MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết Tình hình biến đổi khí hậu hiện nay diễn ra ngày càng phức tạp. Lượng khí nhà kính CO2 tăng lên 28% từ năm 1975 đến nay (IPCC, 2001), làm cho nhiệt độ trái đất tăng cao, ngập lụt vào mùa mưa và hạn hán vào mùa khô ngày càng nghiêm trọng. Việt Nam có hai vùng sản xuất lúa chính là Đồng bằng sông Cửu Long (51%) và Đồng bằng sông Hồng (15%) (Pham Quang Ha và Nguyen Van Tuat, 2010). Tuy nhiên, do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, cùng với sự dâng lên của nước biển thì diện tích đất canh tác lúa của các vùng ven biển đang ngày càng thu hẹp lại.
Đồng bằng sông Cửu Long có khoảng 1,7 triệu ha (chiếm khoảng 45% diện tích) chịu ảnh hưởng của nước mặn (Reiner và ctv. Việc chọn giống lúa có khả năng chống chịu mặn được cho là cách làm hữu hiệu và có kinh tế để thích ứng với điều kiện biến đổi khí hậu hiện nay. Trong khi đất nhiễm mặn là một trong những yếu tố môi trường ảnh hưởng nặng đến năng suất cây trồng, vì hầu hết các loại cây trồng đều bị ảnh hưởng bởi nồng độ cao của muối trong đất. Lúa là cây lương thực rất mẫn cảm với môi trường mặn (Ashraf, 2009).
Mặn gây ra những chịu chứng chính cho cây lúa như: sinh trưởng của cây bị ức chế, số chồi thấp, rễ kém phát triển, lá cuộn lại hay đầu lá trắng xuất hiện cùng cháy chóp lá, số hạt trên bông thấp, năng suất hạt giảm (IRRI, 2000). Sự gia tăng nồng độ muối cũng sẽ làm giảm trọng lượng khô của cây, khả năng hấp thu dưỡng chất và năng suất hạt lúa (Zelensky, 1999). Do cây lúa trồng trong đất mặn phải đối mặt với stress thẩm thấu cao, nồng độ cao của các ion độc như Na+ và Cl- mà cuối cùng gây ra sự giảm sinh trưởng (Martinez and Lauchli, 1993). Bên cạnh những thành tựu mà phương pháp lai tạo truyền thống mang lại thì phương pháp xử lý đột biến cũng đã có những thành tựu vượt bậc (Mba và ctv.
Kết quả chọn tạo giống do tác nhân vật lý mang lại thì sự lợi ích của tác nhân hóa học cũng được biết đến. Một trong những hóa chất được sử dụng để gây đột biến ở cả động vật và thực vật là 2,4- Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) (Pavlica và ctv., 1991; Ateeq và ctv.2 Mục tiêu nghiên cứu Chọn tạo ra giống lúa đột biến mới có khả năng chống chịu mặn 12,5- 15,6 dS/m ở giai đoạn mạ, thời gian sinh trưởng ngắn (100-120 ngày) phù hợp cho mô hình lúa-tôm.3 Nội dung nghiên cứu 13 Tạo dòng đột biến ngắn ngày chịu mặn bằng cách xử lý đột biến giống lúa Nàng Quớt Biển bằng hóa chất 2,4-D. Nhân chọn dòng lúa đột biến ngắn ngày (100-120 ngày), đánh giá khả năng chống chịu mặn, khả năng kháng rầy nâu, các chỉ tiêu nông học và phẩm chất của các dòng đột biến đến thế hệ M4. Tìm hiểu khả năng thích nghi của cây lúa thông qua sự biến đổi cấu trúc ở lá và rễ.
Khảo nghiệm cơ bản các giống/dòng lúa đột biến chống chịu mặn trong mô hình canh tác lúa-tôm tại vùng đất nhiễm mặn thuộc huyện Cần Đước, tỉnh Long An và và huyện Phú Tân, tỉnh Cà Mau.4 Ý nghĩa khoa học của luận án Chọn tạo được giống đột biến mới có thời gian sinh trưởng ngắn, chống chịu mặn thích hợp cho vùng canh tác lúa-tôm. Bên cạnh đó, tìm hiểu khả năng thay đổi cấu trúc tế bào để thích nghi với môi trường mặn.5 Ý nghĩa thực tiễn của luận án Cung cấp nguồn vật liệu để tiếp tục chọn tạo giống lúa có khả năng thích nghi cho vùng trồng lúa-tôm ven biển Đồng bằng sông Cửu Long. 14 CHƢƠNG 2 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu chung về vùng nghiên cứu 2.1 Đặc điểm chung của tỉnh Long An 2.1 Vị trí địa lý Tỉnh Long An nằm ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) và chiếm 8,74% diện tích của ĐBSCL. Tọa độ địa lý: 105o30'30'' đến 106o47'02'' kinh độ Đông và 10o23'40'' đến 110o2'00'' vĩ độ Bắc.
