b. Ph−ơng pháp
4.3 đặc tr−ng sinh tr−ởng của các dòng giống lúa cạn địa ph−ơng 1 Bộ rễ lúa
4.3.1 Bộ rễ lúa
Hệ rễ có vai trò quan trọng trong việc hút n−ớc và khoáng chất nuôi cây. Trong tr−ờng hợp khô hạn, bộ rễ sẽ phát triển ăn sâu và rộng để tìm n−ớc, điều tiết và giảm nhẹ thiệt hại do hạn gây ra. Cơ chế chống chịu hạn có hiệu quả nhất của cây trồng là một bộ rễ ăn sâu và dày đặc. Chính vì vậy, nhiều tác giả đã coi sự sinh tr−ởng và phát triển của bộ rễ là một chỉ tiêu quan trọng để đánh gía khả năng chịu hạn của chúng.
Đối với cây lúa, giai đoạn khủng hoảng n−ớc đ−ợc xác định là lúc làm đòng-trỗ bông. Mặt khác, bộ rễ lúc này đã phát triển hoàn thiện, sự v−ơn dài của rễ hoặc sinh ra rễ mới bị hạn chế. Rõ ràng, đây là một chỉ tiêu liên quan đến khả năng chống chịu hạn của mỗi giống lúa. Để đánh giá, chúng tôi tiến hành nghiên cứu sự phân bố bộ rễ của 20 giống lúa ở giai đoạn bắt đầu trỗ. Kết quả thu đ−ợc ở bảng 7.
Bảng 7: Sự phân bố rễ theo chiều sâu tầng đất ở giai đoạn bắt đầu trỗ của các giống lúa thí nghiệm trong điều kiện gieo cạn
Tầng đất (cm) KH giống 0-20 21-40 41-60 Khối l−ợng bộ rễ(g/khóm) Đ−ờng kính bộ rễ (cm) CH5 3,37 ab 0,20 bc 0,050 gh 3,62 ab 48,67 a G3 4,29 c-h 0,30 fgh 0,077 i 4,67 c-g 69,33 d-g G4 4,65 fgh 0,38 h 0,110 i 5,14 fgh 72,67 e-h G6 3,31ab 0,21 bc 0,023 b-f 3,54 ab 63,67 cd
G7 3,75 a-f 0,24 cde 0,016 a-d 4,00 a-d 66,67 c-f
G11 3,26 ab 0,22 cd 0,010 a 3,49 ab 63,33 cd
G12 4,36 e-h 0,31 gh 0,040 efg 4,71 d-g 77,33 gh
G15 3,86 a-g 0,24 cde 0,013 abc 4,11 a-e 73,33 fgh G19 3,39 abc 0,17 ab 0,030 b-g 3,59 ab 70,67 d-g
G24 4,98 h 0,30 fgh 0,043 fgh 5,32 g 79,33 h
G26 4,75 gh 0,26 def 0,018 a-d 5,03 efg 73,33 fgh G28 4,32 d-h 0,24 cde 0,030 b-g 4,59 c-g 77,33 gh
G34 4,99 h 0,33 h 0,063 hi 5,39 g 74,67 fgh
G35 4,02 a-g 0,26 def 0,018 a-d 4,30 a-f 63,33 cd
G41 3,21 a 0,15 a 0,020 a-e 3,38 a 53,33 ab
G43 4,12 b-h 0,23 cde 0,030 b-g 4,38 b-f 64,00 cd G58 3,75 a-f 0,27 efg 0,033 c-g 4,05 a-d 76,67 gh
G59 3,65 a-e 0,17 ab 0,012 ab 3,83 a-d 60,00 bc
G65 3,23 ab 0,20 bc 0,013 abc 3,44 a 64,67 cde
G66 3,64 a-e 0,27 efg 0,037 d-g 3,95 a-d 76,67 gh
LSD5% 0,91 0,045 0,021 0,92 8,40
CV% 13,8 11,0 37,7 13,1 7,4
Ghi chú: Các giá trị trong cột có cùng chữ cái không sai khác nhau Kết quả cho thấy:
+ Hệ rễ của các giống lúa tập trung chủ yếu ở tầng đất mặt, từ 0-20 cm. Khối l−ợng rễ ở tầng này chiếm phần lớn so với khối l−ợng cả bộ rễ.
+ ở các tầng đất sâu hơn, khối l−ợng rễ giảm đi rất nhiều. Theo quan sát của chúng tôi, trong điều kiện ruộng đất ở Gia Lâm, Hà Nội, bộ rễ của các giống
lúa cạn địa ph−ơng trong tập đoàn có khuynh h−ớng ăn rộng ra xung quanh hơn là ăn sâu. Trừ giống G4, không có dòng, giống lúa nào có rễ ăn sâu quá 60 cm.
Riêng giống G4, chúng tôi tìm thấy có 2-3 rễ ăn v−ợt qua tầng đất 41- 60cm, nh−ng cũng không quá 70 cm.
+ Hai giống lúa có bộ rễ ăn sâu nhất là G3, G4. Khối l−ợng rễ ở tầng đất 41-60 cm lần l−ợt đạt 0,077 g và 0, 11 g. Ba giống lúa khác là G12, G24, G34 có độ ăn sâu của rễ t−ơng đ−ơng với giống lúa CH5. Do vậy, khối l−ợng rễ của chúng ở tầng đất 41-60 cm cũng không sai khác với đối chứng, lần l−ợt ứng với 0,04; 0,043; 0,063 và 0,05 g.
+ Khối l−ợng bộ rễ của các dòng, giống lúa có sự sai khác nhau ở mức tin cậy 95%.
Giống có khối l−ợng rễ nhỏ nhất là G41 (3,38 g/khóm), xấp xỉ với khối l−ợng bộ rễ của các giống G65, G11, G6, G19 và CH5. Giống CH5 có khối l−ợng bộ rễ là 3,62 g/khóm.
Hai giống G34, G24 có khối l−ợng rễ lớn nhất, đạt 5,39 và 5,32 g/khóm. Tiếp sau đó, các dòng, giống lúa nh−: G4, G26, G12, G3, G28, G43, G35, G15, G58 đều có khối l−ợng bộ rễ lớn hơn 4g/khóm.
+ Các dòng, giống lúa cạn địa ph−ơng có đ−ờng kính rễ đo ở tầng đất mặt khá lớn. Giống có đ−ờng kính rễ lớn nhất là G24, đạt 79,33 cm. Tiếp theo, các giống nh− G28, G12, G58, G34, G26, G15, G4…, đều có đ−ờng kính rễ đạt trên 72 cm. Giống G41 có đ−ờng kính bộ rễ nhỏ nhất, đạt 53,33 cm nh−ng vẫn cao hơn giống CH5 (48,7cm) gần 5 cm.
Các dòng, giống lúa khác nhau thì có đ−ờng kính bộ rễ khác nhau.
+ Chúng tôi nhận thấy, các giống lúa có bộ rễ lớn, ăn sâu và rộng nh−: G34, G26, G24, G28, G15, G58 đều có điểm chịu hạn trên đồng ruộng thấp, đồng nghĩa với tính chống chịu hạn từ khá đến tốt, đặc biệt là khả năng chịu hạn ở giai đoạn sinh tr−ởng sinh d−ỡng. Mặt khác, so sánh với kết quả xử lý hạt và rễ mạ ở thí nghiệm 1, đây là những giống lúa đ−ợc phân cấp thuộc 3 nhóm đầu tiên, có biểu hiện chịu hạn khá đến tốt.
Kiểm nghiệm hệ rễ của các giống lúa thí nghiệm vào giai đoạn bắt đầu đẻ nhánh đ−ợc tiến hành trong điều kiện gieo cạn cho kết quả ở bảng 8.
Những kết quả cho thấy:
+ ở giai đoạn này, số rễ chính của các dòng, giống lúa đã có sự sai khác nhau khá rõ rệt. Hai giống G15, G28 có số rễ chính nhiều nhất, lần l−ợt đạt 116 và 115 rễ/khóm. Chúng có bộ rễ rất to, dày.
Các giống lúa nh−: G4, G19, G12, G43 và CH5 có số rễ chính/khóm t−ơng đ−ơng nhau, đạt trên 85 rễ chính/khóm. Đây cũng là những giống lúa có bộ rễ lớn và dày. Ng−ợc lại, bốn giống G35, G11, G6, G58 có số rễ chính/khóm không nhiều, chỉ đạt từ 43-65 rễ, nên bộ rễ của chúng mỏng hơn. Trong đó, G35 là giống có số rễ chính ít nhất (43,7 rễ/khóm).
+ Chiều dài rễ của các dòng, giống lúa thí nghiệm có sự sai khác không lớn, đôi khi là không sai khác nhau.
- Giống G41 chiều dài bộ rễ đạt giá trị cao nhất, 33,63 cm nh−ng cũng không hề sai khác với các giống G3, G4, G12, G28, G19, G43, G58, G59 và đối chứng CH5.
- G6 là giống có chiều dài bộ rễ ngắn nhất, 26,6 cm. Ngoài ra, hai giống G7, G66 cũng có chiều dài rễ ngắn và không khác biệt với G6.
+ ở chỉ tiêu khối l−ợng bộ rễ, kết quả xử lý cho thấy có sự sai khác đáng kể.
- Vì số rễ ít và chiều dài rễ ngắn nên khối l−ợng bộ rễ của các giống G35, G6, G11 rất thấp, chỉ đạt từ 1,37-1,5 g/khóm. Đây là những giống có khối l−ợng rễ thấp nhất.
Bảng 8: Đặc điểm bộ rễ và thân lá của các dòng giống lúa ở điều kiện gieo cạn, giai đoạn đẻ nhánh
KH giống Số rễ chính/khóm Chiều dài bộ rễ
(cm) Khối l−ợng khô bộ rễ (g/khóm) Khối l−ợng khô thân lá (g/khóm) T CH5 105,0 ik 31,67cde 3,37g-j 12,37j G3 80,0 d-g 31,83cde 2,83d-g 6,13de
G4 101,3 ijk 32,70de 3,63hij 9,37hi
G6 60,3 bc 26,60a 1,50a 4,11abc
G7 78,3 d-g 28,23ab 1,65ab 5,79cde
G11 50,0 ab 30,30bcd 1,50a 3,17ab
G12 93,3 g-j 31,93cde 3,30f-i 6,74efg
G15 116,0 k 29,57a-d 3,52g-j 6,63ef
G19 97,7 hij 32,30de 1,92abc 3,53ab
G24 84,0 e-h 29,97bcd 2,14a-d 6,61ef
G26 83,7 e-h 29,53a-d 4,11jk 6,83efg
G28 115,0 k 32,37de 4,59k 8,51fgh
G34 75,7 c-f 30,17bcd 3,04e-i 4,59bcd
G35 43,7 a 28,07ab 1,37a 2,45a
G41 75,7 c-f 33,63e 2,03abc 6,11de
G43 88,3 f-i 32,27de 3,78ij 7,13efg
G58 65,0 bcd 31,37cde 2,02abc 5,63cde
G59 79,0 d-g 30,60b-e 2,39b-e 4,24a-d
G65 84,0 e-h 29,00abc 3,01e-h 11,17ij
G66 68,7 c-e 27,87ab 2,57c-ì 8,60gh
LSD5% 15,3 3,19 0,77 1,92
CV% 11,3 6,4 17,2 17,9 6
- G28 là giống có khối l−ợng bộ rễ lớn nhất, đạt 4,59 g/khóm, cao hơn hẳn khối l−ợng rễ của giống CH5 đạt 3,37g.
- ở giai đoạn này, những giống có số rễ nhiều và to mập thì khối l−ợng rễ bộ rễ lớn, chẳng hạn giống G4, G12, G15, G26, G28, G43 và đối chứng CH5. Chiều dài rễ không quyết định khối l−ợng bộ rễ. G41 có chiều dài bộ rễ lớn nhất nh−ng chỉ có 75,7 rễ chính/khóm nên khối l−ợng bộ rễ thấp (2,03g).
+ So sánh chỉ tiêu tỷ lệ rễ trên thân lá của các giống, chúng tôi nhận thấy có khác biệt giữa đối chứng CH5 với các giống lúa cạn khác. Tỷ lệ rễ/thân lá của CH5 đạt 0,273, cao hơn giá trị của giống G65 nh−ng thấp hơn so với các giống lúa cạn khác.
G34 và G26 có tỷ lệ rễ/thân lá cao nhất (0,662 và 0,601). G65 có tỷ lệ rễ/thân lá thấp nhất (0,269). So với CH5, tỷ lệ này hoàn toàn không sai khác nhau.
+ Độ cao thân lá giữa các giống trong giai đoạn này đã khác biệt đáng kể so với đối chứng.
Giống lúa cạn G15 cao hơn CH5 khoảng 6cm nh−ng sự sai khác là không có ý nghĩa.
Chiều cao cây của các giống lúa địa ph−ơng khác đều hơn đối chứng ở mức có ý nghĩa. Tuy nhiên, giữa các giống lúa cạn, sự sai khác rất khó phân tách. Giống G7 có độ cao thân lá lớn nhất: 152cm; thấp nhất là các giống G15: 101cm, G19: 104cm và G66 đạt 112 cm, vì giữa các giống này sự sai khác không có ý nghĩa.
Một kiểm nghiệm khác về hệ rễ cũng đ−ợc chúng tôi tiến hành nhằm theo dõi sự phát triển theo chiều sâu của bộ rễ các dòng, giống lúa thí nghiệm. Chúng tôi gieo hạt của các mẫu giống lúa kể trên trong những hộp nhựa mica hình trụ tròn, đ−ờng kính 10cm, dài 90 cm. Các ống này cũng đ−ợc đặt trong điều kiện không có t−ới n−ớc. N−ớc cung cấp cho cây lúa là n−ớc m−a.
Sáu tuần sau khi các dòng, giống lúa thí nghiệm mọc, chúng tôi tiến hành lấy mẫu bộ rễ để đo chiều dài, đếm số rễ chính và cân khối l−ợng khô của bộ rễ. Kết quả trình bày tại bảng 9.
thí nghiệm hộp rễ
KH giống Chiều dài bộ rễ (cm) Số rễ chính (rễ/cây) Khối l−ợng bộ rễ (g)
CH5 39,0±7,81 20,7±1,53 0,26±0,01 G3 41,8±1,75 21,7±1,53 0,35±0,21 G4 61,3±6,66 33,7±2,52 0,94±0,17 G6 44,0±5,29 29,7±1,53 0,40±0,06 G7 40,0±9,17 22,3±2,52 0,36±0,02 G11 35,5±8,67 31,3±4,51 0,31±0,04 G12 36,4±1,09 21,3±0,58 0,32±0,05 G15 60,8±3,88 24,3±2,89 0,82±0,42 G19 34,3±1,53 25,3±1,15 0,36±0,05 G24 52,3±3,51 30,7±5,51 0,80±0,21 G26 59,0±6,24 25,7±3,79 0,81±0,31 G28 51,5±3,23 20,0±1,00 0,67±0,04 G34 52,7±2,08 33,7±2,08 0,54±0,09 G35 51,0±2,65 22,7±3,79 0,43±0,10 G41 52,3±3,21 17,7±1,53 0,32±0,04 G43 51,0±5,21 22,3±3,79 0,46±0,09 G58 37,6±0,85 30,3±1,15 0,53±0,05 G59 53,7±5,82 19,0±2,65 0,36±0,01 G65 38,7±4,80 21,0±2,00 0,37±0,14 G66 39,3±11,84 16,0±1,00 0,21±0,06 LSD5% 9,21 4,28 0,25 CV% 12,0 10,6 11,1 Chúng tôi nhận thấy:
+ Trong các hộp mica hình ống, bộ rễ của các giống lúa không thể phát triển ăn rộng nên chúng tập trung phát triển theo chiều sâu. Giữa các dòng, giống lúa khác nhau thì có sự sai khác đáng kể về sinh tr−ởng chiều dài rễ.
Ba giống G4, G15, G26 có bộ rễ dài nhất, trung bình từ 59-61,3 cm. Sự sai khác về giá trị chiều dài bộ rễ này giữa chúng không có ý nghĩa. Riêng G4, chiều dài bộ rễ đã có lúc đo đ−ợc 69cm.
Các giống nh− CH5, G11, G12, G19, G58, G65, G66 đều có trung bình chiều dài rễ ngắn hơn 40 cm và sự sai khác về giá trị là không có ý nghĩa. Giá trị chiều dài rễ nhỏ nhất là G19 (34,3 cm). Tuy nhiên, ở tr−ờng hợp G66, chiều dài bộ rễ biến thiên khá lớn, có lúc đo đ−ợc hơn 50 cm.
+ Bên cạnh đó, chỉ tiêu về số rễ chính và khối l−ợng bộ rễ của các dòng, giống lúa thí nghiệm cũng có khác biệt.
Các giống G4, G6, G11, G24, G34, G58 có số rễ chính lớn và giá trị không sai khác nhau, trên d−ới 30 rễ/cây. G4 và G34 là hai giống có số rễ nhiều nhất, 33,7 rễ/cây.
Các giống nh− G66, G41, G59, G12, G3, G28…có số rễ ít hơn, chỉ đạt trên d−ới 20 rễ/cây. Thấp nhất là G66, chỉ có trung bình 16 rễ/cây.
Tuy nhiên, do chiều dài bộ rễ và kích th−ớc rễ khác nhau nên khối l−ợng bộ rễ của các giống lúa có sự chênh lệch khá lớn. Trong số 20 dòng giống lúa thí nghiệm, G4 có bộ rễ ăn sâu nhất, nhiều rễ nhất và khối l−ợng bộ rễ cũng lớn nhất (0,94g). Bộ rễ của một số giống nh− G15, G26 có ít hơn về số rễ nh−ng các rễ to mập, ăn sâu nên khối l−ợng bộ rễ cùng đạt trên 0,8g. Ng−ợc lại, G66 có các giá trị trung bình về chiều dài, số rễ đều thấp nên khối l−ợng bộ rễ nhỏ nhất (0,21g). Tuy thấp hơn đối chứng CH5 nh−ng sự sai khác ch−a có ý nghĩa.
Nhận xét chung:
- Những kiểm nghiệm bộ rễ ở một số giai đoạn khác nhau của cây lúa bằng các kỹ thuật, ph−ơng pháp khác nhau vẫn cho kết quả t−ơng đối trùng khớp; phản ánh đ−ợc các đặc điểm cơ bản của bộ rễ của mỗi dòng giống lúa thí nghiệm. Điều quan trọng, chúng tôi nhận thấy rằng những dòng giống lúa cạn có khả năng chống chịu hạn có hệ rễ sinh tr−ởng và phát triển mạnh. Tuy nhiên, không phải dòng giống lúa nào có bộ rễ phát triển tốt thì đều có khả năng chống chịu hạn tốt.
- Theo dõi sự phát triển của bộ rễ lúa bằng kỹ thuật mà chúng tôi tạm gọi là hộp rễ rất dễ thực hiện và giúp cho thao tác lấy mẫu cuối cùng chuẩn xác hơn.
Bộ rễ lúa gần nh− nguyên vẹn, không bị đứt gẫy, đặc biệt là các rễ chính. Trong khi đó, việc lấy mẫu bộ rễ lúa trên đồng ruộng khó khăn hơn và không thể đảm bảo một bộ rễ lúa nguyên vẹn, cả về chiều dài lẫn chiều rộng. Do vậy, các số liệu thu đ−ợc đôi khi ch−a phản ánh rõ những đặc tr−ng của bộ rễ.
- T−ơng quan giữa chỉ tiêu khối l−ợng bộ rễ với điểm chịu hạn là có ý nghĩa. Hơn thế, sự t−ơng quan giữa chỉ tiêu khối l−ợng bộ rễ ở thí nghiệm đào phẫu diện với chiều dài rễ ở thí nghiệm hộp rễ cũng khá chặt (xem phụ lục).