Nghiên cứu giống lúa chịu mặn tại Quảng Nam

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu khảo nghiệm một số giống lúa chịu mặn tại quảng nam, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp hoàn thiện trong lĩnh vực .

• Tác giả: Võ Thị Nhung
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Thị Lệ
• Trường học: Đại học Huế
• Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
• Đề tài: Khảo Nghiệm Một Số Giống Lúa Chịu Mặn Tại Quảng Nam
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Huế

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• 1. MỤC LỤC
• 2. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• 3. DANH MỤC BẢNG BIỂU
• 4. DANH MỤC HÌNH ẢNH
• 5. MỞ ĐẦU
• 5.1. Mục đích của đề tài
• 5.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• 5.2.1. Ý nghĩa khoa học
• 5.2.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 6. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 6.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 6.1.1. Đất nhiễm mặn
• 6.1.2. Ảnh hưởng của mặn đến sinh trưởng, phát triển của cây lúa
• 6.1.3. Khả năng chống chịu mặn của cây lúa
• 6.2. CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 6.2.1. Tình hình nhiễm mặn ở Việt Nam và Quảng Nam
• 6.2.2. Tình hình nghiên cứu các giống lúa chịu mặn trên thế giới và ở Việt Nam
• 6.3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 6.3.1. PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 6.3.1.1. Phạm vi nghiên cứu
• 6.3.1.2. Đối tượng nghiên cứu
• 6.3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 6.3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 6.3.4. Địa điểm tiến hành thí nghiệm
• 6.3.5. Bố trí thí nghiệm
• 6.3.6. Quy trình kỹ thuật áp dụng
• 6.4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 6.4.1. KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG CỦA CÂY MẠ
• 6.4.2. THỜI GIAN SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC GIỐNG LÚA THÍ NGHIỆM
• 6.4.3. QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG CỦA CÁC GIỐNG LÚA THÍ NGHIỆM
• 6.4.3.1. Động thái tăng trưởng chiều cao của các giống lúa thí nghiệm
• 6.4.3.2. Khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm
• 6.4.4. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU MẶN CỦA CÁC GIỐNG LÚA THÍ NGHIỆM
• 6.4.4.1. Diễn biến độ mặn ở khu ruộng thí nghiệm
• 6.4.4.2. Khả năng chịu mặn của các giống lúa thí nghiệm
• 6.4.5. TÌNH HÌNH SÂU BỆNH HẠI TRÊN CÁC GIỐNG LÚA THÍ NGHIỆM
• 6.4.6. CÁC YẾU TỐ CẤU THÀNH NĂNG SUẤT VÀ NĂNG SUẤT
• 6.4.7. MỘT SỐ CHỈ TIÊU VỀ CHẤT LƯỢNG GẠO CỦA CÁC GIỐNG TRIỂN VỌNG
• 6.5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về giống lúa chịu mặn

Giống lúa chịu mặn là một trong những giải pháp quan trọng nhằm ứng phó với tình trạng đất nhiễm mặn ngày càng gia tăng tại Quảng Nam. Việc khảo nghiệm các giống lúa này không chỉ giúp nâng cao năng suất mà còn đảm bảo an ninh lương thực cho khu vực. Theo nghiên cứu, các giống lúa chịu mặn có khả năng sinh trưởng tốt trong điều kiện đất mặn, từ đó góp phần cải thiện tình hình sản xuất nông nghiệp tại địa phương. Đặc biệt, giống lúa GSR81, GSR58, GSR84 và GSR66 đã được xác định là những giống có khả năng chịu mặn tốt, năng suất cao và chất lượng gạo khá. Những giống này không chỉ phù hợp với điều kiện sinh thái của tỉnh mà còn có thể thay thế các giống lúa truyền thống có khả năng chịu mặn kém.

