Luận văn: Tuyển chọn giống lúa chịu hạn và lượng giống gieo sạ tại Bình Định

Luận văn thạc sĩ nông nghiệp nghiên cứu tuyển chọn giống lúa chịu hạn mới và lượng giống gieo sạ phù hợp, ứng dụng thực tiễn tại Bình Định.

• Tác giả: Đàm Mạnh Hùng
• Trường học: Trường Đại học Nông Lâm Huế
• Chuyên ngành: Nông nghiệp
• Đề tài: Tuyển chọn giống lúa chịu hạn mới tại Bình Định
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Huế

Tóm tắt

I. Tổng quan dự án tuyển chọn giống lúa chịu hạn tại Bình Định

Dự án tuyển chọn giống lúa chịu hạn mới tại Bình Định ra đời từ nhu cầu cấp thiết của thực tiễn sản xuất. Biến đổi khí hậu đang tác động nghiêm trọng đến vùng Duyên hải Nam Trung Bộ, đặc biệt là tỉnh Bình Định, nơi hạn hán xảy ra thường xuyên. Thực trạng này đe dọa trực tiếp đến an ninh lương thực và đời sống người nông dân. Luận văn này tập trung vào việc xác định và chọn lọc các giống lúa cải tiến có khả năng thích ứng cao với điều kiện khô hạn, nhằm ổn định và nâng cao năng suất lúa vùng khô hạn. Việc nghiên cứu không chỉ mang ý nghĩa khoa học trong lĩnh vực di truyền và chọn giống mà còn có giá trị thực tiễn to lớn. Kết quả của dự án kỳ vọng sẽ cung cấp cho ngành nông nghiệp tỉnh Bình Định những giống lúa kháng hạn ưu việt, góp phần vào phát triển nông nghiệp bền vững. Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO), sự khan hiếm nước tưới sẽ là yếu tố ảnh hưởng hàng đầu đến an ninh lương thực toàn cầu. Tại Việt Nam, thống kê cho thấy gần 90% diện tích trồng lúa đều chịu ảnh hưởng của khô hạn ở một giai đoạn sinh trưởng nào đó. Do đó, việc chủ động nghiên cứu và lai tạo giống lúa mới có khả năng chống chịu là giải pháp chiến lược, bền vững và tiết kiệm chi phí nhất. Luận văn này được thực hiện nhằm so sánh, đánh giá một tập đoàn gồm 20 dòng lúa triển vọng để tìm ra những cá thể xuất sắc nhất, phù hợp với điều kiện thổ nhưỡng Bình Định và tập quán canh tác của địa phương. Mục tiêu cuối cùng là chọn ra được ít nhất một giống lúa mới có năng suất cao, phẩm chất tốt và khả năng chịu hạn vượt trội để đưa vào sản xuất đại trà, giảm bớt sự phụ thuộc vào nguồn nước tưới ngày càng khan hiếm.

1.1. Bối cảnh nghiên cứu và thách thức biến đổi khí hậu Bình Định

Tỉnh Bình Định, thuộc khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ, là một trong những địa phương chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của biến đổi khí hậu Bình Định. Các hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán kéo dài, lượng mưa phân bố không đều đã gây ra tình trạng thiếu nước tưới nghiêm trọng, đặc biệt trong vụ Hè Thu. Tình trạng này làm giảm diện tích gieo trồng, gây sụt giảm năng suất và ảnh hưởng trực tiếp đến thu nhập của người dân. Theo báo cáo của Cục Trồng trọt (2011), vùng Nam Trung Bộ có hàng chục nghìn hecta lúa phụ thuộc hoàn toàn vào nước trời, đối mặt với rủi ro mất trắng rất cao. Việc tìm ra giải pháp thích ứng, đặc biệt là các giống lúa thích ứng hạn hán, trở thành yêu cầu sống còn để đảm bảo sản xuất nông nghiệp ổn định và duy trì an ninh lương thực.

1.2. Mục tiêu chính của luận văn chọn tạo giống lúa mới

Luận văn đặt ra hai mục tiêu chính. Thứ nhất, thí nghiệm so sánh và đánh giá một tập đoàn giống lúa chịu hạn mới, bao gồm 20 dòng triển vọng và 1 giống đối chứng (CH 208), để tuyển chọn ra 1-2 giống ưu tú nhất. Các giống này phải có thời gian sinh trưởng ngắn (dưới 120 ngày), năng suất tối thiểu 35 tạ/ha trong điều kiện nước trời và chất lượng gạo khá (amylose ≤ 23%). Thứ hai, nghiên cứu và xác định biện pháp kỹ thuật canh tác lúa chịu hạn phù hợp cho giống mới được chọn, cụ thể là xác định lượng giống gieo sạ tối ưu. Những mục tiêu này hướng đến việc cung cấp một giải pháp toàn diện, từ con giống đến quy trình canh tác, giúp nông dân Bình Định đối phó hiệu quả với hạn hán.

II. Thách thức trong việc canh tác lúa tại vùng khô hạn Bình Định

Việc canh tác lúa tại Bình Định đối mặt với nhiều thách thức, bắt nguồn từ cả yếu tố tự nhiên và hạn chế của các giống lúa hiện hành. Biến đổi khí hậu Bình Định là nguyên nhân chính gây ra các đợt hạn hán ngày càng khốc liệt và khó lường. Các hồ chứa nước thường xuyên cạn kiệt, không đủ cung cấp cho sản xuất, đặc biệt là vào các tháng cao điểm mùa khô. Bên cạnh đó, điều kiện thổ nhưỡng Bình Định ở nhiều vùng canh tác không chủ động tưới tiêu thường là đất pha cát, khả năng giữ nước kém, làm trầm trọng thêm tác động của hạn hán. Các giống lúa kháng hạn địa phương, mặc dù đã thích nghi qua nhiều thế hệ, nhưng tồn tại nhiều nhược điểm. Chúng thường có thời gian sinh trưởng dài, chỉ trồng được một vụ, tiềm năng năng suất thấp, dễ đổ ngã và phản ứng kém với thâm canh. Nỗ lực cải thiện năng suất lúa vùng khô hạn gặp nhiều rào cản do thiếu nguồn vật liệu di truyền cây lúa ưu tú có khả năng chống chịu stress phi sinh học. Thực tế này đòi hỏi một hướng đi mới trong công tác chọn tạo giống, đó là tìm kiếm và phát triển những giống lúa vừa có khả năng chịu hạn tốt, vừa có các đặc tính nông sinh học vượt trội như năng suất cao, thời gian sinh trưởng ngắn, chống chịu sâu bệnh tốt. Việc lai tạo giống lúa mới là một quá trình phức tạp và tốn thời gian, đòi hỏi sự đầu tư bài bản vào nghiên cứu và khảo nghiệm giống lúa một cách khoa học và có hệ thống trên đồng ruộng.

2.1. Ảnh hưởng của hạn hán đến các giai đoạn sinh trưởng của lúa

Hạn hán gây thiệt hại cho cây lúa ở mọi giai đoạn sinh trưởng. Giai đoạn mạ và hồi xanh, thiếu nước làm cây chậm phát triển hoặc chết. Giai đoạn đẻ nhánh, hạn hán làm giảm số nhánh hữu hiệu. Tuy nhiên, giai đoạn nghiêm trọng nhất là từ làm đòng đến trỗ bông. Thiếu nước trong thời kỳ này, đặc biệt là giai đoạn phân bào giảm nhiễm của tế bào sinh sản, sẽ làm thoái hóa hoa, cản trở hình thành gié và hạt, gây ra hiện tượng nghẹn đòng và tăng tỷ lệ hạt lép. Theo các nghiên cứu được trích dẫn trong luận văn, chỉ cần 3 ngày thiếu nước nghiêm trọng trong khoảng 11 ngày trước trỗ có thể làm giảm năng suất đáng kể. Hạn hán vào thời kỳ chín sữa cũng làm giảm trọng lượng hạt và chất lượng gạo, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả kinh tế.

2.2. Hạn chế của các giống lúa địa phương đang được sử dụng

Các giống lúa địa phương tại Bình Định, dù có khả năng thích nghi nhất định, nhưng không còn phù hợp với yêu cầu thâm canh và áp lực biến đổi khí hậu Bình Định ngày càng gia tăng. Những hạn chế chính bao gồm: tiềm năng năng suất lúa vùng khô hạn thấp và bấp bênh; thời gian sinh trưởng dài, không phù hợp với cơ cấu xen canh, tăng vụ; chiều cao cây lớn, dễ bị đổ ngã khi bón phân mức cao hoặc gặp mưa gió; khả năng chống chịu sâu bệnh kém, đặc biệt là bệnh đạo ôn, bạc lá. Hơn nữa, độ thuần của các giống này không cao, dẫn đến sự không đồng đều trên đồng ruộng. Việc tiếp tục sử dụng các giống cũ không chỉ kìm hãm năng suất mà còn làm tăng rủi ro cho người nông dân.

III. Quy trình tuyển chọn giống lúa chịu hạn mới Phương pháp luận

Để tuyển chọn giống lúa chịu hạn mới tại Bình Định, một quy trình nghiên cứu khoa học, bài bản đã được áp dụng. Luận văn sử dụng phương pháp thí nghiệm đồng ruộng, được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCBD) với ba lần lặp lại. Đây là phương pháp tiêu chuẩn trong khảo nghiệm giống lúa, giúp loại bỏ sai số do sự không đồng đều của đất đai và môi trường, đảm bảo kết quả có độ tin cậy cao. Thí nghiệm được thực hiện tại xã Cát Tường, huyện Phù Cát, tỉnh Bình Định, trên chân đất hai vụ lúa không chủ động tưới tiêu, đại diện cho vùng canh tác khó khăn của tỉnh. Tập đoàn vật liệu di truyền cây lúa bao gồm 20 dòng lúa chịu hạn triển vọng và giống đối chứng CH 208. Các chỉ tiêu theo dõi được xây dựng dựa trên hệ thống đánh giá tiêu chuẩn của Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI) và Quy chuẩn Việt Nam (QCVN 01-55:2011/BNNPTNN). Quá trình đánh giá tính chống chịu stress được thực hiện nghiêm ngặt, bao gồm việc ghi nhận độ cuốn lá, độ khô lá và khả năng phục hồi sau khi gặp hạn. Song song đó, các đặc tính nông sinh học quan trọng như thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, các yếu tố cấu thành năng suất (số bông/m², số hạt chắc/bông, khối lượng 1000 hạt) và năng suất thực thu đều được đo đếm cẩn thận. Quy trình này đảm bảo việc lựa chọn được dựa trên cơ sở dữ liệu khoa học toàn diện, từ khả năng chống chịu đến tiềm năng sản xuất và chất lượng sản phẩm.

3.1. Thiết kế thí nghiệm khảo nghiệm giống lúa trên đồng ruộng

Thí nghiệm so sánh giống được bố trí trong vụ Hè Thu 2014. Tổng cộng có 21 công thức (20 dòng thử nghiệm và 1 đối chứng) được lặp lại 3 lần, tạo ra 63 ô thí nghiệm. Mỗi ô có diện tích 20m², khoảng cách giữa các ô và các lần lặp lại là 40cm để tránh ảnh hưởng lẫn nhau. Việc bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCBD) là phương pháp tối ưu để khảo nghiệm giống lúa trong điều kiện đồng ruộng không đồng nhất, giúp tăng tính chính xác của các phép so sánh thống kê. Dữ liệu thu thập được xử lý bằng phần mềm thống kê chuyên dụng như Statistix và Microsoft Excel để phân tích phương sai và so sánh giá trị trung bình.

3.2. Các chỉ tiêu đánh giá đặc tính nông sinh học và chống chịu

Luận văn đã áp dụng một bộ chỉ tiêu đánh giá toàn diện. Về đặc tính nông sinh học, các thông số như động thái tăng trưởng chiều cao, thời gian sinh trưởng các giai đoạn (đẻ nhánh, trỗ, chín), số bông/m², số hạt chắc/bông, tỷ lệ lép và năng suất thực thu được ghi nhận chi tiết. Về khả năng chống chịu, luận văn tập trung vào đánh giá tính chống chịu stress do hạn hán, thể hiện qua các chỉ số như độ cuốn lá, độ khô lá (thang điểm 0-9 của IRRI) và khả năng phục hồi sau khi tưới nước. Bên cạnh đó, khả năng kháng sâu bệnh hại chính (bệnh đạo ôn, bạc lá, khô vằn, sâu đục thân) cũng được đánh giá theo thang điểm tiêu chuẩn, cung cấp bức tranh đầy đủ về mức độ thích nghi của từng giống.

IV. Kết quả tuyển chọn top giống lúa chịu hạn có triển vọng nhất

Sau quá trình khảo nghiệm giống lúa nghiêm ngặt trong vụ Hè Thu 2014, kết quả nghiên cứu đã chỉ ra những dòng lúa có triển vọng vượt trội. Quá trình tuyển chọn giống lúa chịu hạn mới tại Bình Định đã xác định được một số ứng viên sáng giá dựa trên sự kết hợp hài hòa giữa khả năng chịu hạn, tiềm năng năng suất và các đặc tính nông sinh học quan trọng. Trong điều kiện thí nghiệm gặp một đợt hạn kéo dài 15 ngày vào giai đoạn sinh trưởng, sự khác biệt về khả năng chống chịu giữa các giống được thể hiện rất rõ. Các chỉ số về độ cuốn lá, độ khô lá và khả năng phục hồi đã trở thành tiêu chí sàng lọc quan trọng. Dựa trên phân tích tổng hợp, một số dòng như DH 08, DH 11, và D 761 đã nổi lên với khả năng chịu hạn tốt, duy trì được bộ lá xanh và phục hồi nhanh sau khi có mưa. Về năng suất, mặc dù điều kiện canh tác khó khăn, nhiều dòng đã cho năng suất lúa vùng khô hạn cao hơn đáng kể so với giống đối chứng CH 208. Đặc biệt, các yếu tố cấu thành năng suất như số bông trên mét vuông và số hạt chắc trên bông ở các dòng triển vọng đều cho thấy sự ổn định cao. Kết quả phân tích phẩm chất gạo cũng là một yếu tố quyết định. Các giống được tuyển chọn không chỉ cho năng suất cao mà còn phải đáp ứng được thị hiếu người tiêu dùng, với tỷ lệ gạo nguyên cao, độ bạc bụng thấp và hàm lượng amylose ở mức trung bình, giúp cơm mềm và ngon. Đây là những thành công bước đầu quan trọng, tạo tiền đề cho các bước khảo nghiệm tiếp theo và đưa giống lúa kháng hạn mới vào sản xuất.

4.1. Đánh giá khả năng thích ứng hạn hán của các dòng lúa

Trong đợt hạn hán xảy ra vào tháng 6/2014, các dòng lúa đã bộc lộ rõ khả năng thích ứng hạn hán. Các giống đối chứng và một số dòng mẫn cảm có biểu hiện cuốn lá mạnh (điểm 5-7), lá bị khô đầu và khả năng phục hồi chậm. Ngược lại, các dòng triển vọng như DH08, DH15, D777 chỉ có biểu hiện cuốn lá nhẹ (điểm 1-3) và phục hồi gần như hoàn toàn sau 10 ngày có mưa. Khả năng duy trì sức trương của tế bào và bộ máy quang hợp trong điều kiện stress nước là cơ chế quan trọng giúp các giống lúa kháng hạn này duy trì sinh trưởng và đảm bảo năng suất khi gặp điều kiện bất lợi, phù hợp với mục tiêu phát triển nông nghiệp bền vững.

4.2. So sánh năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất

Kết quả phân tích cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về năng suất giữa các dòng lúa. Một số dòng đã đạt năng suất lúa vùng khô hạn vượt trội so với giống đối chứng CH 208. Ví dụ, các dòng như DH15, DH116, và D800 có năng suất thực thu cao hơn đối chứng từ 10-20%. Sự vượt trội này đến từ các yếu tố cấu thành năng suất tốt hơn, đặc biệt là số bông hữu hiệu/m² và số hạt chắc/bông cao. Điều này chứng tỏ vật liệu di truyền cây lúa được sử dụng trong nghiên cứu có tiềm năng lớn trong việc cải thiện năng suất ở những vùng canh tác khó khăn của Bình Định.

V. Hướng dẫn kỹ thuật canh tác lúa chịu hạn cho giống lúa mới

Việc tuyển chọn giống lúa chịu hạn thành công chỉ là bước đầu. Để phát huy tối đa tiềm năng của giống mới, cần có một quy trình kỹ thuật canh tác lúa chịu hạn đồng bộ và phù hợp. Luận văn đã tiến hành thí nghiệm 2 trong vụ Đông Xuân 2014-2015 để xác định lượng giống gieo sạ thích hợp cho dòng lúa triển vọng nhất được chọn từ thí nghiệm 1. Đây là một yếu tố kỹ thuật quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ cây, khả năng đẻ nhánh, tình hình sâu bệnh và cuối cùng là năng suất lúa vùng khô hạn. Kết quả nghiên cứu về mật độ gieo sạ cung cấp cơ sở khoa học để khuyến cáo cho nông dân, giúp họ tiết kiệm chi phí giống mà vẫn đảm bảo năng suất tối ưu. Ngoài ra, một quy trình canh tác hoàn chỉnh cần bao gồm cả kỹ thuật làm đất, chế độ bón phân cân đối và quản lý nước tiết kiệm. Đối với giống lúa kháng hạn, việc bón phân cần chú trọng tăng cường kali để giúp cây cứng cáp, tăng khả năng chống chịu stress. Quản lý nước theo phương pháp tưới "nông-lộ-phơi" hoặc tưới đủ ẩm khi cây có biểu hiện thiếu nước là cần thiết để tiết kiệm nguồn tài nguyên quý giá này. Việc áp dụng đồng bộ các biện pháp kỹ thuật tiên tiến sẽ giúp các giống lúa thích ứng hạn hán mới phát triển ổn định, đóng góp hiệu quả vào chương trình phát triển nông nghiệp bền vững tại Bình Định.

