệm trong phòng và nhà lưới gồm có các mức nồng độ là 0; 0,05; 0,10; 0,20; 0,40
mg/L với các nồng độ mặn nghiên cứu gồm 3‰ và 6‰. Thời gian thực hiện các thí
nghiệm của luận án từ năm 2015 đến năm 2018.
Kết quả nghiên cứu cho thấy: (1) Trong điều kiện cây lúa bị mặn, brassinolide đã
tác động lên các đặc tính sinh lý, sinh hóa của cây bao gồm hàm lượng proline, hàm
lượng các sắc tố quang hợp và hoạt tính enzyme thủy phân protease để giúp cây gia tăng
khả năng chịu mặn. Trường hợp độ mặn (6‰), brassinolide nồng độ 0,10mg/L có tác
động tích cực đến enzyme catalase, gia tăng hấp thụ đạm của cây (N tổng số tăng 10,97%
so với đối chứng); nồng độ brassinolide 0,05 mg/L làm tăng sự hấp thụ lân (tăng
39,19%) cũng như làm giảm hấp thụ natri của cây (giảm 11,70%); (2) Phun brassinolide
giúp cải thiện sự sinh trưởng và năng suất lúa khi bị mặn. Nồng độ dung dịch phun
brassinolide thay đổi tùy theo độ mặn và giai đoạn sinh trưởng của cây lúa như sau: (i)
Khi cây lúa bị mặn 3‰ ở giai đoạn mạ, phun brassinolide có nồng độ 0,05 mg/L giúp
gia tăng khối lượng hạt trên chậu 9,17% so với không xử lý, còn ở độ mặn 6‰, xử lý
phun brassinolide không làm thay đổi khối lượng hạt/chậu; (ii) Khi cây lúa bị mặn 3‰
vào thời điểm đẻ nhánh, phun brassinolide nồng độ 0,05 mg/L có hiệu quả cải thiện tích
cực đến khối lượng hạt trên chậu (tăng 29,58% so với đối chứng), còn ở độ mặn 6‰,
phun brassinolide có nồng độ 0,10 mg/L giúp lúa cải thiện khối lượng hạt/chậu tốt nhất
(tăng 25,73% so với đối chứng); (iii) Khi lúa bị mặn 3‰ ở giai đoạn tượng đòng và trổ,
phun brassinolide 0,10 mg/L làm tăng khối lượng hạt/chậu 48,50% và 44,62%, còn ở độ
mặn 6‰ làm tăng khối lượng hạt/chậu 58,97%; (3) Trong điều kiện đồng ruộng bị mặn
3-5‰ ở tỉnh Bạc Liêu, phun brassinolide 3 lần/vụ (0,05 mg/L ở giai đoạn mạ, 0,1 mg/L
lúc nhảy chồi và tượng đòng) giúp cải thiện sự sinh trưởng và gia tăng năng suất lúa 2129%.
Từ khoá: Brassinolide, catalase, đất mặn, đồng bằng Sông Cửu Long, lúa cao

sản, proline, protease.

ii


ABSTRACT
The experiment “Effects of brassinolide on saline tolerance of high yield rice in
the Mekong delta” was conducted to (i) determine the effects of different brassinolide
concentrations on physiological and biochemical characteristics of high yield rice under
salt-stressed condition; (ii) find out brassinolide-treated concentrations when rice treated
by salt concentrations at seedling, tillering, panicle initiating, and flowering stage. There
were 12 experiments to be carried including 2 experiments in laboratory, 8 experiments
in net house, and 2 trials on the paddy rice field in Bac Lieu province with 2 main
contents (i) investigation of some biochemical and physiological characteristics of rice
treated with brassinolide and (ii) effects of brassinolide treatments on rice at different
stages of rice grown in net house and application of the most effective brassinolidetreated level on field trials. The brassinolide concentrations of 0; 0,05; 0,10; 0,20; 0,40
mg/L were used for the experiments at laboratory and in net house under the salted
conditions of 3‰ and 6‰. All the experiments in this thesis were done from 2015 to
2018.
The results showed that (1) when rice living under saline condition treated with
brassinolide contributed to increase proline, photosynthetic pigments, and protease
activity which enhanced rice tolerance to salinity. At the 6‰-salted condition,
brassinolide of 0,10 mg/L had also positive effects on catalase, total nitrogen content in
shoots (10,97% higher than the control). Rice treated by brassinolide level of 0,05 mg/L
increased 39,19% of total phosphorous content but decreased 11,7% of total sodium
content in shoots in comparison to those of the control. (2) When growing rice in salted
condition treated with brassinolide contributed to improve growth and rice yield. The
concentration of brassinolide spray solution varies according to salinity and growth
stage of rice as follows: (i) When growing rice at the seedling stage in 3‰-salted
condition and treated plants with brassinolide of 0,05 mg/L improved rice yield of

9,17% in contrast to that of brassinolide-free treatment. At salinity of 6‰, however,
brassinolide treatments caused no change in rice yield; (ii) When rice 3‰-salt-stressed
at tillering stage and treated with brassinolide of 0,05 mg/L showed enhancement of
yield per pot of 29,58% higher than that of the control. At salt level of 6‰ and
brassinolide application of 0,10 mg/L showed the most effective on rice yield (25,73%
higher than counterpart of the control); (iii) At stages of panicle initiating and flowering,
rice treated with brassinolide of 0,10 mg/L under saline condition of 3‰ enhanced rice
yield of 48,5% and 44,62%, respectively comparing to those of the controls. For those
of 6‰ treatment were 58,97% and 54,79% of rice yield improvement, respectively; (3)
In the natural-salted field (3 ‰ and 5 ‰) in Bac Lieu province, brassinolide application
3 times per crop season for rice grown (0,05 mg/L BL at the seedling stage, 0,10 mg/L
BL at the tillering stage and panicle initiating) improved growth and rice yield from
21% to 29%.
Keywords: Brassinolide, catalase, Mekong delta, salt-effected soils, high yield
rice, proline, protease.