1.1. Tình hình nhiễm mặn tại Quảng Nam

Tình hình nhiễm mặn tại Quảng Nam đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp. Theo báo cáo, diện tích đất nhiễm mặn tại các huyện ven biển ngày càng gia tăng, gây khó khăn cho việc canh tác lúa. Đất mặn không chỉ làm giảm năng suất mà còn ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Việc nghiên cứu và phát triển các giống lúa chịu mặn là cần thiết để đảm bảo sản xuất bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

II. Phương pháp khảo nghiệm giống lúa

Phương pháp khảo nghiệm giống lúa chịu mặn được thực hiện tại xã Tam Xuân 1, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam. Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCBD) với 10 công thức, mỗi giống là 1 công thức với 3 lần nhắc lại. Diện tích ô thí nghiệm là 10 m2, đảm bảo điều kiện sinh trưởng tốt nhất cho các giống lúa. Các chỉ tiêu đánh giá bao gồm khả năng sinh trưởng, thời gian sinh trưởng, khả năng chịu mặn và năng suất. Kết quả cho thấy, các giống lúa thí nghiệm đều có khả năng sinh trưởng khỏe mạnh, đặc biệt là trong điều kiện đất mặn.

2.1. Đánh giá khả năng sinh trưởng

Khả năng sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm được đánh giá qua các chỉ tiêu như chiều cao cây, số nhánh hữu hiệu và khả năng chịu mặn. Kết quả cho thấy, tất cả các giống lúa đều có chiều cao cây trung bình từ 85,5 đến 93,5 cm, phù hợp với điều kiện thời tiết tại Quảng Nam. Đặc biệt, khả năng đẻ nhánh của các giống lúa cũng rất khả quan, với số nhánh hữu hiệu dao động từ 4,2 đến 6,5 nhánh/cây. Điều này cho thấy, các giống lúa này có tiềm năng phát triển tốt trong điều kiện đất mặn.

III. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy, bốn giống lúa GSR81, GSR58, GSR84 và GSR66 đạt năng suất thực thu cao, trên 51 tạ/ha. Các giống này không chỉ có khả năng chịu mặn tốt mà còn có chất lượng gạo cao, với hàm lượng protein và amylose phù hợp. Việc tuyển chọn các giống lúa này sẽ góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất lúa tại Quảng Nam, đồng thời giúp nông dân ứng phó tốt hơn với tình trạng nhiễm mặn. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, việc áp dụng các giống lúa chịu mặn sẽ giúp cải thiện tình hình sản xuất nông nghiệp trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

3.1. Đề xuất và khuyến nghị

Để nâng cao hiệu quả sản xuất lúa trên đất nhiễm mặn, cần tiếp tục khảo nghiệm các giống lúa chịu mặn GSR81, GSR58, GSR84 và GSR66 trong các vụ tiếp theo. Đồng thời, cần xây dựng quy trình kỹ thuật thâm canh sản xuất lúa chống chịu mặn tại tỉnh Quảng Nam. Việc này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn đảm bảo an ninh lương thực cho khu vực, góp phần phát triển nông nghiệp bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lúa là cây trồng lương thực chủ lực của Việt Nam, đóng góp quan trọng vào an ninh lương thực và xuất khẩu quốc gia. Năm 2016, Việt Nam xuất khẩu khoảng 4,8 triệu tấn gạo, trong đó tỉnh Quảng Nam chiếm hơn 56% diện tích gieo trồng cây hàng năm với 86.200 ha đất lúa. Tuy nhiên, biến đổi khí hậu đã làm gia tăng diện tích đất nhiễm mặn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất và sản lượng lúa. Theo ước tính, mực nước biển dâng có thể làm ngập khoảng 2,5% diện tích đất nông nghiệp ven biển miền Trung, gây thiệt hại lớn về kinh tế và an sinh xã hội.

Đất nhiễm mặn làm giảm khả năng hấp thu nước và dinh dưỡng của cây lúa, gây ra hiện tượng hạn sinh lý và độc tố ion, làm giảm năng suất từ 27% đến 46% tại Quảng Nam trong giai đoạn 2010-2014. Các giống lúa phổ biến hiện nay tại Quảng Nam như HT1, SV181, Thiên Ưu 8 có khả năng chịu mặn thấp, chưa đáp ứng được yêu cầu sản xuất trên đất mặn. Do đó, mục tiêu nghiên cứu là tuyển chọn một số giống lúa chịu mặn có thời gian sinh trưởng ngắn đến trung bình, năng suất cao, chất lượng gạo tốt và phù hợp với điều kiện sinh thái của tỉnh Quảng Nam trong hai vụ Đông Xuân 2016-2017 và Hè Thu 2017.

Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc đa dạng hóa bộ giống lúa chịu mặn, đồng thời cung cấp cơ sở kỹ thuật để xây dựng quy trình thâm canh thích ứng với biến đổi khí hậu. Về thực tiễn, kết quả giúp nâng cao hiệu quả sản xuất lúa trên đất nhiễm mặn, góp phần đảm bảo an ninh lương thực và tăng thu nhập cho nông dân vùng ven biển Quảng Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về đất nhiễm mặn và ảnh hưởng của mặn đến sinh trưởng cây lúa. Đất mặn được định nghĩa theo độ dẫn điện (EC) ≥ 4 dS/m, với các ion Na+, Cl- gây độc và làm giảm hấp thu các ion dinh dưỡng như K+, Ca2+. Tác động của mặn lên cây lúa bao gồm áp lực thẩm thấu, độc tố ion và giảm hấp thu dinh dưỡng, ảnh hưởng đến các giai đoạn sinh trưởng như mạ non, sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực.

Khả năng chịu mặn của cây lúa được điều chỉnh bởi cơ chế sinh lý như hạn chế hấp thu Na+, tăng hấp thu K+, điều chỉnh áp suất thẩm thấu và phân bố ion trong mô cây. Các gen liên quan đến tính chống chịu mặn như QTL “Saltol” trên nhiễm sắc thể số 1 đã được xác định và ứng dụng trong chọn tạo giống. Các chỉ tiêu đánh giá gồm chiều cao cây, số nhánh hữu hiệu, năng suất, mức độ tổn thương do mặn và sâu bệnh, cũng như chất lượng gạo (hàm lượng protein, amylose, độ bền gel).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được tiến hành tại xã Tam Xuân 1, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam, vùng đất nhiễm mặn với độ dẫn điện từ 2 đến 5 dS/m. Thí nghiệm bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCBD) với 10 giống lúa, mỗi giống 3 lần nhắc lại, diện tích mỗi ô 10 m². Mật độ cấy 50 khóm/m², cấy 1 dảnh.

Dữ liệu thu thập gồm các chỉ tiêu sinh trưởng (chiều cao, số nhánh), thời gian sinh trưởng qua các giai đoạn, khả năng chịu mặn (điểm khô đầu lá, độ cuốn lá), mức độ sâu bệnh hại, năng suất lý thuyết và thực thu, cùng các chỉ tiêu chất lượng gạo theo tiêu chuẩn quốc gia. Phân tích số liệu sử dụng phần mềm Statistix 10, phân tích phương sai và LSD0,05, biểu đồ và bảng biểu được xây dựng bằng Excel.

Thời gian nghiên cứu kéo dài qua hai vụ Đông Xuân 2016-2017 và Hè Thu 2017, với điều kiện khí hậu và độ mặn được theo dõi chi tiết để đánh giá ảnh hưởng đến sinh trưởng và năng suất của các giống lúa thí nghiệm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Khả năng sinh trưởng của cây mạ: Hầu hết các giống lúa thí nghiệm sinh trưởng khỏe mạnh trong giai đoạn mạ ở cả hai vụ. Chiều cao mạ dao động từ 27,9 đến 31,7 cm, số lá trung bình 4,0 đến 4,8 lá/cây, khả năng chịu lạnh đạt điểm 1 (màu xanh đậm), cho thấy mạ khỏe và thích nghi tốt với điều kiện thực địa.

2. Thời gian sinh trưởng và phát triển: Các giống lúa thuộc nhóm trung và ngắn ngày, phù hợp với cơ cấu mùa vụ tại Quảng Nam. Tổng thời gian sinh trưởng dao động từ khoảng 95 đến 110 ngày, giúp né tránh giai đoạn mặn cao và hạn hán.

