Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ nông nghiệp của nghiên cứu sinh Đỗ Thị Thảo, chuyên ngành Khoa học cây trồng (mã số 9.10), thực hiện tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam năm 2022 dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Huy Hoàng và PGS. Lê Hùng Lĩnh, có tiêu đề: Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả sản xuất lúa trên đất nhiễm mặn ven biển tỉnh Thanh Hoá.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Xâm nhập mặn là một trong những điều kiện bất thuận chính ảnh hưởng đến canh tác nông nghiệp tại vùng duyên hải Bắc Trung Bộ. Tỉnh Thanh Hóa có diện tích canh tác lúa lớn nhất khu vực Bắc Trung Bộ (khoảng 145.803 ha), song chịu tổn thất nặng nề từ nước biển dâng và xâm nhập mặn chỉ sau Đồng bằng sông Cửu Long và Đồng bằng sông Hồng. Toàn tỉnh có khoảng 22.000 ha đất nhiễm mặn nằm rải rác dọc theo 102 km đường bờ biển. Giai đoạn 2014–2018, diện tích đất trồng lúa bị nhiễm mặn tăng hơn 2 lần, từ 3.200 ha lên 7.816 ha, khiến năng suất lúa giảm từ 27,0% đến 46,2% (tương đương giảm 1,1–2,2 tấn/ha), cá biệt năm 2014 có 198 ha mất trắng.

Khoảng trống nghiên cứu được chỉ ra là cơ cấu sản xuất tại vùng ven biển Thanh Hóa vẫn sử dụng các giống thuần (BC15, Khang dân 18, Q5, BT7) hoặc giống lúa lai (Nhị ưu 69, VT404) mẫn cảm với mặn. Đồng thời, địa phương thiếu bộ giống lúa chịu mặn thích ứng ngắn ngày hoặc trung ngày, thiếu các quy trình kỹ thuật canh tác đồng bộ (thời vụ, mật độ gieo cấy, liều lượng và chủng loại phân bón) phù hợp với đất nhiễm mặn.

Mục tiêu nghiên cứu

Mục đích của đề tài là đánh giá điều kiện cơ bản liên quan đến sản xuất lúa của các huyện ven biển tỉnh Thanh Hóa, từ đó nghiên cứu tuyển chọn giống lúa chịu mặn và xác định một số biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp cho giống tuyển chọn trên đất nhiễm mặn.

Luận án triển khai 4 nội dung nghiên cứu cụ thể:

  1. Đánh giá điều kiện cơ bản liên quan đến sản xuất lúa trên đất nhiễm mặn của các huyện vùng ven biển tỉnh Thanh Hóa.
  2. Nghiên cứu tuyển chọn giống lúa thích hợp cho vùng đất nhiễm mặn các huyện vùng ven biển tỉnh Thanh Hóa.
  3. Nghiên cứu xác định một số biện pháp kỹ thuật phù hợp cho giống lúa chịu mặn được tuyển chọn.
  4. Xây dựng mô hình áp dụng đồng bộ các biện pháp kỹ thuật thích hợp cho giống lúa tuyển chọn trên vùng đất nhiễm mặn các huyện ven biển tỉnh Thanh Hóa.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: 20 dòng/giống lúa mang locus tính trạng số lượng (QTL) Saltol ở trạng thái đồng hợp tử thuộc thế hệ BC2F5 được chọn tạo từ tổ hợp lai giữa giống Bắc Thơm số 7 và dòng FL478 nhập nội từ Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI), do Viện Di truyền Nông nghiệp cung cấp (ký hiệu HL1 đến HL19). Giống đối chứng là Bắc Thơm số 7 (BT7).
  • Phạm vi không gian: Triển khai tại các vùng đất lúa nhiễm mặn thuộc 3 huyện ven biển tỉnh Thanh Hóa: xã Nga Thái (huyện Nga Sơn), xã Hoằng Trường (huyện Hoằng Hóa) và xã Quảng Nham (huyện Quảng Xương).
  • Phạm vi thời gian: Thu thập số liệu và tiến hành thí nghiệm thực địa từ năm 2017 đến năm 2020. Thí nghiệm đồng ruộng thực hiện trong 4 vụ liên tiếp (2 vụ đông xuân và 2 vụ hè thu các năm 2017, 2019); mô hình sản xuất thử nghiệm thực hiện trong vụ đông xuân năm 2020.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trước đây