Long An được hưởng nguồn nước của hai hệ thống sông Mekong và sông Đồng Nai. Tỉnh Long An có hai vùng canh tác lúa chính là vùng Đồng Tháp Mười và vùng Hạ. Các huyện Cần Giuộc, Cần Đước, Châu Thành, Tân Trụ là các huyện thuộc vùng Hạ của tỉnh Long An. Bốn huyện này nằm liền kề nhau, địa hình thấp, gần với cửa biển, có nhiều điểm tương đồng về điều kiện tự nhiên giữa các huyện.
Vùng Hạ có hệ thống đê bao khép kín nên hạn chế được lũ lụt, có thể canh tác 2-3 vụ lúa/năm. Tuy nhiên, huyện Cần Giuộc và huyện Cần Đước nằm gần cửa sông hơn so với hai huyện còn lại nên tình hình nhiễm mặn đã diễn ra nghiêm trọng hơn. Về vị trí địa lý, vùng Hạ nằm ở phía Đông của tỉnh Long An, phía Bắc và phía Đông giáp với thành phố Hồ Chí Minh, phía Tây giáp các huyện Bến Lức và thành phố Tân An của cùng tỉnh, phía Nam giáp với các huyện Gò Công, Chợ Gạo của tỉnh Tiền Giang.1: Bản đồ hành chính tỉnh Long An 15 2.2 Đặc trưng về khí hậu Khí hậu vùng Hạ có đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo và chia làm hai mùa rõ rệt. Ngoài các yếu tố nhiệt độ, ánh sáng và mưa thì các yếu tố khác như ẩm độ, lượng nước bốc hơi,… ít ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp.
Ánh sáng và nhiệt độ Ánh sáng là nguồn năng lượng quan trọng cho cây quang hợp. Chế độ nắng khá dồi dào, trung bình 2.700 giờ/năm, từ 7-8 giờ/ngày. Số giờ nắng trung bình nhiều nhất vào các tháng đầu mùa mưa (tháng 1, 2, 3), ít nắng nhất vào các tháng giữa mùa mưa (tháng 7, 8, 9). Long An nằm trong nội chí tuyến Bắc bán cầu, cận xích đạo cho nên có nhiệt độ trung bình hàng tháng khá cao (27-28oC) và tương đối ổn định trong năm.
Nhiệt độ cao nhất trong năm vào tháng 4 (31-32°C) và nhiệt độ thấp nhất vào tháng 1 (25,4°C). Mưa Tổng lượng mưa trung bình nhiều năm khoảng 1.900 mm/năm, tập trung vào các tháng 6, 7, 8, 9 và 10, chiếm khoảng 90% lượng nước mưa (khoảng 1. Lượng mưa phân bố không đều trong năm: mùa mưa chiếm 85-90% lượng mưa cả năm. Trong mùa mưa, hầu như mưa chỉ tập trung cao nhất vào tháng 6, giảm dần vào tháng 7 và tháng 8, sau đó mưa nhiều trở lại vào tháng 9 và tháng 10, lượng mưa giảm nhanh vào tháng 11.
Từ tháng 9 đến tháng 10 có lượng mưa lớn trùng với mùa lũ nên thường xảy ra ngập úng. Vào mùa khô, lượng mưa thấp, mưa ít nhất vào các tháng 2 và 3, vào thời điểm này hầu như không có mưa. Lượng nước bốc hơi ngược lại, cao ở mùa khô, làm đất bị nứt nẻ và tình trạng nhiễm mặn càng thêm phức tạp. Tình trạng khô hạn cũng tác động đến quá trình oxy-hóa các vùng đất phèn, dẫn đến diện tích đất phèn hoạt động cũng tăng mạnh.3 Đặc điểm đất mặn ở tỉnh Long An Tỉnh Long An có 7 nhóm đất chính và chi tiết thành 15 đơn vị bản đồ đất (Bảng 2.
