Nghiên cứu chọn tạo giống lúa chống chịu mặn, năng suất cao, phẩm chất tốt thích ứng với biến đổi khí hậu

Nghiên cứu này được thực hiện với mục tiêu chọn các giốngdòng lúa có khả năng chống chịu mặn, năng suất cao, phẩm chất tốt trong điều kiện ngoài đồng. Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối hoàn toàn ngẫu nhiên, 3 lần lặp lại, 7 nghiệm thức với 5 dòng lúa đột biến (NQBĐB 1-2-1-1, NQBĐB 2-1-6-3, NQBĐB 1-2-1-2, NQBĐB 2-1-6-2, NQBĐB 1-2-3-1) và giống chuẩn nhiễm mặn IR28, giống đối chứng địa phương OM4900.

Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 7(1), 2021 NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA CHỐNG CHỊU MẶN, NĂNG SUẤT CAO, PHẨM CHẤT TỐT THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Nguyễn Bích Hà Vũ1, Hà Thị Tuyết Phượng1 Khoa Nông nghiệp Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Tiền Giang Tác giả liên lạc: nguyenbichhavu@tgu.edu.vn; TÓM TẮT Nghiên cứu thực với mục tiêu chọn giống\dịng lúa có khả chống chịu mặn, suất cao, phẩm chất tốt điều kiện ngồi đồng Thí nghiệm bố trí theo kiểu khối hoàn toàn ngẫu nhiên, lần lặp lại, nghiệm thức với dòng lúa đột biến (NQBĐB 1-2-1-1, NQBĐB 2-1-6-3, NQBĐB 1-2-1-2, NQBĐB 2-1-6-2, NQBĐB 1-2-3-1) giống chuẩn nhiễm mặn IR28, giống đối chứng địa phương OM4900 Kết nghiên cứu chọn dòng lúa ưu tú TG1 (NQBĐB 1-2-1-1) TG4 (NQBĐB 2-1-6-2) Dịng TG1 có suất đạt 4,47 tấn/ha, hàm lượng amylose 16,78%, hàm lượng protein 7,49% Dịng TG4 có suất đạt 4,67 tấn/ha, hàm lượng amylose 15,42%, hàm lượng protein 5,58% Cả dịng lúa có thời gian sinh trưởng ngắn (96 ngày), chịu mặn đến 8,15 dSm-1 điều kiện ngồi đồng, thích hợp cho mơ hình canh tác lúa – tơm vùng ven biển Từ khóa: lúa, dịng đột biến, chống chịu mặn, suất, phẩm chất RESEARCHING AND SELECTING RICE GENOTYPES FOR SALT TOLERANCE WITH HIGH YIELD, GOOD GRAIN QUALITY ADAPTED TO CLIMATE CHANGE Nguyen Bich Ha Vu1, Ha Thi Tuyet Phuong1 Argiculture and Food Technology- Tien Giang University Corresponding Author: nguyenbichhavu@tgu.edu.vn ASBTRACT The aim of this research was to find out rice genotypes for salt tolerance with high yield, good grain quality in field conditions The experiment was arranged by randomized complete block design, replicates, treatments with rice mutated lines (NQBĐB 12-1-1, NQBĐB 2-1-6-3, NQBĐB 1-2-1-2, NQBĐB 2-1-6-2, NQBĐB 1-2-3-1) and the sensitive control was IR28, the local control was OM4900 The results of experiment clearly showed that two lines TG1 (NQBĐB 1-2-1-1) and TG4 (NQBĐB 2-1-6-2) were the greatest TG1 line with yield 4,47 tons/ha, amylose content 16,78%, protein content 7,49% TG4 line with yield 4,67 tons/ha, amylose content 15,42%, protein content 5,58% The two lines had short maturity (96 days), could tolerate to 8,15 dSm-1 in field conditions, adapt with the model of shrimp-rice at coastal areas Keywords: rice, mutated line, salinity tolerance, yield, quality giảm khoảng 2,7 triệu lúa/năm vào năm 2050 [8] Nông nghiệp vùng Đồng sông Cửu Long Bắc Trung Bộ, duyên hải miền Trung bị ảnh hưởng nặng nề nước biển dâng [5] Để giải khó khăn biến đổi khí hậu tồn cầu gây ra, người không thể ĐẶT VẤN ĐỀ Biến đổi khí hậu hiện hữu ngày rõ rệt thảm họa toàn cầu Hậu biến đổi khí hậu có thể tác động trực tiếp gián tiếp đến sản xuất nông nghiệp Ở Việt Nam, cực đoan khí hậu lũ lụt, hạn, nhiễm mặn,… có thể làm 17 Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 7(1), 2021 chớng lại tác động biến đổi khí hậu dịng lúa mã hóa theo thứ tự từ mà phải thích ứng với Trong nơng đến tiến hành khảo nghiệm nghiệp sản xuất lúa vậy, để hạn chế ngoài đồng, kết hợp với giống đối chứng tác động xâm nhập mặn biện pháp địa phương OM4900 và giớng chuẩn bền vững sản xuất giống lúa ngắn ngày nhiễm mặn IR28 chịu mặn đồng thời cho suất Phương pháp nghiên cứu cao phẩm chất tốt [4] Bố trí thí nghiệm Vì vậy, nghiên cứu này thực hiện Khảo nghiệm ngoài đồng nhằm đánh giá suất, phẩm chất giớng\dịng lúa nghiên cứu vùng đất khả chống chịu mặn ven biển vào vụ thu đông tại ấp Phú Hữu, giớng\dịng lúa điều kiện ngoài đồng xã Phú Tân, huyện Tân Phú Đông, Tiền làm sở cho các đề xuất áp dụng Giang (dựa theo quy phạm khảo nghiệm sản xuất tại vùng trồng lúa bị xâm giống VCU Bộ Nông Nghiệp Phát nhập mặn, góp phần đáp ứng nhu cầu cấp Triển Nơng Thơn, 2011) thiết giớng lúa có khả thích ứng Thí nghiệm bớ trí theo kiểu khới với biến đổi khí hậu phục vụ sản xuất bền hồn toàn ngẫu nhiên, lần lặp lại, vững vùng Đồng sơng Cửu Long nghiệm thức Diện tích thí nghiệm 30 nói riêng Việt Nam nói chung m2 (6m x 5m) Khoảng cách ô lần lặp lại 10 cm VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP lần lặp lại 30 cm Xung quanh ruộng thí Vật liệu nghiên cứu Vật liệu: Năm dòng lúa đột biến, nghiệm có hàng lúa bảo vệ thu hệ M4 từ kết nghiên Lượng giống khảo nghiệm 200 cứu xử lý đột biến phá quang kỳ giớng lúa g/1giớng\dịng Mật độ cấy: Cấy tép với Nàng Quớt Biển Mùa phương pháp khoảng cách 15 x 20 cm Bón phân: Cơng sớc nhiệt 50 oC: NQBĐB 1-2-1-1, thức phân: 80 N-90 P2O5-80 K2O, NQBĐB 2-1-6-3, NQBĐB 1-2-1-2, chia làm đợt bón: NQBĐB 2-1-6-2, NQBĐB 1-2-3-1 Các Bảng 2.1 Bảng liều lượng phân bón Giai đoạn bón Bón lót Thúc đợt Thúc đợt Liều lượng cần bón (%) N 50 30 20 P2O5 100 0 K2 O 30 35 35 Chăm sóc: Từ cấy đến kết thúc đẻ nhánh, giữ mực nước ruộng từ đến cm, kết thúc đẻ nhánh rút nước phơi ruộng từ đến10 ngày Các giai đoạn sau, giữ mực nước khơng q 10 cm Phịng trừ sâu bệnh sử dụng thuốc bảo vệ thực vật theo hướng dẫn ngành bảo vệ thực vật Thu hoạch có khoảng 85 đến 90% sớ hạt bơng chín Trước thu hoạch giớng lấy mẫu 10 khóm để đánh giá các tiêu phịng Thu hoạch riêng ơ, phơi sấy đến Ghi Bón trước cấy ngày Bón lúc lúa bén rễ hồi xanh Bón lúc lúa tượng khới sơ khởi khô Xác định độ ẩm hạt máy đo độ ẩm sấy cân khối lượng (kg/ô), sau quy đổi độ ẩm hạt 14% Các tiêu theo dõi Ghi nhận tổng quát khu vực trồng lúa khảo nghiệm ngoài đồng Đánh giá cấp chống chịu mặn, tiêu nông học và suất theo Quy phạm khảo nghiệm giá trị canh tác sử dụng giớng lúa QCVN 01-55: 2011/BNNPTNT) Phân tích hàm lượng protein (Lowry 18 Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 7(1), 2021 Ghi nhận tổng quát khu vực trồng lúa khảo nghiệm đồng Ruộng thí nghiệm trồng đất kết hợp với mơ hình lúa-tơm, phần đất lúa tương đới phẳng Đảm bảo đồng các nghiệm thức Điều kiện tự nhiên và thời tiết khá thuận lợi cho lúa phát triển Diễn biến độ mặn đất, qua kết phân tích đất Bảng 3.1 sau: Bảng 3.1 Độ mặn đất qua giai đoạn sinh trưởng lúa O.H., 1951) Phân tích hàm lượng amylase (Cagampang Rodriguez., 1980) Phương pháp xử lý số liệu Các sớ liệu thu thập tính trung bình, tiến hành phân tích phương sai ANOVA Các giá trị trung bình so sánh kiểm định Duncan mức ý nghĩa 1% và 5% KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Giai đoạn ECe (dSm-1) pH(bão hòa) Cấy Tượng khối sơ khởi Thu hoạch 8,15 7,50 6,29 6,72 7,35 6,52 Qua kết phân tích đất Bảng 3.1 cho thấy số ECe đất giai đoạn cấy đến giai đoạn thu hoạch tương đối cao từ 6,29 dSm-1 – 8,15 dSm-1 Kết ghi nhận qua Bảng 3.1 cịn cho thấy pH bão hịa tương đới cao từ 6,52- 7,35, pH cao Đặc tính đất Mặn vừa Hơi mặn Hơi mặn chứng tỏ đất có tính kiềm Qua kết phân tích cho thấy đất ruộng thí nghiệm là đất kiềm-mặn Khả chống chịu mặn giống\dòng lúa Kết khảo sát tính chớng chịu mặn các giớng/dịng lúa ghi Bảng 3.2: Bảng 3.2 Cấp chống chịu mặn giống/dịng lúa thí nghiệm STT Tên giống Số Số Số Số Số OM4900 IR28 Mức phản ứng Chống chịu tốt Chống chịu Chống chịu Chống chịu tốt Chớng chịu trung bình Chớng chịu tớt Rất nhiễm Kết cho thấy giớng/dịng sớ và sớ có khả chớng chịu tớt điều kiện mặn (cấp 1), khả nẩy chồi, tăng trưởng bình thường, lá cờ khơng có dấu hiệu cháy lá mặn Các giớng/dịng sớ 2, sớ và OM4900 bị nhiễm mặn cấp sinh trưởng bình thường số lá bị biến màu cuộn lại phần chóp lá cờ bị cháy nửa đoạn, khả đẻ nhánh bị hạn chế Dịng sớ sinh trưởng giảm lá bị biến màu, Cấp 3 lá vươn dài, số chồi lúa bị tiêm đọt không thể trổ bơng Riêng có giớng IR28 bị nhiễm nặng sinh trưởng hoàn toàn bị kìm chế, hầu hết các lá bị khô số bị khô cấp chống chịu mặn cấp Như vậy, theo khảo nghiệm dòng sớ và sớ có khả chớng chịu mặn cao giớng địa phương OM4900, thích nghi tớt điều kiện kiềm-mặn Các giớng cịn lại có mức chống chịu tốt 19 Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 7(1), 2021 với giống địa phương OM4900 (trừ dịng sớ 5).Một số đặc tính nơng học Kết khảo sát đặc tính nơng học giớng/dịng lúa ghi Bảng 3.3: Bảng 3.3 Thời gian sinh trưởng, chiều cao và chiều dài bơng giớng/dịng lúa TGST Cao Dài bơng STT Giống/dịng (Ngày) (cm) (cm) c Sớ 96 98,3 23,37b Số 105 146,7a 24,93a a Số 105 148,6 24,40a Số 96 99,1c 22,57bc Số 105 133,8b 25,23a OM4900 100 91,0d 22,37c e IR28 95 78,5 19,67d F * * CV (%) 3,09 2,18 Kết ghi nhận Bảng 3.3 cho thấy thời gian sinh trưởng giớng/dịng thí nghiệm có chênh lệch với Cụ thể, dịng sớ 1, sớ và OM4900 có thời gian sinh trưởng từ 96-100 ngày Dịng sớ 2, sớ và sớ có thời gian sinh trưởng dài 105 ngày, và có IR28 là có thời gian sinh trưởng ngắn là 95 ngày Tất các giớng dịng thí nghiệm có thời gian sinh trưởng thuộc