CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU Tính cấp thiết của đề tài Xâm nhập mặn diễn biến ngày càng phức tạp tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, đặc biệt là các tỉnh ven biển bao gồm: Tiền Giang, Trà Vinh, Bến Tre, Kiên Giang, Hậu Giang, Sóc Trăng, Bạc Liêu và Cà Mau. Từ năm 2013 - 2017, độ mặn trên các cửa sông giáp biển có xu hướng gia tăng và xâm nhập ngày càng sâu vào nội đồng theo từng năm. Cụ thể, năm 2013 có độ mặn trung bình trên các cửa sông 14,4‰, năm 2014 có độ mặn 14,3‰, năm 2015 độ mặn 15,8‰, năm 2016 độ mặn 20,5‰, năm 2017 độ mặn 16,2‰. Năm 2016, mặn xâm nhập sớm hơn 2 tháng so với năm 2015.
Năm 2017, mặn xâm nhập sớm hơn 1 - 1,5 tháng so với trung bình nhiều năm, muộn hơn mùa khô 2015 – 2016 (Trung tâm Khí tượng Thủy văn Trung ương, 2016). Diện tích lúa bị thiệt hại do xâm nhập mặn cũng không ngừng gia tăng qua các năm. Ở vụ Mùa và Thu Đông năm 2015, có 90.000 ha lúa bị ảnh hưởng đến năng suất, trong đó thiệt hại nặng khoảng 50.000 ha (Kiên Giang 34.000 ha, Sóc Trăng 6.300 ha, Bạc Liêu 5. Vụ Đông Xuân 2015 - 2016, có 139.000 ha lúa bị ảnh hưởng nặng đến năng suất (chiếm 11% diện tích gieo trồng 8 tỉnh ven biển đang bị ảnh hưởng nặng của xâm nhập mặn).
Dự kiến, trong thời gian tới, diện tích bị ảnh hưởng khoảng 340. Các tỉnh ven biển có diện tích lúa vụ Hè Thu thường phụ thuộc nước trời vào đầu vụ. Gieo sạ vào khoảng cuối tháng 4 đến đầu tháng 5 dương lịch là thời điểm lượng mưa còn thấp. Cây lúa thường thiếu nước vào giai đoạn mạ và đẻ nhánh.
Để cứu lúa, nông dân phải sử dụng nước lợ trong các kênh để tưới. Có những năm độ mặn trong nước kênh không cao (< 2‰) thì ít ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển cây lúa. Ngược lại, năm 2016 do xâm nhập mặn nặng và sâu nên độ mặn trong nước kênh cao thì cây lúa bị chết. Theo Tanwar (2003), cây lúa có khả năng chịu được độ mặn với EC bằng 3,0 mS/cm trong đất và 2,0 mS/cm của nước tưới.
Hơn nữa, cây lúa có khả năng chịu mặn phụ thuộc vào giai đoạn sinh trưởng. Giai đoạn mạ, đẻ nhánh và tượng khối sơ khởi thì rất mẫn cảm (Lauchli and Grattan, 2007). Ngược lại, giai đoạn trổ bông và chín thì cây ít mẫn cảm hơn (Khan et al. Một số nghiên cứu chứng tỏ sử dụng các chất như: CaO, KNO 3-, brassinolide, n-triacontanol,… giúp tăng cường tính chịu mặn, cải thiện tốt sinh trưởng cây lúa trong điều kiện bất lợi.
Bón vôi có chứa lượng Ca 2+ cao 1 giúp cải thiện hàm lượng Na+ trao đổi trên đất nhiễm mặn, vì Ca 2+ có thể thay thế Na+ trao đổi trên phức hệ hấp thu (Makoi and Verplancke, 2010). Mặt khác, cung cấp Ca2+ giúp giảm nhẹ ảnh hưởng bất lợi của Na + trên cây trồng (Aslam et al. Theo Herman Lips et al. (1990), sử dụng KNO3- nồng độ 600 ppm đã ngăn cản sự tích lũy Cl- trong chồi.
Cây lúa được cung cấp KNO3- tích lũy Cl- ít hơn so với cây không xử lý KNO 3- trong điều kiện mặn cao. Sự hiện diện của KNO3- ngăn cản hiệu quả sự hấp thu Na + vào trong cây. Bên cạnh KNO 3- thì brassinolide cũng có vai trò quan trọng đối với khả năng chịu mặn. Anuradha and Rao (2003), cho rằng brassinolide loại bỏ ảnh hưởng của mặn lên các sắc tố và kích thích sinh trưởng, thúc đẩy tích lũy proline trong cây (Tania Das and Shukla, 2011).
Ngoài ra, phun n-Triacontanol lúc tượng khối sơ khởi cải thiện hiệu quả chiều cao cây, nồng độ đạm (N) trong lá cờ ở giai đoạn trổ và vào chắc dẫn đến tăng năng suất hạt (Pandey et al. Sử dụng n-triacontanol ở các liều lượng khác nhau đều làm tăng chiều dài bông, số hạt chắc trên bông và năng suất hạt (Pal et al. Đất nhiễm mặn ức chế sự phát triển của cây lúa do Na + và Cl- cao làm giảm sự hấp thu NO3- (Greenway and Munns, 1980). Do đó, bón đạm N với liều lượng hợp lý có ý nghĩa quan trọng đối với cây lúa ở điều kiện mặn.
Theo Awan et al. (2003), năng suất của giống lúa PB-95 đạt tối đa khi sử dụng 120 kg N/ha trên đất mặn có ECe 4,72 mS/cm, sử dụng phân N liều lượng 137,5 kg/ha đạt được năng suất tối đa trên đất mặn có ECe 11,4 mS/cm (Mehdi et al. Để giúp cho cây lúa giảm thiệt hại do tưới nước mặn, đề tài “Nghiên cứu biện pháp tưới nước mặn kết hợp bón đạm và hỗ trợ dinh dưỡng để cải thiện sinh trưởng cây lúa trên đất nhiễm mặn” được thực hiện. Mục tiêu nghiên cứu (i) Xác định giai đoạn cây lúa mẫn cảm nhất khi bị nhiễm mặn; (ii) Khảo sát ảnh hưởng của dinh dưỡng bổ sung cải thiện sinh trưởng cây lúa khi tưới mặn.
Tính mới của đề tài Tưới nước nhiễm mặn cho cây lúa trong thực tế sản xuất lúa hiện nay là việc làm bắt buộc nhưng không mong muốn. Giai đoạn 10-20 NSKS là giai đoạn cây lúa mẫn cảm với mặn nhiều nhất. Đây là giai đoạn lúa đẻ nhánh do đó mặn làm giảm số chồi, khả năng phục hồi của cây lúa chậm dẫn đến năng suất thấp. 2 Trước khi tưới mặn cung cấp các chất CaO, humate kali, KNO3, n- Triacontanol và brassinolide để năng suất lúa không giảm hoặc giảm ít.
Đây là tính mới và sáng tạo của đề tài. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài * Ý nghĩa khoa học: Khi tưới nước mặn vào mà không can thiệp dinh dưỡng thì sinh trưởng và năng suất lúa giảm. Sử dụng các chất dinh dưỡng thì năng suất lúa cao hơn từ 43,7-62,2% trong điều kiện nhà lưới, đối với điều kiện ngoài đồng năng suất lúa cao hơn từ 17,8-26,1% so với đối chứng. Bổ sung các chất CaO, KNO3, n-Triacontanol, Brassinolide và Humate kali cung cấp đủ dinh dưỡng cho cây lúa khi bị sốc mặn; các chất Ca 2+, K+, KNO3- có vai trò hạn chế hấp thu Na+ và Cl- vào trong cây, giúp cân bằng dinh dưỡng, điều chỉnh thẩm thấu bên trong tế bào để gia tăng hút nước, tăng cường khả năng chống chịu mặn.
* Ý nghĩa thực tiễn: Cung cấp dinh dưỡng cho cây lúa trước khi tưới nước nhiễm mặn là việc làm dễ thực hiện. Có thể áp dụng được vào thực tiễn sản xuất giúp nông dân giảm thiểu rủi ro do mặn gây ra. 3 CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu 2.1 Ảnh hưởng của các giai đoạn nhiễm mặn đối với cây lúa Cây lúa chống chịu mặn tốt trong suốt giai đoạn nảy mầm nhưng rất mẫn cảm ở giai đoạn mạ và sinh sản. Nó ít mẫn cảm trong suốt giai đoạn đẻ nhánh và vào chắc (Lafitte, 2004).
Một nghiên cứu khác cho thấy cây lúa bị ảnh hưởng mặn trong thời gian cấy, sau cấy và trổ bông. Tuy nhiên, nó chịu đựng tốt ở giai đoạn chín (Falah, 2010). Trong giai đoạn sinh sản, mặn làm giảm số bông hữu thụ, trọng lượng 1.000 hạt, phần trăm hạt chắc, năng suất và gia tăng số hạt bất thụ ở tất cả các giống lúa trong bất kỳ giai đoạn nào. Giai đoạn mẫn cảm mặn nhiều nhất là tượng khối sơ khởi.
Ảnh hưởng của mặn tăng lên trong điều kiện thời tiết ấm và bốc hơi nước cao (Asch, 2000). Ngược lại, Aref and Rad (2012), cho rằng giai đoạn trổ bông và chín chống chịu mặn tốt hơn các giai đoạn sinh trưởng ban đầu. Do đó, việc tưới nước mặn nên được áp dụng ở giai đoạn sinh trưởng sau. Tưới mặn cho lúa gây ra nhiều ảnh hưởng bất lợi đến thành phần năng suất và năng suất lúa.
Năng suất lúa giảm mạnh khi độ mặn nước tưới gia tăng. Độ mặn của nước tưới là rất quan trọng đối với giai đoạn mạ và trổ bông (Fraga et al. Khả năng chống chịu mặn khác biệt có ý nghĩa giữa các giống ở cả giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng và giai đoạn sinh sản (Eynard et al. Cây mạ thì rất mẫn cảm với độ mặn vùng rễ ở hầu hết các giống lúa (Zeng and Shannon, 2000a).
Hơn nữa, độ mặn của nước hoặc của đất là yếu tố quan trọng dẫn đến sự bất thụ của hạt lúa (Zeng et al. Mặn còn ảnh hưởng đến quá trình chín của cây lúa. Theo Gridhar (1988), khi bị nhiễm mặn thì lúa chín chậm khoảng 1 tuần. Nhiễm mặn trong giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng và tượng khối sơ khởi làm chậm trổ bông và kéo dài thời gian sinh trưởng khoảng 5 - 10 ngày (Phap, 2006).
Do đó, mặn ảnh hưởng lên tỷ lệ hạt lép/bông nhiều hơn giai đoạn đẻ nhánh và tượng khối sơ khởi. Tuy nhiên, độ mặn ít ảnh hưởng lên tỷ lệ hạt lép trong giai đoạn trổ bông và chín (Rad et al. Mặn trong giai đoạn sinh sản làm giảm năng suất hạt nhiều hơn so với mặn trong giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng (Phap, 2006). Bông lúa giảm khả năng tạo hạt do hạt phấn giảm sức sống hay giảm sự tiếp nhận của bề mặt nhụy (Abdullah et al., 2001; Khatun and Flowers, 1995a).
Năng suất lúa cao nhất khi tưới xen kẻ ở điều kiện thủy dung với độ mặn nước tưới nhỏ hơn 4 mS/cm. Vì vậy, sử dụng nước tưới có độ mặn bằng 2 mS/cm thì năng suất lúa giảm 25%, 4 mS/cm năng suất giảm 70%, 6 mS/cm năng suất giảm 80% và 8 mS/cm làm cho năng suất giảm đến 97%. Như vậy, 4 sử dụng nước lợ tốt nhất là tưới xen kẻ ở điều kiện thủy dung ngoài đồng với EC = 2 mS/cm vì giảm năng suất lúa ít hơn (Aref and Rad, 2012). Các kết quả nghiên cứu chỉ đánh giá được giai đoạn nào chống chịu mặn, giai đoạn nào mẫn cảm mà chưa chỉ rõ thời gian cụ thể do đó khó đưa ra biện pháp giúp tăng cường khả năng chịu mặn cho cây lúa.
Việc xác định chính xác thời gian cho từng giai đoạn cây lúa phản ứng với mặn để quyết định việc sử dụng nước mặn vào giai đoạn nào cho hợp lý, ít ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây lúa. Xác định thời gian bao lâu phải tưới nước ngọt trở lại thì cây lúa ít giảm năng suất.2 Ảnh hưởng của mặn đối với các đặc tính sinh trưởng và phát triển của cây lúa 2.1 Ảnh hưởng của mặn đối với chiều cao cây lúa Chiều cao cây thay đổi theo các mức độ mặn khác nhau. Chiều cao cây giảm khi mức độ mặn tăng lên. Shalhevet (1995), báo cáo rằng mặn làm giảm sinh trưởng của chồi nhiều hơn rễ.
Mặn ức chế sinh trưởng cây lúa dẫn đến chiều cao cây thấp hơn (Khan et al.
