Bài viết Khả năng chịu mặn của một số giống lúa ở giai đoạn nảy mầm và giai đoạn mạ được thực hiện nhằm đánh giá khả năng chịu mặn của 4 giống lúa OM5451, IR29, OM18 và MTL316 ở hai giai đoạn là nảy mầm và giai đoạn mạ ở 4 độ mặn NaCl là 0, 2, 4 và 6‰. Các nghiệm thức được bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại trong điều kiện nhà lưới.
Vietnam J Agri Sci 2022, Vol 20, No 8: 1008-1020 Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam 2022, 20(8): 1008-1020 www.vnua.edu.vn KHẢ NĂNG CHỊU MẶN CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA Ở GIAI ĐOẠN NẢY MẦM VÀ GIAI ĐOẠN MẠ Vũ Thị Xuân Nhường1, Nguyễn Thiên Minh1, Đặng Hữu Trí1, Nguyễn Châu Thanh Tùng1, Huỳnh Kỳ1, Ngô Thụy Diễm Trang2* Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ Khoa Môi trường & Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ * Tác giả liên hệ: ntdtrang@ctu.edu.vn Ngày nhận bài: 23.02.2022 Ngày chấp nhận đăng: 05.07.2022 TÓM TẮT Thí nghiệm thực nhằm đánh giá khả chịu mặn giống lúa OM5451, IR29, OM18 MTL316 hai giai đoạn nảy mầm giai đoạn mạ độ mặn NaCl 0, 2, 6‰ Các nghiệm thức bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên với lần lặp lại điều kiện nhà lưới Khi tưới nước nhiễm mặn mức 4-6‰ (EC = 7,4-10,1 mS/cm) làm giảm khả nảy mầm tiêu sinh trưởng giống lúa giai đoạn nảy mầm mạ Giữa giống lúa khảo sát, mầm mạ OM5451 điều kiện xử lý mặn có tỉ lệ + giảm khối lượng tươi thân, rễ thấp giống lại so sánh với không xử lý mặn Hàm lượng Na tích lũy chủ yếu phần thân giống lúa Kết ghi nhận giống OM5451 có khả chịu mặn tốt giống cịn lại hai giai đoạn nảy mầm giai đoạn mạ Từ khóa: Nảy mầm, lúa, chống chịu mặn, giai đoạn mạ Salt Tolerance of Rice Varieties at the Germination and Seedling Stages ABSTRACT The study was conducted to evaluate salinity tolerance of four rice varieties, OM5451, IR29, OM18 and MTL316 at germination and seedling stages in four NaCl salinity concentrations of 0, 2, and 6‰ The experiment was arranged in a completely randomized design with three replications in the net house Irrigation with 4-6‰ salinity solutions (EC = 7.4-10.1 mS/cm) reduced germination rate and growth characteristics of four rice varieties at the germination and seedling stages, respectively The shoot and root fresh weight of salt-treatment derived young seedlings and seedlings of OM5451 reduced less than the other three rice varieties as compared to the control + (untreated