nhóm ngắn ngày A1 (90-105 ngày) Sự chênh lệch thời gian sinh trưởng các dòng giống là khác thời gian dài, ngắn thời kỳ sinh dưỡng và điều kiện ngoại cảnh Các giớng/dịng có thời gian sinh trưởng tương đới ngắn thích hợp cho việc canh tác vùng có điều kiện nhiễm mặn giúp tránh hạn hán đầu mùa khô, tránh thiệt hại xâm nhập mặn Thời gian sinh trưởng ngắn nơng dân có nhiều hội điều chỉnh lịch thời vụ nhằm mang lại suất cao Có thể chọn giớng/dịng sớ và sớ có thời gian sinh trưởng ngắn phù hợp với các điều kiện Kết ghi nhận Bảng 3.3 cho thấy chiều cao các giớng/dịng lúa có khác biệt mức ý nghĩa 5%, chiều cao biến thiên từ 78,5 – 148,6 cm Hai dòng cao là dòng sớ và sớ có chiều cao tương đương nhau, giớng IR28 có chiều cao thấp 78,5 cm Theo nghiên cứu Nguyễn Thị Lang và ctv (2010) giớng lúa chọn canh tác mơ hình lúa tơm sớ tỉnh ĐBSCL Bạc Liêu, Cà Mau,… cần có chiều cao từ 100 – 120 cm Trong điều kiện ngập nước mơ hình lúa tơm, mực nước có thể dâng cao, nên cần giớng có chiều cao tương đới cao để hạn chế nguy ngập mặn cho lúa Nhìn chung các giớng/dịng thử nghiệm có chiều cao từ 98,3 – 148,6 cm, phù hợp với việc canh tác mơ hình lúa tơm giớng OM4900 (có chiều cao 91 cm) Đối với chiều dài giớng/dịng lúa thí nghiệm có độ biến thiên từ 19,6725,23 cm Dịng sớ (25,23 cm), sớ (24,93 cm), sớ (24,4 cm) là dịng có chiều dài bơng cao nhất, các giớng/dịng cịn lại có chiều dài bơng tương đương Chỉ giớng IR28 có chiều dài ngắn là 19,67 cm Chiều dài là yếu tố ảnh hưởng đến suất, sớ chồi hữu hiệu Một giớng ngắn ngày có chồi hữu hiệu càng nhiều chiều dài bơng bị giảm và ngược lại chồi hữu hiệu càng chiều dài bơng tăng chồi lúa càng cung cấp đầy đủ dinh dưỡng cho lúa cách tối đa Trong công tác chọn giống, việc chọn 20 Chuyên san Phát triển Khoa học và Cơng nghệ sớ 7(1), 2021 lúa có chiều dài nửa chiều dài thân lúa là tớt (Hình 3.1) Hình 3.1 Dịng sớ và dịng sớ trước thu hoạch Năng suất phẩm chất hạt gạo Năng suất phẩm chất hạt gạo giớng/dịng lúa ghi Bảng 3.4: giống/dịng lúa thí nghiệm Bảng 3.4 Năng suất, hàm lượng amylose và protein giớng/dịng lúa thí nghiệm STT Giống/dòng Năng suất thực tế Hàm lượng Hàm lượng (Tấn/ha) amylose (%) protein (%) Số 4,47a 16,87b 7,49ab Số 3,36b 12,87d 7,80a Số 3,16b 11,53e 6,29cd Số 4,67a 15,42c 5,58d a e Số 4,02 11,02 7,83a OM4900 4,50a 17,58b 7,83a IR28 0,17c 21,51a 6,79b F * * * CV (%) 10,21 4,46 6,42 Năng suất thực tế các giớng/dịng lúa thí nghiệm thể hiện qua Bảng 3.4 cho thấy các giớng/dịng lúa có suất thực tế khác biệt mức ý nghĩa thớng kê 5% Trong đó, dịng lúa sớ (4,47 tấn/ha), dịng sớ (4,67 tấn/ha), dịng sớ (4,02 tấn/ha) có suất thực tế khơng khác biệt so với giớng đới chứng OM4900 (4,50 tấn/ha) và có suất thực tế cao dịng lúa sớ (3,16 tấn/ha) và số (3,36 tấn/ha) Qua kết phân tích Bảng 3.4 cho thấy các giớng/dịng lúa thí nghiệm có hàm lượng amylose khác biệt mức ý nghĩa thống kê 5% Hàm lượng amylose giớng/dịng lúa giao động khoảng 12,87 – 21,51%, IR28 có hàm lượng amylose cao (21,51%) Các giớng/dịng cịn lại có hàm lượng amylose thấp (