Số lượng quỹ đất đáng lưu ý là hai nhóm đất phèn và đất xám, có quy mô lớn nhất sau đó đến đất phù sa, còn lại đất cát, đất mặn. Đất mặn có khoảng 4.080 ha (0,91%), chủ yếu phân bố ở huyện gần biển Cần Đước, Cần Giuộc và dọc theo sông Vàm Cỏ. Đất chịu ảnh hưởng của mặn được phân chia ra các đơn vị bản đồ như sau: + Đất mặn nhiều: chiếm khoảng 182 ha (4,46% nhóm đất mặn). Đất bị mặn thời kỳ dài trong năm với độ mặn cao do thủy triều hoặc do đưa nước mặn vào nuôi tôm.
+ Đất mặn trung bình: có diện tích khoảng 1.916 ha (46,96% nhóm đất mặn), phân bố ở nơi có địa hình thấp ven sông. Đất có hàm lượng muối cao vào mùa khô. 16 + Đất mặn ít: khoảng 1. Đất bị ảnh hưởng mặn ít, trong một thời gian ngắn vào mùa khô.1: Các loại đất ở tỉnh Long An Tên đất Ký hiệu Diện tích Tỷ lệ tên đất (ha) (%) I.
Đất cát giồng Cz 111 0,02 II. Đất mặn nhiều Mn 182 0,04 3. Đất mặn trung bình M 1. Đất mặn ít Mi 1.
Đất phèn tiềm tàng 52. Đất phèn tiềm tàng sâu-mặn trung bình Sp2M 16. Đất phèn tiềm tàng nông Sp1 16. Đất phèn tiềm tàng sâu Sp2 19.
Đất phèn hoạt động 156. Đất phèn hoạt động sâu-mặn trung bình Sj2M 1. Đất phèn hoạt động nông Sj1 48. Đất phèn hoạt động sâu Sj2 106.
Đất phù sa 74. Đất phù sa gley của hệ thống sông khác Pg 9. Đất phù sa có tầng loang lổ của hệ thống Pf 64. Đất lầy và than bùn 174 0,04 13.
Đất than bùn phèn Ts 174 0,04 VI. Đất xám trên phù sa cổ X 71. Đất xám gley Xg 23.036 12,25 Sông rạch Sông 12.147 100,00 Nguồn: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2003) Đặc điểm hình thái phẫu diện đất mặn Đất mặn có hình thái phẫu diện khá đặc trưng, tầng sâu trên 50 cm thường có màu nâu tím nhạt do ảnh hưởng mặn. Thành phần cơ giới trung bình và cấu trúc yếu.
Đất mặn nặng: Đất còn non trẻ, do mức độ phân hóa phẫu diện chưa cao, thường có kiểu hình thái phẫu diện A, C hoặc đã hình thành tầng (Bt) với các đốm vệt nâu rỉ. Tầng A khá dày (20-35 cm), mức độ thành thục trung bình, thành phần cơ giới bùn sét lẫn cát mịn, không có cấu trúc, tiêu thoát 17 nước nhanh. Tầng C hiện diện nông (độ sâu 50-60 cm) thường có màu nâu xám hơi tím lẫn vệt cát biển mịn màu xám hay xám đen. Đất mặn trung bình và mặn ít: Mức độ đất phát triển rõ hơn; có kiểu hình thái phẫu diện A, B, C; nền đất thuần thục.
Tầng A bị xáo trộn do canh tác lúa (Ap), có màu nâu sẫm, giàu hữu cơ hơn các tầng sâu, tầng mặt đất thường bị nứt nẻ khi khô. Đặc điểm lý hóa các loại đất mặn Đất mặn có pHH2O khá cao ở tầng mặt (pHH2O=7,4-8) và thấp hơn ở tầng dưới sâu (pHH2O=6,8-7,5). Giá trị pH đo được khi oxy-hóa đất bằng H2O2 không chênh lệch nhiều so với pHH2O (∆pH<1,2). Ở một số phẫu diện đất có sự hạ thấp pH ở các tầng đất sâu trên 80 cm do có lẫn các chất hữu cơ bán phân hủy.
Các loại đất mặn trong tỉnh đều có hàm lượng chất hữu cơ khá cao, mức độ phân hủy chậm, các chất đạm, các chất tổng số ở mức trung bình đến giàu nhưng chất dễ tiêu thì ở mức nghèo đến trung bình, thành phần cơ giới thịt nặng đến sét.