seedlings) Na content was accumulated mainly in the shoots The results indicated that OM5451 had higher salt tolerance than other three rice varieties at both germination and seedling stages Keywords: Germination, rice, salt tolerance, seedling stage ĐẶT VẤN ĐỀ Cây lúa nhĂng nëm tĆi vén trồng chû lăc cûa vùng đồng bìng sơng Cu Long (BSCL), chim hn 50% din tớch ỗt t nhiên cûa ĐBSCL (Tổng cýc Thống kê, 2020) Do ânh hỵng cỷa thỷy triu, nỵc mn t bin vo sồu ỗt lin v sụng gõy tr ngọi cho sõn xuỗt nụng nghip vựng tip giỏp bin vo khụ Nhng vựng ỗt ny 1008 ang l ni cũ nhng hoọt ng sõn xuỗt nụng nghip quan trng nhỵ sõn xuỗt lỳa (Cýc Trng trt, 2020) Theo ghi nhờn cûa Viện Khoa học Thûy lĉi Việt Nam (2016) đến tháng 3/2016, độ mặn đät cao hĄn so vĆi kĊ nëm 2015, cý thể ghi nhên täi vùng cāa sông Cāu Long 1,5-8,2 g/l; khu văc ven biển Tây, sơng Cái LĆn 4,8-7,6 g/l Tình trọng xõm nhờp mn thỵng din khụ (tÿ tháng đến tháng 4) Nëm 2020, mặn xâm nhêp sĆm Vũ Thị Xuân Nhường, Nguyễn Thiên Minh, Đặng Hữu Trí, Nguyễn Châu Thanh Tùng, Huỳnh Kỳ, Ngơ Thụy Diễm Trang hĄn (Phäm Việt NĂ & cs., 2021) dén đến thiệt häi 41.900ha tổng số 1.541.000ha lúa vý Đông Xuån 2019/2020 (Cýc Trồng trọt, 2020) PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CU Trong sut chu k sinh trỵng, cõy lỳa mén câm ć giai độn mä (1-3 tn sau gieo), chu mn tỵng i giai oọn nõy mỉm chðu mặn tốt hĄn ć giai độn đẻ nhánh (Ologundudu & cs., 2014) Ở mĀc mặn nhẹ mS/cm, khơng có să khác khâ nëng nây mỉm giĂa nhóm giống chðu mặn mén câm (tỵ lệ nây mỉm đät > 90%) Khi độ mặn tëng lên đến 10 mS/cm, khâ nëng nây mæm cûa giống chðu mặn giâm nhẹ (đät 80%), giống mén câm có tỵ lệ nây mỉm giâm xuống chỵ cịn 50% (Ologundudu & cs., 2014) Ở mĀc mặn nhẹ mS/cm, chiều cao thân giâm < 5% (trÿ giống mén câm giâm 25%) Khi tëng độ mặn lên 10 mS/cm chiều cao giâm 16-38%, tëng độ mặn lên đến 15 mS/cm chiều cao giõm 29-60% Dỵi õnh hỵng cỷa mn, trng lỵng khụ thõn giõm ớt hn trng lỵng khụ r, cý thể ć độ mặn 5, 10 15 mS/cm, trọng lỵng khụ thõn giõm 27, 62 v 80% r giõm tỵng ng 34, 70 v 86% (Ologundudu & cs., 2014) Nguyễn Vën Bo & cs (2016) cüng chĀng minh xā lý mặn giai đoän 45-60 ngày (đẻ nhánh) chiu cao, s nhỏnh, cỏc yu t cỗu thnh nởng suỗt v nởng suỗt giõm ớt hn x lý mn giai oọn 10-20 ngy sau cỗy Theo điều tra tình hình canh tác lúa täi Sịc Trëng, giai đoän xuống giống đến giai đoän mä mn xõm nhờp sm nởm 2019-2020 ó lm õnh hỵng đến diện tích lúa bð thiệt häi cao (53,5%) (Phäm