5.1. Xác định lượng giống gieo sạ tối ưu cho năng suất cao

Thí nghiệm nghiên cứu lượng giống gieo sạ được bố trí với 4 công thức: 110 kg/ha, 140 kg/ha (đối chứng), 170 kg/ha và 200 kg/ha. Việc xác định lượng giống tối ưu không chỉ giúp tối đa hóa năng suất mà còn giảm chi phí đầu vào và hạn chế sự phát sinh của sâu bệnh do mật độ quá dày. Kết quả phân tích hiệu quả kinh tế từ các công thức này sẽ là căn cứ quan trọng để đưa ra khuyến cáo sản xuất chính xác, giúp nông dân đạt được lợi nhuận cao nhất khi áp dụng giống lúa chịu hạn mới.

5.2. Quy trình bón phân và tưới tiêu tiết kiệm cho lúa kháng hạn

Dựa trên đặc tính nông sinh học của giống mới, một quy trình bón phân cân đối được đề xuất. Lượng phân bón (tính cho 1 ha) bao gồm: 10 tấn phân chuồng, 80 kg P2O5, 80 kg K2O, và 100 kg N. Việc bón phân được chia làm nhiều lần: bón lót toàn bộ phân chuồng và lân; bón thúc 3 đợt vào các thời điểm 10 ngày sau sạ, 22-25 ngày sau sạ và 45 ngày sau sạ. Đặc biệt, kali được chia bón vào 2 lần thúc sau để tăng cường sức chống chịu cho cây. Về tưới tiêu, nguyên tắc là chỉ tưới khi cần thiết, giữ đủ ẩm cho đất thay vì ngập nước liên tục, giúp tiết kiệm nước và tạo điều kiện cho bộ rễ phát triển.

VI. Tương lai phát triển giống lúa chịu hạn tại tỉnh Bình Định

Kết quả của luận văn "Tuyển chọn giống lúa chịu hạn mới tại Bình Định" đã mở ra một hướng đi đầy triển vọng cho ngành nông nghiệp của tỉnh. Việc xác định được các dòng lúa ưu tú không chỉ giải quyết bài toán trước mắt về năng suất trong điều kiện khô hạn mà còn đặt nền móng cho các chương trình nghiên cứu và lai tạo giống lúa mới trong tương lai. Những giống được chọn lọc sẽ là nguồn vật liệu di truyền cây lúa quý giá, mang các gen chống chịu tốt, có thể được sử dụng trong các tổ hợp lai nhằm tạo ra những giống thế hệ mới ưu việt hơn. Tương lai của việc phát triển giống lúa kháng hạn tại Bình Định và khu vực Nam Trung Bộ phụ thuộc vào việc nhân rộng thành công các mô hình trình diễn và chuyển giao kỹ thuật canh tác lúa chịu hạn đến người nông dân. Sự vào cuộc của các cơ quan quản lý nông nghiệp, các trung tâm khuyến nông là yếu tố quyết định để các kết quả nghiên cứu không chỉ nằm trên giấy. Về lâu dài, việc ứng dụng các công nghệ tiên tiến như chọn giống bằng chỉ thị phân tử (MAS) sẽ giúp đẩy nhanh quá trình chọn tạo, rút ngắn thời gian và tăng độ chính xác. Mục tiêu cuối cùng là xây dựng một bộ giống lúa đa dạng, có khả năng thích ứng với nhiều tiểu vùng sinh thái khác nhau, góp phần quan trọng vào việc đảm bảo an ninh lương thực và thúc đẩy phát triển nông nghiệp bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu Bình Định ngày càng phức tạp.

6.1. Đóng góp vào chiến lược phát triển nông nghiệp bền vững

Việc đưa vào sản xuất các giống lúa chịu hạn năng suất cao là một hợp phần quan trọng trong chiến lược phát triển nông nghiệp bền vững. Nó giúp giảm sự phụ thuộc vào nước tưới, giảm chi phí sản xuất (nước, thuốc bảo vệ thực vật), tăng thu nhập cho nông dân và giảm thiểu rủi ro do thiên tai. Hơn nữa, việc canh tác lúa trên các vùng đất khó khăn giúp ổn định đời sống người dân, hạn chế tình trạng bỏ hoang đất đai và góp phần bảo vệ môi trường sinh thái.

6.2. Hướng nghiên cứu lai tạo giống lúa mới trong tương lai

Các dòng lúa triển vọng được xác định trong luận văn sẽ là nguồn gen bố mẹ quan trọng cho các chương trình lai tạo giống lúa mới. Hướng nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc kết hợp gen chịu hạn với các gen quy định tính trạng mong muốn khác như kháng sâu bệnh, chất lượng gạo đặc sản, hoặc khả năng chịu mặn. Việc áp dụng các kỹ thuật sinh học phân tử để xác định và chuyển nạp các gen (QTLs) liên quan đến tính chịu hạn sẽ là một bước tiến vượt bậc, giúp tạo ra các giống lúa "thông minh", thích ứng linh hoạt với điều kiện môi trường thay đổi.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI Trong công tác chọn tạo giống cây trồng và vật nuôi nói chung cũng như chọn tạo giống lúa nói riêng, mục tiêu của nhà tạo giống là khai thác tính đa dạng di truyền hay những biến dị có lợi của nguồn gen hiện có (R. Tính đa dạng di truyền của sinh vật vốn có trong thiên nhiên hoặc được tạo mới bằng các phương pháp nhân tạo.

Ở cây lúa là một tập hợp nguồn gen quý tương ứng với nhiều hệ sinh thái lúa khác nhau và hình thành hệ sinh thái lúa cạn, lúa nước sâu, lúa nổi, lúa mặn,. Dựa vào đặc điểm tính biến dị và di truyền này mà con người không ngừng thành công trong công tác lai tạo và chọn lọc giống cây trồng, nhiều kiểu gen mới cho năng suất cao, chống chịu tốt và phẩm chất tốt được chọn tạo, nổi bật là công tác lai tạo phối kết hợp gen về tính chống chịu hạn đã thành công trong việc tạo ra nhiều giống lúa chống chịu hạn tốt và cho năng suất cao. Để nghiên cứu vấn đề này những khái niệm sau đây cần được quan tâm: 1. Khái niệm về lúa cạn và lúa chịu hạn Hiện nay có nhiều định nghĩa của các nhà khoa học về cây lúa cạn, lúa chịu hạn.

và Bardenas (1865) [55] hay Surajit K.E (1982) [62] dùng thuật ngữ "lúa khô" (dryland rice) thay cho "lúa cạn" (upland rice) và định nghĩa lúa cạn được trồng ở những thửa ruộng được chuẩn bị đất và gieo hạt dưới điều kiện khô, cây lúa sống hoàn toàn nhờ nước trời.P (1984) [61], lúa cạn được coi là lúa trồng trong mùa mưa trên đất cao, đất thoát nước tự nhiên, trên những chân ruộng được đắp bờ hoặc không có bờ và không có lượng nước dự trữ thường xuyên trên bề mặt. Lúa cạn được hình thành từ lúa nước, nhờ quá trình thích ứng với những vùng trồng lúa thường gặp hạn, mà xuất hiện những biến dị chịu hạn ngày càng cao. Vì vậy giống lúa cạn có khả năng sinh trưởng bình thường khi ở ruộng nước. Theo Micenôrôđô tại Hội thảo "Lúa rẫy ở Cao Bằng, Việt Nam", từ 9 - 11/3/1994 và theo định nghĩa tại Hội thảo Bouake Bờ biển Ngà: "Lúa cạn là lúa được trồng trong điều kiện mưa tự nhiên, đất thoát nước, không có sự tích nước trên bề mặt, không được cung cấp nước và không có bờ", theo Trần Nguyên Tháp (2000) [41].

Theo tác giả Bùi Huy Đáp (1978) "Lúa cạn được hiểu là loại lúa gieo trồng trên đất cao, như là các loại hoa màu trồng cạn khác, không tích nước trong ruộng và hầu PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 5 như không bao giờ được tưới thêm. Nước cho lúa chủ yếu do nước mưa cung cấp và được giữ lại trong đất" [6]. Nguyễn Gia Quốc (1994) [36] chia lúa cạn ra làm hai dạng: - Lúa cạn thực sự (lúa rẫy): là loại lúa thường được trồng trên các triền dốc của đồi núi không có bờ ngăn và luôn luôn không có nước trên bề mặt ruộng. Cây lúa hoàn toàn sử dụng lượng nước mưa ngấm vào đất để sinh trưởng và phát triển.

- Lúa cạn không hoàn toàn (lúa nước trời): là loại lúa trồng trên triền thấp, không có hệ thống tưới tiêu chủ động, cây lúa sống hoàn toàn bằng nước mưa tại chỗ, nước mưa có thể dự trữ trên bề mặt ruộng để cung cấp cho cây lúa.2 Khái niệm về hạn và phân loại hạn 1. Khái niệm về hạn Bất cứ một loại cây trồng nào cũng cần phải có nước để duy trì sự sống, mức độ cần nhiều hay ít nước tuỳ thuộc vào từng loại cây trồng và từng giai đoạn sinh trưởng phát triển của chúng. Hạn đối với thực vật là khái niệm dùng để chỉ sự thiếu nước của thực vật do môi trường gây nên trong suốt cả quá trình hoặc trong từng giai đoạn làm ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển. Mức độ tổn thương của cây trồng do khô hạn gây ra có nhiều mức khác nhau: chết, chậm phát triển hoặc phát triển tương đối bình thường.

Những cây trồng có khả năng duy trì sự phát triển và cho năng suất tương đối ổn định trong điều kiện khô hạn được gọi là cây chịu hạn và khả năng của thực vật có thể giảm thiểu mức độ tổn thương do thiếu hụt nước gây ra gọi là tính chịu hạn, theo Nguyễn Gia Quốc (1994) [36]. Tuy nhiên khó có thể xác định được thế nào là một trạng thái hạn đặc trưng vì mức độ khô hạn do môi trường gây nên khác nhau theo từng mùa, từng năm, từng vùng địa lý và không thể dự đoán trước được. Theo Robert và cộng sự (1991), hạn được xem là nhân tố gây thiệt hại lớn nhất đối với năng suất lúa. Nguyễn Đức Ngữ (2002) [34] đã định nghĩa: “Hạn hán là hiện tượng lượng mưa thiếu hụt nghiêm trọng, kéo dài, làm giảm hàm lượng ẩm trong không khí và hàm lượng nước trong đất, làm suy kiệt dòng chảy sông suối, hạ thấp mực nước ao hồ, mực nước trong các tầng chứa nước dưới đất, gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và phát dục của cây trồng, làm mùa màng thất bát, môi trường suy thoái, gây ra đói nghèo và dịch bệnh”.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 6 1. Phân loại hạn Chang và cộng sự (1979), [24] những kiểu hạn chính được nhận thấy ở đất thấp canh tác nhờ nước trời là: + Hạn xảy ra thời gian đầu trong giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng + Hạn giữa vụ không liên tục xảy ra ở giai đoạn giữa đẻ nhánh đến kết hạt + Hạn muộn xảy ra trong thời kỳ trỗ đến chắc hạt Theo một nhóm chuyên gia của WMO (Tổ chức Khí tượng thế giới) phân định 4 loại hạn là hạn khí tượng, hạn nông nghiệp, hạn thuỷ văn và hạn kinh tế xã hội [33]. Theo Nguyễn Văn Hiển (2000) [12] và một số tác giả khác thì có 3 loại hạn cần quan tâm trong sản xuất nông nghiệp: - Hạn đất: đặc trưng là xảy ra từ từ, khi đó lượng muối trong rễ dinh dưỡng ở mức độ vô hiệu, cây không có đủ nước để hút, mô cây bị khô đi nhiều và sự sinh trưởng trở nên rất khó khăn. Hạn đất sẽ làm cho áp suất thẩm thấu của đất tăng cao đến mức cây không cạnh tranh được nước của đất làm cho cây không thể lấy nước vào tế bào qua rễ, chính vì vậy, hạn đất thường gây nên hiện tượng cây héo lâu dài.