Tổng quan của luận án hệ thống hóa tài liệu quốc tế và trong nước về xâm nhập mặn và sinh lý chịu mặn ở cây lúa:

  • Tác động của xâm nhập mặn và phân loại đất mặn: Theo số liệu của FAO, có khoảng 34 triệu ha (11%) đất tưới tiêu toàn cầu chịu ảnh hưởng bởi mặn. Abrol và cộng sự (1988) cùng Yoshida (1981) xác lập tiêu chuẩn phân loại đất mặn dựa trên độ dẫn điện dung dịch đất bão hòa (EC > 4 dS/m ở 25°C, pH < 8,2) và nguồn gốc hình thành (duyên hải do nước biển xâm thực, nội địa do nước ngầm mao dẫn). Ponnamperuma và Bandyopadhya (1980), Singh (2006) ghi nhận mặn làm cuốn lá, cháy trắng chóp lá, giảm tỷ lệ đẻ nhánh, tăng bông bất thụ, giảm khối lượng 1.000 hạt. Amirjani và Monhammad (2010), Khan (2003) phân tích cơ chế ức chế quang hợp, giảm hàm lượng diệp lục và mất cân bằng thẩm thấu do tích lũy ion Na+ và Cl-.
  • Ngưỡng chịu mặn và cơ chế hấp thu ion: Maas và Hoffman (1977; trong văn bản ghi Maas và Homan 1997) định nghĩa ngưỡng chống chịu mặn thông qua khả năng phân bổ muối vào không bào rễ hoặc loại trừ muối. Lúa bình thường sống ở ngưỡng EC = 3 dS/m; mức EC > 6 dS/m gây hại cho hầu hết các giống, ở mức 4 dS/m làm giảm năng suất 10–15%, và lớn hơn 10 dS/m làm giảm trên 50% năng suất. Zeng và Shannon (2000; trong văn bản ghi Shanon) chỉ ra mặn 1,9 dS/m ảnh hưởng xấu đến cây con 2–3 lá, mặn trên 3,4 dS/m giảm tỷ lệ sống, mặn 6 dS/m cản trở thụ phấn và vào chắc hạt. Aslam và cộng sự (1993) và Sharma (1984) chứng minh mối quan hệ nghịch giữa hàm lượng tích lũy Na+, Cl-, P trong mô và sinh trưởng của chồi, khẳng định tính chống chịu phụ thuộc vào cơ chế hấp thu chọn lọc giữ lại K+ và loại trừ Na+.
  • Chọn tạo giống lúa chịu mặn tại Việt Nam: Các giống chịu mặn được đưa vào sản xuất trước đây gồm BT7, Xi12, X20, X21, X19, BM9874, BM9830. Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu Long phát triển các giống OM6677, OM5464, OM5629, OM8104, OM8107, OM5166, OM5451, OM4059, OM6164. Trần Thị Phương Thảo, Võ Công Thành và cộng sự (2018) thử nghiệm mặn 15 dS/m ghi nhận giống chuẩn nhiễm IR28 chết hoàn toàn (cấp 9 theo thang SES), đa số giống đạt cấp 5, giống D1-1 đạt cấp 3.
  • Biện pháp kỹ thuật (thời vụ và dinh dưỡng khoáng): Nguyễn Thị Lẫm (1994) xác định để đạt năng suất 50 tạ/ha/vụ cần bón 100–120 kg N/ha kết hợp cân đối P và K. Hoàng Thị Thái Hòa và cộng sự (2013) chứng minh bón đủ kali giúp giảm tỷ lệ lép 30–57% và tăng khối lượng hạt 12–13%. Vũ Hữu Yêm (1998) và Lê Văn Căn (1964) nhấn mạnh giải pháp cải tạo độ chua, bón đủ kali và bón lót lân sớm đối với đất mặn.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Mặc dù đã có nhiều giống lúa chịu mặn cho vùng Đồng bằng sông Cửu Long, vùng ven biển Bắc Trung Bộ, đặc biệt là tỉnh Thanh Hóa, vẫn thiếu hoàn toàn bộ giống chịu mặn thích hợp được khảo nghiệm tại chỗ. Bên cạnh đó, các nghiên cứu nông học trước đây chưa định lượng được liều lượng bón cân đối N-P-K kết hợp vôi bột và phân hữu cơ trên nền đất mặn ven biển Thanh Hóa, cũng như chưa xác lập khung thời vụ gieo cấy né thời điểm độ mặn nước tưới và đất lên cao nhất trong năm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung phân tích và cơ sở lý thuyết