Việt NĂ & cs., 2021) Vì vêy, việc xác đðnh khâ nëng chðu mặn cûa giống lúa OM5451, OM18 MTL316 ć giai độn nây mỉm giai độn mä để bổ sung vào nhóm lúa chðu mặn phýc vý canh tác lúa tình hình xâm nhêp mặn Bốn giống lúa OM5451 (tÿ tổ hĉp lai Jasmine 85/OM2490), OM18 (tÿ tổ hĉp lai OM8017/OM5166), MTL316 (tÿ tổ hĉp lai MTL119/IR62112) (Nguyễn Vën Mänh, 2020) IR29 ỵc chn ỏnh giỏ (Bõng 1) Trong ũ, ging lỳa OM5451 cũ nởng suỗt cao 6-8 tỗn/ha (Trổn Th Cỳc Hũa & cs., 2016), ỵc chn lm ging cú khõ nëng chðu mặn, theo Nguyễn Vën Bo & cs (2016) khợng nh ging lỳa OM5451 ỵc ỏnh giỏ chu mặn chỵ sau giống lúa Pokkali (giống chn chống chu mn) dỵi iu kin tỵi nỵc nhim mn Ging OM18 cú nởng suỗt cao (6,09-7,34 tỗn/ha) (Mai Nguyt Lan & cs., 2020) Ging IR29 ỵc nhờp ni t Vin Nghiờn cu Lỳa quc t IRRI v ỵc s dýng giống chuèn nhiễm (Islam & cs., 2011) 2.1 Giống lúa thí nghiệm 2.2 Bố trí thí nghiệm Hai thớ nghim ỵc thc hin tọi nh lỵi Khoa Mụi trỵng v Ti nguyờn Thiờn nhiờn, Trỵng ọi hc Cổn Th Cõ hai thớ nghim u ỵc b trớ hon toàn ngéu nhiên hai nhân tố, bao gồm: nhân tố (A) bốn giống lúa, nhân tố (B) bốn độ mặn (2, 4, 6‰ đối chĀng 0‰) Mỗi nghim thc ỵc b trớ lp lọi lổn Chiu cao lúa, số chồi lúa chêu, số hät chớc trờn bụng, lỵng 1.000 họt v nởng suỗt họt lỳa b giõm tỵi nỵc mn cú nng t (Nguyn Quc Khỵng & cs., 2018) Nởng suỗt họt lỳa giõm 20,0; 57,3 v 56,6% tỵng ng vi mn cỷa nỵc tỵi 3, v so vi i chng tỵi nỵc sinh hoọt Do ũ, nghiên cĀu täi chọn độ mặn 2, 4, khõo sỏt õnh hỵng cỷa mn lờn giai độn nây mỉm mä Bảng Danh sách giống lúa sử dụng thí nghiệm Giống lúa Nơi cung cấp giống Đặc tính OM5451 Viện Lúa ĐBSCL, Việt Nam Năng suất cao, đánh giá chịu mặn sau giống lúa Pokkali điều kiện tưới nước nhiễm mặn 4‰ OM18 Viện Lúa ĐBSCL, Việt Nam Năng suất cao chưa đánh giá khả chịu mặn giai đoạn nảy mầm mạ MTL316 Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ Năng suất cao chưa đánh giá khả chịu mặn giai đoạn nảy mầm mạ IR29 Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ Nhiễm mặn (nguồn gốc Viện Lúa IRRI) 1009 Khả chịu mặn số giống lúa giai đoạn nảy mầm giai đoạn mạ Bảng Đặc tính nước tưới mặn thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm Nồng độ tưới mặn (NaCl, g/l = ‰) EC (mS/cm) pH EC (mS/cm) pH Na+ (ppm) 0,2 7,8 0,38 8,1 27,44 6,3 4,2 7,9 3,94 8,1 640,0 27,3 8,0 7,8 7,41 8,0 1255,6 50,8 10,5 7,8 10,14 8,2 1744,4 67,2 Thí nghiệm (giai đoạn nảy mầm): Hät cûa ging lỳa ỵc ngõm sụi lọnh (khoõng 54C) 