iii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam kết Luận án này được hoàn thành dựa trên các nghiên cứu của
riêng tôi. Các kết quả nghiên cứu trong Luận án này là trung thực và chưa được
dùng cho bất cứ công trình nghiên cứu nào khác.
Ngày: …………………
Người hướng dẫn

GS. TS. Nguyễn Bảo Vệ

Tác giả Luận án

PGS.TS. Phạm Phước Nhẫn

iv

Lê Kiêu Hiếu


MỤC LỤC
Chương

Nội dung
Lời cảm tạ
Tóm tắt
Abstract
Lời cam đoan
Mục lục
Danh sách bảng
Danh sách hình
Danh mục từ viết tắt

Trang
i
ii
iii
iv
v
ix
xii
xiii

Chương 1: GIỚI THIỆU ................................................................................. 1
1.1 Tính cấp thiết đề tài ...................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 2
1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................ 2
1.4 Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 2
1.5 Tính mới của luận án .................................................................................... 2
1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ..................................................................... 3
Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................. 4
2.1 Ảnh hưởng của mặn đến sinh trưởng và năng suất cây trồng ...................... 4
2.1.1 Sơ lược về đất mặn ........................................................................... ......... 4
2.1.2 Ảnh hưởng của mặn đến sinh trưởng và năng suất cây trồng ................... 5
2.1.3 Cơ chế chống chịu mặn của cây trồng ................. ................................... 10
2.2 Sự xâm nhập mặn ở Đồng bằng Sông Cửu Long ...................................... 18
2.3 Một số kết quả chọn tạo giống lúa chịu mặn ............................................. 19
2.4 Sơ lược về chất điều hòa sinh trưởng Brs .................................................. 21
2.4.1 Lược sử nghiên cứu và phát hiện Brs................................................. ..... 21
2.4.2 Sinh tổng hợp Brs .................................................................................... 26
2.4.3 Cơ chế hoạt động của Brs ....................................................................... 30
2.4.4 Vai trò sinh lý của Brs đến đời sống cây trồng ....................................... 34
2.5 Ảnh hưởng của BL đến đời sống cây trồng khi bị mặn ............................. 39
2.5.1 Ảnh hưởng của BL đến quá trình sinh lý – sinh hóa ............................. 39
2.5.2 Ảnh hưởng của BL đến quá trình sinh trưởng và năng suất
v


cây trồng...................................................................................................................................... 43
Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................ 45
3.1 Nội dung nghiên cứu....................................................................................................... 45
3.2 Phương tiện nghiên cứu................................................................................................. 45
3.2.1 Thời gian và địa điểm................................................................................................. 45

3.2.2 Vật liệu thí nghiệm....................................................................................................... 50
3.3 Phương pháp nghiên cứu............................................................................................... 50
3.3.1 Ảnh hưởng của BL đến một số đặc tính sinh lý – sinh hóa
của lúa.......................................................................................................................................... 50
3.3.2. Ảnh hưởng của BL đến sinh trưởng và năng suất của lúa
trong điều kiện nhà lưới........................................................................................................ 57
3.3.3. Ảnh hưởng của BL đến sinh trưởng và năng suất của lúa trên
đất nhiễm mặn ở điều kiện ngoài đồng............................................................................ 62
3.4 Xử lý số liệu....................................................................................................................... 66
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................. 67
4.1 Ảnh hưởng của brassinolide đến một số đặc tính sinh lý – sinh hóa cây
lúa trong điều kiện mặn......................................................................................................... 67
4.1.1 Hàm lượng proline....................................................................................................... 67
4.1.2 Hàm lượng sắc tố quang hợp trong cây................................................................ 68
4.1.3 Hoạt tính enzyme catalase......................................................................................... 70
4.1.4 Hoạt tính enzyme thủy phân protease................................................................... 72
4.1.5 Thành phần khoáng trong cây.................................................................................. 73
4.1.6 Một số chỉ tiêu khác..................................................................................................... 76
4.2 Ảnh hưởng của Brassinolide đến sự sinh trưởng và năng suất lúa bị
mặn (hàm lượng muối NaCl 3‰) trồng trong nhà lưới............................................. 84
4.2.1 Chiều cao cây lúa lúc thu hoạch............................................................................. 84
4.2.2 Chiều dài lóng................................................................................................................ 86
4.2.3 Chiều dài bông............................................................................................................... 89
4.2.4 Số bông/chậu.................................................................................................................. 90
4.2.5 Số hạt trên bông............................................................................................................ 91
4.2.6 Số hạt chắc/bông........................................................................................................... 92
4.2.7 Khối lượng 1000 hạt.................................................................................................... 93
4.2.8 Khối lượng hạt trên chậu (g/chậu)......................................................................... 94

vi

4.2.9 Hàm lượng proline (µmol/g).................................................................................... 95
4.3 Ảnh hưởng của BL đến sự sinh trưởng và năng suất lúa bị
mặn (hàm lượng muối NaCl 6‰) trồng trong nhà lưới............................................ 96
4.3.1 Chiều cao cây................................................................................................................. 96
4.3.2 Chiều dài lóng................................................................................................................ 97
4.3.3 Chiều dài bông............................................................................................................ 100
4.3.4 Số bông/chậu............................................................................................................... 101
4.3.5 Số hạt chắc/bông........................................................................................................ 103
4.3.6 Khối lượng 1000 hạt................................................................................................. 104
4.3.7 Khối lượng hạt trên chậu (g/chậu)....................................................................... 105
4.3.8 Hàm lượng proline (µmol/g)................................................................................. 106
4.4 Ảnh hưởng của BL đến sự sinh trưởng và năng suất lúa bị mặn
ở điều kiện ngoài đồng tại huyện Phước Long, tỉnh Bạc Liêu.............................107
4.4.1 Ghi nhận tổng quát.................................................................................................... 107
4.4.2 Tình hình sinh trưởng của lúa............................................................................... 108
4.4.3 Thành phần năng suất và năng suất lúa............................................................. 111
4.5 Ảnh hưởng của brassinolide đến sự sinh trưởng và năng suất lúa bị mặn
ở điều kiện ngoài đồng tại huyện Giá Rai, tỉnh Bạc Liêu...................................... 116
4.5.1 Ghi nhận tổng quát.................................................................................................... 116
4.5.2 Tình hình sinh trưởng của lúa............................................................................... 117
4.5.3 Thành phần năng suất và năng suất lúa............................................................. 120
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT.................................................................... 126
5.1 Kết luận............................................................................................................................. 126
5.2 Đề xuất............................................................................................................................... 126
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................. 127
PHỤ CHƯƠNG