3. Động thái tăng trưởng chiều cao và đẻ nhánh: Chiều cao cây trung bình từ 85,2 đến 93,5 cm, phù hợp với điều kiện miền Trung. Số nhánh hữu hiệu dao động từ 4,2 - 6,5 nhánh/cây vụ Đông Xuân và 3,1 - 4,9 nhánh/cây vụ Hè Thu, giảm do nền nhiệt và độ mặn cao trong vụ Hè Thu (độ mặn nước 3,4 - 3,5 dS/m).

4. Khả năng chịu mặn: Hầu hết giống lúa có khả năng chịu mặn khá tốt qua các giai đoạn, điểm khô đầu lá từ 0 đến 3. Riêng giống GSR50 và HT1 có khả năng chịu mặn kém hơn. Mức độ tổn thương mặn được đánh giá qua các chỉ số sinh lý và hình thái, phù hợp với các nghiên cứu trước đây về ảnh hưởng mặn đến cây lúa.

5. Năng suất và chất lượng gạo: Bốn giống GSR81, GSR58, GSR84 và GSR66 đạt năng suất thực thu trên 51 tạ/ha, cao hơn đáng kể so với giống đối chứng HT1. Hàm lượng protein cao nhất ở HT1 (7,44%), thấp nhất ở GSR84 (6,88%). Hàm lượng amylose thấp nhất ở GSR58 và HT1 (~16,82%), cao nhất ở GSR66 (23,22%), tương ứng với độ dẻo và mềm của cơm khi nấu.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy các giống lúa khảo nghiệm có khả năng thích nghi tốt với điều kiện đất nhiễm mặn tại Quảng Nam, đặc biệt là các giống GSR81, GSR58, GSR84 và GSR66. Sự khác biệt về số nhánh hữu hiệu giữa hai vụ phản ánh ảnh hưởng của điều kiện môi trường như nhiệt độ và độ mặn, phù hợp với các nghiên cứu về tác động mặn đến sinh trưởng lúa.

Năng suất thực thu cao của các giống này so với giống đối chứng chứng tỏ hiệu quả của việc tuyển chọn giống chịu mặn phù hợp. Chất lượng gạo cũng đáp ứng yêu cầu thị trường với độ dẻo và hàm lượng protein phù hợp. Các chỉ số sinh lý như điểm khô đầu lá và độ cuốn lá cho thấy mức độ tổn thương mặn thấp, đồng thời khả năng chống chịu sâu bệnh cũng tương đối tốt, góp phần duy trì năng suất ổn định.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ chiều cao cây, số nhánh hữu hiệu theo thời gian, bảng so sánh năng suất và chất lượng gạo giữa các giống, giúp minh họa rõ ràng sự khác biệt và ưu thế của các giống lúa chịu mặn được tuyển chọn.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tiếp tục khảo nghiệm các giống lúa GSR81, GSR58, GSR84 và GSR66 trong các vụ tiếp theo để đánh giá khách quan hơn về khả năng thích nghi và năng suất, đảm bảo tính ổn định trước khi đưa vào sản xuất đại trà. Chủ thể thực hiện: Trung tâm Khuyến nông Quảng Nam, thời gian 2-3 năm.

2. Xây dựng quy trình kỹ thuật thâm canh phù hợp với các giống lúa chịu mặn, bao gồm mật độ cấy, bón phân và quản lý nước nhằm tối ưu hóa năng suất và chất lượng. Chủ thể thực hiện: Viện Nông nghiệp địa phương, thời gian 1-2 năm.

3. Tuyên truyền, đào tạo nâng cao nhận thức cho nông dân về lợi ích và kỹ thuật canh tác giống lúa chịu mặn, giúp người dân chủ động ứng phó với biến đổi khí hậu. Chủ thể thực hiện: Sở Nông nghiệp & PTNT Quảng Nam, thời gian liên tục.

4. Phát triển hệ thống giám sát và cảnh báo độ mặn tại các vùng trồng lúa ven biển để kịp thời điều chỉnh kế hoạch sản xuất, giảm thiểu thiệt hại do mặn gây ra. Chủ thể thực hiện: Trung tâm Khí tượng Thủy văn, thời gian 1 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và chuyên gia nông nghiệp: Có thể sử dụng kết quả để phát triển các chương trình chọn tạo giống lúa chịu mặn, nghiên cứu sâu về cơ chế sinh lý và di truyền tính chống chịu mặn.

2. Cơ quan quản lý nông nghiệp và chính quyền địa phương: Áp dụng kết quả để xây dựng chính sách hỗ trợ, quy hoạch vùng sản xuất lúa chịu mặn, nâng cao hiệu quả sản xuất và an ninh lương thực.

3. Nông dân và hợp tác xã sản xuất lúa: Tham khảo để lựa chọn giống lúa phù hợp với điều kiện đất mặn, áp dụng kỹ thuật canh tác hiệu quả, tăng năng suất và thu nhập.

4. Các tổ chức phát triển nông nghiệp và khuyến nông: Sử dụng làm tài liệu đào tạo, hướng dẫn kỹ thuật, triển khai các dự án thích ứng biến đổi khí hậu trong sản xuất lúa.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần chọn giống lúa chịu mặn cho vùng đất nhiễm mặn?
   Đất nhiễm mặn làm giảm khả năng hấp thu nước và dinh dưỡng của cây, gây thiệt hại năng suất từ 27% đến 46%. Giống lúa chịu mặn giúp cây sinh trưởng tốt, duy trì năng suất và chất lượng gạo trong điều kiện mặn, giảm rủi ro sản xuất.

2. Các giống lúa nào được đánh giá có khả năng chịu mặn tốt tại Quảng Nam?
   Các giống GSR81, GSR58, GSR84 và GSR66 được khảo nghiệm cho năng suất thực thu trên 51 tạ/ha, khả năng chịu mặn khá và chất lượng gạo tốt, phù hợp với điều kiện sinh thái địa phương.

3. Ảnh hưởng của mặn đến các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa như thế nào?
   Mặn ảnh hưởng mạnh nhất ở giai đoạn mạ non và sinh trưởng sinh thực, làm giảm số nhánh, chiều cao cây, số hạt chắc và năng suất. Giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng cây có khả năng chịu mặn tốt hơn.

4. Làm thế nào để đánh giá khả năng chịu mặn của giống lúa?
   Đánh giá qua các chỉ tiêu sinh trưởng (chiều cao, số nhánh), điểm khô đầu lá, độ cuốn lá, mức độ tổn thương do mặn, năng suất thực thu và các chỉ tiêu chất lượng gạo theo tiêu chuẩn quốc gia.

5. Có thể áp dụng kết quả nghiên cứu này cho các vùng đất nhiễm mặn khác không?
   Kết quả có thể tham khảo và áp dụng cho các vùng có điều kiện sinh thái tương tự, tuy nhiên cần khảo nghiệm bổ sung để điều chỉnh phù hợp với đặc điểm địa phương.

Kết luận

• Đã tuyển chọn được bốn giống lúa chịu mặn có năng suất cao, sinh trưởng tốt và chất lượng gạo phù hợp với điều kiện đất nhiễm mặn Quảng Nam: GSR81, GSR58, GSR84 và GSR66.
• Các giống này có thời gian sinh trưởng ngắn đến trung bình, thích hợp với cơ cấu mùa vụ và điều kiện biến đổi khí hậu tại địa phương.
• Khả năng chịu mặn và chống chịu sâu bệnh của các giống được đánh giá khá tốt, giúp duy trì năng suất ổn định trong điều kiện mặn.
• Cần tiếp tục khảo nghiệm các giống này trong các vụ tiếp theo để đánh giá toàn diện trước khi nhân rộng sản xuất.
• Khuyến nghị xây dựng quy trình kỹ thuật thâm canh, đào tạo nông dân và phát triển hệ thống giám sát độ mặn nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất lúa trên đất nhiễm mặn.

