Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ ---------- TRỊNH THỊ SEN TUYỂN CHỌN GIỐNG LÚA CHỊU MẶN VÀ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT ĐỂ SẢN XUẤT LÚA CHỊU MẶN Ở QUẢNG NAM CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG MÃ SỐ: 62.62.01.10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS. TS. TRẦN ĐĂNG HÒA 2. PGS. TS. HOÀNG THỊ THÁI HÒA HUẾ, NĂM 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan, là kết quả làm việc nghiêm túc, miệt mài của bản thân và nhóm nghiên cứu. Kết quả này chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác. Nếu có gì sai sót tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Tác giả luận án Trịnh Thị Sen LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến PGS.TS. Trần Đăng Hoà và PGS.TS. Hoàng Thị Thái Hoà về sự tư vấn thấu đáo, sự hướng dẫn, và giúp đỡ tận tình đầy tâm huyết trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án này. Tôi xin chân thành cám ơn về sự giúp đỡ của lãnh đạo Đại học Huế; Lãnh đạo Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Huế; Phòng Đào tạo Sau đại học, quý thầy, cô Khoa Nông học; GS. Reiner Wassman ở Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI); Bộ môn Công nghệ Gen và Công nghệ Thực phẩm của Trường Đại học Okayama, Nhật Bản; Bộ môn Khoa học đất, Trường Đại học Cần Thơ; Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Trung tâm Khuyến Nông - Khuyến Ngư, Chi cục Thuỷ lợi, Phòng Nông nghiệp huyện Duy Xuyên và huyện Thăng Bình tỉnh Quảng Nam; Hợp tác xã Nông nghiệp Duy Vinh, Duy Xuyên tỉnh Quảng Nam và các bạn bè đồng nghiệp gần xa,… Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến bố mẹ, người đã sinh thành, chịu nhiều vất vả để nuôi dưỡng tôi nên người. Tôi xin cám ơn tất cả những người thân trong gia đình, đặc biệt là chồng và các con của tôi đã luôn động viên, giúp đỡ và khích lệ về mọi mặt để tôi nỗ lực hoàn thành luận án này. Xin trân trọng cảm ơn! Trịnh Thị Sen MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT8 DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................................... 1 2. Mục tiêu của đề tài ......................................................................................................2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.....................................................................3 4. Phạm vi nghiên cứu của đề tài .....................................................................................3 5. Những đóng góp mới của luận án ...............................................................................4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................5 1.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................................5 1.1.1. Sự hình thành, phân loại và đặc tính của đất mặn .................................................5 1.1.2. Ảnh hưởng của mặn đến sinh trưởng và phát triển của cây lúa ............................ 6 1.1.3. Sự thích nghi của cây lúa đối với điều kiện mặn ................................................10 1.1.4. Thời vụ trồng và cơ sở khoa học của thời vụ trồng lúa .......................................15 1.1.5. Vai trò và cơ sở khoa học của dinh dưỡng kali đối với cây lúa .......................... 18 1.2. CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...........................................22 1.2.1. Tình hình đất nhiễm mặn ở Việt Nam và Quảng Nam........................................22 1.2.2. Tình hình sử dụng giống lúa chịu mặn trên thế giới và Việt Nam ......................28 1.2.3. Thời vụ trồng lúa ở Việt Nam và Quảng Nam ....................................................31 1.2.4. Tình hình sử dụng phân bón cho lúa ở Việt Nam và Quảng Nam ......................33 1.3. CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM ..................35 1.3.1. Các kết quả nghiên cứu về chọn tạo giống lúa chống chịu mặn .........................35 1.3.2. Các kết quả nghiên cứu về thời vụ trồng lúa .......................................................43 1.3.3. Các kết quả nghiên cứu về kali cho lúa ............................................................... 45 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......50 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ................................................................................50 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ..................................................................................51 2.2.1. Tuyển chọn giống lúa chịu mặn có triển vọng phù hợp với điều kiện mặn và sinh thái ở Quảng Nam..........................................................................................................51 2.2.2. Nghiên cứu thời vụ trồng cho một số giống lúa chịu mặn được tuyển chọn tại vùng nghiên cứu ............................................................................................................51 2.2.3. Nghiên cứu liều lượng kali cho một số giống lúa chịu mặn được tuyển chọn tại vùng nghiên cứu ............................................................................................................52 2.2.4. Xây dựng mô hình sản xuất lúa trên đất mặn tại vùng nghiên cứu .....................52 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................................................................52 2.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm ............................................................................52 2.3.2. Các chỉ tiêu nghiên cứu, phương pháp theo dõi và đánh giá............................... 55 2.3.3. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu .............................................................. 59 2.4. ĐIỀU KIỆN NGHIÊN CỨU ..................................................................................60 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................62 3.1. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN GIỐNG LÚA CHỊU MẶN .............62 3.1.1. Các chỉ tiêu về mạ của các giống lúa thí nghiệm ................................................62 3.1.2. Thời gian sinh trưởng và phát triển của các giống lúa thí nghiệm ......................63 3.1.3. Khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm ...............................................67 3.1.4. Đặc điểm nông học của các giống lúa thí nghiệm ...............................................69 3.1.5. Khối lượng chất khô của các giống lúa thí nghiệm .............................................74 3.1.6. Tình hình sâu bệnh hại trên các giống lúa thí nghiệm.........................................76 3.1.7. Khả năng chịu mặn của các giống lúa và diễn biến độ mặn trên ruộng thí nghiệm ......................................................................................................................77 3.1.8. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thí nghiệm.................81 3.1.9. Phẩm chất của các giống lúa thí nghiệm ............................................................. 83 3.1.10. Kết quả khảo nghiệm sản xuất giống lúa OM8104 và MNR3 trong vụ Đông Xuân 2012 - 2013 và Hè Thu 2013 tại điểm nghiên cứu ..............................................87 3.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỜI VỤ TR NG CHO MỘT SỐ GIỐNG LÚA CHỊU MẶN ĐƯỢC TUYỂN CHỌN TRONG VỤ ĐÔNG XUÂN 2012 - 2013 VÀ HÈ THU 2013 ................................................................................................................93 3.2.1. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến sinh trưởng và phát triển của giống OM8104 và MNR3 .......................................................................................................................93 3.2.2. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến khả năng đẻ nhánh của giống OM8104 và MNR3 ............................................................................................................................ 96 3.2.3. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến các đặc điểm nông học của giống OM8104 và MNR3 ............................................................................................................................ 97 3.2.4. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến tình hình sâu bệnh hại của giống OM8104 và MNR3 ............................................................................................................................ 98 3.2.5. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến mức độ khô đầu lá và độ cuốn lá của giống OM8104 và MNR3 ........................................................................................................99 3.2.6. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống OM8104 và MNR3 .....................................................................................101 3.2.7. Diễn biến của độ mặn của đất và độ mặn của nước tại các công thức thời vụ trồng qua các kỳ theo dõi.............................................................................................104 3.3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ LIỀU LƯỢNG KALI CHO MỘT SỐ GIỐNG LÚA CHỊU MẶN ĐƯỢC TUYỂN CHỌN TRONG VỤ ĐỐNG XUÂN 2012 - 2013 VÀ HÈ THU 2013 .......................................................................................................106 3.3.1. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến thời gian hoàn thành các giai đoạn sinh trưởng phát triển của giống lúa OM8104 và MNR3 ...................................................106 3.3.2. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến khả năng đẻ nhánh của giống OM8104 và MNR3 ..........................................................................................................................108 3.3.3. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến hàm lượng kali và natri trong cây ở thời kỳ làm đòng của giống OM8104 và MNR3 .....................................................................109 3.3.4. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến mức độ khô đầu lá của giống OM8104 và MNR3 ..........................................................................................................................111 3.3.5. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến tình hình sâu, bệnh hại của giống OM8104 và MNR3 .....................................................................................................................113 3.3.6. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống OM8104 và MNR3 .....................................................................................114 3.3.7. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến hiệu suất phân kali đối với giống OM8104 và MNR3 .....................................................................................................................117 3.3.8. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến lợi nhuận và VCR của giống OM8104 và MNR3 ..........................................................................................................................118 3.3.9. Diễn biến độ mặn của đất và nước khi bón các liều lượng kali khác nhau ................120 3.3.10. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến tính chất hóa học của đất ........................125 3.4. KẾT QUẢ XÂY DỰNG MÔ HÌNH ỨNG DỤNG MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC CHO HAI GIỐNG LÚA CHỊU MẶN OM8104 VÀ MNR3 TẠI VÙNG NGHIÊN CỨU................................................................................................130 3.4.1. Một số đặc điểm nông học và năng suất của giống lúa OM8104 và MNR3 ở các mô hình trong vụ Đông Xuân 2013 - 2014 và Hè Thu 2014 tại vùng nghiên cứu......130 3.4.2. Tình hình sâu bệnh hại đối với giống lúa OM8104 và MNR3 ở các mô hình trong vụ Đông Xuân 2013 - 2014 và Hè Thu 2014 tại vùng nghiên cứu ....................132 3.4.3. Hiệu quả kinh tế của các mô hình ứng dụng một số biện pháp kỹ thuật mới cho giống lúa chịu mặn OM8104 và MNR3 tại vùng nghiên cứu .....................................133 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ...................................................................136 4.1. KẾT LUẬN ..........................................................................................................136 4.2. ĐỀ NGHỊ ..............................................................................................................137 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BĐĐN Bắt đầu đẻ nhánh BRHX: B n rễ hồi xanh BĐT: Bắt đầu tr CHT Chín hoàn toàn CLRRI Cuu Long Delta Rice Research Institute (Viện lúa Đồng b ng sông Cửu Long) D/R: Dài/rộng dS/m: Đơn vị đo độ mặn của quốc tế (deci Simen/m) Đ/C: Đối chứng ĐBSCL: Đồng b ng sông Cửu Long ĐX: Đông Xuân ĐVT Đơn vị tính EC: Electrical Conductivity (Độ dẫn điện) FAO: Food and Agriculture Organization (T chức Nông nghiệp và Lương thực Liên hợp quốc) HT: Hè Thu IRRI: International Rice Research Institute (Viện nghiên cứu lúa quốc tế) KTĐN: Kết thúc đẻ nhánh KTT: Kết thúc tr Kg: Kilôgam P 1.000hạt Khối lượng 1.000 hạt KT: Kỹ thuật LSD Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa MT: Miền Trung N/P/K: Đạm/Lân/Kali NN và PTNT: Nông nghiệp và Phát triển nông thôn NS: Năng suất NSC: Ngày sau cấy NSLT: Năng suất lý thuyết NSTT: Năng suất thực thu PCR: Polymerace Chain Reaction (Phản ứng chuỗi trùng hợp) QCVN: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia SD: Độ lệch chuẩn SE: Sai số chuẩn TB: Trung bình TCN: Tiêu chuẩn ngành TCVN: Tiêu chuẩn quốc gia TGST: Thời gian sinh trưởng TLGN: Tỷ lệ gạo nguyên TLGX: Tỷ lệ gạo xay TT KKNG: Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang Bảng 1.1. Phân loại độ mặn của đất theo 2 chỉ tiêu kết hợp ........................................5 Bảng 1.2. Quan hệ giữa EC và năng suất lúa ............................................................... 7 Bảng 1.3. Phân nhóm giống lúa theo thời gian sinh trưởng (ngày) ........................... 18 Bảng 1.4. Diễn biến về diện tích đất trồng lúa bị nhiễm mặn ở tỉnh Quảng Nam qua các năm 2010 - 2014 ...........................................................................24 Bảng 1.5. Diện tích đất nhiễm mặn ở các huyện ven biển tỉnh Quảng Nam năm 2014 ....................................................................................................25 Bảng 1.6. Ảnh hưởng của mặn đến năng suất lúa ở tỉnh Quảng Nam qua các năm 2010 - 2014 ................................................................................................ 26 Bảng 1.7. Thời gian xuất hiện mặn và nồng độ mặn cao nhất và thấp nhất ở huyện 27 Duy Xuyên và Điện Bàn qua các năm .......................................................27 Bảng 1.8. Mức độ tác động của mặn trong vụ Hè Thu 2012 tại các huyện ven biển tỉnh Quảng Nam ....................................................28 Bảng 1.9. Tình hình sử dụng giống lúa chịu mặn tại một số nước trên thế giới năm 2012 ...............................................................................29 Bảng 1.10. Thời vụ trồng lúa của ba khu vực Bắc, Trung và Nam ............................. 31 Bảng 1.11. Thời vụ trồng lúa của tỉnh Quảng Nam .....................................................32 Bảng 1.12. Tình hình sử dụng phân bón ở Việt Nam qua các năm ............................. 34 Bảng 1.13. Lượng phân bón khuyến cáo cho cây lúa ở tỉnh Quảng Nam năm 2012 ..34 Bảng 1.14. Sự liên quan giữa kiểu gen và kiểu hình của các giống lúa cao sản với kháng mặn ........................................................40 Bảng 2.1. Nguồn vật liệu các giống lúa chịu mặn được chọn đưa vào nghiên cứu ...50 Bảng 2.2 . Tính chất đất thí nghiệm tại điểm nghiên cứu ...........................................51 Bảng 2.3. Các công thức thí nghiệm thời vụ trồng ....................................................54 Bảng 2.4. Diễn biến thời tiết khí hậu của các vụ Hè Thu và Đông Xuân tại Quảng Nam từ năm 2012 - 2014 .........................................................61 Bảng 3.1. Một số chỉ tiêu mạ của các giống lúa thí nghiệm ......................................62 Bảng 3.2. Thời gian hoàn thành các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các giống lúa thí nghiệm .....................................................................64 Bảng 3.3. Khả năng đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm .....................................67