vii

DANH SÁCH BẢNG
Bảng

Tựa bảng

Trang

2.1
2.2
2.3
2.4

Phân loại đất nhiễm mặn và đất sodic
Khả năng chịu mặn của cây trồng ở các giai đoạn sinh trưởng
Ảnh hưởng của mặn đến sinh trưởng của cây trồng
Phân loại ảnh hưởng của mặn dựa vào ảnh hưởng đến cây trồng
Phân loại sức chịu mặn của cây theo sự giảm tăng trưởng

4
6
7
7

2.5

2.6
2.7
2.8

3.1
3.2

3.3

3.4

hoặc năng suất
Phân cấp đất mặn và sự ảnh hưởng đến cây trồng
Thang đánh giá cho đặc tính độ dẫn điện của đất
Khả năng chịu mặn một số loại cây trồng
Tình hình thời tiết trong thời gian làm thí nghiệm ở nhà lưới
Tình hình thời tiết trong thời gian làm thí nghiệm tại huyện
Phước Long và thị xã Giá Rai, tỉnh Bạc Liêu
Đặc tính hoá học tầng đất mặt (0 - 20 cm) đầu vụ của thí
nghiệm tại xã Phước Long, huyện Phước Long, tỉnh Bạc Liêu
Đặc tính hoá học tầng đất mặt (0 - 20 cm) đầu vụ của thí

nghiệm tại xã Phong Thạnh A, thị xã Giá Rai, tỉnh Bạc
Liêu 3.5 Các nghiệm thức của thí nghiệm
3.6 Thành phần dung dịch gốc (stock) Yoshida
3.7 Thành phần của dung dịch dinh dưỡng thí nghiệm
3.8 Các nghiệm thức trong thí nghiệm
3.9 Các nghiệm thức trong thí nghiệm
Hàm lượng proline (µmol/g TLT) trong cây 8 ngày sau khi xử
4.1 lý mặn ở 2 thí nghiệm mặn 3 ‰ và 6 ‰ qua các nồng độ xử
lý BL khác nhau
Hàm lượng chlorophyll a và chlorophyll b trong cây 8
ngày 4.2 sau khi xử lý mặn ở hai thí nghiệm mặn 3 ‰ và 6 ‰ qua
các nồng độ xử lý BL khác nhau

Hàm lượng carotenoids trong cây 8 ngày sau khi xử lý mặn
4.3 ở hai thí nghiệm mặn 3 ‰ và 6 ‰ qua các nồng độ xử lý
BL khác nhau
Hoạt tính enzyme catalase ở 2 thí nghiệm mặn 3 ‰ và 6 ‰
4.4

4.5
4.6

qua các nồng độ xử lý BL khác nhau

11
11
12
12
45
47
48
49
51
52
53
62
65
68

69

70
71

Hoạt tính enzyme thủy phân protease (Tu/mgprotein) ở 2 thí

72

nghiệm mặn 3 ‰ và 6 ‰ qua các nồng độ xử lý BL khác nhau
Hàm lượng khoáng Nts (%N) và Pts (%P2O5) trong cây 8 ngày

74

sau khi xử lý mặn ở 2 thí nghiệm mặn 3 ‰ và 6 ‰ qua các nồng
viii


độ xử lý BL khác nhau
Hàm lượng khoáng K (%K2O) và Ca (%Ca) trong cây 8
4.7 ngày sau khi xử lý mặn ở hai thí nghiệm qua các nồng độ
brassinolide khác nhau
Hàm lượng khoáng Na và Mg trong cây 8 ngày sau khi xử
4.8 lý mặn ở 2 thí nghiệm mặn 3 ‰ và 6 ‰ qua các nồng độ xử
lý BL khác nhau
Chiều cao cây (cm) 8 ngày sau khi xử lý mặn ở 2 thí nghiệm
4.9

4.10
4.11

4.12

4.13

4.14
4.15
4.16
4.17
4.18
4.19

4.20

4.21

4.22

4.23

4.24

mặn 3 ‰ và 6 ‰ qua các nồng độ xử lý BL khác nhau
Chiều dài rễ (cm) 8 ngày sau khi xử lý mặn ở 2 thí nghiệm

mặn 3 ‰ và 6 ‰ qua các nồng độ xử lý BL khác nhau

75

76
78
79

Chiều dài lá (cm) 8 ngày sau khi xử lý mặn ở 2 thí nghiệm mặn

3 ‰ và 6 ‰ qua các nồng độ xử lý BL khác nhau
Chiều rộng lá (mm) 8 ngày sau khi xử lý mặn ở 2 thí nghiệm
mặn 3 ‰ và 6 ‰ qua các nồng độ xử lý BL khác nhau Khối
lượng cây lúa (gram) 8 ngày sau khi xử lý mặn ở 2 thí
nghiệm mặn 3 ‰ và 6 ‰ qua các nồng độ xử lý BL khác nhau
Chiều cao cây (cm) lúc thu hoạch của 4 thí nghiệm xử lý
brassinolide ở 4 giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Chiều dài lóng 1 (cm) lúc thu hoạch của 4 thí nghiệm xử lý
brassinolide ở 4 giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Chiều dài lóng 2 (cm) lúc thu hoạch của 4 thí nghiệm xử lý
brassinolide ở 4 giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Chiều dài lóng 3 (cm) lúc thu hoạch của 4 thí nghiệm xử lý
brassinolide ở 4 giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Chiều dài lóng 4 (cm) lúc thu hoạch của 4 thí nghiệm xử lý

brassinolide ở 4 giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Chiều dài bông (cm) của 4 thí nghiệm xử lý brassinolide ở 4
giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau

80
81
82
85
87
87
88
88
89

Số bông/chậu của 4 thí nghiệm xử lý brassinolide ở 4 giai đoạn

sinh trưởng của lúa khác nhau
Số hạt/bông của 4 thí nghiệm xử lý brassinolide ở 4 giai đoạn

20

sinh trưởng của lúa khác nhau
Số hạt chắc/bông của 4 thí nghiệm xử lý brassinolide ở 4

92

giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Khối lượng 1000 hạt (g) của 4 thí nghiệm xử lý brassinolide

93

ở 4 giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Khối lượng hạt (g/chậu) của 4 thí nghiệm xử lý brassinolide

94

ở 4 giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau

95

ix


4.37

Hàm lượng proline (µmol/g) trong cây của 4 thí nghiệm xử
lý brassinolide ở 4 giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Chiều cao cây (cm) lúc thu hoạch của 4 thí nghiệm xử lý
brassinolide ở 4 giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Chiều dài lóng 1 (cm) lúc thu hoạch của 4 thí nghiệm xử lý
brassinolide ở 4 giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Chiều dài lóng 2 (cm) lúc thu hoạch của 4 thí nghiệm xử lý
brassinolide ở 4 giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Chiều dài lóng 3 (cm) lúc thu hoạch của 4 thí nghiệm xử lý
brassinolide ở 4 giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Chiều dài lóng 4 (cm) lúc thu hoạch của 4 thí nghiệm xử lý
brassinolide ở 4 giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Chiều dài bông (cm) của 4 thí nghiệm xử lý brassinolide ở
4 giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Số bông/chậu của 4 thí nghiệm xử lý brassinolide ở 4
giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Số hạt chắc/bông của 4 thí nghiệm xử lý brassinolide ở 4
giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Khối lượng 1000 hạt (g) của 4 thí nghiệm xử lý
brassinolide ở 4 giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Khối lượng hạt (g/chậu) của 4 thí nghiệm xử lý brassinolide
ở 4 giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Hàm lượng proline (µmol/g) trong cây của 4 thí nghiệm xử
lý brassinolide ở 4 giai đoạn sinh trưởng của lúa khác nhau
Chiều cao cây lúa (cm) ở các thời điểm sinh trưởng và
phát triển tại huyện Phước Long, tỉnh Bạc Liêu

4.38

Số chồi/m của lúa ở các thời điểm sinh trưởng và phát

triển tại huyện Phước Long, tỉnh Bạc Liêu

4.25
4.26
4.27
4.28
4.29
4.30
4.31
4.32
4.33
4.34
4.35
4.36

96
97
98
98
99
100
101
102
103
104
105
107
109

2

110

2

4.39
4.40
4.41
4.42

Số bông/m và số hạt/bông lúa của thí nghiệm tại
huyện Phước Long, tỉnh Bạc Liêu
Tỷ lệ hạt chắc (%) và khối lượng 1000 hạt (g) của thí
nghiệm tại huyện Phước Long, tỉnh Bạc Liêu
Năng suất lúa thực tế (tấn/ha) của thí nghiệm tại
huyện Phước Long, tỉnh Bạc Liêu
Chiều cao cây lúa ở các thời điểm sinh trưởng và phát triển
tại thị xã Giá Rai, tỉnh Bạc Liêu

112
113
115
117

2

4.43
4.44

Số chồi/m của lúa ở các thời điểm sinh trưởng và phát

triển tại thị xã Giá Rai, tỉnh Bạc Liêu
Chiều dài bông lúa của thí nghiệm tại thị xã Giá Rai, tỉnh
x

118
120


Bạc Liêu
4.45

4.46

4.47

2

Số bông/m và số hạt/bông của thí nghiệm tại thị xã Giá

Rai, tỉnh Bạc Liêu
Số hạt chắc/bông và khối lượng 1000 hạt (g) của thí nghiệm
tại thị xã Giá Rai, tỉnh Bạc Liêu
Năng suất thực tế lúa của thí nghiệm tại thị xã Giá Rai, tỉnh
Bạc Liêu

xi

121
122
125

DANH SÁCH HÌNH
Hình

Tựa hình

Trang

2.1

Nồng độ proline tập trung trong lá đòng của 3 giống lúa
lúc trổ bông

16

2.2

Con đường sinh tổng hợp proline

17

2.3

Hai brassinosteroids đầu tiên được tách

22

2.4

Những sự khác biệt về cấu trúc vòng A, vòng B và mạch
nhánh của brassinosteroids tự nhiên

23

2.5 a Cấu trúc của các brassinosteroids trong tự nhiên

24

2.5 b Cấu trúc của các brassinosteroids trong tự nhiên

26

2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
2.11

Sơ đồ sự sinh tổng hợp brassinolide
BRs điều hòa sự sinh trưởng thông qua gene biểu hiện
vách tế bào
Sự tương tác giữa auxin và brassinosteroids trong quá
trình kéo dài trụ dưới lá mầm
Ảnh hưởng của nồng độ brassinolide lên sự nghiêng
của phiến lá lúa
Ảnh hưởng của brassinolide lên sự vươn dài của bẹ lá
lúa và cỏ lồng vực
Biến dị thiếu brassinosteroid lkb được phục hồi

bằng brassinolide ngoại sinh

29
32
33
35
35
36

2.12

Cấu trúc của homobrassinolide và ecdysone

38

2.13

Cấu trúc của homobrassinolide và ecdysone

39

3.1

Sơ đồ thực hiện các thí nghiệm của luận án

46

3.2

Bản đồ phân vùng sinh thái Bạc Liêu

48

3.3

Dự báo vùng rủi do hạn mặn mùa khô năm 2019-2020

50

3.4

Bố trí thử nghiệm mặn trong phòng

52

3.5

Bố trí thí nghiệm trong nhà lưới

58

3.6

Sơ đồ bố trí thí nghiệm

63

4.1
4.2

Biểu diễn pH và EC trong đất ruộng thí nghiệm qua các
giai đoạn sinh trưởng của lúa tại huyện Phước Long,
tỉnh Bạc Liêu
Năng suất lý thuyết lúa (tấn/ha) của thí nghiệm tại
huyện Phước Long, tỉnh Bạc Liêu

xii

108
114


4.3

4.4

Diễn biến của pH và độ mặn (mS/cm) trong đất ruộng tại
thị xã Giá Rai, tỉnh Bạc Liêu
Năng suất lý thuyết lúa của thí nghiệm tại thị xã Giá Rai,