Hạn đất có thể xẩy ra ở bất kỳ vùng đất nào và thường xảy ra nhiều ở những vùng có điều kiện khí hậu, địa hình địa chất thổ nhưỡng đặc thù như sa mạc ở châu Phi; đất trống đồi trọc của châu Á; mùa ít mưa và nhiệt độ thấp ở châu Âu [35]. - Hạn không khí: xảy ra một cách đột ngột, độ ẩm tương đối của không khí giảm xuống 10 - 20 % hoặc thấp hơn. Hạn không khí ảnh hưởng trực tiếp lên các bộ phận của cây trên mặt đất như hoa, lá, chồi non,. Đối với thực vật nói chung và cây lúa nói riêng thì hạn không khí thường gây ra hiện tượng héo tạm thời, vì khi nhiệt độ cao, ẩm độ thấp làm cho tốc độ bốc thoát hơi nước nhanh vượt quá mức bình thường, lúc đó rễ hút nước không đủ để bù đắp lại lượng nước mất, cây lâm vào trạng thái mất cân bằng về nước.

Nếu hạn kéo dài dễ làm cho nguyên sinh chất bị đông kết và cây nhanh chóng bị chết, còn gọi là "cảm nắng". Ở lúa, hạn không khí gây hại nhất ở giai đoạn lúa phơi màu và thậm chí gây nên mất mùa nếu gặp phải đợt nhiệt độ cao và độ ẩm không khí thấp (mặc dù nước trong đất không thiếu) làm cho hạt phấn không có khả năng nảy mầm, quá trình thụ tinh không xảy ra và hạt bị lép. - Hạn tổng hợp: là hiện tượng khi có cả hạn đất và hạn không khí xảy ra cùng một lúc. Hạn tổng hợp đặc biệt có hại vì lúc này hiện tượng thiếu nước đi kèm với không khí nóng.

Trong trường hợp này cùng với sự mất nước do không khí làm cho hàm lượng nước trong lá giảm nhanh dẫn đến nồng độ dịch bào tăng lên, mặc dù sức hút nước từ rễ của cây cũng tăng nhưng lượng nước trong đất đã cạn kiệt không đủ cung cấp cho cây. Hạn toàn diện thường dẫn đến hiện tượng héo vĩnh viễn, cây không có khả năng phục hồi. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 7 Theo V. Guliaep và một số tác giả khác đã chia hạn thành 4 dạng chính bao gồm: hạn không khí, hạn đất, hạn kết hợp và hạn sinh lý.

Trong đó, hạn sinh lý là kiểu hạn mà khi có đầy đủ nước mà cây vẫn không thể hút được có thể do: nhiệt độ quá thấp hoặc phần xung quanh rễ có quá nhiều chất gây độc cho rễ hoặc nồng độ dinh dưỡng quanh rễ quá cao [41]. Khái niệm về tính chống, né (trốn), tránh, chịu hạn, khả năng phục hồi sau hạn và các cơ chế của chúng 1. Khái niệm về tính chống, né (trốn), tránh, chịu hạn và khả năng phục hồi sau hạn Trên cơ sở khi nghiên cứu sự trao đổi chất của cây, Sullivan và Yoshida định nghĩa, [41]. - Tính chống hạn (Drought resistance): là sự biểu hiện khả năng còn tồn tại (còn sinh trưởng) và khả năng sản sinh ra một phần nhỏ nhất sản lượng (sản phẩm) cuối cùng của thực vật dưới điều kiện bị mất nước - Tính chịu hạn (Drought tolerance) còn gọi là chịu sự làm khô: là khả năng kéo dài sự sống của tế bào và chức năng trao đổi chất của mô khi bị làm khô hoặc bị giảm tiềm năng nước ở mô tế bào.

Theo Gupta (1986), [59], phần lớn các nhà chọn giống sử dụng 5 thuật ngữ sau đây khi nói đến khả năng chống chịu hạn: - Chống hạn: là khả năng sống sót, sinh trưởng và vẫn cho năng suất mong muốn của một loài thực vật trong điều kiện bị giới hạn về nhu cầu nước hay bị thiếu hụt nước ở từng giai đoạn nào đó. - Thoát hạn: là khả năng "chín sớm" của một loài thực vật trước khi vấn đề khủng hoảng nước trở thành một nhân tố hạn chế năng suất nghiêm trọng. - Tránh hạn: là khả năng duy trì trạng thái trương nước cao của một loài thực vật trong suốt thời kỳ hạn. - Chịu hạn: là khả năng chịu đựng sự thiếu hụt nước của một loài thực vật khi được đo bằng mức độ và khoảng thời gian của sự giảm tiềm năng nước ở thực vật.