  • Lý thuyết về stress mặn ở thực vật: Mặn tác động lên cây trồng qua ba cơ chế: áp suất thẩm thấu tăng cản trở hút nước (gây hạn sinh lý khi áp suất thẩm thấu dung dịch vượt 40 atm); độc tính ion do thừa Na+ và Cl- gây rối loạn enzyme, phân hủy chất hữu cơ, tăng hô hấp hao tổn vật chất; tác động đối kháng làm giảm hấp thu các cation dinh dưỡng K+ và Ca2+.
  • Khung phân loại độ mặn đất: Luận án áp dụng tiêu chuẩn kết hợp giữa tổng số muối tan và nồng độ anion Cl- trong đất:
Phân loại độ mặn Tổng số muối tan trong đất (%) Hàm lượng Cl- trong đất (%)
Đất rất mặn > 1,000 > 0,25
Đất mặn 0,50 – 1,00 0,15 – 0,25
Đất mặn trung bình 0,25 – 0,50 0,05 – 0,15
Đất mặn ít < 0,25 < 0,05
  • Chỉ thị phân tử và tính trạng đích: 20 dòng nghiên cứu mang đoạn nhiễm sắc thể chứa QTL Saltol bắt nguồn từ giống cho FL478, kiểm soát tính trạng điều hòa ion Na+/K+ ở giai đoạn mạ, được chuyển vào nền di truyền giống Bắc Thơm 7.

Phương pháp nghiên cứu thực tế

Luận án kết hợp phương pháp điều tra xã hội học nông nghiệp, thí nghiệm nhà lưới nhân tạo và thực nghiệm đồng ruộng:

1. Điều tra hiện trạng nông hộ

  • Thu thập thứ cấp: Tổng hợp số liệu khí tượng, thủy văn, thống kê diện tích canh tác, báo cáo diện tích nhiễm mặn của Sở Nông nghiệp và PTNT tỉnh Thanh Hóa từ 2014 đến 2018.
  • Thu thập sơ cấp: Phỏng vấn bán cấu trúc qua phiếu điều tra nông hộ năm 2017 tại 3 xã thuộc 3 huyện: Nga Thái (Nga Sơn), Hoằng Trường (Hoằng Hóa) và Quảng Nham (Quảng Xương). Quy mô: 10 hộ/xã có kinh nghiệm canh tác trên 5 năm trên đất nhiễm mặn (tổng số 30 hộ). Xử lý số liệu bằng thống kê mô tả.

2. Thí nghiệm tuyển chọn đồng ruộng (Thí nghiệm 1)

  • Bố trí thí nghiệm theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCB), 3 lần nhắc lại, 20 công thức giống (19 dòng HL và đối chứng BT7).
  • Diện tích ô thí nghiệm: 10,0 m2 (2,5 m x 4,0 m), tổng diện tích thí nghiệm 600 m2/điểm.
  • Thực hiện trong vụ đông xuân 2017 (gieo mạ 07/01, cấy mạ 3,5–4,0 lá) và hè thu 2017 (gieo 08/06, cấy mạ 3,5–4,0 lá) tại cả 3 địa điểm (Nga Sơn, Hoằng Hóa, Quảng Xương).
  • Mật độ cấy: 35 khóm/m2, 2–3 dảnh/khóm.
  • Phân bón vụ đông xuân: 8 tấn phân chuồng + 450 kg vôi bột + 100 kg N + 90 kg P2O5 + 90 kg K2O/ha. Vụ hè thu giảm lượng đạm xuống 90 kg N/ha.

3. Đánh giá khả năng chịu mặn trong điều kiện nhân tạo (Thí nghiệm 2)

  • Phương pháp thanh lọc mặn nhân tạo ở giai đoạn mạ trên môi trường dinh dưỡng Yoshida 1x (pH 4,7–5,0) theo tiêu chuẩn IRRI. Hạt ủ mầm 1,0 mm đặt vào tấm xốp trong chậu nhựa 18 lít, gieo 6 ô/dòng, 5 hạt/ô, 3 lần lặp (tỉa giữ 3 cây khỏe sau 3 ngày).
  • Xử lý mặn khi mạ 3 lá thật (khoảng 20 ngày sau gieo): bắt đầu với nồng độ NaCl 3‰ (1/2 liều) trong 4 ngày, sau đó tăng lên nồng độ mặn đủ 6‰. Đánh giá mức độ chịu mặn theo thang điểm chuẩn SES (Standard Evaluation System) của IRRI khi giống đối chứng nhiễm IR29 đạt điểm 7 hoặc sau xử lý mặn 15–20 ngày.

4. Thí nghiệm biện pháp kỹ thuật và xây dựng mô hình

  • Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ gieo cấy (vụ đông xuân và hè thu 2019) đối với giống SHPT15.
  • Nghiên cứu tương tác giữa mật độ cấy (khóm/m2) và liều lượng phân bón (N, P2O5, K2O, vôi bột, phân chuồng) tại 3 huyện trong năm 2019.
  • Xây dựng mô hình sản xuất thử nghiệm giống SHPT15 tại 3 huyện ven biển trong vụ đông xuân năm 2020.
  • Phương pháp theo dõi nông học áp dụng theo QCVN 01-55:2011/BNNPTNT; đánh giá độ ổn định năng suất qua mô hình hồi quy với chỉ số môi trường; hạch toán hiệu quả kinh tế dựa trên tỷ suất cận biên (MBCR).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu và cơ sở khoa học của đề tài

Chương 1 phân tích cơ sở lý thuyết về biến đổi khí hậu, bản chất đất mặn, sinh lý chịu mặn của cây lúa, đồng thời tổng hợp thực trạng sản xuất tại địa bàn nghiên cứu qua hệ thống số liệu thứ cấp:

  • Đất mặn hình thành do tích tụ muối khoáng tự nhiên (vùng khô hạn) hoặc do xâm nhập triều (vùng duyên hải). Các ion Na+ và Cl- chi phối độ dẫn điện, làm thay đổi cấu trúc vật lý đất (tỷ lệ sét 50–60%, đất dẻo dính khi ướt, nứt nẻ rắn chắc khi khô, thấm nước kém).
  • Tại Thanh Hóa, nhiệt độ trung bình 10 năm tăng 1,62°C, mực nước biển tăng 15 cm. Xâm nhập mặn tác động trực tiếp đến diện tích và năng suất lúa qua các năm:
Chỉ tiêu thống kê 2014 2015 2016 2017 2018
Tổng diện tích lúa cả năm (ha) 85.323 87.729 88.548 87.904 87.396
Diện tích lúa bị nhiễm mặn (ha) 3.200 3.500 3.750 5.932 7.816
Tỷ lệ diện tích nhiễm mặn cả năm (%) 3,8 4,0 4,2 6,7 8,9
Tỷ lệ nhiễm mặn vụ hè thu (%) 7,4 7,8 8,3 13,2 17,8
Năng suất lúa trung bình tỉnh (tấn/ha) 4,8 4,8 5,1 5,0 5,3
Năng suất trên đất nhiễm mặn (tấn/ha) 2,9 2,8 2,5 2,6 2,7
Năng suất thiệt hại do mặn (tấn/ha) 1,1 1,7 2,0 2,2 1,9
Tỷ lệ thiệt hại năng suất (%) 27,0 37,2 41,9 46,2 42,4
  • Phân bố diện tích đất lúa nhiễm mặn năm 2018 tập trung nặng nhất ở huyện Hậu Lộc (3.827 ha, chiếm 33,1% diện tích lúa cả năm), Hoằng Hóa (2.258 ha, chiếm 29,1%), Nga Sơn (1.419 ha, chiếm 9,1%), Tĩnh Gia (1.369 ha, chiếm 6,7%) và Quảng Xương (143 ha, chiếm 1,8%).
  • Khung thời vụ khuyến cáo chung của tỉnh: vụ đông xuân gieo 25/12–25/01, trổ 25–31/03, thu hoạch trước 05/05; vụ hè thu gieo 15/05–10/06, trổ 05–10/08, thu hoạch trước 10/09.
  • Luận án nhận định việc áp dụng nguyên xi khung thời vụ và tập quán bón nhiều đạm, thiếu kali trên đất mặn dẫn đến suy giảm năng suất nghiêm trọng.

Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết quy cách vật liệu, địa bàn, cách thức bố trí thí nghiệm và xử lý số liệu:

  • Nguồn gốc vật liệu: 20 dòng lúa thế hệ BC2F5 gồm HL1 đến HL19 mang QTL Saltol, dòng bố mẹ FL478 và giống đối chứng Bắc Thơm 7.
  • Vật tư sử dụng: Phân chuồng ủ truyền thống (thành phần phân tích: C = 32%, N tổng số = 0,98%, P2O5 tổng số = 0,31%, K2O tổng số = 0,47%), vôi bột, phân vô cơ gồm Urê (46% N), Supe lân Văn Điển (15% P2O5), Kali Clorua (60% K2O).
  • Phương pháp điều tra 30 hộ nông dân tại xã Nga Thái, Hoằng Trường, Quảng Nham về cơ cấu giống, mật độ gieo cấy, mức phân bón và tình hình dịch hại năm 2017.
  • Thiết kế thí nghiệm đồng ruộng RCB 3 lần lặp (diện tích ô 10 m2) để đánh giá sinh trưởng, mức độ nhiễm sâu bệnh, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực thu của 20 dòng/giống tại 3 huyện trong cả 2 vụ năm 2017.
  • Phương pháp thanh lọc mặn nhân tạo bằng dung dịch Yoshida ở nồng độ mặn 6‰, chấm điểm theo thang SES của IRRI.
  • Thiết kế thí nghiệm thời vụ, liều lượng phân bón và mật độ cấy năm 2019 cho giống ưu tú; quy mô mô hình sản xuất thử nghiệm năm 2020.
  • Phương pháp hạch toán kinh tế (tính chi phí vật tư, công lao động, tổng thu, lãi thuần và tỷ suất lợi nhuận biên MBCR). Xử lý số liệu bằng các thuật toán thống kê mô tả, phân tích phương sai ANOVA và hồi quy độ ổn định năng suất.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm đạt được:

  • Hiện trạng sản xuất lúa vùng ven biển: Điều tra nông hộ cho thấy tập quán canh tác tại vùng đất mặn còn hạn chế. Nông dân chủ yếu gieo cấy giống mẫn cảm với mặn, bón thừa đạm vô cơ, bón rất ít kali hoặc không bón vôi để giải phóng độc chất Na+. Điều kiện thời tiết các năm 2017–2020 có nền nhiệt cao và lượng mưa phân bố không đều, làm tăng độ mặn dung dịch đất trong các thời kỳ nhạy cảm của lúa.
  • Kết quả khảo nghiệm tuyển chọn giống: Qua 4 vụ khảo nghiệm đồng ruộng tại Nga Sơn, Hoằng Hóa và Quảng Xương, dòng lúa HL15 (được đặt tên là SHPT15) thể hiện đặc tính nông sinh học vượt trội: thời gian sinh trưởng phù hợp với cơ cấu mùa vụ địa phương, chiều cao cây cân đối, khả năng đẻ nhánh khá, mức độ chống chịu sâu bệnh hại chính (rầy nâu, đạo ôn, bạc lá) ở mức khá đến tốt.
  • Độ ổn định năng suất: Phân tích tham số hồi quy năng suất thực thu theo chỉ số môi trường qua các mùa vụ và địa điểm xác nhận giống SHPT15 có tính ổn định cao, phản ứng tích cực với điều kiện thâm canh trên đất nhiễm mặn. Năng suất thực thu trung bình của SHPT15 đạt 57,0 tạ/ha trong vụ đông xuân và 55,0 tạ/ha trong vụ hè thu, cao hơn đối chứng Bắc Thơm 7 từ 15% đến 25%.
  • Khả năng chịu mặn nhân tạo: Trong môi trường dinh dưỡng Yoshida nồng độ NaCl 6‰, sau 15–20 ngày xử lý, dòng HL15 (SHPT15) duy trì tỷ lệ sống cao, chóp lá ít khô cháy, điểm SES đạt cấp chống chịu tốt so với đối chứng IR29 bị chết hoàn toàn (cấp 7–9).
  • Xác định biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống SHPT15:
    • Thời vụ: Vụ đông xuân thích hợp nhất là gieo mạ ngày 07/01, cấy ngày 27/01 (tránh được đợt rét nàng Bân khi trổ và né thời kỳ mặn xâm nhập đỉnh điểm vào tháng 3–4); vụ hè thu gieo mạ ngày 08/06, cấy ngày 23/06 (giúp lúa trổ bông vào đầu tháng 8, thu hoạch an toàn trước mùa mưa bão tháng 9).
    • Mật độ cấy: Mật độ tối ưu là 35–40 khóm/m2, cấy 2–3 dảnh/khóm, đảm bảo số bông hữu hiệu/m2 cao mà không làm tăng mức độ nhiễm bệnh đạo ôn và bạc lá.
    • Phân bón: Vụ đông xuân lượng bón thích hợp trên 1 ha là: 10 tấn phân chuồng + 100 kg N + 90 kg P2O5 + 80 kg K2O + 450 kg vôi bột. Vụ hè thu giảm 10% lượng phân vô cơ (đặc biệt là đạm) so với vụ đông xuân để hạn chế đổ ngã và áp lực dịch hại.
  • Kết quả mô hình sản xuất thử nghiệm (vụ đông xuân 2020): Triển khai tại 3 huyện Nga Sơn, Quảng Xương và Hoằng Hóa cho thấy giống SHPT15 đạt năng suất bình quân từ 56,5 đến 57,8 tạ/ha, cao hơn các giống đại trà 8,0–11,5 tạ/ha. Hạch toán kinh tế khẳng định mô hình đem lại lãi thuần cao hơn sản xuất đại trà từ 5,2 đến 7,8 triệu đồng/ha, chỉ số MBCR đạt mức hiệu quả đầu tư cao.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt học thuật và thực tiễn

Căn cứ phần "Những đóng góp mới của luận án", công trình đã xác lập hai đóng góp cụ thể:

  1. Xác định được giống lúa chịu mặn SHPT15 (dòng HL15 mang QTL Saltol ở trạng thái đồng hợp tử) có khả năng thích nghi và đạt độ ổn định năng suất cao trong điều kiện đất nhiễm mặn ven biển tỉnh Thanh Hóa. Năng suất thực thu trung bình đạt 57,0 tạ/ha trong vụ đông xuân và 55,0 tạ/ha trong vụ hè thu, vượt trội so với các giống lúa truyền thống tại địa phương.
  2. Xác định được các thông số kỹ thuật then chốt để xây dựng quy trình canh tác hoàn chỉnh cho giống lúa SHPT15 trên đất nhiễm mặn ven biển:
    • Thời vụ gieo cấy: Vụ đông xuân gieo mạ ngày 07/01, cấy ngày 27/01; vụ hè thu gieo mạ ngày 08/06, cấy ngày 23/06.
    • Mật độ cấy: 35–40 khóm/m2, cấy 02–03 dảnh/khóm.
    • Liều lượng phân bón: Vụ đông xuân bón 10 tấn phân chuồng + 100 kg N + 90 kg P2O5 + 80 kg K2O + 450 kg vôi bột trên 1 ha; vụ hè thu giảm 10% lượng phân bón vô cơ so với vụ đông xuân.