Hành động tiếp theo là triển khai khảo nghiệm mở rộng và hoàn thiện quy trình kỹ thuật, đồng thời phối hợp với các cơ quan liên quan để phổ biến giống lúa chịu mặn đến người dân. Để biết thêm chi tiết và nhận hỗ trợ kỹ thuật, quý độc giả và nhà quản lý có thể liên hệ với Trung tâm Khuyến nông Quảng Nam hoặc Viện Nông nghiệp địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Đất nhiễm mặn Đất mặn được xem là một trong những vấn đề cần quan tâm trên thế giới, bởi nó ảnh hưởng rất lớn đến diện tích và năng suất cây trồng. Tính chất vật lý và hoá học của đất mặn rất đa dạng, biến thiên tuỳ thuộc vào nguồn gốc của hiện tượng mặn, độ pH của đất, hàm lượng chất hữu cơ trong đất, chế độ thuỷ văn và nhiệt độ [37].

Đất mặn chứa một lượng muối hoà tan trong nước ở vùng rễ cây, làm ảnh hưởng đến hoạt động sinh trưởng của cây trồng. Mức độ gây hại của đất mặn tuỳ thuộc vào loài cây trồng, giống cây, thời gian sinh trưởng, các yếu tố môi trường đi kèm và tính chất của đất. Do đó, người ta rất khó định nghĩa đất mặn một cách chính xác và đầy đủ. Hội Khoa học Đất của Mỹ (SSSA) đã xác định đất mặn là đất có độ dẫn điện (EC) lớn hơn 2 dS/m, không kể đến hai giá trị khác: tỉ lệ hấp thu sodium (SAR) và pH.

Tuy nhiên, hầu hết các định nghĩa khác đều chấp nhận đất mặn là đất có độ dẫn điện EC cao hơn 4 dS/m ở điều kiện nhiệt độ là 250C, tỉ lệ phần trăm sodium trao đổi kém hơn 15 và pH nhỏ hơn 8,5 [10]. Đất mặn khá phổ biến ở vùng sa mạc và cận sa mạc. Muối tích tụ và mao dẫn lên, chảy tràn trên mặt đất theo kiểu rửa trôi. Đất mặn có thể phát triển ở vùng nóng ẩm, cận nóng ẩm trên thế giới trong điều kiện thích hợp như vùng ven biển; hoặc mặn do nước biển xâm nhập khi triều cường, lũ lụt; hoặc mặn do nước thấm theo chiều đứng hay chiều ngang từ thủy cấp bị nhiễm mặn [58].

Đất bị ảnh hưởng mặn chiếm 7% diện tích đất toàn thế giới (ước tính hơn 1 tỷ ha). Đất bị ảnh hưởng mặn ở đại lục thuộc châu Âu và Bắc Mỹ rất ít có khả năng trồng trọt. Ở châu Phi và Nam Mỹ, khoảng 30% đất bị nhiễm mặn có khả năng trồng trọt. Ở châu Á, hơn 80% đất bị ảnh hưởng mặn có khả năng trồng trọt và đã được khai thác cho sản xuất nông nghiệp.

Hiện tượng đất nhiễm mặn là mối đe dọa lớn nhất đến việc gia tăng sản lượng lúa gạo [37]. Căn cứ vào nồng độ muối hòa tan với tỉ lệ Clo trong đó, Hội Khoa học Đất Việt Nam chia đất mặn ra theo bảng 1.1: Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 4 Bảng 1. Phân loại độ mặn của đất theo 2 chỉ tiêu kết hợp Phân loại độ mặn độ Tổng lượng muối hòa tan Nồng độ Cl- trong đất (%) mặn của đất trong đất (%) Đất rất mặn > 1,00 > 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 (Nguồn: Nguyễn Vy và Trần Khải, 1978)[28] Đất mặn là loại đất chứa nhiều muối hòa tan. Thái Công Tụng (1971) [23], chia nhóm đất này thành 3 loại đất như sau: + Đất mặn: Chứa nhiều muối trung tính hòa tan, pH < 8,5.