116
121

tỉnh Bạc Liêu

xiii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BL

BRs
Brz
Cat s
CEC
ĐBSCL
EC
ECe
ESP
Kts
Mgts
Nts
Nats
NaCl
-

NO3
NSS
NSG
NSTT
NSLT
NT
Pts
pH
SAR
TLT
TGST

Brassinolide
Brassinosteroids
Brassinazole

Canxi tổng số
Khả năng trao đổi cation
Đồng bằng Sông Cửu Long
Độ dẫn điện
Độ dẫn điện của đất trích bão hòa
Tỷ lệ natri hấp thu
Kali tổng số
Magiê tổng số
Đạm tổng số
Natri tổng số
Muối Natri clorua
Nitrate Kali
Ngày sau sạ
Ngày sau gieo
Năng suất thực tế
Năng suất lý thuyết
Nghiệm thức
Lân tổng số
độ pH
Tỷ lệ hấp phụ natri
Trọng lượng tươi
Thời gian sinh trưởng

xiv


CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Những năm gần đây, diễn biến xâm nhập mặn ngày càng phức tạp. Tại

một số tỉnh ven biển đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), nước biển xâm
nhập sâu vào nội đồng, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống người dân
và hoạt động nông nghiệp. Đặc biệt, những tháng đầu năm 2016, diễn biến
xâm nhập mặn tại ĐBSCL được đánh giá nặng nề nhất trong 100 năm qua và
dự báo còn diễn biến xấu hơn trong những năm tiếp theo (Lương Xuân Định
và ctv., 2016). Theo thống kê của Cục Trồng trọt (2016), đợt hạn mặn năm
2015-2016 toàn đồng bằng Sông Cửu Long có 193.000 ha đất trồng lúa bị ảnh
hưởng bởi mặn và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn trung bình thường rất
thấp. Theo Tanwar (2003), ngưỡng chịu mặn của cây lúa 3,0 mS/cm của đất và
2,0 mS/cm đối với nước tưới, khi độ mặn trong đất hoặc trong nước tưới vượt
qua giá trị này thì năng suất lúa sẽ giảm mạnh. Trong các giai đoạn sinh
trưởng và phát triển, cây lúa rất mẫn cảm với mặn ở giai đoạn mạ, đẻ nhánh và
tượng khối sơ khởi. Ở giai đoạn chín thì cây lúa ít mẫn cảm hơn (Lauchli and
Grattan, 2007).
Hiện nay, có nhiều biện pháp để giúp cây lúa chống chịu mặn như sử
dụng giống chống chịu, kỹ thuật canh tác hay sử dụng chất điều hòa sinh
trưởng thực vật brassinosteroids cũng đã và đang được nghiên cứu áp dụng.
Nhiều nghiên cứu hiện nay cho thấy brassinolide (BL) (C 28H48O6 - một lactone
steroid tự nhiên được phát hiện vào năm 1979, thuộc nhóm chất
brassinosteroids) giúp cây trồng gia tăng tính chống chịu mặn bởi khả năng
kích thích sinh trưởng (El-Feky and Abo-Hamad, 2014), tích lũy proline
(Vardhini, 2012; Nguyễn Văn Bo và ctv., 2014), ổn định chất diệp lục tố
(Nithila et al., 2013), hoạt động của các enzyme chống oxy hóa khử (ElMashad and Mohamed, 2012),... trên một số cây trồng cạn. Tuy nhiên, các
nghiên cứu về ảnh hưởng của chất này đến đặc tính sinh lý – sinh hóa bên
trong cây cũng như sự sinh trưởng và năng suất trên lúa cao sản ở những vùng
đất nhiễm mặn của ĐBSCL còn hạn chế và cần được nghiên cứu thêm. Mặt
khác, nông dân thường sử dụng nước mặn để tưới cho lúa trong điều kiện thiếu
nước ngọt vào mùa khô hoặc cuối mùa mưa nên dễ dẫn đến gia tăng độ mặn
trong đất và làm giảm năng suất lúa.
Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn và để giúp cho cây lúa giảm thiệt hại

trong điều kiện mặn; nhằm làm cơ sở khoa học cho định hướng áp dụng trong
quy trình canh tác lúa cao sản ở những vùng đất nhiễm mặn, đề tài "Nghiên
1


cứu ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng thực vật BL đến khả năng
chịu mặn của lúa cao sản vùng đồng bằng Sông Cửu Long" được thực hiện.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chung: Để gia tăng khả năng chống chịu mặn của cây lúa và
giảm thiệt hại do mặn gây ra.
-

- Mục tiêu cụ thể
Xác định ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng thực vật BL đến
một số đặc tính sinh lý – sinh hóa của cây lúa cao sản khi bị mặn.
+

+ Tìm ra nồng độ chất điều hòa sinh trưởng thực vật BL xử lý cho cây
lúa bị mặn ở những giai đoạn sinh trưởng và mức độ mặn khác nhau ở
đồng bằng Sông Cửu Long.
1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Giống lúa cao sản và chất điều hòa sinh trưởng
thực vật BL.
-

- Phạm vi nghiên cứu:
Nghiên cứu tác động của BL đến một số đặc tính sinh lý – sinh hóa, cải
thiện sự sinh trưởng và năng suất lúa bị mặn trong điều kiện nhà lưới (tại Khoa
Nông nghiệp – trường Đại học Cần Thơ) và đồng ruộng tại Bạc Liêu.
1.4 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu một số đặc tính sinh lý sinh hóa của cây lúa cao sản khi bị
mặn dưới tác động của BL trong điều kiện phòng thí nghiệm.
Nghiên cứu xử lý chất điều hòa sinh trưởng thực vật BL khi lúa bị mặn
trong điều kiện nhà lưới và ngoài đồng.
-

1.5 Tính mới của luận án
- Đã xác định được BL có tác động tích cực đến một số đặc tính sinh lý,
sinh hóa của lúa như proline, sắc tố quang hợp, enzyme thủy phân protease,
enzyme catalase, đạm, lân và natri trong gia tăng khả năng chống chịu mặn.
- Đã tìm ra được nồng độ xử lý BL khi lúa bị mặn như sau: (1) Ở độ mặn
3‰: Lúa bị mặn ở giai đoạn mạ hoặc đẻ nhánh xử lý BL nồng độ 0,05 mg/L,
còn khi bị mặn ở giai đoạn tượng đòng hoặc trổ xử lý BL nồng độ 0,10 mg/L;
(2) Ở độ mặn 6‰: Lúa bị mặn ở giai đoạn mạ xử lý BL nồng độ 0,05 mg/L,
còn khi cây lúa bị mặn ở giai đoạn đẻ nhánh, tượng đòng hoặc trổ xử lý BL
nồng độ 0,10 mg/L.

2


Trong điều kiện đồng ruộng bị mặn 3-5 ‰ ở tỉnh Bạc Liêu, phun BL 3
lần/vụ (0,05 mg/L BL ở giai đoạn mạ, 0,1 mg/L BL lúc nảy chồi và tượng
đòng) giúp cải thiện sự sinh trưởng và gia tăng năng suất lúa 21-29%.
-

1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Ý nghĩa khoa học
Xác định được ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng thực vật BL lên
một số đặc tính sinh lý – sinh hóa, sự sinh trưởng và năng suất lúa khi bị mặn.
- Ý nghĩa thực tiễn

Giúp người trồng lúa giảm thiệt hại trong điều kiện cây lúa bị ảnh hưởng mặn.

3


CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Ảnh hưởng của mặn đến sinh trưởng và năng suất cây trồng
2.1.1 Sơ lược về đất mặn
Đất mặn là loại đất chứa một lượng muối hòa tan ở vùng rễ cây, làm thiệt
hại đến hoạt động sinh trưởng của cây trồng (FAO, 1985). Các loại ion chính
+

2+

2+

-

2-

-

+

của muối là Na , Ca , Mg , Cl và SO4 . Trong đó Cl và Na chiếm ưu
thế. Đất mặn thường chỉ loại đất có pH lớn hơn 8,5 và EC > 4 mmho/cm ở
o

25 C (Bhumbla and Abrol, 1978). Mức độ gây hại của đất mặn tùy thuộc vào

loài cây trồng, giống cây, thời gian sinh trưởng, các yếu tố môi trường đi kèm
theo nó và tính chất của đất. Đất mặn được xác định bằng cách đo độ dẫn điện
trong đất EC. Đo EC trong dung dịch trích bão hòa khi giá trị cao hơn 4
o

mS/cm ở điều kiện nhiệt độ 25 C, phần trăm natri trao đổi (ESP) dưới 15%, và
pH nhỏ hơn 8,5 (US Salinity Laboratory Staff, 1954).
Đất mặn thường liên kết với tính sodic. Đất mặn sodic là đất trung gian
giữa đất mặn và đất sodic, có chứa hàm lượng muối hòa tan natri cao như đất
mặn với EC trên 4 mS/cm. Nhưng đất mặn sodic có Na hấp phụ cao, ESP cao
hơn 15% và tỷ lệ natri hấp thu (SAR) bằng hoặc cao hơn 13, cũng là đất bị
nhiễm mặn, nhưng đất sodic có hàm lượng muối hòa tan trung tính thấp nhưng
+

hàm lượng Na trên hệ hấp phụ của đất cao. Đất sodic có EC tương đối thấp,
nhưng đất có pH bằng hoặc trên 8,5. pH đất cao do sự thủy phân của sodium
carbonate. Na trên hệ hấp thu cũng có thể được thủy phân góp phần tăng pH
đất (Brady and Weil, 2002). Phân loại đất mặn, đất sodic, đất mặn – sodic
được trình bày trong Bảng 2.1.
Bảng 2.1: Phân loại đất nhiễm mặn và đất sodic (Landon, 1991; Horneck et al., 2007)

Phân
loại

ECe
(mS/cm)

pH
ESP SAR
(1:2,5)

Đất mặn
Đất

>4
<4

<8,5
>8,5

<15 <13
>15 >13

sodic
Đất mặn

>4

<8,5

>15 >13

- sodic

4

Tính chất đất
Đất mặn, ảnh hưởng sinh
trưởng hầu hết cây trồng
Năng suất của cây trồng bị

giới hạn
Đất mặn, Na hấp phụ cao,
năng suất của nhiều loài cây
trồng bị giới hạn


2.1.2 Ảnh hưởng của mặn đến sự sinh trưởng và năng suất cây trồng
2.1.2.1 Ảnh hưởng bất lợi của mặn đến đời sống cây trồng
Trong đất nhiễm mặn có nhiều ion gây bất lợi cho cây trồng, đặc biệt
+

-

là NaCl dễ dàng hòa tan trong nước để sản sinh ra các ion độc hại như Na và Cl .
-

Mặc dù Cl là một dưỡng chất vi lượng thiết yếu cho hầu hết cây trồng và Na
-

+
+

được xem là có lợi cho một số loài cây, tuy nhiên việc tích tụ quá mức Cl và Na
có thể làm cho cây bị ngộ độc, hầu hết cây trồng nhạy cảm đối với muối.
+

Na là một nguyên tử nhỏ có thể dễ dàng hấp thu vào mô rễ của thực vật bậc
cao và vận chuyển thông qua các bộ phận của cây, dẫn đến việc tế bào bị tổn
thương bởi các ion độc hại, mất cân bằng thẩm thấu và dinh dưỡng (Siringam et
+

al., 2011). Dư thừa Na trong tế bào thực vật trực tiếp gây hại đến hệ thống màng
và các bào quan, kết quả là cây trồng giảm tăng trưởng và phát triển bất thường
trước khi cây chết (Quintero et al., 2007). Trong những loài ưa muối, có rất nhiều
hệ thống phòng vệ bao gồm nội cân bằng ion, điều hòa thẩm thấu, chất chống oxy
hóa và điều chỉnh nội tiết tố (Sairam and Tyagi, 2004).

Đối với cây trồng, độ mặn trong đất ảnh hưởng đến sự cân bằng dinh
+

dưỡng trong cây như tỷ lệ Na /Ca

2+

+

+

và Na /K cao hoặc trực tiếp gây độc cho

+

-

2-

cây trồng bởi các ion gây độc Na , Cl , B, SO4 . Khi lượng muối tích lũy
trong vùng rễ cao, gây tăng tính thẩm thấu dẫn đến giảm khả năng hấp thu
nước và dinh dưỡng của cây trồng. Do đó, giảm sự phát triển của cây trồng và
giảm năng suất (Laudicina et al., 2009; Kahlaoui et al., 2011; Makoi and

Verplancke, 2010; Mavi et al., 2012). Nghiên cứu trước đây cho thấy cây
trồng phát triển trong điều kiện có nồng độ muối cao sẽ có sinh khối thấp cũng
như ít chất diệp lục hơn khi phát triển trong điều kiện bình thường, tăng hàm
lượng Na trao đổi gây mất cân bằng dinh dưỡng, gây thiếu hụt K trên một số
cây trồng (Kaya et al., 2001; Kahlaoui et al., 2011).
Các loài cây trồng đều bị ảnh hưởng mặn trong giai đoạn nảy mầm nhiều
hơn bất kỳ giai đoạn nào khác. Khả năng chịu mặn trong giai đoạn nảy mầm
thay đổi theo từng loại cây (Nguyễn Thị Lang và ctv., 2015). Mass and
Hoffman (1977) cho rằng khả năng chịu mặn của cây thay đổi theo giai đoạn
sinh trưởng của cây và rút ra kết luận đối với cây lúa mạch, lúa mì và bắp chịu
đựng nồng độ muối gần giống lúa. Ở các cây như củ cải đường và cỏ linh lăng
thì mẫn cảm suốt giai đoạn nảy mầm, đậu nành thì thay đổi tùy vào giống
(Bảng 2.2).

5


Bảng 2.2: Khả năng chịu mặn của cây trồng ở các giai đoạn sinh trưởng

Cây trồng

Giai đoạn nảy mầm

Giai đoạn trưởng thành

Lúa mạch
Bắp

Rất tốt
Tốt

Tốt
Xấu

Lúa mì

Khá tốt

Trung bình

Cỏ linh lăng

Xấu

Tốt

Củ cải đường

Rất xấu

Tốt

Đậu

Rất xấu

Rất xấu

Theo Camberato (2001), mặn làm chậm sự nảy mầm của hạt và giảm
sinh trưởng của cây trồng do quá trình thấm lọc làm hạn chế khả năng hấp thu

nước của rễ cây. Khó khăn của đất mặn đối với nông nghiệp là ảnh hưởng của
chúng trong mối quan hệ nước và cây. Muối dư thừa trong vùng rễ làm giảm
lượng nước hữu dụng cho cây và là nguyên nhân làm cho cây trồng tốn nhiều
năng lượng để loại bỏ muối và hấp thu nước tinh kiết (Nguyễn Thị Lang và
ctv., 2015). Brady and Weil (2002) cũng tìm thấy nồng độ muối cao trong vùng
rễ làm giảm lượng nước hữu hiệu cho cây trồng và làm cây tiêu hao năng
lượng hơn trong việc hấp thu nước hoặc nước bị mất ra khỏi tế bào thực vật
gây hiện tượng co rút và khô héo tế bào. Độ mặn trong đất cũng có thể ảnh
hưởng đến cây trồng do gián tiếp tác động đến sự thiếu hụt dưỡng chất hoặc
+

2+

mất cân dinh dưỡng trong cây, như tỷ lệ Na /Ca vượt ngưỡng sự thiếu hụt
Ca xảy ra (Grattan and Grieve, 1992), hoặc trực tiếp gây độc cho cây bởi các
+

-

2-

3-

ion gây độc (Na , Cl , B, SO4 , NO (Mass, 1996; Balba, 1995; Bauder et al.
2004; Sheldon et al. 2004). Ảnh hưởng của mặn đến sinh trưởng của cây trồng
được phân cấp như trong Bảng 2.3 và Bảng 2.4.
Bên cạnh đó, khi nghiên cứu về sinh lý của thực vật Lamber et al. (2008)
đã có những nhận định như sau: các loài cây trồng nhiễm mặn, chống chịu
mặn, các vấn đề sinh lý liên quan đến độ mặn cao do 3 nguyên nhân: (1) Độ
mặn cao liên quan đến tiềm thế nước của đất thấp dẫn đến các triệu chứng

+

-

tương tự như các stress nước; (2) Các ion đặc biệt là Na và Cl có thể gây
độc; (3) Mức độ NaCl cao có thể dẫn đến sự mất cân bằng ion và dẫn đến các
triệu chứng thiếu dinh dưỡng. Hiệu ứng độc tính có thể bao gồm sự cạnh tranh
+

+

-

-

của Na với K trong quá trình sinh hóa và ức chế hấp thu NO 3 bởi Cl , hoặc
có thể bởi cả hai anion này được vận chuyển qua màng tế bào.

