3. Nội dung nghiên cứu
2.3.3. Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
* Phương pháp thu và xử lý mẫu
+ Lấy mẫu ở giai đoạn 4 (khi lúa được 2 lóng là tốt nhất), giai đoạn 5, 8 và gia đoạn 9: Chọn những cá thể điển hình (lấy cả thân, lá, rễ), lấy mẫu ở giai đoạn 4 để thu được thân thật của cây lúa, giai đoạn 5, 8 và 9 lúc này lá và rễ của lúa mới phát triển hoàn toàn, phân biệt được lá đòng và lá công năng.
44 + Ngâm mẫu trong cồn 500
* Phương pháp làm tiêu bản giải phẫu (Hoàng Thị Sản, 1998)[20]
- Cắt ngang thân, rễ, lá, ở giai đoạn 4 (khi cây lúa đã phân hóa được từ 1-2 lóng); cắt ngang qua các lóng đặc biệt là lóng gốc khi cây lúa ở giai đoạn 5,8,9 (5: làm đòng, 8: vào chắc, 9: chín).
- Ngâm mẫu trong nước Javen khoảng 15 – 20 phút (tùy độ dày của mẫu) để loại hết nội chất của tế bào (thấy mẫu trong là được).
- Rửa sạch mẫu bằng nước.
- Sau đó ngâm trong dung dịch axit axetic 30% trong 5 phút. - Rửa sạch mẫu bằng nước.
- Nhuộm mẫu lần 1 trong dung dịch xanhmetylen 1% từ 30 giây đến 1 phút.
- Rửa sạch mẫu bằng nước.
- Nhuộm mẫu lần 2 trong dung dịch carmine từ 30 – 60 phút.
- Quan sát trên kính hiển vi; chụp ảnh mẫu dưới kính hiển vi quang học ở các bội giác khác nhau.
45
CHƢƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, KHÍ HẬU HUYỆN THUẬN CHÂU, TỈNH SƠN LA 3.1. Đặc điểm địa hình tỉnh Sơn La
Sơn La là tỉnh miền núi cao thuộc phía Tây Bắc Việt Nam, có tọa độ địa lý 20039‟ vĩ độ Bắc và 105011‟ - 103002‟ kinh độ Đông, giáp với các tỉnh Lào Cai, Yên Bái về phía Bắc, Hòa Bình, Phú Thọ về phía Đông, Điện Biên về phía Tây, Thanh Hóa về phía Nam. Sơn La có diện tích tự nhiên là 14.055 km2 chiếm 4,27% tổng diện tích cả nước và đứng thứ 5 về diện tích trong số 64 tỉnh, thành phố cả nước. Thuận Châu là một huyện miền núi thuộc tỉnh Sơn La. Phía đông giáp thị xã Sơn La và huyện Mường La; phía tây giáp tỉnh Điện Biên; phía nam giáp huyện Sông Mã và huyện Mai Sơn; phía bắc giáp huyện Quỳnh Nhai.
3.2. Khí hậu huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La
Khí hậu Sơn La đặc trưng khí hậu cận ôn đới, chia thành 2 mùa rõ rệt: mùa khô và mùa mưa, mùa mưa bắt đầu từ khoảng cuối tháng 4 đến hết tháng 10 dương lịch, mùa khô bắt đầu từ cuối tháng 10 dương lịch đến tháng 4 năm sau. Nhiệt độ trung bình hàng năm là 21,400C, nhiệt độ trung bình tháng cao nhất 270C, thấp nhất là 160C. Lượng mưa trung bình hàng năm là 1200 – 1600 mm, độ ẩm không khí trung bình là 81%.
Thống kê nhiệt độ trung bình năm của Sơn La có xu hướng tăng trong 20 năm lại đây với mức tăng 0,5 °C - 0,6 °C, nhiệt độ trung bình năm của Thành phố Sơn La hiện ở mức 21,1 °C, huyện Yên Châu 23 °C; lượng mưa trung bình năm có xu hướng giảm (Thành phố Sơn La hiện ở mức 1.402 mm, huyện Mộc Châu ở mức 1.563 mm); độ ẩm không khí trung bình năm cũng giảm. Tình trạng khô hạn vào mùa đông, gió tây khô nóng vào những tháng cuối mùa khô đầu mùa mưa (tháng 3-4) là yếu tố gây ảnh hưởng tới sản xuất nông nghiệp của tình. Sương muối, mưa đá, lũ quét là yếu tố bất lợi.
46
Do khí hậu có sự phân hóa rõ rệt theo mùa: mùa đông lạnh khô còn mùa hè nóng ẩm mưa nhiều, điều kiện khí hậu bất lợi như vậy nên ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa. Nên những giống cây trồng bản địa tại địa phương đa dạng về vốn gen và có tính chống chịu tốt với điều kiện khí hậu khắc nhiệt. Ngoài ra, địa hình tại vùng núi phía Bắc chủ yếu là đồi núi, tại huyện Thuận Châu có độ cao Một số giống lúa bản địa: các giống lúa cạn, sinh trưởng và phát triển trên khu vực đồi núi, hiện tại thu được 133 mẫu lúa (http://app.utb.edu.vn/oldfaf/)[28]. Ngoài ra còn mốt số giống lúa nước, là giống thuần có khả năng chịu rét và chịu hạn, chồng sâu bệnh và chất lượng hạt cao: như lúa nếp tan tròn, nếp Khẩu tan (còn gọi Tan nhe).
Giống lúa nghiên cứu được trồng trên địa hình huyện Thuận Châu, có độ cao khoảng 600m so với mực nước biển, diện tích đất nông nghiệp là 117.053,56 ha/tổng diện tích đất tự nhiên là 153.873ha, giống nếp tan tròn được gieo trồng trên những khu vực địa hình thấp, bằng phẳng. Tuy nhiên trong quá trình canh tác khu vực nghiên cứu là huyện miền núi nên việc chủ động nước trong canh tác còn khó khăn, do vậy vào mùa khô (tháng 1- tháng 6) ruộng thường ở trạng thái thiếu nước nhưng giống nếp tan tròn sinh trưởng và phát triển, cho năng suất ổn định.
47
CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1. Đặc điểm hình thái, giải phẫu của giống lúa nếp tan tròn
4.1.1. Đặc điểm hình thái và giải phẫu lá
4.1.1.1.Đặc điểm hình thái
a. Màu sắc bẹ lá và phiến lá
Lá là bộ phận rất quan trọng của cây, lá đóng vai trò là cơ quan quang hợp của cây, từ đó tạo ra chất dinh dưỡng cơ bản để nuôi sống cây (Hoàng Thị Sản, Trần Văn Ba, 1998)[22].
Quang hợp là quá trình tổng hớp chất hữu cơ nhờ năng lượng ánh sáng mặt trời với sự tham gia của hệ sắc tố thực vật. Quá trình quang hợp được thực hiện chủ yếu nhờ diệp lục, do đó mà quang năng được biến đổi thành hóa năng tích lũy trong các liên kết hóa học của hợp chất hữu cơ (Hoàng Minh Tấn và cs, 2004)[24]. Cường độ quang hợp tỷ lệ thuận với năng suất cây lúa, có liên quan chặt chẽ đến hàm lượng diệp lục chứa trong lá lúa. Màu sắc lá khác nhau liên quan tới tỷ lệ các loại lục lạp và sự phân bố của chúng trong tế bào.
Lá lúa có màu sắc khác nhau tùy giống, đa số có màu từ xanh nhạt (xanh pha vàng) đến xanh đậm. Màu sắc của lá do yếu tố di truyền và chế độ chăm sóc cũng như yếu tố môi trường quy định. Màu sắc phiến lá và bẹ lá phản ánh thành phần sắc tố có trong lá - yếu tố quan trọng của quá trình quang hợp, những giống lúa hệ lá có màu xanh đậm có khả năng quang hợp mạnh thì năng suất cao. Ngược lại, những giống lúa có màu sắc hệ lá xanh nhạt hoặc xanh vàng thì hiệu suất quang hợp thấp nên năng suất không cao (Nguyễn Văn Hoan, 2006) [10].
Chúng tôi tiến hành quan sát màu sắc phiến lá và bẹ lá ở các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa: giai đoạn 4: vươn lóng; giai đoạn 5: làm đòng; giai đoạn 6: trổ bông, đây là thời kì sinh trưởng sinh thực, cần rất nhiều năng
48
lượng, các giai đoạn này quan trọng đối với đời sống của cây lúa. Quang hợp ở thời kì này có ảnh hưởng lớn đến sự phân hóa đòng, vươn lóng, trổ bông và đặc biệt là quá trình thụ phấn, thụ tinh. Do đó, quan sát màu sắc của phiến lá và bẹ lá giúp chúng ta đánh giá được khả năng quang hợp của giống lúa nghiên cứu. Kết quả của quá trình nghiên cứu cho thấy: Giống lúa nếp tan tròn cổ truyền có phiến lá và gốc bẹ lá có màu xanh vàng (điểm 1) (hình 4.1). Đồng thời khi so sánh giống lúa nghiên cứu và giống lúa nếp N87 là giống lúa lai được trồng trên cùng khu vực với giống lúa nghiên cứu kết quả thu được màu sắc hệ lá của giống lúa N87 có màu xanh thẫm khác hẳn màu xanh vàng của giống lúa nghiên cứu (hình 4.2). Màu sắc của bẹ, phiến lá giống nếp tan tròn là đặc điểm di truyền của giống, ít bị chi phối bởi điều kiện môi trường sống vì khi quan sát màu sắc lá ở cả 2 vụ: xuân - hè và thu - đông chúng tôi nhận thấy màu sắc lá ít có sự khác biệt. Màu sắc lá được 1 điểm, chứng tỏ khả năng quang hợp thấp hơn so với các giống lúa lai, ảnh hưởng tới năng suất giống. Tuy nhiên, có lẽ đây là đặc điểm thích nghi với điều kiện khí hậu của vùng cao Tây Bắc, hệ thống sắc lục lạp trong lá cao hơn các giống khác giúp tăng khả năng chống chịu của giống với điều kiện chiếu sáng ở vùng cao, lượng tia sáng có bước sóng ngắn nhiều hơn ở vùng đồng bằng (Vũ Văn Vụ, 1998)[32].
Khi so sánh với giống N87, trong cùng giai đoạn phát triển, và được canh tác cùng trên địa bàn nhận thấy: giống nếp tan tròn có phiến lá nhỏ, mỏng, màu xanh pha vàng, mặc dù có số ngày tuổi bằng nhau nhưng kích thước lá, màu sắc lá của giống nếp tan tròn ngắn hơn so với giống N87 (hình 4.2).
49
- Màu sắc lá: xanh vàng (điểm 1); - Góc lá: đứng (điểm 1)
Hình 4.1: Lá của giống nếp tan tròn
Hình 4.2: Lá của giống nếp tan tròn và giống lúa N87
Giống Nếp tan tròn
50 b. Màu sắc cổ lá, tai lá và hình dạng thìa lìa
Lá lúa điển hình gồm bẹ lá, phiến lá, tai lá và thìa lìa, cổ lá là phần nối tiếp giữa bẹ lá và phiến lá, cổ lá to hay nhỏ ảnh hưởng tới độ lớn của góc lá. Cổ lá càng nhỏ, góc lá càng hẹp lá lúa càng thẳng đứng và thuận lợi cho việc sử dụng ánh sáng mặt trời để quang hợp. Tại cổ lá có những phần phát triển tạo nên tai lá và thìa lìa. Tai lá là phần kéo dài của mép phiến lá có hình lông chim uốn cong hình chữ C hai bên cổ lá, thìa lìa là phần kéo dài của bẹ lá, ôm lấy thân, thìa lìa có dạng lưỡi kìm, mỏng và trong, đôi khi có màu tím hồng (hình 4.3). Thìa lìa có vai trò giúp lá ngả ra để tăng khả năng tiếp xúc với ánh sáng, thoát hơi nước, ngăn chặn sự xâm nhập của nước vào khoảng tiếp xúc giữa thân và bẹ lá, hạn chế sự xâm nhập của các loại vi sinh vật gây bệnh làm hại thân non (Nguyễn Văn Hoan, 1994)[9], (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008)[7].
Giống lúa nghiên cứu có tai lá màu xanh nhạt (điểm 1), cổ lá nhỏ, thìa lìa màu trắng (điểm 1) và có dạng hai lưỡi kìm (điểm 2) (hình 4.3).
Hình 4.3: Thìa lìa lá lúa
Quan sát thìa lìa của giống lúa nghiên cứu chúng tôi nhận thấy: thìa lìa của giống nếp tan tròn hình lưỡi kìm, khá lớn (hình 4.3). Với đặc điểm hình thái như vậy nên vai trò ngăn chặn sự xâm nhập của nước vào khoảng tiếp
Thân cây Phiến lá
Thìa lìa
51
xúc giữa thân và bẹ lá, hạn chế xâm nhập của các loại sinh vật gây bệnh hại thân non đối với giống lúa nghiên cứu khá tốt. Ngoài ra, khi quan sát hình thái cổ lá trong vụ hè thu và đông xuân tôi thấy cổ lá của giống lúa nghiên cứu khá nhỏ, và không có sự khác biệt nhiều về kích thước của cổ lá trong 2 vụ của năm, chứng tỏ đây là những đặc điểm phụ thuộc tính di truyền, ít chịu ảnh hưởng của điều kiện môi trường. Cổ lá của giống nếp tan nhỏ nên giống lúa này có phiến lá lương đối thẳng, đây là một trong những đặc điểm thuận lợi cho quá trình quang hợp của lá lúa.
c. Độ phủ lông của lá
Lông là phần kéo dài của biểu bì ra phía ngoài, chúng có hình dạng, cấu tạo và kích thước khác nhau giúp tăng cường khả năng bảo vệ, giảm bớt sự thoát hơi nước hoặc tham gia vào chức năng dinh dưỡng (lông rễ). Vai trò của lông trên lá là bảo vệ lá và chống lại sự thoát hơi nước quá mạnh do tạo thành lớp phủ trên mặt lá, phản chiếu lại một phần ánh sáng mặt trời và giữ lại một phần hơi nước thoát ra từ lá, ngoài ra lông con hạn chế sự tấn công của một số loài động vật (Campbell, 2009)[37].
Lông trên lá lúa của được chia thành ba loại ứng với ba thang điểm: Trơn (điểm 1), trung bình (điểm 2), và phủ lông (điểm 3). Cây lúa nước sinh trưởng ở các vùng nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới nên hệ thống lông trên lá ngăn cản sự tác động của cường độ ánh sáng mạnh, và sự tấn công của động vật, côn trùng.
Quan sát và vuốt tay từ đỉnh xuống gốc lá tôi thấy, giống lúa nghiên cứu có lông trên bề mặt lá, thuộc dạng trung bình (điểm 2). Trong quá trình nghiên cứu giải phẫu lá của giống lúa nghiên cứu và giống N87 cùng trồng trên địa phương nhận thấy: mật độ lông trên lá của giống nghiên cứu và N87 chủ yếu tập trung ở phiến lá và gân lá, nhưng mật độ lông của giống lúa nghiên cứu nhiều hơn giống N87.
52 d. Chiều dài và chiều rộng của lá công năng
Trong đời cây lúa, lá hình thành đầu tiên gọi là lá nguyên thủy, lá hình thành cuối cùng là lá đòng. Trong quá trình phát triển lá thứ hai tính từ trên xuống luôn hoạt động mạnh nhất nên lá này được gọi là lá công năng (Nguyễn Văn Hoan, 2006)[10].
Lá cây là cơ quan có thời gian sinh trưởng hữu hạn, tuổi thọ của lá thường ngắn hơn tuổi thọ của cây rất nhiều. Lá có hoạt động sinh lí cao do đó luôn có lá mới sinh ra thay thế lá già. Trong quá trình phát triển của cây lúa cũng vậy, các lá phía dưới có tuổi đời cao hơn những lá phía trên (Nguyễn Văn Hoan, 2006) [10], đặc biệt sau giai đoạn trổ bông của cây số lá không tăng lên nữa nên những lá sinh ra sau như lá công năng và lá đòng là rất quan trọng.
Chiều dài và chiều rộng lá công năng của giống lúa nghiên cứu đo ở giai đoạn 6:
Bảng 4.1: Chiều dài và chiều rộng lá công năng
Giống Vụ Chiều dài Chiều rộng
Nếp tan tròn Vụ đông xuân Vụ hè thu 36.31 cm ± 0,16cm 37,54 cm ± 0,2 cm 1,2 cm ± 0,03 cm 1,34 cm ± 0,04 cm N87 Vụ mùa 37,76cm ± 0,24 cm 1,85 cm ± 0,03 cm Kết quả trên cho thấy chiều dài và chiều rộng lá công năng của giống lúa nghiên cứu thấp và có sự chênh lệch ở vụ hè thu và vụ đông xuân. Chiều dài và rộng của lá công năng của vụ đông xuân ngắn và nhỏ hơn so với vụ hè thu, điều này giải thích do thời gian gieo cấy giống lúa nghiên cứu trong vụ đông xuân trong thời tiết mưa và rét, còn vụ hè thu giống lúa nghiên cứu được gieo trồng vào thời điểm mưa nhiều, có nắng ấm nên lá lúa dài và rộng hơn so với vụ xuân. Nhìn chung, lá công năng của giống lúa nghiên cứu nhỏ và ngắn
53
do tính di truyền của giống, đặc điểm này có ảnh hưởng đến năng suất, nhưng mặt khác lá lúa nhỏ ngắn hạn chế hiện tượng lá bị rủ do hệ gân lá không đủ sức nâng đỡ. Theo quan sát thấy lá công năng ở giai đoạn 8 và 9 lá không bị rủ xuống, và góc lá thẳng đứng nên hiệu suất quang hợp ít bị ảnh hưởng, quá trình sản xuất, vận chuyển chất dinh dưỡng vào hạt trong giai đoạn hạt chín diễn ra ổn định.
e. Chiều dài và chiều rộng lá đòng
Các lá của cây lúa được phát triển liên tục từ dưới gốc lên, mỗi lá phát triển cách nhau một bước. Lá lúa thường xếp so le nhau để tận dụng tối đa ánh sáng mặt trời, lá đầu tiên là lá nguyên thủy, lá này mới chỉ có bẹ lá chưa có phiến lá hoặc nếu có thì phiến lá rất nhỏ, chỉ là một mấu lồi nhọn trên bẹ lá. Lá hình thành cuối cùng là lá đòng, lá nằm trên cùng do vậy tiếp nhận được nhiều ánh sáng nhất. Ở các giai đoạn về sau khi các lá phía dưới già và lụi đi, lá đòng trở thành lá trẻ nhất trên cây lúa nên lá đòng có vai trò lớn nhất trong nuôi dưỡng bông lúa. Do đó kích thước lá đòng là chỉ tiêu quan trọng mà các nhà chọn giống rất chú ý.
Theo Hoàng Minh Tấn (2004)[24] lúa thuộc nhóm cây C3, lá có hình thái, cấu tạo đặc trưng của đa số các loài thuộc họ Lúa. Do góc lá lúa hẹp, phiến lá tương đối thẳng nên lượng ánh sáng hai mặt nhận được khá giống nhau từ đó quyết định tới cấu tạo lá, mô mềm thịt lá không phân hóa thành