+ Đất mặn kiềm: Chứa nhiều muối trung tính hòa tan, tỷ lệ muối Na+ cao. + Đất kiềm: chứa ít muối trung tính hòa tan, tỷ lệ muối Na+ cao, pH > 8,5. Người ta phân loại đất mặn bằng nhiều cách khác nhau nhưng cách phân loại cơ bản nhất là dựa theo nồng độ muối và nồng độ ion Cl- trong đất. Ngoài ra, dựa vào vị trí của đất mặn, người ta chia đất mặn làm 2 dạng khác nhau: đất mặn duyên hải và đất mặn nội địa.

Theo Yoshida (1981) [66], đất mặn duyên hải có ở những vùng ven biển, tính mặn này chủ yếu do sự tràn ngập của nước biển và thường có pH thấp. Đất mặn nội địa có ở những vùng khô hạn và bán khô hạn. Tính mặn ở đây do nước mao dẫn hoặc nước ngầm. Sự bốc hơi cao dẫn đến sự tích luỹ muối ở vùng rễ cây và dung dịch đất thường có pH cao.

Các trung tâm nghiên cứu trên thế giới được FAO phân công phụ trách những cây trồng liên quan đến chống chịu mặn là: • IRRI phụ trách nghiên cứu lúa vùng ven biển ở Bangladesh, Orissa, Việt Nam, Philippines, vùng mặn trong đất liền ở châu thổ sông Hằng (Ấn Độ) và vùng Đông bắc Thái Lan • ICARDA phụ trách nghiên cứu lúa ở Trung Á [6]. Ảnh hưởng của mặn đến sinh trưởng, phát triển của cây lúa Ảnh hưởng độc hại của muối thông qua ba tác động chính sau: - Tác động thẩm thấu (độ xung nước). Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 5 - Tác động ion độc do thực vật hấp thụ quá nhiều Na+ và Cl-. - Giảm hấp thụ K+, Ca2+ vì tác động đối kháng.

Nồng độ muối cao trong đất là nguyên nhân ảnh hưởng xấu đến cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng. Ảnh hưởng dễ thấy nhất là nước kém hữu dụng cho cây ở vùng rễ. Điều này do áp suất thẩm thấu của dung dịch đất gia tăng nên cây không thể hút được nước nếu không có cơ chế thích nghi, do đó gây nên hiện tượng hạn sinh lý. Cây bình thường không thể sống trong môi trường có áp suất thẩm thấu trên 40 atm.

Ngoài ra nồng độ đậm đặc của những ion muối có thể gây độc với cây trồng, hoặc có thể ngăn cản sự hấp thu các yếu tố dinh dưỡng cần thiết khác đối với cây trồng (Abrol và cs, 1988) [29]. Một tác hại khác của đất mặn là trong dung dịch đất chứa nhiều ion độc. Một số ion ở nồng độ thấp không độc nhưng ở nồng độ cao lại gây độc. Các ion này lại cạnh tranh với chất dinh dưỡng trong quá trình hút của rễ, làm cho rễ khó hút chất dinh dưỡng.

Thành phần các muối trong đất mặn phổ biến là NaCl, Na2SO4, Na2CO3, MgCl2, MgSO4,. các muối này ở nồng độ cao đều gây độc cho cây. 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 và các chất kích thích sinh trưởng làm rối loạn hoạt động trao đổi chất - năng lượng và các hoạt động sinh lý bình thường của tế bào.

Các chất độc còn ảnh hưởng theo chiều hướng bất lợi đến nguyên sinh chất như làm giảm mạnh độ nhớt, tính thấm của nguyên sinh chất tăng mạnh, tăng mạnh ngoại thẩm làm cho tế bào mất chất dinh dưỡng (Abrol và cs, 1988) [29]. Mặn cũng làm cho các hoạt động sinh lý của tế bào bị ảnh hưởng như 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 do ảnh hưởng của chất độc và thiếu nước. Quá trình hô hấp tăng mạnh, các cơ chất bị phân huỷ mạnh, nhưng hiệu quả năng lượng thấp, phần lớn năng lượng của các quá trình phân huỷ đều thải ra dưới dạng nhiệt làm cho tế bào thiếu ATP để hoạt động. Các cơ chất bị phân huỷ mạnh nhưng tổng hợp lại yếu nên không bù đủ lượng vật chất do hô hấp phân huỷ, chất dự trữ dần dần bị hao hụt, cây không sinh trưởng được, do vậy cây còi cọc, năng suất thấp.

