MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cây lúa (Oryza sativa.L) là một trong 3 cây cốc lương thực quan trọng nhất của thế giới (lúa mì, lúa, ngô). Khoảng 60% dân số thế giới sử dụng lúa gạo làm thức ăn hàng ngày. Hiện nay, trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu cùng với việc gia tăng dân số, việc chuyển đất canh tác lúa sang phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế quốc dân khác, thế giới nói chung và các nước sản xuất lúa nước (trên 110 nước) đang đứng trước nguy cơ thiếu hụt lương thực trong một tương lai không xa.
Trong những thách thức trên, hiện nay biến đổi khí hậu là một trong những thách thức lớn nhất đối với hầu hết các quốc gia trồng lúa thông qua những tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường sinh thái. Nhiệt độ tăng dẫn đến hiện tượng mực nước biển dâng gây ngập lụt và hiện tượng nước biển xâm thực làm nhiễm mặn, ảnh hưởng lớn đến hoạt động sản xuất nông nghiệp nói chung và diện tích trồng lúa nói riêng. Trước thực trạng này, ngành lúa gạo Việt Nam cần thiết phải xây dựng chiến lược thích nghi với sự biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng cho hai vùng lúa trọng điểm là đồng bằng Sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long nhằm góp phần đảm bảo an ninh lương thực trong nước và thế giới. Ở Thanh Hóa, cây lúa vẫn là cây lương thực quan trọng, chủ lực.
Giống lúa đang được gieo trồng chủ yếu là các giống cho năng suất cao. Tuy nhiênphẩm chất và khả năng chống chịu với các điều kiện thiên nhiên khắc nghiệt như chịu ngập úng, chịu hạn, chịu mặn,. còn nhiều hạn chế nên không đáp ứng được yêu cầu thích ứng với xu hướng biến đổi bất thuận của khí hậu hiện nay. Thanh Hóa hiện có khoảng 22.000 ha đất nhiễm mặn, bờ biển kéo dài 102 km, có diện tích đất canh tác nằm xem kẽ rải rác suốt dọc bờ biển, Thanh Hóa đã và đang phải đối mặt với tình trạng biến đổi khí hậu, nước biển dâng từng ngày và nguy cơ tăng cao diện tích đất canh tác lúa bị nhiễm mặn trong thời gian tới.
2 Trước yêu cầu cấp bách của thực tiễn sản xuất, trong những năm qua các nhà khoa học và doanh nghiệp luôn luôn chú trọng đến việc du nhập, lai tạo, tuyển chọn và phổ biến các giống lúa có khả năng thích ứng được cho những vùng đất nhiễm mặn và đã có rất nhiều các giống lúa mới được tạo ra như giống Hương ưu 98, Dưu 527,. các giống này có khả năng sinh trưởng, phát triển mạnh, chống chịu sâu bệnh tốt, cho năng suất khá, chất lượng tốt trong điều kiện nhiễm mặn. Tuy nhiên, để đảm bảo phát huy được tiềm năng năng suất, chất lượng của các giống lúa trên trong điều kiện canh tác trên các vùng đất lúa nhiễm mặn của tỉnh Thanh Hóa nói chung và huyện Hậu Lộc nói riền rất cần thiết phải có các nghiên cứu về giải pháp thời vụ cấy, mật độ cấy, chế độ tưới tiêu, chế độ phân bón cho lúa để đảm bảo vừa phát huy các đặc tính ưu việt của các giống lúa vừa bảo môi trường bền vững và tiết kiệm chi phí trong sản xuất. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng phân đạm đến năng suất của giống lúa Hương ưu 98 và Dưu 527 tại vùng đất nhiễm mặn huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh” nhằm góp phần giải quyết được vấn đề nêu trên.
Mục đích, yêu cầu của đề tài nghiên cứu 2.1 Mục đích Xác định được liều lượng bón đạm (N) thích hợp cho các giống lúa lai có khả năng chịu mặn Hương ưu 98 và Dưu 527 cho vùng đất nhiễm mặn của huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa. Yêu cầu cần đạt - Xác định được liều lượng bón N thích hợp cho các giống lúa Hương ưu 98 và D ưu 527 canh tác tại vùng đất nhiễm mặn của huyện Hậu Lộc trong điều kiện vụ Xuân 2015; - Đánh giá được mức độ ảnh hưởng của liều lượng N đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của các giống lúa Hương ưu 98 và D ưu 527 canh tác tại vùng đất nhiễm mặn của huyện Hậu Lộc trong điều kiện vụ Xuân 2015; 3 - Xác định được hiệu quả bón N cho các giống lúa Hương ưu 98 và Dưu 527 canh tác tại vùng đất nhiễm mặn của huyện Hậu Lộc trong điều kiện vụ Xuân 2015. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3. Ý nghĩa khoa học - Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng đạm đến đặc điểm sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa chịu mặn (Hương ưu 98 và Dưu 527) để xác định được lượng đạm thích hợp cho các giống lúa chịu mặn ở vùng đất nhiễm mặn ven biển huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa.
- Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở khoa học để đề xuất quy trình kỹ thuật cho giống lúa chịu mặn (Hương ưu 98 và D ưu 527) thích hợp với vùng đất nhiễm mặn ven biển của tỉnh Thanh Hóa. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở để bổ sung giống lúa chịu mặn (Hương ưu 98 và Dưu 527) vào cơ cấu giống lúa vụ Xuân cho vùng đất nhiễm mặn của huyện Hậu Lộc nói riêng và các huyện ven biển tỉnh Thanh Hóa. 4 CHƢƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống lúa chịu mặn trên thế giới và Việt Nam.
Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống lúa chịu mặn trên thế giới. Từ những năm cuối thế kỷ 20, việc nghiên cứu lai tạo ra những giống lúa có tiềm năng năng suất cao, chất lượng tốt, có khả năng kháng một số loại sâu bệnh và chống chịu với những điều kiện bất lợi như chịu hạn, chịu úng và chịu mặn đã được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm và lựa chọn làm hướng nghiên cứu chính. Trong đó, Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) trong suốt 1980s đã tiến hành lai tạo và chọn lọc được những dòng chống chịu mặn như IR42, IR4432-28-5, IR4595-4-1, IR4630-22-2, IR9884-54-3 với năng suất trung bình đạt 3,6 tấn/ha, năng suất của những giống lúa cải tiến này cao hơn những giống lúa cổ truyền xấp xỉ 2 tấn/ha. Tiếp sau những thành công này, đã có IRRI đã chọn tạo được thêm một số giống lúa chống chịu mặn PSBRC88, PSBRc86, PSBRc88.
Trong cùng khoảng thời gian này, trung tâm nghiên cứu đất nhiễm mặn Trung ương của Ấn Độ cũng đã phát triển thành công một số giống chịu mặn như CSR27, CSRR10. Đối với sản xuất nông nghiệp, những thiệt hại do khí hậu thời tiết bất thuận như đất canh tác bị ngập hoặc nhiễm mặn, điệu kiện khí hậu khô hạn và lạnh là rất nghiêm trọng ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cây trồng. Đặc biệt, thiệt hại do mặn có thể làm thay đổi sinh trưởng, phát triển, năng suất và làm chết cây [Boyer, 1982]. Đối với cây lúa, tính trạng chống chịu mặn là một quá trình sinh lý phức tạp và khả năng chịu mặn của cây lúa cũng có những thay đổi lớn theo các giai đoạn sinh trưởng khác nhau của cây (Akbar và Yabuno, 1972, 1986)[42],[44].
Các kết quả nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, tính chống chịu mặn của cây lúa được hình thành theo cơ chế bắt đầu xảy ra ở giai đoạn hạt nảy mầm, sau đó trở nên rất mẫn cảm trong giai đoạn mạ (tuổi 2-3 lá), rồi trở nên chống chịu trong giai đoạn tăng trưởng, kế đến nhiễm trong thời kỳ thụ phấn và thụ tinh, cuối cùng thể hiện phản ứng chống chịu trong thời kỳ hạt chín (Ngô Đình Thức, 2006)[32]. 5 Kết quả nghiên cứu của Akbar và CS (1986) [44] đã chỉ ra rằng ảnh hưởng gây hại do mặn trên cây lúa rất phức tạp, chúng ta không chỉ quan sát tính trạng hình thái mà còn phải quan sát tình trạng sinh lý, sinh hóa và tương tác với môi trường. Akbar và Ponnamperuma (1985)[43], cho rằng khả năng chịu mặn của lúa thay đổi tùy theo giai đoạn sinh trưởng của lúa như sau: - Giai đoạn nảy mầm và mạ non: Ở giai đoạn này hầu hết các giống lúa đều có khả năng chịu mặn trong suốt giai đoạn nảy mầm. Tương tự, kết quả nghiên cứu của Ajkbar (1972) [42], cũng chỉ ra rằng mặn không làm thiệt hại khả năng nảy mầm 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 đến 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 tăng trưởng: Ở gai đoạn này cây l ú a có khả năng chịu mặn trong suốt thời kỳ và sức chống chịu mặn tăng dần theo tuổi cây theo xu hướng cây càng già thì tính chống chịu càng cao. Trong suốt giai đoạn tăng trưởng, chiều cao cây, số nhánh/khóm, trọng lượng khô của rễ, chiều dài rễ, thời gian từ khi cấy đến trỗ, đều bị ảnh hưởng bởi mặn với mức độ khác nhau, trong đó chiều cao cây, số nhánh/khóm và thời gian sinh trưởng bị ảnh hưởng mạnh nhất.
Sự thiệt hai do mặn nghiêm trọng hơn khi thời tiết có nhiệt độ cao (30,70C) và ẩm độ thấp (63,5%) vì nó làm gia tăng sự thoát hơi nước và sự hấp thu mặn của cây lúa. - Giai đoạn sinh dục: Ở giai đoạn này mặn sẽ làm giảm năng suất hạt nhiều hơn ở giai đoạn sinh trưởng tăng trưởng. Do trong thời kỳ này, mặn ảnh hưởng đến sự đẻ nhánh, sự hình thành hoa và quá trình thụ phấn, sự nảy mầm của hạt phấn, làm cho tỷ lệ lép gia tăng. Bên cạnh đó, mặn cũng làm giảm chiều dài bông, số hạt/bông và trọng lượng 1000 hạt dẫn đến năng suất giảm.
Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống lúa chịu mặn ở Việt Nam. Theo đánh giá của các nhà khoa học, mực nước biển dâng cao không những ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp vùng ven biển do hiện tượng tăng phần diện tích ngập thủy triều mà còn gây ảnh hưởng gián tiếp đến việc làm giảm lưu lượng dòng chảy của các con sông gây nên hiện tượng nước biển xâm thực vào sâu trong đất liền dẫn đến hàng trăm nghìn héc ta hoa màu có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng.