2.2. Nội dung và phương phỏp nghiờn cứu 2.2.1. Nội dung nghiờn cứu
- Đỏnh giỏ, phõn loại khả năng chịu hạn của cỏc mẫu giống lỳa bằng phương phỏp nhõn tạo trong phũng thớ nghiệm.
- Đỏnh giỏ một số đặc tớnh sinh lý và đặc điểm hỡnh thỏi của cõy lỳa liờn quan đến khả năng chịu hạn trong điều kiện đồng ruộng (đủ nước và nước trời).
- Đỏnh giỏ khả năng chống chịu hạn, chống chịu sõu bệnh, chống đổ, năng suất và cỏc yếu tố cấu thành năng suất trong điều kiện đồng ruộng (đủ nước và nước trời).
Nội dung thực hiện cụ thể gồm 5 thớ nghiệm:
(i) Thớ nghiệm 1: Đỏnh giỏ giỏn tiếp khả năng chịu hạn trong điều kiện hạn nhõn
tạo thụng qua tỷ lệ nảy mầm, tỷ lệ rễ mầm đen (hộo), tỷ lệ rễ mạ đen (hộo) sau khi xử lý ở cỏc nồng độ muối khỏc nhau.
(ii) Thớ Nghiệm 2: Đỏnh giỏ khả năng chịu hạn ở giai đoạn mạ 3lỏ thật trong
điều kiện chậu vại.
(iii) Thớ nghiệm 3: Đỏnh giỏ khả năng chịu hạn ở cỏc giai đoạn sinh
trưởng khỏc nhau của cõy lỳa trong điều kiện nhà lưới
(iv) Thớ nghiệm 4: Đỏnh giỏ khả năng sinh trưởng phỏt triển và một số đặc
điểm nụng sinh học trong điều kiện chủ động nước.
(v) Thớ nghiệm 5: Đỏnh giỏ khả năng sinh trưởng phỏt triển và khả năng
chịu hạn trong điều kiện nhờ nước trời.
2.2.2. Phương phỏp nghiờn cứu
(i) Thớ nghiệm 1: Đỏnh giỏ giỏn tiếp khả năng chịu hạn trong điều kiện
hạn nhõn tạo thụng qua tỷ lệ nảy mầm, tỷ lệ rễ mầm đen (hộo) khi xử lý hạt bằng dung dịch KClO3 3% và PEG 40%.
• Số mẫu: Gồm cú 18 mẫu giống lỳa (xem phần phụ lục 1). Mỗi thớ nghiệm được lặp lại 3 lần, đối chứng là giống lỳa Lốc.
• Phương phỏp:
- Bố trớ thớ nghiệm: Thớ nghiệm được bố trớ theo kiểu ngẫu nhiờn hoàn toàn (CRD).
- Xử lý hạt bằng dung dịch KClO3 3% và PEG 40%.
Giai đoạn nảy mầm: Ngõm hạt giống trong dung dịch KClO3 3% và PEG 40% trong 48h. Sau đú, rửa sạch bằng nước trung tớnh rồi chuyển sang đĩa petri cú lút giấy lọc ẩm cho hạt nảy mầm. Dựa vào % hạt nảy mầm, % rễ mầm đen hoặc bị hộo để đỏnh giỏ khả năng chịu hạn.
* Cơ sở khoa học của phương phỏp xử lý bằng KClO3 và PEG: Đõy là phương phỏp nhõn tạo, đỏnh giỏ giỏn tiếp khả năng chịu hạn của cỏc giống lỳa. Khả năng chịu hạn của cõy liờn quan đến khả năng chịu độc và giữ nước của keo nguyờn sinh khi dựng một hoỏ chất độc để xử lý. Nếu keo nguyờn sinh ớt bị độc, tế bào và mụ ớt bị mất nước, ớt bị hại, chứng tỏ cõy cú tớnh chịu hạn. Ngược lại, nếu keo nguyờn sinh bị nhiễm độc, tế bào và mụ bị mất nước dẫn đến cõy bị hại chứng tỏ cõy khụng cú tớnh chịu hạn [19].
- Tỷ lệ % hạt nảy mầm tớnh theo cụng thức:
+ % hạt nảy mầm = Số hạt nảy mầm x 100 Tổng số hạt xử lý
- Tỷ lệ % rễ mầm bị đen (hoặc hộo) tớnh theo cụng thức:
+ % rễ mầm đen (hộo) = Số rễ mầm đen (hộo)Tổng số rễ mầm x 100
Dựa vào kết quả trờn, tiến hành chọn lọc 13 mẫu giống lỳa cú khả năng chịu hạn tốt nhất để tiếp tục làm cỏc thớ nghiệm tiếp theo.
(ii) Thớ Nghiệm 2: Đỏnh giỏ khả năng chịu hạn ở giai đoạn mạ 3 lỏ thật trong
điều kiện chậu vại. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Số mẫu: 13 mẫu giống được chọn lọc trong thớ nghiệm 1 (gồm cả giống đối chứng G9).
- Biện phỏp kỹ thuật: Hạt lỳa được gieo vào cỏc ống cú kớch thước bằng nhau, mỗi ống 25 hạt. Thớ nghiệm được lặp lại 3 lần cho mỗi chỉ tiờu nghiờn cứu trong điều kiện chăm súc như nhau. Thời gian đầu tưới đủ ẩm , khi cõy mọc được 3 lỏ thật thỡ tiến hành gõy hạn nhõn tạo và đỏnh giỏ khả năng chịu hạn của
cỏc mẫu giống lỳa. Theo dừi cỏc chỉ tiờu liờn quan đến khả năng chịu hạn trước và sau khi gõy hạn của cỏc mẫu giống.
- Phương phỏp đỏnh giỏ khả năng chịu hạn ở giai đoạn mạ được tiến hành theo Lờ Trần Bỡnh và cộng sự (1998) 1. Cỏc chỉ tiờu theo dừi sau:
a) Xỏc định tỷ lệ rễ mạ bị đen hoặc bị hộo trong dung dịc KCLO3 (1%):
Tiến hành ngõm rễ mạ 3lỏ vào dung dịch KClO31% trong 8 giờ rồi đưa ra ngoài sỏng để quan sỏt.
- Tỷ lệ % rễ mạ đen (hoặc hộo) tớnh theo cụng thức:
+ % rễ mạ đen (hộo) = Số rễ mạ đen (hộo)Tổng số rễ mạ x 100
b) Khi mạ được 3lỏ thật tiến hành gõy hạn lỳa mạ sau 1 ngày, 3 ngày, 5 ngày,7 ngày và 9 ngày và tiến hành theo dừi cỏc chỉ tiờu sau:
- Khối lượng tươi của rễ, thõn, lỏ, khối lượng khụ của rễ, thõn, lỏ cỏc mẫu được sấy khụ tuyệt đối ở 1050C đến khi khối lượng khụng đổi.
- Xỏc định khả năng giữ nước qua cỏc giai đoạn xử lý hạn hỏn. Khả năng giữ nước qua cỏc giai đoạn xử lý bởi hạn . Khả năng giữ được nước được tớnh theo cụng thức: W%= x100 W W KXl Xl %
Trong đú: W:khả năng giữ nước của cõy sau khi xử lý hạn(%) W xl: Khối lượng tươi của cõy sau khi xử lý hạn (g)
W kxl: khối lượng tươi của cõy khụng xử lý hạn (g) - Xỏc định tỷ lệ thiệt hại do hạn gõy ra (%)
Xỏc định tỷ lệ thiệt hại do hạn gõy ra được tớnh theo cụng thức TH (%)=
nc b n
∑ 0
Trong đó: TH: tỷ lệ thiệt hại do hạn gõy ra (%) b: trị số thiệt hại mỗi cấp
n0: sụ́ cõy củ a mụ̃ i cṍp thiờ ̣t ha ̣i c: trị số thiệt hại của cấp cao nhất n: tụ̉ ng sụ́ cõy xử lý
Cỏc trị số: sụ́ cõy chờ́t:trị số 3; sụ́ cõy héo: trị số 1; sụ́ cõy khụng bi ̣ ảnh hưởng: trịsố 0. Ngoài ra, theo dừi một số chỉ tiờu:
- Đo chiều dài rễ mạ
- Khả năng phục hồi mạ sau cỏc ngày gõy hạn
(iii) Thớ nghiệm 3: Đỏnh giỏ khả năng chịu hạn trong điều kiện nhà lưới.
• Số mẫu: Tiến hành với số mẫu giống đó được chọn qua thớ nghiệm 1 (13 mẫu giống bao gồm cả giống đối chứng).
• Phương phỏp:
- Bố trớ thớ nghiệm: Thớ nghiệm được bố trớ theo kiểu ngẫu nhiờn hoàn toàn (CRD).
- Mỗi mẫu giống gieo trong 3 chậu vại (3 lần lặp lại): Gieo hạt cho cõy phỏt triển trong chậu. Đỏnh giỏ ảnh hưởng của việc xử lý gõy hạn nhõn tạo ở cỏc giai đoạn mạ 3 lỏ, giai đoạn đẻ nhỏnh, giai đoạn phõn húa đũng và giai đoạn trỗ bụng đến năng suất của giống.
