Ngưỡng chống chịu mặn
Ngưỡng chống chịu mặn là một khái niệm được phát triển bởi Maas and Hoffam (1997). Khái niệm đã luận ra sự phản ứng lại với muối, nhờ đó một vài sự biến thiên của nồng độ muối không làm suy giảm sinh trưởng và năng suất của cây trồng, vượt quá ngưỡng thì năng suất cây trồng có tương quang nghịch với nồng độ muối.
Nơi năng suất không bị ảnh hưởng bởi mặn, tốc độ phân tán muối tới chồi có thể được cân bằng bởi việc tạo không bào. Nó làm chậm sự đi vào của muối theo cách loại trừ muối ở bề mặt rễ hay qua sự sinh trưởng cung cấp nơi cho muối đi vào bằng cách tạo ra nhiều không bào hơn (Volkmar et al., 1997). Môi trường thay đổi có thể thay đổi trạng thái cân bằng theo hướng thiếu cân bằng muối được thể hiện như một thay đổi trong đặc điểm mức ngưỡng của cây trồng. Nếu mức ngưỡng chống chịu là một chức năng của môi trường thì sự chống chịu sẽ thay đổi hợp lý (Volkmar et al., 1997). Lúa được xếp vào nhóm cây trồng tương đối chịu mặn. Ngưỡng chống chịu NaCl của cây lúa là EC = 4 dS/m (2,56‰) (Sathish et al., 1997). Còn theo Grattan et al., 2002 thì ngưỡng chống chịu mặn đang được công bố cho cây lúa có giá trị EC = 3 dS/m (1,92‰).
Cơ chế chống chịu mặn của cây lúa
Đối với cây lúa, tính trạng chống chịu mặn là một tiến trình sinh lý rất phức tạp, thay đổi theo các giai đoạn sinh trưởng khác nhau của cây (Akabar and Yabuno, 1972, 1975). Tính trạng bất thụ trên bông lúa khi bi stress do mặn được điều khiển bởi một số gene trội, nhưng các gene này không tiếp tục thể hiện ở các thế hệ sau cùng. Phân tích diallel về tính trạng trội chống chịu mặn, người ta ghi nhận về cả hai hoạt động gene cộng tính và không cộng tính với hệ số di truyền thấp 19,18%, và ảnh hưởng của môi trường rất lớn (Gregorio and Senadhira, 1993).
Yeo and Flower (1984), đã tổng kết cơ chế chịu mặn như sau:
Hiện tượng ngăn chặn muối: Cây không hấp thu một lượng muối dư thừa nhờ hiện tượng hấp thu có chọn lọc.
Hiện tượng tái hấp thu: Cây hấp thu một lượng muối thừa nhưng tái hấp thu trong mô libe. Na+ không chuyển vị đến chồi thân.
Chuyển vị từ rễ đến chồi: Tính trạng chống chịu mặn được phối hợp với mức độ cao về điện phân ở rễ lúa, và mức độ thấp về điện phân ở chồi, làm cho sự chuyển vị Na+ ít hơn từ rễ đến chồi.
Hiện tượng ngăn cách từ lá đến lá: Lượng muối dư thừa được chuyển từ lá non sang lá già, muối được định vị tại lá già không có chức năng, không thể chuyển ngược lại.
Chống chịu ở mô: Cây hấp thu muối và được ngăn cách trong các không bào của lá, làm giảm độ độc hại của muối đối với hoạt động sinh trưởng ở cây. Ảnh hưởng pha loãng: Cây hấp thu muối nhưng sẽ làm giảm nồng độ của muối nhờ tăng cường tốc độ phát triển nhanh và gia tăng hàm lượng nước trong chồi.
Tất cả những cơ chế này đều nhằm hạ nồng độ muối Na+ trong các mô chức năng, do đó làm giảm tỉ lệ Na+/K+ trong chồi (< 1) (Gregorio and
Senadhira, 1993). Yeo and Flowers (1984), kết luận rằng mỗi giống lúa đều có một hoặc hai cơ chế nêu trên, không phải có tất cả, phản ứng tốt nhất làm gia tăng tính chống chịu mặn phải gắn liền với việc tối ưu hóa nhiều đặc điểm sinh lý, có tính chất độc lập tương đối với nhau.
Bên cạnh các cơ chế trên thì việc dự trữ và loại trừ muối là một cơ chế quan trọng của cây chịu mặn nói chung và cây lúa nói riêng. Phần lớn cây chịu mặn sử dụng muối như là một chất thẩm thấu để cân bằng nồng độ môi trường bên ngoài. Hơn thế nữa, ở đó thường xuất hiện mối quan hệ không dễ dàng thấy rõ sự loại trừ muối và tính chịu mặn giữa nhiều cây mẫn cảm mặn. Sự loại trừ Na+ và đặc tính chung của một số giống lúa mì chịu mặn, dòng nhiễm mặn có mức Na+ thấp hơn nhiều so với dòng chịu mặn (Saneoka et al., 1992). Lê Văn Căn (1978), cho biết mức độ gây hại của muối tùy thuộc vào độ mặn của cây, ở thực vật không chịu mặn chúng phản ứng lại bằng cách thải ion. Cây chịu mặn thải ion qua chồi non, cây không chịu mặn không có khả năng này. Cây chịu mặn có thể chịu nồng độ muối cao là nhờ khả năng tích lũy muối trong cây giúp tăng áp suất thẩm thấu trong tế bào, nhờ vậy mà cây hút nước từ đất mặn một cách dễ dàng (Đặng Thế Dân, 2005).