Tóm tắt Luận án Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học liên quan đến khả năng chịu hạn và một số biện pháp kỹ thuật canh tác lúa cạn địa phương tại vùng tây bắc Việt Nam

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN VĂN KHOA NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC LIÊN QUAN ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU HẠN VÀ MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC LÚA CẠN ĐỊA PHƯƠNG TẠI VÙNG TÂY BẮC VIỆT NAM CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG Mã số: 62 62 01 10 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÀ NỘI, NĂM 2016 Công trình hoàn thành tại: HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Phạm Văn Cường 2. TS. Nguyễn Thị Kim Thanh Phản biện 1: GS.TS Hoàng Minh Tấn Phản biện 2: PGS.TS. Lã Tuấn Nghĩa Phản biện 3: TS. Nguyễn Văn Phú Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện, họp tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi .. giờ. phút, ngày. tháng năm 2016 Có thể tìm hiểu Luận án tại - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Học viện Nông nghiệp Việt Nam 25 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. Nguyễn Văn Khoa, Đoàn Thị Thùy Linh, Nguyễn Quốc Trung, Nguyễn Thị Kim Thanh và Phạm Văn Cường (2014). Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn lúa cạn thu thập ở vùng Tây Bắc Việt Nam. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Chuyên đề giống cây trồng, vật nuôi. (1). tr. 68-76. 2. Nguyễn Văn Khoa, Nguyễn Thị Thu Hiền, Đoàn Thị Thùy Linh, Phạm Văn Cường và Nguyễn Thị Kim Thanh (2014). Đặc điểm sinh lý liên quan đến tính chịu hạn của một số mẫu giống lúa cạn vùng Tây Bắc. Tạp chí Khoa học và Phát triển. 8 (12). tr. 1213-1222. 3. Nguyễn Văn Khoa và Phạm Văn Cường (2015). Ảnh hưởng của mật độ gieo trồng và mức phân đạm bón đến sinh trưởng và năng suất của lúa cạn tại vùng Tây Bắc. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. (11). tr. 40-47. 4. Nguyễn Văn Khoa và Phạm Văn Cường (2015). Hiệu quả sử dụng đạm của cây lúa cạn vùng Tây Bắc. Tạp chí Khoa học và Phát triển 8 (13). tr. 1333-1342. 24 tương đối trong lá cao khi gặp hạn, các đặc điểm này có tương quan thuận cao với chất khô tích lũy khi hạn ở giai đoạn cây con (r Proline = 0,71; r HLNTĐ = 0,85). Khả năng duy trì hàm lượng diệp lục cao, phục hồi quang hợp tốt sau hạn và sự tích lũy hàm lượng chất khô cao ở giai đoạn trỗ và chín sáp có tương quan thuận với năng suất hạt khi hạn (r SPAD chín sáp = 0,66; r Phqh hạn trỗ = 0.84; r CKTL chín sáp = 0,67). 4) Chọn lọc được 3 mẫu giống lúa cạn có đặc điểm tốt là Khẩu Vặn Lón, Nếp Nương Tròn và Thóc Gie. Đây là các mẫu giống lúa cạn có thời gian sinh trưởng ngắn (dưới 125 ngày), có khả năng chịu hạn tốt, năng suất trong điều kiện đủ nước đạt từ 38,2 đến 48,5 tạ/ha và trong điều kiện nước trời đạt từ 35,1 đến 43,2 tạ/ha, tương đương hoặc cao hơn so với giống đối chứng LC93-1. 5) Lượng nitơ hấp thu trong thân lá và trong hạt của giống Nếp Nương Tròn lần lượt đạt 6,9 gN/kg thân lá và 13,8 gN/kg hạt, thấp hơn giống LC93-1 (đạt 8,4 gN/kg thân lá và 13,8 gN/kg hạt). Hiệu quả sử dụng đạm đến năng suất cao nhất đạt 39,2 mg hạt/mg N trong điều kiện trồng trong chậu và đạt 15,3kg/ kg N trong điều kiện đồng ruộng, tương đương so với giống LC93-1. Trong điều kiện canh tác nhờ nước trời vùng Tây Bắc, sử dụng mức phân bón 80 kgN/ha và mật độ 40 khóm/ m2 cho năng suất cao nhất ở giống Nếp Nương Tròn (đạt 39,0 tạ/ha). 5.2. KIẾN NGHỊ - Sử dụng vật liệu lúa cạn vùng Tây Bắc, các tính trạng về sự phát triển của bộ rễ, tích lũy proline, khả năng phục hồi quang hợp, tích lũy chất khô cho chọn giống lúa cạn. - Sử dụng giống lúa cạn Nếp Nương Tròn để canh tác tại vùng Tây Bắc với mức phân đạm bón từ 80 – 120 kgN/ ha và mật độ cấy từ 30 – 40 khóm/ m2. 1 PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Lúa là một trong những cây lương thực quan trọng nhất của loài người. Diện tích trồng lúa trên thế giới khoảng 163,2 triệu ha trong đó 90% diện tích lúa là ở Châu Á (Maclean et al., 2013). Cùng với lúa nước, lúa cạn chiếm một vị trí không nhỏ trong đời sống hàng ngày, đặc biệt đối với nông dân vùng cao, vùng sâu. Diện tích lúa cạn trên thế giới có khoảng 15 triệu ha, chiếm 14% tổng diện tích trồng lúa (Maclean et al., 2013). Tại Việt Nam, lúa cạn có diện tích khoảng 0,5 triệu ha, trong đó vùng Tây Bắc có diện tích lúa cạn khoảng gần 60.000 ha. Năng suất lúa cạn vùng Tây Bắc rất thấp, chỉ đạt từ 10 đến 15 tạ/ha. Tuy nhiên tại những vùng khô hạn, các giống lúa cải tiến không thể trồng được nên lúa cạn vẫn là nguồn lương thực chính cho người dân. Năng suất lúa cạn thấp chủ yếu do thiếu giống, thiếu phân và kỹ thuật canh tác chưa phù hợp. Các giống lúa cạn ở vùng Tây Bắc rất đa dạng và phong phú, nhiều giống có khả năng chịu hạn khá tốt, năng suất cao. Đây chính là nguồn gene rất quý có thể sử dụng để chọn lọc các giống lúa cạn phục vụ sản xuất. Bên cạnh yếu tố giống, kỹ thuật sản chưa phù hợp, đầu tư ít cũng là một nguyên nhân làm cho năng suất lúa cạn thấp. Vì vậy việc nghiên cứu đưa ra biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp nhằm nâng cao năng suất lúa cạn vùng Tây Bắc cũng là một vấn đề cần quan tâm. 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Thu thập, xác định đặc tính nông sinh học liên quan đến khả năng chịu hạn của các giống lúa cạn và đề xuất một số biện pháp kỹ thuật phù hợp với điều kiện canh tác nhờ nước trời tại vùng Tây Bắc Việt Nam. 2 1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.3.1. Đối tượng nghiên cưu Tập đoàn các mẫu giống lúa cạn thu thập tại vùng Tây Bắc Việt Nam (Sơn La, Điện Biên, Lai Châu). 1.3.2. Giới hạn phạm vi nghiên cứu - Điều tra, đánh giá các giống lúa cạn địa phương tại 3 tỉnh thuộc khu vực Tây Bắc gồm Sơn La, Điện Biên và Lai Châu. - Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và đặc điểm sinh lý liên quan đến tính chịu hạn của cây lúa cạn vùng Tây Bắc. Bước đầu nghiên cứu khả năng hấp thu, đồng hóa đạm và ảnh hưởng của mật độ, mức phân đạm bón đến sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa cạn vùng Tây Bắc. - Thời gian nghiên cứu: Đề tài được thực hiện từ năm 2012 đến năm 2015. 1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN - Thu thập và đánh giá được đặc điểm nông sinh học của 88 mẫu giống lúa cạn vùng Tây Bắc phục vụ bảo tồn và chọn giống. - Phát hiện được các đặc điểm nông học (số lượng, kích thước, khả năng đâm xuyên của rễ mầm, khả năng đẻ nhánh), đặc điểm sinh lý (tích lũy proline, hàm lượng diệp lục, khả năng quang hợp, phục hồi quang hợp, tích lũy chất khô) liên quan đến tính chịu hạn và năng suất của cây lúa cạn vùng Tây Bắc. - Giới thiệu được 3 mẫu giống lúa cạn (Nếp Nương Tròn, Khẩu Vặn Lón, Thóc Gie) là những mẫu giống chịu hạn tốt và có tiềm năng năng suất cao trong điều kiện canh tác nhờ nước trời vùng Tây Bắc. - Xác định được đặc điểm hấp thu, đồng hóa đạm và mật độ gieo trồng thích hợp, cho năng suất cao đối với giống lúa cạn tại vùng Tây Bắc. 23 Ở các mức bón đạm khác nhau, mức bón 40 kg N/ha cho hiệu quả sử dụng đạm cao nhất, đạt 13,5kg hạt/kgN. Hai công thức N1M1 và N1M3 cho hiệu quả sử dụng đạm cao nhất, lần lượt đạt 14,8 kg hạt/kgN và 15,3 kg hạt/kgN (bảng 4.18). PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. KẾT LUẬN 1) Vùng Tây Bắc có 53,2 nghìn ha lúa cạn, chiếm 36,9% diện tích tổng diện tích lúa toàn vùng, do điều kiện khó khăn về nước, thiếu giống, thiếu phân bón và kỹ thuật chưa phù hợp nên năng suất chỉ đạt từ 10,3 – 13,5 tạ/ha. Trong tập đoàn 88 mẫu giống lúa cạn thu thập tại vùng Tây Bắc, có 62 mẫu giống lúa nếp, 26 mẫu giống lúa tẻ. Hầu hết các giống lúa cạn thu thập được có thời gian sinh trưởng trên 125 ngày (chiếm 72,7%), chiều cao cây trên 125 cm (chiếm 88,6%) và khả năng đẻ nhánh ít (< 5 nhánh/ khóm) (chiếm 90,9%). Ở mức độ tương đồng di truyền 66%, tập đoàn 62 mẫu giống lúa nếp được phân thành 4 nhóm và 26 mẫu giống lúa tẻ được phân thành 3 nhóm. Đây là vật liệu quý có thể sử dụng trong chọn tạo giống lúa cạn. 2) Các đặc điểm hình thái liên quan đến khả năng chịu hạn tốt của cây lúa gồm: Chiều dài rễ, đường kính rễ và khối lượng rễ lớn, khả năng đâm xuyên của rễ mầm tốt khi hạn, khả năng đẻ nhánh tốt khi gặp hạn giai đoạn đẻ nhánh, tỷ lệ bông hữu hiệu và tỷ lệ hạt chắc cao khi hạn giai đoạn trỗ bông. Trong đó chiều dài rễ, khối lượng khô rễ có tương quan thuận chặt với chất khô tích lũy khi hạn giai đoạn cây con (hệ số tương quan lần lượt lá: 0,70; 0,91). Tỷ lệ bông hữu hiệu và tỷ lệ hạt chắc cũng có tương quan thuận chặt với năng suất hạt khi hạn (hệ số tương quan lần lượt là: 0,78; 0,79). 3) Các đặc điểm sinh lý quan đến khả năng chịu hạn tốt của cây lúa gồm: Khả năng tích lũy hàm lượng proline, hàm lượng nước 22 Mức bón đạm thấp (0 kg N/ha – 80 kg N/ha) khi tăng mật độ từ M1 đến M3 thì năng suất chỉ tăng đến mật độ M2 và giảm ở mật độ M3. Ở mức bón đạm cao (120 kg N/ha – 160 kg N/ha) khi tăng mật độ làm giảm năng suất. Hai công thức M1N4 và M2N3 cho năng suất cao nhất, lần lượt là 41,3 tạ/ha và 41,7 tạ/ha. Bảng 4.18. Ảnh hưởng của mật độ và mức bón đạm năng suất và hiệu quả của phân đạm Mức đạm Mật độ Bông/ m2 Hạt chắc/ bông Tỷ lệ chắc (%) P1000 hạt (g) Năng suất (tạ/ha) Hiệu quả của đạm đến năng suất (kg/kg) Lý thuyết Thực thu N0 M1 93,3 103,3 68,7 34,4 33,2 30,3 - M2 110,2 101,0 68,9 34,5 38,4 34,4 - M3 104,2 93,7 66,9 34,2 33,4 28,9 - TB 102,6 99,3 68,2 34,4 35,0 31,2 0,0 N1 M1 110,7 111,3 71,8 34,5 42,5 36,2 14,8 M2 122,7 107,0 70,9 34,4 45,2 38,6 10,5 M3 118,3 103,7 69,9 34,6 42,4 35,0 15,3 TB 117,2 107,3 70,9 34,5 43,4 36,6 13,5 N2 M1 124,5 111,7 75,3 34,4 47,8 39,3 11,3 M2 133,7 105,7 73,9 34,5 48,8 41,7 9,1 M3 129,1 97,5 70,2 34,5 43,4 36,1 9,0 TB 129,1 105,0 73,1 34,5 46,7 39,0 9,8 N3 M1 117,9 112,7 79,7 34,4 45,7 41,3 9,2 M2 128,5 104,7 70,5 34,4 46,3 39,0 3,8 M3 121,4 95,2 67,5 34,4 39,8 34,0 4,3 TB 122,6 104,2 72,6 34,4 43,9 38,1 5,8 N4 M1 116,5 109,0 79,3 34,5 43,8 38,0 4,8 M2 115,3 101,3 68,6 34,2 39,9 35,8 0,9 M3 108,7 94,7 63,6 34,5 35,5 30,5 1,0 TB 113,5 101,7 70,5 34,4 39,7 34,8 2,2 CV% 2,9 5,8 LSD0.05 N LSD0.05 M LSD0.05 (M*N) 4,0 2,6 5,0 3,3 1,7 3,5 Ghi chú: N: mức đạm bón, M: mật độ gieo trồng 3 1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.5.1. Ý nghĩa khoa học - Cung cấp những dẫn liệu khoa học về đặc điểm nông sinh học và đặc điểm hình thái, sinh lý liên quan đến tính chịu hạn của cây lúa cạn vùng Tây Bắc. - Cung cấp thông tin về đặc điểm hấp thu và đồng hóa đạm của giống lúa cạn vùng Tây Bắc. - Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị về khoa học cho việc nghiên cứu, giảng dạy và phát triển các giống lúa cạn có tiềm năng năng suất cao trong các vùng có điều kiện sinh thái hạn. 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn - Thu thập và đánh giá đặc điểm sinh học của 88 mẫu giống lúa cạn vùng Tây Bắc phục vụ bảo tồn và sử dụng. - Xác định được 3 mẫu giống lúa cạn có năng suất cao, chịu hạn tốt, phù hợp với vùng Tây Bắc - Xác định được lượng phân đạm bón và mật độ gieo trồng thích hợp cho giống lúa Nếp Nương Tròn tại vùng Tây Bắc. PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT LÚA CẠN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM Lúa cạn tập trung chủ yếu ở Châu Á, Châu Mỹ La Tinh và Châu Phi, năm 2013 diện tích lúa cạn trên toàn thế giới khoảng 15 triệu ha (Maclean et al., 2013). Tại Việt Nam có khoảng 0,5 triệu ha là lúa cạn tập trung chủ yếu thuộc các tỉnh Trung du Miền Núi Phía Bắc (Vũ Tuyên Hoàng và cs., 1995). Trong đó Tây Bắc có khoảng gần 60 nghìn ha lúa cạn, chiếm gần 30% tổng diện tích trồng lúa. Về năng suất, trong tất cả các hệ thống trồng lúa thì lúa cạn là hệ thống có năng suất thấp nhất, trung bình chỉ đạt từ 1 – 1,5 tấn/ 4 ha tùy khu vực (Maclean et al., 2013). Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng việc thiếu giống, thiếu đạm và thiếu lân là các yếu tố chính làm giảm năng suất lúa cạn (Franzini et al., 2013; Babu, 2010). 2.2. ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG VÀ CHỊU HẠN Ở CÂY LÚA CẠN 2.2.1. Đặc điểm hình thái, giải phẫu liên quan đến khả năng chịu hạn của cây lúa Bộ rễ lúa: Một hệ rễ ăn sâu cho phép lúa cạn hút được nhiều nước và cho năng suất cao hơn trong điều kiện hạn (Venuprasad et al., 2002). Tỷ lệ khối lượng rễ trên khối lượng thân lá cao (Fukai and Cooper, 1995), khả năng đâm xuyên của rễ qua các vật cứng cũng là yếu tố giúp cây lúa chịu hạn (Nhan et al. 2006). Kích thước rễ to và dài với mạch xylem lớn có khả năng chiết xuất nước trong các lớp đất sâu (Bernier et al., 2008). Lớp vỏ rễ dày hơn, mạch dẫn lớn hơn, nhu mô liên kết chặt chẽ và khoảng gian bào ít hơn cũng giúp cây lúa hút nước tốt hơn (Singh et al., 2013). Đặc điểm thân, lá: Hầu hết các giống lúa cạn thường có thân to và dày, bị già cỗi nhanh chóng khi lúa chín. Lúa cạn thường đẻ nhánh ít hơn so với lúa nước (Bernier et al., 2008). Khả năng cuốn lá khi bị hạn là một đặc điểm giúp cây lúa giảm bớt sự thoát nước khi hạn (Fischer et al., 2003). Lớp biểu bì dày giúp giữ sức trương của lá trong thời gian dài hơn khi bị hạn (Bernier et al., 2008). 2.2.2. Đặc điểm sinh lý liên quan đến khả năng chịu hạn ở cây lúa Khi tiếp xúc với hạn, hoạt động tổng hợp các chất của bộ gen được thấy tăng lên 10% (Hazen et al., 2005). Các protein phản ứng tốt với hạn như phytochrome P450, protein sốc nhiệt, và kinase được tổng hợp nhiều (Reddy et al., 2002; Bernier et al., 2008). Điều khiển đóng khí khổng sớm khí bắt đầu thời kỳ thiếu nước (Bernier et al.,2008), tiềm năng nước trong lá (Jongdee et al., 2006), 21 Bảng 4.17. Ảnh hưởng của mật độ và phân đạm đến khả năng đẻ nhánh, chỉ số SPAD và cường độ quang hợp Mức đạm Mật độ Số nhánh/ m2 Tỷ lệ bông hữu hiệu (%) Chỉ số SPAD Cường độ quang hợp (µmol CO2 /m 2 lá/s) N0 M1 184,0 50,7 36,4 16,2 M2 220,0 50,1 35,7 15,8 M3 241,7 50,4 32,1 14,9 TB 215,2 50,4 34,7 15,6 N1 M1 207,3 53,4 37,4 18,1 M2 239,7 51,2 36,4 17,5 M3 249,0 52,3 34,0 17,9 TB 232,0 52,3 35,9 17,8 N2 M1 224,3 55,5 39,4 19,0 M2 251,3 53,2 39,8 18,3 M3 259,7 54,4 38,6 17,8 TB 245,1 54,4 39,3 18,4 N3 M1 229,3 51,4 41,5 21,8 M2 256,0 50,2 41,8 20,2 M3 262,7 50,8 40,3 19,9 TB 249,3 50,8 41,2 20,6 N4 M1 236,3 49,3 39,1 22,1 M2 263,3 43,8 38,1 20,6 M3 266,3 46,6 37,3 18,2 TB 255,3 46,6 38,2 20,3 CV% 4,4 2,7 8,2 LSD0.05 N LSD0.05 M LSD0.05 (M*N) 10,5 2,6 5,7 1,5 0,8 1,7 1,4 1,3 2,6 Ghi chú: N: mức đạm bón, M: mật độ gieo trồng Ở tất cả các mức đạm từ N0 đến N4, khi tăng mật độ từ 30 - 50 khóm/m2 (M1-M3), nhìn chung chỉ có số nhánh/m2 tăng còn tỷ lệ bông hữu hiệu, cường độ quang hợp đều có xu hướng giảm, thể hiện rõ rệt nhất ở mức đạm cao N3 và N4. Điều này cho thấy khi tăng mật độ sẽ làm tăng số nhánh/m2 nhưng lại làm giảm số bông hữu hiệu/m2, giảm sinh trưởng, quang hợp, đặc biệt khi bón nhiều phân đạm. 20 Bảng 4.16. Hiệu quả sử dụng phân bón đối với lúa cạn Mức phân Giống NUE (mg/mg) AE (mg/mg) PE (mg/mg) UE (mg/mg) N0 NNTr - - - - LC93-1 - - - - TB - - - - N1 NNTr 67,5 39,2 111,4 111,4 LC93-1 66,8 45,2 94,9 100,2 TB 67,2 42,2 103,2 105,8 N2 NNTr 49,8 35,4 106,0 93,6 LC93-1 47,2 36,1 98,8 77,5 TB 48,5 35,7 102,4 85,6 N3 NNTr 37,7 28,2 102,7 87,2 LC93-1 36,9 29,6 87,9 70,1 TB 37,3 28,9 95,3 78,6 N4 NNTr 31,2 24,0 104,0 70,7 LC93-1 29,7 24,2 82,0 66,2 TB 30,5 24,1 93,0 68,4 TB giống NNTr 46,6 31,7 106,0 90,7 TB giống LC93-1 45,1 33,7 90,9 78,5 CV% 8.6 9.5 7.2 8.2 LSD.05G 4,65 4,74 9,67 11,25 LSD.05P 6,57 6,70 13,68 15,91 LSD.05G*P 9,29 4,47 19,34 22,50 4.3.2. Ảnh hưởng của mật độ trồng và nồng độ phân đạm bón đến sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa cạn vùng Tây Bắc * Khả năng đẻ nhánh, chỉ số SPAD và cường độ quang hợp của giống lúa cạn Nếp nương tròn. Khi tăng mức đạm bón từ 0 kg N/ha – 80 kg N/ha, các chỉ tiêu sinh trưởng của giống Nếp nương tròn đều tăng (bảng 4.17). Khi tăng mức đạm bón từ 80 kg N/ha – 160 kg N/ha, số nhánh đẻ tiếp tục tăng nhưng chỉ số SPAD và cường độ quang hợp đạt cao nhất ở mức bón 120kgN/ha. Tuy nhiên tỷ lệ bông hữu hiệu lại giảm. 5 sử dụng nước hiệu quả (WUE) (Fischer et al., 2003) được coi là các cơ chế giúp cây lúa chịu hạn. Sự tích lũy tinh bột, đặc biệt là tích lũy proline làm tăng cường khả năng hút nước của lúa khi hạn (Pirdashti et al., 2009; Singh et al., 2013). Các phản ứng đặc trưng của cây lúa trước hạn có liên quan đến axit absisic (ABA), GA, Axit salicylic, cytokinin và ethylene (Bernier et al., 2008). Phục hồi quang hợp được cho là rất quan trọng với sự thích nghi với điều kiện hạn (Chaves et al., 2009; Pham Van Cuong, 2009; Pham Van Cuong et al., 2014). 2.3. NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT CANH TÁC LÚA CẠN 2.3.1. Sử dụng phân bón ở lúa cạn Đạm được báo cáo là có tác động mạnh nhất đến việc làm tăng chiều dài rễ, diện tích bề mặt rễ, khối lượng khô của rễ, và làm tăng năng suất lúa cạn (Fageria et al 2014; Tranet al. 2015). Việc kết hợp sử dụng phân đạm và các loại phân khác như lân, kali, silic hay vôi đều cho hiệu quả cao hơn việc sử dụng riêng rẽ phân đạm (Abbas et al., 2010). Tại Việt Nam. Nguyễn Hữu Hồng và cs. (2012) cho biết sử dụng 70N + 50P2O5 + 50K2O cho 1 ha sẽ đạt hiệu quả kinh tế cao nhất. Ở Tây Nguyên, lượng phân bón thích hợp cho sản xuất lúa cạn là 60-100N + 60-80P2O5 + 30K2O (Đào Minh Sô, 2011). 2.4.3. Các ký thuật canh tác khác ở cây lúa cạn Lúa cạn được khuyến cáo là nên được gieo với mật độ cao hơn so với lúa nước do đẻ nhánh kém và tỷ lệ chết cao khi gặp hạn. Lúa cạn thường được luân và xen canh với một số cây trồng khác như lạc, đậu đỗ và cả cây công nghiệp (Oikeh et al., 2012). Tại Việt Nam, lúa cạn được khuyến cáo trồng ở mật độ 40 – 50 khóm/m2 (Nguyễn Hữu Hồng và cs., 2012b). Việc áp dụng biện pháp luân canh lúa cạn với cây đậu xanh mang lại hiệu quả cao nhất (Đào Minh Sô và cs., 2011). 6 PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU Vật liệu nghiên cứu là tập đoàn gồm 88 mẫu giống lúa cạn thu thập tại vùng Tây Bắc Việt Nam, giống đối chứng là giống lúa cạn LC93-1, là giống được công nhận Quốc gia năm 2004. 3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3.4.1. Nội dung 1 Tình hình sản xuất và đặc điểm sinh học của các mẫu giống lúa cạn thu thập tại vùng Tây Bắc 3.4.2. Nội dung 2 Nghiên cứu các đặc điểm nông học và sinh lý liên quan đến khả năng chịu hạn của một số giống lúa cạn vùng Tây Bắc 3.4.3. Nội dung 3 Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật nâng cao năng suất lúa cạn vùng Tây Bắc 3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Thí nghiệm 1: Đánh giá đặc điểm hình thái, nông học của các mẫu giống lúa cạn vùng Tây Bắc. Thí nghiệm được bố trí theo kiểu tuần tự không nhắc lại trong điều kiện nước trời. Theo dõi các đặc điểm nông sinh học của các mẫu giống. - Thí nghiệm 2: Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn mẫu giống lúa cạn vùng Tây Bắc bằng chỉ thị phân tử SSR ADN lá non được tách chiết theo phương pháp CTAB của Doyle et al. (1987). Các phản ứng PCR được thực hiện với 33 chỉ thị SSR. Hệ số tương đồng di truyền, hệ số đa dạng gen được tính theo công thức của (Nei, 1973). - Thí nghiệm 3: Nghiên cứu khả năng đâm xuyên của rễ mầm Thí nghiệm được tiến hành theo phương pháp của Nhan et al. (2006). Đánh giá số lượng và tỷ lệ rễ mầm đâm xuyên qua 1, 2 và 3 lớp sáp có độ cứng 0,5Mpa, 1Mpa và 1,5Mpa. 19 này khẳng định, năng suất hạt của giống Nếp Nương Tròn không thua giống cải tiến LC93-1 ở trong tất cả các mức phân (bảng 4.15). Bảng 4.15. Ảnh hưởng của phân đạm đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa cạn Mức phân Giống Số bông/ khóm (bông) Số hạt/ bông (hạt) Tỷ lệ hạt chắc (%) Khối lượng 1000 hạt(g) Năng suất hạt (g/chậu) % tăng năng suất Hệ số kinh tế N0 NNTr 2,6 85,7 72,9 34,7 5,8 - 0,42 LC93-1 1,9 97,7 86,0 26,5 4,4 - 0,33 TB 2,2 91,7 79,4 30,6 5,1 - 0,38 N1 NNTr 5,2 121,7 80,3 34,7 13,5 234,4 0,38 LC93-1 5,2 128,7 86,7 26,8 13,4 301,5 0,40 TB 5,2 125,2 83,5 30,8 13,4 267,9 0,39 N2 NNTr 6,3 143,3 78,2 35,1 19,9 346,0 0,39 LC93-1 6,8 142,0