Đề xuất giải pháp kỹ thuật

Luận án đã ban hành bản hướng dẫn quy trình kỹ thuật sản xuất lúa chịu mặn cho vùng đất nhiễm mặn ven biển tỉnh Thanh Hóa (trình bày tại Phụ lục 9), khuyến nghị các địa phương ven biển chuyển đổi cơ cấu giống từ các giống thuần mẫn cảm sang giống SHPT15, áp dụng đồng bộ việc bón vôi bột khử mặn và tăng cường phân kali nhằm kích hoạt cơ chế kháng sinh lý của cây lúa.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

  • Địa bàn khảo nghiệm thực địa mới chỉ tập trung tại 3 huyện (Nga Sơn, Hoằng Hóa, Quảng Xương), chưa bao phủ hết các tiểu vùng sinh thái nhiễm mặn khác như huyện Hậu Lộc (huyện có diện tích nhiễm mặn lớn nhất tỉnh) hay thị xã Nghi Sơn (huyện Tĩnh Gia cũ).
  • Bộ vật liệu khởi đầu chỉ tập trung vào 20 dòng/giống mang QTL Saltol trên nền di truyền giống Bắc Thơm 7, chưa mở rộng sang các dòng mang các QTL chịu ngập (Sub1) hoặc chịu hạn kết hợp.
  • Nguồn phân hữu cơ trong nghiên cứu chủ yếu dựa vào phân chuồng ủ truyền thống, vốn đang ngày càng khan hiếm tại nông thôn ven biển.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Mở rộng khảo nghiệm và hoàn thiện quy trình canh tác cho giống SHPT15 tại các vùng đất mặn thuộc huyện Hậu Lộc và thị xã Nghi Sơn.
  • Thử nghiệm các dạng phân bón hữu cơ vi sinh, phân hữu cơ khoáng thương phẩm thay thế phân chuồng truyền thống nhằm chuẩn hóa quy trình thâm canh.
  • Tiếp tục theo dõi phản ứng của giống SHPT15 trước sự biến động độ mặn cực đoan của nguồn nước tưới và sự xuất hiện của các nòi sâu bệnh hại mới trong bối cảnh biến đổi khí hậu tiếp diễn.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

  • Nghiên cứu sinh và cán bộ chọn tạo giống cây trồng: Tham khảo phương pháp thanh lọc mặn nhân tạo bằng dung dịch dinh dưỡng Yoshida 1x ở nồng độ NaCl 6‰ theo thang điểm SES của IRRI; phương pháp đánh giá tương tác kiểu gen và môi trường (GxE) để xác định độ ổn định năng suất của các dòng mang chỉ thị phân tử.
  • Giảng viên và học viên chuyên ngành Khoa học cây trồng, Nông học: Sử dụng các dẫn liệu thực nghiệm về cơ chế trao đổi ion Na+/K+, ảnh hưởng của mặn đến các chỉ tiêu sinh lý, hóa sinh và năng suất cây lúa làm bài giảng chuyên đề.
  • Cán bộ khuyến nông và nhà quản lý nông nghiệp tỉnh Thanh Hóa: Ứng dụng quy trình kỹ thuật canh tác (thời vụ né mặn, mật độ 35–40 khóm/m2, công thức phân bón bổ sung vôi và kali) để chỉ đạo sản xuất mùa vụ tại các vùng ven biển đang chịu ảnh hưởng bởi xâm nhập mặn.

Câu hỏi thường gặp

1. Nguồn gốc di truyền của 20 dòng lúa thí nghiệm trong luận án từ đâu?

20 dòng/giống lúa thí nghiệm (ký hiệu HL1 đến HL19) mang QTL Saltol ở trạng thái đồng hợp tử thuộc thế hệ chọn tạo BC2F5, được tạo ra từ tổ hợp lai giữa giống lúa thuần Bắc Thơm số 7 và dòng FL478 (vật liệu cho gen nhập nội từ Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế - IRRI), do Viện Di truyền Nông nghiệp cung cấp. Giống đối chứng là giống lúa thuần Bắc Thơm số 7.

2. Thiệt hại do xâm nhập mặn đối với sản xuất lúa tại Thanh Hóa giai đoạn 2014–2018 diễn ra như thế nào?

Theo số liệu thống kê của Sở Nông nghiệp và PTNT Thanh Hóa, diện tích lúa nhiễm mặn tăng từ 3.200 ha (năm 2014) lên 7.816 ha (năm 2018). Năng suất lúa trên chân đất nhiễm mặn sụt giảm chỉ còn 2,5–2,9 tấn/ha (so với năng suất trung bình toàn tỉnh đạt 4,8–5,3 tấn/ha). Mức độ thiệt hại năng suất dao động từ 1,1 đến 2,2 tấn/ha, tương ứng với tỷ lệ tổn thất 27,0% đến 46,2%. Riêng năm 2014 có 198 ha lúa bị mất trắng hoàn toàn do mặn.

3. Giống lúa nào được tuyển chọn từ các thí nghiệm và năng suất đạt bao nhiêu?

Giống lúa được tuyển chọn là dòng HL15 (được định danh là giống SHPT15). Giống này có khả năng chịu mặn ở giai đoạn mạ tốt trong dung dịch Yoshida 6‰, sinh trưởng tốt trên đồng ruộng nhiễm mặn, chống chịu sâu bệnh khá và có năng suất thực thu trung bình đạt 57,0 tạ/ha trong vụ đông xuân và 55,0 tạ/ha trong vụ hè thu tại các điểm thí nghiệm.

4. Quy trình kỹ thuật canh tác khuyến cáo cho giống SHPT15 bao gồm các thông số nào?

Quy trình canh tác gồm:

  • Thời vụ: Vụ đông xuân gieo mạ ngày 07/01, cấy ngày 27/01 (tuổi mạ 3,5–4,0 lá); vụ hè thu gieo mạ ngày 08/06, cấy ngày 23/06.
  • Mật độ: Cấy 35–40 khóm/m2, mỗi khóm cấy 2–3 dảnh.
  • Phân bón: Vụ đông xuân bón 10 tấn phân chuồng + 100 kg N + 90 kg P2O5 + 80 kg K2O + 450 kg vôi bột cho 1 ha. Vụ hè thu giảm 10% lượng phân vô cơ so với vụ đông xuân.

5. Phương pháp thanh lọc mặn nhân tạo giai đoạn mạ được thực hiện theo quy chuẩn kỹ thuật nào?

Phương pháp thanh lọc mặn thực hiện trên môi trường dung dịch thủy canh Yoshida 1x với pH điều chỉnh 4,7–5,0 theo hướng dẫn của IRRI. Cây mạ được xử lý mặn khi đạt 3 lá thật (khoảng 20 ngày sau gieo): 4 ngày đầu dùng nồng độ NaCl 3‰, sau đó nâng lên nồng độ mặn chuẩn 6‰. Mức độ chống chịu được đánh giá theo thang điểm SES của IRRI khi giống đối chứng nhiễm IR29 bắt đầu chết (điểm 7) hoặc sau 15–20 ngày gây mặn.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Đỗ Thị Thảo đã giải quyết vấn đề thực tiễn cấp bách của sản xuất lúa trên đất nhiễm mặn ven biển tỉnh Thanh Hóa thông qua cách tiếp cận thực nghiệm nông học bài bản. Đề tài đã tuyển chọn thành công giống lúa chịu mặn SHPT15 mang QTL Saltol, đạt năng suất trung bình 55,0–57,0 tạ/ha và độ ổn định cao qua nhiều mùa vụ canh tác. Đồng thời, công trình đã xác lập hoàn chỉnh quy trình kỹ thuật đồng bộ về thời vụ né mặn, mật độ cấy và liều lượng bón phân cân đối kết hợp vôi bột. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học xác thực và giải pháp kỹ thuật cụ thể nhằm duy trì diện tích canh tác lúa, nâng cao hiệu quả kinh tế và thích ứng với biến đổi khí hậu tại vùng duyên hải Bắc Trung Bộ.