Theo dừi và xỏc định độ ẩm đất khi cõy bắt đầu hộo. Ở mỗi giai đoạn sinh trưởng của cõy lỳa, sau khi đỏnh giỏ hạn nhõn tạo, tiếp tục cung cấp đầy đủ nước và theo dừi khả năng sinh trưởng phỏt triển của cõy lỳa đến khi thu hoạch.
* Cơ sở khoa học của phương phỏp: Khả năng chịu đựng với độ ẩm đất của mỗi giống lỳa là khỏc nhau, phụ thuộc vào bản chất (do gen quyết định) của chỳng. Nếu độ ẩm đất giảm quỏ độ ẩm tối thiểu mà cõy lỳa chịu đựng được thỡ sẽ gõy cho cõy bị hộo. Như vậy, độ ẩm cõy hộo của giống lỳa nào càng thấp thỡ giống lỳa ấy cú khả năng chịu hạn càng cao [19].
- Xỏc định độ ẩm cõy hộo (là độ ẩm đất tại đú cõy bắt đầu hộo) bằng cụng thức:
+ Độ ẩm cõy hộo(%) = PP1-P2 x 100 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lấy mẫu đất ở tầng 0-20 cm. Cõn mẫu đất vừa lấy (cả hộp) được khối lượng P1 (g). Đem sấy khụ (cả hộp và đất) ở nhiệt độ 105 0C đến khối lượng khụng đổi là được. Tiến hành cõn trong chõn khụng được khối lượng P2 (g). Hộp được rửa sạch, sấy khụ rồi cõn hộp được khối lượng P3 (g).
- Xỏc định cường độ thoỏt hơi nước qua lỏ theo phương phỏp cõn nhanh và được tớnh bằng cụng thức:
+ IH2O (g/dm2/giờ) = P0-P1 x 60
2 S
Trong đú: P0: là khối lượng lỏ cõn lần 1 (g) P1: là khối lượng lỏ cõn lần 2 (g) S: là diện tớch lỏ (dm2)
- Kỹ thuật hộp rễ: (Áp dụng phương phỏp đỏnh giỏ chiều sõu bộ rễ của Bohm W., 1979 [50]). Dựng giấy nhựa mica làm thành cỏc hộp hỡnh trụ trũn cú đường kớnh 10 cm, dài khoảng 90 cm. Dựng đất nhỏ trộn đều với phõn NPK rồi nhồi đầy vào trong cỏc ống nhựa. Dựng ống thành hàng cú giỏ đỡ, gieo khoảng 3-4 hạt thúc của mỗi mẫu giống vào 1 ống. Khi hạt nảy mầm thỡ tỉa bớt cõy, chỉ để 1 cõy/ống. Đặt cỏc ống cõy trong nhà lưới, nơi cú thể nhận được nước mưa tự nhiờn. Bịt kớn ống để giữ tối cho rễ. Cỏc ống cõy khụng được tưới thờm nước.
Vỡ đường kớnh hộp rễ nhỏ nờn bộ rễ cõy sẽ tập trung phỏt triển theo chiều sõu. 60 ngày sau khi cõy mọc, tiến hành thỏo đất trong ống ra, lấy nguyờn vẹn bộ rễ lỳa, rửa sạch và đo chiều dài bộ rễ, đếm số rễ chớnh. Sau đú, đem sấy khụ và cõn khối lượng rễ.
(iii) Thớ nghiệm 4 và 5: Đỏnh giỏ khả năng sinh trưởng phỏt triển và một số đặc
điểm nụng sinh học trong điều kiện chủ động nước. Đỏnh giỏ khả năng sinh trưởng phỏt triển và khả năng chịu hạn trong điều kiện nhờ nước trời.
• Số mẫu: Gồm 13 mẫu giống lỳa đó được chọn lọc qua thớ ngiệm 1, trong đú cú giống đối chứng lỳa Lốc.
- Bố trớ thớ nghiệm: Thớ nghiệm bố trớ theo phương phỏp quan sỏt vườn giống, khụng nhắc lại của IRRI.
* Biện phỏp kỹ thuật:
- Tiến hành gieo số mẫu giống lỳa cần đỏnh giỏ trờn đồng ruộng. Cỏc mẫu giống sẽ được bố trớ trờn 2 điều kiện:
+ Chủ động nước (Thớ nghiệm 4) + Nhờ nước trời (Thớ nghiệm 5)
- Thời vụ gieo: vụ Xuõn: ngày gieo 20/1-5/2 (với lỳa cấy). Đối với lỳa gieo cạn cần chọn thời điểm cú mưa nhỏ để gieo (cuối thỏng 2 đầu thỏng 3)
- Ở ruộng lỳa cấy trong điều kiện chủ động nước, làm đất kĩ và chia thành cỏc ụ theo kớch thước đó chọn.