6


Bảng 2.3: Ảnh hưởng của mặn đến sinh trưởng của cây trồng (Camberato, 2001)

Phân loại Độ dẫn điện
độ mặn

(mS/cm)

Thấp
Trung

bình

Cao

Tổng muối
hòa tan
(ppm)

< 0,25

Rất cao

Có ảnh hưởng trên các cây trồng
mẫn cảm với độ mặn, việc thỉnh
thoảng rửa mặn là cần thiết.

150 - 500

0,75 - 2,25

> 2,25

quản lý
Sự rủi ro thấp, không có vấn đề và
không cần quan tâm.

< 150

0,25 - 0,75

Ảnh hưởng của mặn và cách

500 - 1500

Tổn hại đối với cây trồng có sức
chịu đựng độ mặn thấp, chất lượng
và sinh trưởng của cây trồng sẽ
được cải thiện bằng việc rửa mặn
tốt.

> 1500

Tổn hại đối với cây trồng có sức
chịu đựng độ mặn cao. Sử dụng
hiệu quả bằng cách canh tác các
cây trồng có tính chịu mặn, gia
tăng khả năng tưới và tiêu nước
trong đất.

Bảng 2.4: Phân loại ảnh hưởng của mặn dựa vào ảnh hưởng đến cây trồng (Lal and
Stewart, 1990)

ECe (mS/cm)
0-2
2-4

Phản ứng của cây trồng
Không phản ứng
Sinh trưởng của một số cây nhạy cảm với mặn
giảm

Sinh trưởng của nhiều loại cây bị giới hạn
Chỉ những cây chịu mặn thích ứng
Chỉ những cây đặc biệt chịu mặn tốt thích ứng

4-8
8-16
>16

Lúa là cây trồng có khả năng chịu mặn trung bình, những giống lúa khác
nhau mẫn cảm với độ mặn khác nhau. Hầu hết các giống lúa đều bị ảnh hưởng
3

rõ rệt ở nồng độ 50 mol/m NaCl trong giai đoạn mạ (14 ngày tuổi). Mặn gây
ảnh hưởng trên lúa bắt đầu bằng sự giảm diện tích lá, những lá già nhất bắt đầu
cuộn tròn đến khi chết, sau đó là những lá non hơn và cứ thế tiếp diễn.
7


Nếu bị thiệt hại nặng, trong lượng khô của chồi và rễ suy giảm (Ngô Đình
Thức, 2006).
Ngộ độc do mặn gây ra rất nhiều thay đổi sinh lý và sinh hóa bên trong
cây. Pardossi et al. (1998) cho rằng stress nước là một trong những hậu quả
đầu tiên và rõ ràng nhất khi cây trồng bị ngộ độc mặn. Do đất mặn có áp suất
thẩm thấu cao cho nên cây không thể hút được nước nếu không có cơ chế thích
nghi, do đó gây nên hiện tượng hạn sinh lý. Khi lượng muối cao cho môi
trường chung quanh rễ cây một môi trường ưu trương tạo áp lực hút nước từ rễ
cây ra bên ngoài làm cây thiếu nước, đồng thời không hấp thu được chất dinh
dưỡng. Áp suất thẩm thấu cao do muối hòa tan dẫn đến việc hấp thu nước và
dưỡng chất qua rễ kém, làm cản trở quá trình quang hợp và hô hấp. Ảnh hưởng
-

+

bất lợi của NaCl đối với sự phát triển của cây là do nồng độ Cl và Na cao
trong lá, làm giảm sự đồng hóa CO 2 bởi sự ức chế khả năng quang hợp thông
qua việc làm giảm số lượng khí khẩu hoặc tiềm thế nước của lá dẫn đến làm
giảm carbohydrate cần thiết cho sự tăng trưởng của tế bào.
Đặc biệt khi cây hút các ion độc vào trong tế bào sẽ gây rối loạn trao đổi
chất của tế bào. Các ion độc sẽ ức chế hoạt động các enzyme, các chất kích
thích sinh trưởng cho nên làm rối loạn hoạt động trao đổi chất - năng lượng,
các hoạt động sinh lý bình thường của tế bào. Trong phản ứng tress muối, hàm
lượng nitrate và ammonia giảm rõ rệt trong chồi cây bắp và sự giảm tăng
trưởng của cây bắp là do giảm sự hấp thu và đồng hóa nitrate, dẫn đến enzyme
nitrate reductase giảm hoạt động (Samia, 2009).
Mặn làm cho quá trình quang hợp giảm mạnh do lá kém phát triển, sắc tố
ít do các chất độc ức chế quá trình tổng hợp sắc tố, các quá trình xảy ra trong
quang hợp bị giảm sút còn do ảnh hưởng của chất độc và thiếu nước. Theo
+

-

nghiên cứu của Munns (2005) thì muối làm cho nồng độ Na và Cl cao trong
+

lá ức chế quá trình trao đổi chất bao gồm tổng hợp protein, Na cao có thể gây
độc cho lá già, làm rụng lá. Điều này làm giảm diện tích lá để quang hợp do đó
cây không thể duy trì sự tăng trưởng hoặc năng suất. Thiệt hại do mặn còn
được ghi nhận bởi hiện tượng hấp thu một lượng quá thừa sodium và độc tính
của sodium làm cho chlor trở thành anion trơ (neutral), có tác dụng bất lợi với
một phổ rộng về nồng độ.

Sự mất cân bằng Na - K cũng là yếu tố làm hạn chế năng suất. Ion kali có
một vai trò quan trọng làm kích hoạt enzyme và đóng mở khí khổng tương ứng
với tính chống chịu mặn của cây trồng, thông qua hiện tượng tích lũy lượng
kali trong chồi thân. Mặn ức chế hạt giống nảy mầm do rối loạn ion, thẩm thấu
và gây nên hiệu ứng độc hại bên trong cây (Arzani et al., 2008). Ngoài ra, mặn

8