Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: Xác định ảnh hưởng của chế độ nước tưới khác nhau đến các chỉ số môi trường đất, sinh trưởng của bộ rễ vàmối quan hệ giữa môi trường đất với sự phát triển của bộ rễ, khả năng sinh trưởng, năng suấtqua các giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây lúa nhằm xây dựng chế độ tưới nước thích hợp góp phần nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế trong sản xuất, bảo vệ môi trường.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN -o0o ĐẶNG HOÀNG HÀ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TƯỚI NƯỚC ĐẾN MÔI TRƯỜNG ĐẤT, BỘ RỄ, SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN GIỐNG LÚA KHANG DÂN 18 TẠI THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Khoa học trồng Mã số: 62.62.01.10 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ THÁI NGUN - 2016 Cơng trình hồn thành tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÁI NGUYÊN Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Hoàng Văn Phụ PGS TS Nguyễn Tuấn Anh Phản biện 1: ………………………………… Phản biện 2: ………………………………… Phản biện 3: ………………………………… Luận án bảo vệ trước hội đồng chấm luận án cấp nhà nước họp …………………………… vào lúc …….giờ … ngày … tháng … năm …… Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc Gia Việt Nam - Trung tâm học liệu – Đại học Thái Nguyên - Thư viện trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Bộ rễ có vai trị quan trọng trình trao đổi chất lúa, q trình thực hi ện hoạt động hút nước, dinh dưỡng, muối khống có vai trị vận chuyển nước, dinh dưỡng thân lúa (Bridgit T K cộng sự, 2002) Rễ quan chủ yếu việc hấp thụ nước chất dinh dưỡng để chuyển lên quan phía trên, nhờ trồng phát triển đạt suất theo mong mu ốn.Trong thời gian sinh truởng số luợng khối luợng r ễ tăng d ần t cấy, đẻ nhánh, làm đòng đạt cao lúc trỗ bông, giảm dần đ ến lúa chín Rễ lúa hút nuớc, dinh dưỡng nhiều thời kỳ làm địng trỗ bơng Giai đoạn sinh truởng dinh dưỡng rễ lúa ăn nông chủ yếu tập trung tầng đất 0-10cm Cây lúa lấy chất dinh dưỡng chủ yếu nhờ vào rễ Vì vậy, yếu tố bên nhiệt độ, ánh sáng, chế độ n ước, pH, vi sinh vật có ảnh hưởng lớn đến rễ Tùy theo mức độ mà ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động hệ thống rễ lúa ảnh hưởng đến phát triển suất lúa Việc nghiên cứu mối quan hệ ảnh hưởng nước đến yếu tố môi trường đất làm ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển rễ lúa sinh trưởng thân lá, su ất v ấn đề cần thiết, làm sở cho đề xuất biện pháp kỹ thu ật canh tác hợp lý nhằm nâng cao suất lúa 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài Xác định ảnh hưởng chế độ nước tưới khác đến số môi trường đất, sinh trưởng rễ vàm ối quan hệ môi trường đất với phát triển r ễ, khả sinh trưởng, suấtqua giai đoạn sinh trưởng phát triển lúa nhằm xây dựng chế độ tưới nước thích hợp góp phần nâng cao suất hiệu kinh t ế sản xu ất, bảo vệ môi trường 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học Tìm hiểu mối quan hệ sinh trưởng phát triển rễ lúa tác động chế độ nước khác với tiêu lý, hóa, sinh đất làm sở khoa h ọc cho vi ệc xác định chế độ nước tưới tiêu hợp lý nhằm tăng suất lúa hiệu sản xuất, bảo vệ môi trường 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cứu đề tài áp dụng thực t ế giúp người trồng lúa có kỹ thuật t ưới tiêu h ợp lý phù h ợp v ới sinh trưởng phát triển lúa làm tăng hi ệu qu ả sản xuất bảo vệ môi trường Kết nghiên cứu xác định mối quan hệ tác động chế độ nước đến phát triển rễ, sinh tr ưởng thân suất Xác định phân bố rễ đ ất thời kỳ sinh trưởng lúa để có đề xuất nghiên cứu biện pháp kỹ thuật giúp cho lúa phát triển tốt Từ kết nghiên cứu quy trình kỹ thuật để áp dụng vào sản xuất thực tế nhằm chống biến đổi khí hậu tăng hi ệu sản xuất 1.4 Điểm đề tài - Đề tài xác định chế độ nước ảnh hưởng đến mơi trường đất có mối quan hệ yếu tố môi trường ảnh hưởng đến phát triển rễ, sinh trưởng suất lúa thời kỳ lúa - Đề tài xác định mối quan hệ gi ữa s ự phát tri ển b ộ rễ chế độ tưới nước khác với sinh trưởng, phát triển thân lá, suất yếu tố cấu thành su ất giai đoạn sinh trưởng lúa giống Khang dân 18 - Đề tài xác định mối quan hệ gi ữa s ự sinh tr ưởng phát triển thân bị ảnh hưởng tác động chế độ tưới nước khác với suất y ếu t ố cấu thành suất - Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng tương tác chế độ n ước phương pháp làm cỏ khác đến phát triển rễ, sinh trưởng, suất lúa CHƯƠNG I CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở khoa học thực tiễn đề tài 1.2 Đặc điểm hình thái, giải phẫu sinh lý rễ lúa 1.2.1.Đặc điểm hình thái rễ 1.2.1.1 Hình thái rễ lúa 1.2.1.2 Đặc điểm cấu tạo rễ lúa 1.2.2.Đặc điểm sinh lý rễ lúa 1.2.2.1 Một số nghiên cứu rễ chức hấp thụ nước 1.2.2.2 Rễ lúa chức hấp thụ chất dinh dưỡng 1.2.2.3 Rễ chức neo giữ 1.2.3.Ảnh hưởng yếu tố di truyền đến sinh lý rễ lúa 1.2.4.Các đặc điểm hình thái sinh lý rễ ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển lúa 1.3.Điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng đến sinh trưởng chức sinh lý rễ lúa 1.3.1.Ảnh hưởng chế độ tưới nước tới đất trồng lúa 1.3.2.Ảnh hưởng chế độ nước tới phát triển rễ 1.3.3 Ảnh hưởng chế độ nước tới sinh trưởng, suất lúa 1.3.4.Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng rễ 1.3.4.1 Yếu tố vật lý 1.3.4.2 Yếu tố hóa học 1.3.4.3 Kỹ thuật canh tác 1.4.Mối liên hệ rễ lúa với sinh trưởng phát triển lúa 1.4.1.Giai đoạn mạ 1.4.2.Mối liên hệ rễ với đẻ nhánh phát triển thân 1.4.3.Mối quan hệ rễ với yếu tố cấu thành suất 1.4.3.1 Số nhánh hữu hiệu (số bơng/khóm, số bông/m2) 1.4.3.2 Số hạt tỷ lệ hạt 1.4.3.3 Khối lượng 1000 hạt 1.4.3.4 Năng suất 1.4.3.5 Hệ số kinh tế tỷ lệ rễ/thân 1.4.4.Mối quan hệ rễ với khả chịu chống chịu 1.4.4.1 Chịu lạnh 1.4.4.2 Chịu hạn 1.4.4.3 Chịu úng 1.4.4.4 Chống đổ 1.5.Kết luận rút từ phần tổng quan tài liệu CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng, phạm vi, địa điểm, thời gian nghiên cứu 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 2.1.2.1 Nội dung: 2.1.2.2 Địa điểm nghiên cứu: 2.1.2.3 Thời gian thực thí nghiệm 2.2 Nội dung nghiên cứu 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Khung phương pháp nghiên cứu 2.3.2 Bố trí thí nghiệm 2.3.3 Phương pháp theo dõi tiêu phân tích mẫu 2.3.4 Phương pháp phân tích số liệu CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Sự ảnh hưởng chế độ nước khác đến môi trường đất lúa Các công thức ngập khô xen kẽ dung trọng gi ảm so với công thức ngập liên tục thời gian ngập khô xen kẽ kéo dài chênh lệch dung trọng tăng Số lượng vi sinh vật công thức bị ảnh hưởng chế độ nước Các cơng thức có chế độ nước ngập khơ xen kẽ có số lượng vi sinh vật háo khí kỵ khí tăng giảm tùy thu ộc vào giai đoạn cung cấp nước hay tháo cạn Chế độ nước có ảnh hưởng đến mơi trường sống lúa giá trị pH, hàm lượng lân dễ tiêu yếu t ố có ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển, suất lúa sau Chế độ nước tác động đến lý, hóa tính đất, mơi trường sống lúa sinh vật đất, bi ến đ ổi ch ất dinh dưỡng từ dạng khó hấp thu sang dễ hấp thu Các thay đ ổi mơi trường đất chế độ nước nguyên nhân sau: Sau trình canh tác kết cấu đất cụ thể dung trọng đất cơng thức có thay đổi Ngun nhân ch ế độ nước ảnh hưởng đến số lượng vi sinh vật phát triển rễ lúa gây nên Chế độ nước ngập thường xuyên có số lượng vi sinh vật lớn, nguyên nhân làm dung tr ọng tăng lên Số lượng vi sinh vật kỵ khí cơng thức ngập liên t ục lớn công thức ngập khô xen kẽ dài ngày, nh ưng s ố l ượng vi sinh vật háo khí cơng thức ngập khơ xen kẽ th ời gian ngắn cao công thức có thời gian ngập khơ xen kẽ dài ngày Dưới tác động chế độ nước khác ảnh hưởng đến lượng đạm dễ tiêu, lân dễ tiêu, kali trao đổi Các ch ỉ tiêu cao công thức nước cạn xen kẽ so với đ ối ch ứng Bên cạnh đó, cơng thức nước cạn xen kẽ tạo điều ki ện đ ể lượng lân liên kết với nhôm giảm đi, l ượng lân dạng ion tăng lên từ lượng lân dễ tiêu tăng 3.2 Chế độ nước ảnh hưởng đến phát triển rễ lúa mối quan hệ môi trường với phát triển rễ chế độ nước khác Tăng trưởng số lượng rễ công thức tuân theo quy luật chung tăng từ đẻ nhánh đến làm đòng, đạt cực đại trỗ sau giảm chín sữa chín 3.2.2.1 Số rễ 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 Hình 3.2 Số lượng rễ lúa qua thời kỳ Các cơng thức có chế độ tưới nước ngập khô xen kẽ th ời gian ngắn có số lượng rễ nhiều so với cơng th ức t ưới nước ngập khô xen kẽ dài (p