- Làm đất khụ ở ruộng gieo cạn, cầy bừa kĩ, lờn thành cỏc luống sõu và rộng bằng nhau. Rạch hàng nụng 3 cm dọc trờn mặt luống, gieo hạt bằng tay theo hàng rồi lấp đất kớn hạt. Sau đú, tỉa định cõy theo khoảng cỏch đó xỏc định.
- Lượng phõn bún hoỏ học và cỏch bún: (bún theo quy trỡnh chuẩn của Viện Cõy lương thực và CTP).
- Mỗi mẫu giống gieo cấy thành 5 hàng trong 1 ụ thớ nghiệm cú chiều dài khoảng 2 m, khoảng cỏch hàng - hàng là 25 cm, cõy - cõy là 20 cm; theo dừi 3 hàng, mỗi hàng theo dừi 10 cõy, dựng que cắm theo dừi cố định từ khi bắt đầu mọc đến kết thỳc cho tất cả cỏc chỉ tiờu, khụng theo dừi những cõy xung quanh rỡa ụ.
* Cỏc chỉ tiờu theo dừi:
- Theo dừi, đỏnh giỏ một số đặc tớnh nụng sinh học và hỡnh thỏi cơ bản liờn quan đến khả năng chịu hạn của cỏc mẫu giống lỳa như độ ẩm cõy hộo, độ tàn lỏ, độ khụ của lỏ, độ cuốn lỏ, độ phục hồi sau hạn... Theo dừi đỏnh giỏ vài lần theo chu kỳ hạn, và theo dừi cỏc chỉ tiờu này vào buổi sỏng là phự hợp hơn bởi vỡ sau khi khụ hạn cõy lỳa cú thể phục hồi và khả năng trở lại về ban đờm của bộ lỏ.
- Theo dừi cỏc giai đoạn sinh trưởng phỏt triển: ngày gieo, ngày cấy, ngày bắt đầu đẻ nhỏnh, ngày kết thỳc đẻ nhỏnh, ngày trỗ 10%, ngày trỗ 80%, ngày trỗ hoàn toàn, ngày chớn hoàn toàn ở cả 2 điều kiện đủ nước và nước trời.
- Theo dừi khả năng đẻ nhỏnh, chiều cao cõy: Đếm số nhỏnh tối đa, số nhỏnh hữu hiệu và đo chiều cao cõy (đo từ mặt đất lờn đến đỉnh lỏ cao nhất hoặc đỉnh bụng cao nhất) ở cả 2 điều kiện đủ nước và nước trời.
- Theo dừi một số đặc điểm hỡnh thỏi: màu sắc thõn lỏ; màu hạt; rõu hạt; chiều dài, rộng hạt (mm); chiều dài, rộng lỏ đũng (cm); gúc độ lỏ đũng (độ); chiều dài cổ bụng (cm); chiều dài bụng (cm) ở cả 2 điều kiện đủ nước và nước trời.
- Theo dừi tỡnh hỡnh và mức độ nhiễm sõu bệnh hại, đỏnh giỏ khả năng chống đổ, khả năng chống chịu hạn, khả năng phục hồi... khi cú hạn xảy ra theo thang điểm SES của IRRI (2002) [8], [21].
* Xỏc định sự phõn bố của rễ theo chiều sõu tầng đất trong điều kiện nhờ nước trời:
Áp dụng phương phỏp đào phẫu diện đất của Giỏo sư Naidin (1971): Làm đất, lờn luống rồi gieo hạt theo hàng với số mẫu kể trờn. Mỗi mẫu giống gieo thành 2 hàng hẹp, khoảng 30 cỏ thể. Đỏnh số thẻ theo dừi cho mỗi mẫu giống riờng biệt. Đào phẫu diện rộng 40x20 cm, cú 4 khúm lỳa ở giai đoạn trỗ bụng. Đào sõu hết rễ; cắt phẫu diện theo từng tầng đất 0-20, 20-40, 40-60 cm. Nhặt hết rễ ở từng tầng đất và đói sạch. Sau đú, sấy ở nhiệt độ 105 0C cho đến khi khụ và cõn 3 lần khối lượng khụng đổi là được.
- Đỏnh giỏ một số chỉ tiờu hỡnh thỏi bộ rễ trong điều kiện ruộng cạn ở một số giai đoạn sinh trưởng: chiều dài bộ rễ, số rễ chớnh, tỷ lệ rễ/thõn lỏ, đường kớnh bộ rễ, sự phõn bố của rễ theo chiều sõu tầng đất 0-20, 21-40, 41-60 cm...
2.2.3. Phương phỏp xử lý và phõn tớch số liệu
Số liệu của cỏc thớ nghiệm được xử lý và phõn tớch trờn mỏy tớnh theo chương trỡnh IRRISTAT ver. 5.0 và chương trỡnh Microsoft Excel. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIấN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả đỏnh giỏ khả năng chịu hạn
3.1.1. Kết quả đỏnh giỏ khả năng chịu hạn trong điều kiện phũng thớ nghiệm 3.1.1.1. Kết quả đỏnh giỏ khả năng chịu hạn nhõn tạo ở giai đoạn nảy mầm
Hiện nay, cú nhiều tỏc giả đó đưa ra những phương phỏp khỏc nhau để xỏc định giỏn tiếp khả năng chịu hạn của giống lỳa. Dựa trờn nguyờn lý về tớnh chịu hạn cú liờn quan đến khả năng giữ nước của nguyờn sinh chất tế bào, nồng độ dịch bào và chức năng của màng tế bào, cụ thể là nguyờn lý về sự thẩm thấu: Nước sẽ chuyển dịch từ nơi cú thế nước cao (nồng độ dung dịch thấp) đến nơi cú thế nước thấp (nồng độ dung dịch cao), tiến hành xử lý cỏc mẫu hạt giống lỳa bằng dung dịch KClO3 3% và dung dịch PEG 40% trong vũng 48 giờ. Thớ nghiệm được thực hiện với cỏc tế bào sống nhằm đỏnh giỏ sự hỳt nước để nảy mầm, sự phỏt triển của rễ mầm của cỏc loại hạt giống khỏc nhau.
Kết quả phõn tớch phương sai về chỉ tiờu tỷ lệ nảy mầm ở cả 2 loại húa chất đều cho thấy cỏc cụng thức khỏc nhau cú độ nảy mầm khỏc nhau và sự khỏc nhau cú ý nghĩa. Kết quả cụ thể về ảnh hưởng của húa chất xử lý đến tỷ lệ nảy mầm và tỉ lệ rễ mầm đen hộo của cỏc mẫu giống thớ nghiệm được trỡnh bày ở bảng 3.1.
Bảng 3.1. Tỷ lệ nảy mầm của hạt và tỉ lệ rễ mầm đen hộo khi xử lý bằng dung dịch KClO3 và dung dịch PEG
KH Tỉ lệ nảy mầm (%) Tỉ lệ rễ mầm đen hộo (%)
KClO3 PEG KClO3 PEG
G1 70,67cdef 72,32cdef 15,35 def 19,43abcd G2 72,67 cdef 70,19 cde 14,34 cdef 20,63 abcd G3 70,11 cdef 66,78 bcd 18,10f 16,50 abcd G4 71,40 cdef 73,39 cdef 13,80 cdef 18,40 abcd G5 94,45 g 89,61 gh 8,78 ab 8,23 a G6 75,33efg 75,45 defg 14,84 def 17,7 abcd G7 81,00 fg 78,36 defg 13,05 bcde 14,97 abcd G8 73,33 def 83,16 efgh 13,77 cdef 14,00 cbcd G9 86,67 fg 86,72 fgh 11,12 abcd 14,47 abcd G10 73,33 def 66,67 bcd 15,53 ef 17,63 abcd G11 85,44 fg 90,04gh 10,15 abc 10,09 abc G12 57,78 bcde 60,00 abc 15,53 ef 22,57 abcd G13 95,56 g 94,46 h 8,31 a 8,95 ab G14 53,33 bcd 58,89 abc 17,33 ef 25,03 bcd G15 47,78 ab 46,67 a 8,78 ab 26,92 d G16 32,61 a 46,67 a 17,33ef 28,59 d G17 52,22 abc 52,33 ab 15,17 def 25,30 cd G18 46,67 ab 53,33 ab 15,41 def 24,17 abcd LSD0,05 10,84 7,56 2,1 6,7 CV% 9,5 6,5 9,4 22,3
Ghi chỳ: Cỏc giỏ trị trong cựng cột cú cựng ký hiệu chữ cỏi khụng sai khỏc nhau ở mức cú ý nghĩa 0,05
a) Kết quả đỏnh giỏ tỷ lệ nảy mầm