24 gi Mỵi họt lỳa ỵc gieo vo mi ùa petri Nỵc tỵi cú mn 2, 4, v i chng ỵc s dýng tỵi kết thúc thí nghiệm (9 ngày sau gieo - NSKG) Nỵc tỵi s dýng cho thớ nghim l nỵc mỏy ỵc pha NaCl vi nng 2, v g/l, tỵng ng mn 2, 4, (~34,5; 69,0 v 103,5mM NaCl) v nỵc máy nghiệm thĀc đối chĀng (Bâng 2) Thí nghiệm (giai on m): ỗt ỵc ỏnh giỏ l ỗt tht pha sột (thnh phổn cỏt:tht:sột lổn lỵt l 1,59:54,24:44,17%), ỵc thu t lp ỗt mt (0-20cm) trờn rung lỳa sau thu hộch täi qn Ơ Mơn, thành phố Cỉn Th (1006'43.2N 10539'42.2E) ỗt sau thu v ỵc trn u, loọi bú cỏc tọp chỗt cũ ỗt, khụ t nhiờn v cõn 500g vo mi tụ ỗt (kớch thỵc ming tụ 16,5cm) Tỵng t thớ nghim 1, 10 họt lỳa ó ngồm ỵc gieo vo mi tụ ỗt 300ml nỵc sụng ỵc tỵi vo tụ (500g ỗt) bớt ổu gieo họt Mc nỵc luụn ỵc trỡ cao hn 2cm trờn b mt ỗt sut thąi gian nghiên cĀu Vào thąi điểm ngày sau gieo (khi cồy ó ỵc hỡnh thnh tt), nỵc mn ỵc s dýng tỵi cho n kết thúc thí nghiệm (14 ngày sau gieo), riêng nghim thc i chng vộn ỵc tỵi bỡng nỵc sụng (Islam & Karim, 2010) Th tớch nỵc mn (theo ỳng nng 2, v 6) ỵc s dýng l 100ml nỵc/500g ỗt Quỏ trỡnh tỵi mn ỵc bớt ổu giai oọn NSKG Lỵng nỵc bc hi ỵc theo dừi v b sung nhỡm trỡ mc nỵc 2cm cho cõy lỳa sinh trỵng Tng lỵng nỵc mn ỵc tỵi cho mi tụ l 850ml 1010 K+ (ppm) Nỵc tỵi s dýng cho thớ nghim l nỵc kờnh ỵc thu tọi rọch Rau Mung, phỵng Xuõn Khỏnh, quờn Ninh Kiu, thnh ph Cổn Th (1001'40.9N 10545'51.7E) Nỵc út (l nỵc cũn lọi rung mui, sau ó lỗy mui kt tinh ra) cũ mn 105-110 ỵc s dýng pha vi nỵc kờnh n ọt mn 2, v (nỵc kờnh l nghim thc i chng, mn tỵng ng l EC (0,38 mS/cm) × 0,64 bìng 0,24‰) (Bâng 1) 2.3 Thu phân tích mẫu 2.3.1 Thí nghiệm giai đoạn nây mm S họt nõy mổm ỵc m khi chiu dài rễ mỉm đät 2mm (Vibhuti & cs., 2015) Tỵ lệ nây mæm (Germination rate - GR (%)) tốc nõy mổm (Speed of germination - SG) ỵc xỏc nh da theo phỵng phỏp cỷa Ellis & Roberts (1982) nhỵ sau: GR = (G9/T) ì 100% Trong ũ: G9 số hät nây mæm ć NSKG, T tổng số hät SG = N1/D1 + N2/D2 + „ + Ni/Di Trong đị: Ni số hät nây mỉm ngy th i (Di) Cỏc chợ tiờu sinh trỵng cỷa cõy mổm nhỵ: chiu cao cõy (cm) v chiu di r (cm), lỵng tỵi thồn v r ỵc ỏnh giá ć thąi điểm NSKG 2.3.2 Thí nghiệm giai on m Phỵng phỏp xỏc nh dộn in (ECe), pH (pHe) v hm lỵng ion Na+ (Na+e) v K+ (K+e) cỷa dung dch ỗt bóo hủa nhỵ sau: 20g ỗt v 20ml nỵc ỵc bú vo hp nha v ỵc khuỗy u n ỗt ọt trọng thỏi bóo hũa (nhóo kt dớnh) ỗt nhóo sau ỏnh bóo hủa ỵc bú vo ng ly tồm 50ml 24 gi Sau 24 gi, cỏc ng mộu ỗt ỵc ly tâm 3.500 vòng/phút 15 Vũ Thị Xuân Nhường, Nguyễn Thiên Minh, Đặng Hữu Trí, Nguyễn Châu Thanh Tùng, Huỳnh K, Ngụ Thy Dim Trang phỳt Phổn nỵc bờn trờn ỵc trớch o EC, pH v hm lỵng Na+ v K+ bỡng cỏc mỏy chuyờn dýng tỵng Āng HI99301, HI8424 (Hanna, Rumani), bút đo ion điện căc chn lc LAQUAtwin Na-11 v K-11 (Horiba, Japan) Sinh trỵng cỷa cõy mọ nhỵ chiu cao cõy (cm), chiu di r (cm), lỵng tỵi thồn v r (g/cõy), s lỏ chỏy trờn tng s lỏ ỵc ỏnh giỏ bỡng cỏc cỏch tỵng ng nhỵ o t phổn tip giỏp thõn v r/c r n chúp l/chúp r di nhỗt bỡng thỵc, cồn v m thi im 14 NSKG Hm lỵng Na+, K+ thõn v r ỵc phồn tớch theo phỵng phỏp cỷa Iseki & cs (2017): Cõn 15mg méu khơ (gộp cûa lặp läi) + 1.000µl nỵc cỗt vo tuýp 2ml Mộu ỵc lớc trờn mỏy lớc orbit shaker 24 gi Sau ũ mộu ỵc ly tâm 7.000 vịng/phút phút 300µl dðch trích ỵc hỳt v nhú vo ổu in cc cỷa bỳt đo ion điện căc chọn lọc LAQUAtwin Na-11 K-11 (Horiba, Japan) ghi nhên kết q 2.4 Tính tốn xử lý số liệu 2.4.1 Đánh giá khâ chu mn D liu cỷa tỗt cõ cỏc tớnh trọng hình thái sinh lý ć nghiệm thĀc đối chĀng v nghim thc x lý mn cho mi ging/dủng ỵc chuyển đổi thành hệ số chðu mặn (SC: Salt Tolerant Coefficient) SC ỵc nh nghùa l tợ l cỷa giỏ trð quan sát ć nghiệm thĀc NaCl/giá trð quan sát ć nghiệm thĀc đối chĀng cûa giống lúa Để phân nhóm giống lúa theo khâ nëng chðu mặn cûa chúng, giá trð hàm thành viên thuộc tính chống chðu mặn (MFVST: Membership Function Value of Salt Tolerance) ỵc ỏp dýng theo cụng thc sau (Chen & cs., 2012; Afsar & cs., 2020): Uij Ui SCij SCjmin SCjmax SCjmin n U n j1 ij Trong đò Uij giá trð hàm thành viên cûa tính träng (j) thuộc giống thĀ (i) đối vĆi khâ nëng chðu mặn; SCjmax giá trð tối đa cûa hệ số chðu mặn cûa tính träng thĀ (j); SCjmin giá trð tối thiểu cûa hệ số chðu mặn cûa tính träng thĀ (j); Ui giá trð trung bỡnh hm thnh viờn cỷa tỗt cõ tớnh trọng khâo sát đối vĆi giống thĀ (i) đối vĆi khâ nëng chðu mặn Khi Ui U 1,64SD thuộc nhóm chống chðu mặn cao (HST: highly salt tolerant); U 1SD U 1,64SD thuộc nhóm chống chðu mặn (ST: salt tolerant); U 1SD Ui U 1SD thuộc nhóm chống chðu mặn trung bình (MST: moderate salt tolerance); U 1,64SD Ui U 1SD thuộc nhóm mén câm vĆi mặn (SS: salt susceptible) Ui U 1,64SD thuộc nhóm rỗt mộn cõm vi mn (HSS: highly salt susceptible) 2.4.2 Xử lý số liệu Phæn mềm thống kê Statgraphic Centurion XVI (StatPoint, Inc., USA) ỵc s dýng phồn tớch phỵng sai hai nhồn t (two-way ANOVA) v mt nhõn t (one-way ANOVA) Trung bỡnh cỏc nghim thc ỵc so sánh dăa vào kiểm đðnh Tukey ć độ tin cêy 5% ỏnh giỏ mi tỵng quan (correlation) v mc tỵng quan gia cỏc bin chợ tiờu thụng qua h s tỵng quan Pearson (Pearsons correlation coefficient - rp) Theo Rumsey (2016), mi tỵng quan rp < 0,3; 0,3 < rp < 0,5; 0,5 < rp < 0,8; rp > 0,8 tc khụng cú mi tỵng quan, cũ mi tỵng quan yu, khỏ cht v rỗt cht Phổn mm Sigmaplot 14.0 (San Jose, California, USA) ỵc s dýng vẽ biểu đồ KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Ảnh hưởng mặn NaCl đến nảy mầm bốn giống lúa 3.1.1 Tỉ lệ nây mầm tốc độ nây mầm Theo Akbar & Ponnamperuma (1982) độ mặn làm giâm khâ nëng nây mæm tác động thèm thỗu cỹng nhỵ tớch tý nhiu Na+ ỗt mn lm giõm th nởng nỵc, ú lm cho cõy khụng th hỳt nỵc ỏp suỗt thốm thỗu cỷa ỗt (Misra & Gupta, 2005) Nhng ging nõy mổm tt điều kiện mặn nhĂng giống có 1011 Khả chịu mặn số giống lúa giai đoạn nảy mầm giai đoạn mạ khâ nëng chðu mặn (Mensah & cs., 2006; Nasri & cs., 2015) Các ging v mn khỏc õnh hỵng cũ nghïa tĆi tỵ lệ nây mỉm cûa hät lúa (Bâng 3) Ở giống chn nhiễm IR29, tỵ lệ nây mỉm chỵ giâm cị ċ nghïa độ mặn tëng lên 6‰ khơng có să khác có ý nghïa tỵ lệ nây mỉm giống cịn lọi Ngỵc lọi, tc nõy mổm cỷa cỏc ging giâm độ mặn tëng lên, trÿ giống OM5451 (Bâng 3) 3.1.2 Chiều cao chiều dài rễ mầm Chiều cao chiều dài rễ mæm cûa giống lúa giâm cò ċ nghïa thống kê độ mặn tëng cao (Bâng 4), phù hĉp vĆi nhên đðnh cûa Akbar & cs (1972) Hình thái mỉm cûa giống khâo sát thể hin rừ s sýt giõm chiu cao dỵi õnh hỵng độ mặn (Hình 1), đị OM18 thể giâm nhiu nhỗt iu ny ỵc khợng nh kt quõ ghi nhên xếp häng ć hình Chiều cao mỉm cûa giống IR29 ln cao hĄn ba giống cịn lọi tỗt cõ nghim thc mn (Bõng 4) Dỵi õnh hỵng cỷa mn h r giõm s phỏt triển để thích nghi điều kiện mặn bìng cách Āc chế să kéo dài (Saddiqe & cs., 2016) Ở mĀc mặn 4‰ chiều dài rễ cûa bốn giống lỳa u trỡ ỵc trờn 50% so vi i chng 0, nhỵng mc chiu di r cỷa bn ging giõm cũn 36-44% so vi cồy khụng tỵi mn (Bõng 4), ũ, ging MTL316 giõm nhiu nhỗt, IR29 cuối OM18 OM5451 Bảng Kết thống kê (giá trị F) hai nhân tố giống độ mặn thí nghiệm nảy mầm Chỉ tiêu Nhân tố Giống *** Tỉ lệ nảy mầm (%) 17,12 Tốc độ nảy mầm 1,93ns *** Tương tác Độ mặn *** 16,13 2,05ns Giống × Độ mặn 1,29ns 0,53ns *** 117,21 1,95ns Chiều cao (cm) 14,64 Chiều dài rễ (cm) 26,06*** 111,30*** 1,55ns Khối lượng tươi thân (g/cây) 19,44*** 79,56*** 0,92ns 4,44* 19,49*** 1,38ns Khối lượng tươi rễ (g/cây) Ghi chú: ns: P >0,05; *: P 0,05; *: P