Nếu bị mặn nặng hay mặn kéo dài, cây sẽ bị chết. Ảnh hưởng của mặn đến các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây lúa Ảnh hưởng của mặn đến sinh trưởng, phát triển của cây lúa được đánh giá bằng mức độ thiệt hại ở từng giai đoạn sinh trưởng, phát triển khác nhau. Ở mức nhiễm mặn trung bình và thấp có thể ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và phát triển của cây, gây nên những thay đổi về hình thái, sinh lý, sinh hóa và làm giảm năng suất, trong khi mức độ nhiễm mặn cao sẽ làm cây chết (Mass và Homan, 1997) [49]. Mối quan hệ giữa EC và năng suất lúa được trình bày ở bảng 1.

Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 6 Bảng 1. Quan hệ giữa EC và năng suất lúa EC (dS/m) Mức độ độc hại Mức độ hạn chế sinh trưởng và năng suất lúa <2 Thích hợp Không giảm năng suất lúa >4 Nhẹ Giảm nhẹ 10 – 15% Hạn chế sinh trưởng của cây vừa phải, >6 Độc vừa năng suất giảm 20% >10 Độc Năng suất giảm >50% (Nguồn: Dobermann và Fairhurst, 2000) [36] Hầu hết các loại 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 trồng. Maas và Homan (1997) [49], cho rằng khả năng chịu mặn của cây trồng thay đổi theo giai đoạn sinh trưởng và cây lúa chịu đựng được nồng độ muối tương đương với lúa mạch, lúa mì và ngô.

Củ cải đường và cỏ linh lăng thì mẫn cảm suốt giai đoạn nảy mầm, đậu nành thì thay đổi tùy thuộc vào giống. Theo Akita (1986) [32], mặn làm giảm diện tích lá ở cây lúa. Trong điều kiện thiệt hại nhẹ, khối lượng khô có xu hướng tăng lên trong một thời gian, sau đó giảm nghiêm trọng vì diện tích lá giảm. Nếu ảnh hưởng mặn lớn hơn, khối lượng khô của chồi và rễ sẽ giảm tương ứng.

Ở giai đoạn mạ, lá già hơn sẽ bị hại nhiều hơn lá non. Ảnh hưởng của độ mặn thay đổi tùy theo giai đoạn sinh trưởng, phát triển của lúa. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng cây lúa chịu được mặn trong quá trình nảy mầm, nhưng trở nên rất nhạy cảm trong thời kỳ mạ non. Mặc dù chịu được mặn trong suốt thời gian sinh trưởng sinh dưỡng và chín, cây lúa lại rất nhạy cảm với độ mặn trong thời gian thụ phấn và thụ tinh (Lauchli và Grattan, 2007) [48].

Ảnh hưởng của mặn trong các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây lúa cụ thể như sau: - Giai đoạn nảy mầm và mạ non: Akbar và cs (1972) [31], cho rằng mặn không làm thiệt hại khả năng nảy mầm của hạt giống mà chỉ kéo dài thời gian nảy mầm. Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy cây lúa mẫn cảm với mặn ở giai đoạn mạ non (2 - 3 lá) nhiều hơn trong giai đoạn nảy mầm và ảnh hưởng của mặn trong giai đoạn mạ thay đổi tùy theo giống lúa. Mặn ảnh hưởng tới sự gia tăng chiều dài của lá và việc hình thành lá mới, đồng thời nó cũng ảnh hưởng đến sự phát triển của rễ. - Giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng: Lúa có khả năng chịu mặn trong suốt giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng.