4.2.1 Diễn biến độ mặn đất và một số thành phần hóa học đất
Vào giai đoạn cấy (19 NSKG) độ mặn đất là ECe = 2,97 dSm-1 và giai đoạn 57 NSKG độ mặn đất là ECe = 1,49 dSm-1 (Bảng 4.15) đất thí nghiệm có đặc tính là đất hơi mặn đến không mặn (FAO, 1985) [82] do giai đoạn này vào khoảng giữa tháng 8 đến giữa tháng 9 có mưa nhiều làm độ mặn trong đất giảm. Theo phân cấp đất mặn và sự phát triển của cây trồng (FAO, 1985) [82] khi canh tác trên đất thuộc loại hơi mặn sản lượng các loại cây trồng nhạy cảm có thể bị hạn chế, Akbar và Yabuno, 1974; Gregorio et al.,1997 [40, 89] cho rằng lúa rất nhạy cảm với mặn ở giai đoạn mạ và giai đoạn cây con nên giai đoạn này sẽ thể hiện rất rõ giữa giống chống chịu và giống mẫn cảm.
Vào giai đoạn sinh sản (47 – 69 NSKG) độ mặn trong đất được ghi nhận với ECe = 4,37 dSm-1, giai đoạn chín (70 NSKG – thu hoạch) độ mặn đất được ghi nhận với ECe = 3,27 dSm-1, do giai đoạn này từ tháng 10 đến tháng 11 lúc này lượng mưa giảm, nắng nóng xuất hiện nên độ mặn của đất cũng tăng lên và đất có đặc tính là đất mặn vừa.
Theo FAO (1988) [83] đặc điểm phân biệt đất mặn và đất sodic thì đất mặn có pH đất trích bão hòa < 8,2, tuy nhiên không có mối quan hệ được xác định rõ ràng giữa pH đất trích bão hòa và tỉ lệ phần trăm natri trao đổi (ESP) của đất hoặc tỉ lệ hấp thụ natri (SAR) của đất trích bão hòa (Bảng 2.8) nên đặc tính đất thí nghiệm được đánh giá theo bảng phân cấp đất mặn và sự phát triển của cây trồng (FAO, 1985) [82] (Bảng 2.10).
Bảng 4.15 Độ mặn đất (ECe) qua các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa
Giai đoạn ESP SAR ECe
(dSm-1)
pH
đất
Đặc tính đất
Cấy-18 NSKG (14/08/2013) 11,04 41,47 2,97 6,68 Hơi mặn Tượng khối sơ khởi-57 NSKG
(23/09/2013) 15,39 45,28 1,49 6,75 Không mặn Trổ đều-75 NSKG (11/10/2013) 16,95 93,11 4,37 6,59 Mặn vừa Thu hoạch-104 NSKG (10/11/2013) 11,72 71,84 3,27 6,26 Hơi mặn
Ghi chú: NSKG: ngày sau khi gieo, ESP: phần trăm natri trao đổi, SAR: tỉ lệ natri hấp thu
Kết quả một số chỉ tiêu hóa học đất của vùng nghiên cứu qua các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa cho thấy đạm tổng số trong đất là 0,16% được đánh giá là đất có hàm lượng đạm khá (Kyuma, 1976) [146]. Hàm lượng lân tổng số trong đất 0,06% thuộc nhóm đất nghèo lân (Lê Văn Căn, 1978) [8] do vậy cần gia tăng lượng phân lân bón cho đất tại vùng thí nghiệm ngoài đê này trong các vụ thử nghiệm sau. Hàm lượng kali tổng số trong đất 2.11% thuộc nhóm đất giàu kali (Kyuma, 1976) [146]. Cây lúa đáp ứng tốt với việc bón K+
thiện đáng kể sinh trưởng cây lúa, thành phần năng suất và năng suất lúa, tăng hàm lượng K+ và giảm thấp hấp thu Na+ (Qadar, 1998; Abd El Rahman et al., 2004) [199, 37]. Cây lúa hấp thu K+ gia tăng dưới điều kiện stress thì có khả năng sinh trưởng tốt (Zayed, 2002) [275]. Abd El Rahman et al. (2004) [37], đã nói rằng cây lúa đáp ứng đáng kể đối với mức K+ lên tới 75 kg K2O/ha hoặc 171 kg K2O/ha. Theo Kandil et al. (2010) [133], bón K+ với liều lượng 48 kg K2O/ha làm tăng đáng kể chỉ số diện tích lá, vật liệu khô, hàm lượng chất diệp lục và %K đồng thời giảm bớt %Na, tỉ lệ Na+/K+ và thúc đẩy nhanh thời gian trổ bông. Mehdi et al. (2007) [162], nhận thấy mức độ mặn cao dẫn đến ngộ độc Na+ đi cùng với sự thiếu K+ vì vậy bón lượng K+ lên tới 75 kg K2O/ha đã làm tăng số chồi hữu hiệu.
Bảng 4.16 Một số tính chất hóa học đất của vùng nghiên cứu
Giai đoạn Al3+ (meq/100g) Fe (%) SO42- (%) CEC (meq/100g) Cấy-18 NSKG (14/08/2013) KPH 1,66 0,15 22,72
Tượng khối sơ khởi-57 NSKG (23/09/2013) KPH 1,74 0,30 16,22 Trổ đều-75 NSKG (11/10/2013) KPH 0,92 0,03 20,70 Thu hoạch-104 NSKG (10/11/2013) KPH 1,41 0,02 22,05 Nhôm (Al3+) trao đổi hiện diện với số lượng lớn trong đất phèn và khả năng gây độc cho cây của nó lớn hơn sắt tự do, kết quả Bảng 4.16 cho thấy không phát hiện nhôm trong vùng đất thí nghiệm (Bảng 4.16).
Hàm lượng sắt tự do trong đất biến thiên từ 0,92% đến 1,74% được đánh giá là từ trung bình đến rất cao, theo Ngô Ngọc Hưng (2009) [10], trong đất ít chua và trung tính, các muối sắt thường ở dạng không hòa tan không gây độc cho cây và pH của vùng nghiên cứu là từ 6,26 - 6,75 là khoảng pH trung tính nên hàm lượng sắt này không gây độc cho cây.
Theo Ngô Ngọc Hưng (2009) [10], SO42- là thành phần chính của các muối trong đất phèn (acid sulfate soils), hàm lượng sulfate trong đất càng cao, đất nhiễm phèn càng nặng, hàm lượng của đất qua các giai đoạn tăng trưởng và phát triển của cây lúa tại địa điểm thí nghiệm là SO42- < 0,2% thuộc nhóm đất phèn ít.
CEC qua 4 giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây lúa (Bảng 4.16) cho thấy CEC biến thiên từ 16,22 đến 22,72 meq/100g được đánh giá là cao, dung tích hấp phụ cation (CEC) hay còn gọi là khả năng trao đổi cation của đất càng cao chứng tỏ đất có khả năng giữ, trao đổi tốt các dưỡng chất (Đỗ Thị Thanh Ren, 1999) [7].
4.2.2 Diễn biến độ mặn nước ruộng và pH nước ruộng
Vào giai đoạn cấy nước trong ruộng chưa bị mặn 0‰ (Hình 4.16) do giai đoạn này mưa nhiều. Giai đoạn tăng trưởng (35 NSKG) độ mặn nước ruộng tăng 1,97‰ nguyên nhân là giai đoạn này vào tháng 7 âl (hạn bà chằng) thời tiết nắng nóng kéo dài làm cho độ mặn trong nước tăng do độ mặn trong đất tác động. Tại giá trị EC = 3 dSm-1 (1,92‰), ngưỡng mặn hiện đang được công bố cho cây lúa, năng suất đã giảm một phần ba mật độ cây và chồi giảm 40% so với đối chứng không mặn EC = 0,4 dSm-1 (0,256‰) dữ liệu này hỗ trợ cho việc xác nhận rằng cây lúa rất mẫn cảm trong thời gian cây mạ và các giai đoạn cây con (Grattan et al., 2002) [87].
Hình 4.16 Độ mặn (‰) và pH nước ruộng qua các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa
pH nước duy trì ổn định ở mức từ 6,6 đến 7,2 tương đương với pH đất và khoảng pH này thì không ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa, pH trong khoảng từ 6,0-7,5 được đánh giá là khoảng pH tối hảo cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng (Ngô Ngọc Hưng, 2009) [10].
4.2.3 Kết quả đánh giá khả năng chống chịu mặn qua các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây lúa sinh trưởng và phát triển của cây lúa
Qua kết quả theo dõi diễn biến độ mặn đất (Bảng 4.15) và độ mặn nước ruộng (Hình 4.10) cho thấy khả năng chống chịu mặn của 6 giống/dòng lúa thí nghiệm (Hình 4.11) qua các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây lúa rất khác nhau. Cấp chống chịu mặn được đánh giá qua quan sát sự sinh trưởng và đẻ nhánh của cây lúa trong điều kiện mặn (Bộ Nông Nghiệp & PTNT, 2002) [1]. Kết quả đánh giá cấp chống chịu mặn (Hình 4.11) cho thấy giai đoạn tăng trưởng của cây lúa (ECe = 2 - 3 dSm-1, EC = 2‰) đã tác động mạnh đến giống chuẩn nhiễm IR28 (cấp 7), ba giống/dòng OM4900, BN2, OM5629 x TP6 chống chịu mặn trung bình (cấp 5), hai giống/dòng còn lại ở cấp 3 là dòng CTUSM1 và CTUSM2.
Giai đoạn sinh sản (ECe = 2 - 5 dSm-1) một số cây còn sống của giống chuẩn nhiễm IR28 biểu hiện khả năng chống chịu mặn trung bình (cấp 5), các giống/dòng lúa còn lại đều được đánh giá ở cấp chống chịu (cấp 3).
Giai đoạn chín (ECe = 3 - 4 dSm-1) hầu hết các giống/dòng lúa kể cả giống chuẩn nhiễm IR28 cũng được đánh giá là chống chịu tốt và không bị ảnh hưởng bởi mặn. Qua kết quả này cho ta thấy, cây lúa có chống chịu mặn tốt hay không thường được đánh giá qua giai đoạn tăng trưởng; đến giai đoạn sinh sản và giai đoạn chín cây lúa gia tăng khả năng chống chịu mặn (Pearson, 1961; Akbar et al., 1972) [189, 42].
Hình 4.17 Cấp chống chịu mặn qua các giai đoạn
4.2.4 Đặc tính nông học, thành phần năng suất, năng suất và sâu bệnh bệnh
* Đặc tính nông học
Độ dài giai đoạn trổ của các giống/dòng lúa ở Bảng 4.17 đều thuộc cấp 9, có độ dài giai đoạn trổ dài hơn 7 ngày. Điều này là không tốt vì khi thu hoạch thì hạt lúa trên những cây trổ trước sẽ chín sớm hơn hạt lúa trên những cây trổ sau nên khi thu hoạch cùng một thời điểm thì hạt lúa sẽ chín không đều làm ảnh hưởng đến năng suất lúa. Thời gian trổ bông dài hay ngắn do đặc tính giống, điều kiện môi trường và độ thuần của giống lúa, thông thường thời gian trổ bông từ lúc bắt đầu trổ đến khi trổ đều từ 4-5 ngày (Yano và Sasaki, 1997) [266].
Bảng 4.17 Một số đặc tính nông học của 6 giống/dòng lúa thí nghiệm Giống/dòng Độ dài giai đoạn trổ (cấp) Độ thuần đồng ruộng (cấp) Độ thoát cổ bông (cấp) Độ cứng cây (cấp) Độ tàn lá (cấp) CTUSM1 9 1 1 3 1 CTUSM2 9 1 3 3 5 BN2 9 1 1 3 5 OM4900 (ĐC) 9 1 1 3 1 OM5629 x TP6 9 1 1 3 1 IR28 (CN) 9 5 1 3 5
Ghi chú: ĐC:đối chứng, CN: chuẩn nhiễm mặn
Độ thuần đồng ruộng của các 5 giống/dòng lúa cao (cấp 1), cây khác dạng < 0,25%, riêng độ thuần đồng ruộng của giống chuẩn nhiễm mặn IR28 thuộc cấp trung bình (cấp 3), cây khác dạng 0,25-1%, độ thuần đồng ruộng của các giống/dòng này đều đạt cấp độ giống thuần và có thể đưa vào sản xuất (Bảng 4.17).
Độ thoát cổ bông của các giống/dòng lúa được trình bày ở Bảng 4.17 cho thấy các giống/dòng lúa CTUSM1, CTUSM2, OM4900 đều có độ thoát cổ bông thuộc cấp 3 (thoát trung bình), các giống lúa có độ thoát cổ bông trung bình thường tốt hơn những giống lúa có độ thoát cổ bông nhiều và không thoát, bởi vì các giống lúa có độ thoát cổ bông nhiều sẽ dễ bị gãy khi có gió mạnh còn đối với các giống lúa không thoát cổ bông được khi gặp mưa nhiều nước đọng lại trên cổ bông làm cho cổ bông bị thối, những hạt lúa không thoát ra ngoài dễ bị lép ảnh hưởng đến năng suất lúa. Vì vậy, việc chọn giống lúa có độ thoát cổ bông trung bình và vừa đúng cổ bông cũng góp phần làm gia tăng năng suất lúa.
Độ cứng cây của các giống/dòng lúa đều thuộc cấp 3, cây không bị đổ chỉ bị nghiêng nhẹ được đánh giá một lần trước khi thu hoạch (Bảng 4.17). Đây là một đặc tính tốt giúp cho việc thu hoạch được thuận lợi và hạn chế được sự hao hụt về năng suất. Các giống/dòng lúa này có độ cứng cây tốt,
không bị đổ ngã do các giống/dòng lúa này có chiều cao cây biến thiên từ thấp đến trung bình và có thân rạ cứng (Brady, 1934; Chandler, 1969) [59, 68]. Theo Jennings et al. (1979) [125] thì giống kháng đổ ngã tốt thường có kiểu hình: thân rạ ngắn, dạng thân gọn mọc hơi thẳng đứng, thân rạ cao ốm yếu dẫn đến dễ đổ ngã. Yoshida (1981) [269] công bố sự đổ ngã làm giảm mạnh năng suất, đặc biệt là sau khi trổ gié và bông chạm mặt nước, trong và sau khi trổ gié, sự đổ ngã càng sớm, năng suất lúa càng giảm nhiều. Nếu quá trình phân hóa đồng bị trở ngại thì bông sẽ ít hạt, hạt nhỏ, nhiều hoa bị thoái hóa. Giống chống chịu đổ ngã có chiều cao cây trung bình là 98,1 cm so với 151,8 cm của giống dễ đổ ngã, hàm lượng silic của giống chống chịu cao hơn giống dễ đổ ngã và giống chống chịu đổ ngã trung bình (Hassan et al., 2001) [95]. Thiệt hại do đổ ngã còn phụ thuộc vào mức độ đổ ngã và thời điểm đổ ngã (Setter et al., 1994) [225].
Hình 4.18 Các giống/dòng lúa thí nghiệm giai đoạn chín vụ Thu Đông 2013 Kết quả được trình bày ở Bảng 4.17 cho thấy giống CTUSM1, OM4900, OM5629 x TP6 có độ tàn lá cấp 1, các lá trên khi chín vẫn giữ được màu xanh tự nhiên. Điều này thì tốt cho sự quang hợp để hình thành tinh bột trong hạt (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008) [12]. Các lá trên cùng khi chín vẫn giữ màu xanh tự nhiên là một trong những chỉ tiêu nông học quang trọng, góp phần làm gia tăng năng suất lúa (Peng et al., 2005) [193].
Kết quả sự gia tăng chiều cao cây của 6 giống/dòng lúa thí nghiệm (Hình 4.19) cho thấy hấu hết các giống/dòng lúa đều gia tăng chiều cao cây theo qui luật tự nhiên, chiều cao cây sẽ gia tăng từ giai đoạn tăng trưởng đến hết giai
đoạn sinh sản, khi đó cây lúa đã trổ đều và đạt chiều cao cây tối đa, từ giai đoạn chín đến khi thu hoạch thì chiều cao cây hầu như là không gia tăng thêm. Chiều cao cây của 6 giống/dòng lúa thí nghiệm biến thiên trong khoảng từ 80 - 100 cm. Độ mặn cao có thể gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng của cây lúa như chiều cao cây lúa bị ức chế và giảm khoảng 6% so với điều kiện không mặn (Nguyễn Thị Bắp, 2009) [15]. Chiều cao cây thay đổi đáng kể với mức độ mặn khác nhau và chiều cao cây giảm khi mức độ mặn tăng. Saxena và Pandey (1981) [218] đã kết luận rằng chiều cao cây giảm một cách tuyến tính với việc gia tăng mức độ mặn. Akbar et al. (1972) [42] cũng cho rằng trong
suốt giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng, chiều cao cây, trọng lượng rơm, trọng lượng khô của rễ và chiều dài rễ tất cả đều bị ảnh hưởng bất lợi của mặn.
Hình 4.19 Chiều cao cây của 6 giống/dòng lúa thí nghiệm qua các giai đoạn sinh trưởng và phát triển vụ Thu Đông 2013
Tổng số chồi của 6 giống/dòng lúa thí nghiệm (Hình 4.20) cũng biến thiên theo qui luật phát triển chung của cây lúa. Cả 6 giống/dòng lúa thí nghiệm đều đạt số chồi tối đa khi kết thúc giai đoạn tăng trưởng, từ giai đoạn sinh sản đến giai đoạn chín thì số chồi có khuynh hướng giảm, những chồi vô hiệu sẽ chết đi và còn lại là những chồi hữu hiệu mang bông. Trong 6 giống/dòng lúa thí nghiệm thì giống/dòng CTUSM2 là giống/dòng có tổng số chồi nhiều nhất trong giai đoạn tăng trưởng, nhưng đến giai đoạn sinh sản và giai đoạn chín thì số chồi giảm nhanh và gần như là tương đương với 5 giống/dòng lúa còn lại, điều này cho thấy giống/dòng CTUSM2 có số chồi vô hiệu rất nhiều. Cây mạ bị stress mặn thì nhỏ hơn, số chồi ít và ngắn hơn, lá vàng úa so với các cây đối chứng không mặn ở 28 ngày sau khi gieo hạt. Hơn
nữa mặn có ảnh hưởng lên mật độ cây và chồi. Tại giá trị EC = 3 dSm-1
(1,92‰), ngưỡng mặn hiện đang được công bố cho cây lúa, năng suất đã giảm một phần ba mật độ cây và chồi giảm 40% so với đối chứng không mặn EC = 0,4 dSm-1 (0,256‰). Dữ liệu này hỗ trợ cho việc xác nhận rằng cây lúa thì rất mẫn cảm trong thời gian cây mạ và các giai đoạn phát triển ban đầu (Grattan
et al., 2002) [87].
Hình 4.20 Tổng số chồi của 6 giống/dòng lúa thí nghiệm vụ Thu Đông 2013 qua các giai đoạn sinh trưởng và phát triển
Kết quả thời gian sinh trưởng, chiều cao cây và chiều dài bông của 6 giống/dòng lúa thí nghiệm (Bảng 4.18) cho thấy thời gian sinh trưởng của 6 giống/dòng lúa này thuộc nhóm ngắn ngày A1 (90 - 105 ngày). Theo nghiên cứu của Nguyễn Thị Lang và ctv. (2001); Nguyen Ngoc De et al. (2003) [18, 179], thời gian sinh trưởng từ 115-120 ngày là rất thích hợp cho các khu vực nhiễm mặn cả trong mô hình độc canh cây lúa và mô hình canh tác lúa-tôm. Thời gian sinh trưởng ngắn cho phép thu hoạch ở giữa đến cuối tháng 11, giúp tránh thiệt hại do xâm nhập mặn và hạn hán vào lúc bắt đầu mùa khô. Với thời gian sinh trưởng ngắn, nông dân cũng sẽ có nhiều cơ hội để điều chỉnh lịch gieo trồng để có được thu hoạch tốt hơn cả tôm và lúa.
Jennings (1964); Dingkuhn et al. (1991) [124, 78] đã công bố kiểu hình cây lúa lý tưởng cho năng suất cao thì chiều cao cây thuộc nhóm bán lùn 90 - 130 cm. Theo nghiên cứu của Nguyễn Hữu Hiệp và ctv. (2009); Nguyen Thi
chọn là giống canh tác chính trong mô hình lúa tôm ở một số tỉnh ĐBSCL như Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang…có chiều cao cây từ 100-120 cm, có thể xem đây là chiều cao cây hợp lý cho việc giống canh tác trong mô hình canh tác lúa