BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

---------

---------




NGUYỄN THỊ DƯƠNG


ðÁNH GIÁ CÁC GIỐNG LÚA CHỊU MẶN
MƠI CHỌN TẠO TRONG VÙNG ðẤT MẶN
TỈNH BẠC LIÊU



LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP





Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng
Mã số : 60.62.05

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. VŨ VĂN LIẾT

HÀ NỘI - 2010
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
i


LỜI CAM ðOAN

- Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là
trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào.
- Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn
ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ
nguồn gốc.

Tác giả luận văn


Nguyễn Thị Dương

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
ii


LỜI CẢM ƠN


Tôi xin ñược bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:
PGS.TS. Vũ Văn Liết, người thầy ñã tận tâm hướng dẫn, giúp ñỡ tôi
trong suốt quá trình học tập và làm luận văn.
Th.S Huỳnh Văn Nghiệp, trưởng bộ môn Công nghệ hạt giống, người
ñã tạo ñiều kiện về thời gian cũng như kinh phí cho tôi ñược học tập và làm
ñề tài tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cám ơn:
Ban giám hiệu trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, Viện ðào tạo sau
ðại học, cùng toàn thể thầy cô ñã tham gia giảng dạy, truyền ñạt cho chúng
tôi những kiến thức vô cùng quý báu trong suốt quá trình học tập.
Ban lãnh ñạo Viện lúa ðồng bằng sông Cửu Long ñã tạo ñiều kiện ñể
tôi có thể học tập và hoàn thành tốt luận văn này.
Kỹ sư Mai Nguyệt Lan, kỹ sư Trần Ngọc Hè, những người ñã trực tiếp
giúp ñỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình làm luận văn.
Xin cám ơn gia ñình, bạn bè, anh chị em lớp Di truyền - chọn giống
K17 ñã chia sẻ, ñộng viên giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình học tập vừa qua!.

Tác giả luận văn


Nguyễn Thị Dương
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
iii


MỤC LỤC

Lời cam ñoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii

Danh mục các chữ viết tắt v
Danh mục bảng vi
Danh mục hình viii
1 MỞ ðẦU 1
1.1 Tính cấp thiết của ñề tài 1
1.2 Mục ñích và yêu cầu 3
1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ñề tài 3
2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5
2.1 Các khái niệm về ñất mặn 5
2.2 Ảnh hưởng của mặn ñối với cây lúa 6
2.3 Cơ chế chịu mặn của cây lúa 10
2.4 Các tiêu chuẩn ñánh giá tính chịu mặn 13
2.5 Một số nghiên cứu về giống lúa chịu mặn 15
3 ðỐI TƯỢNG, ðỊA ðIỂM, VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19
3.1 ðối tượng nghiên cứu. 19
3.2 ðịa ñiểm nghiên cứu 19
3.3 Phạm vi nghiên cứu 20
3.4 Nội dung nghiên cứu 20
3.5 Vật liệu và phương pháp 20
4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN 31
4.1 Thí nghiệm thanh lọc mặn trong phòng 31
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
iv


4.1.1 ðiểm chịu mặn và số ngày sống sót của cây mạ trong môi trường
mặn nhân tạo 31
4.1.2 Khả năng phát triển của cây trong môi trường mặn 37
4.2 ðánh giá mức ñộ chịu mặn trên ñồng ruộng 42

4.2.1 ðịa ñiểm bố trí thí nghiệm 42
4.2.2 Kết quả phân mẫu tích ñất, nước ở các ñiểm thí nghiệm 43
4.2.3 Kết quả ñánh giá tính chịu mặn trên ñồng ruộng 44
4.2.4 Các ñặc tính sinh trưởng và phát triển của cây lúa trên thí nghiệm
ñồng ruộng tại Bạc Liêu 50
4.2.5 Năng suất và các thành phần năng suất của các giống lúa trên thí
nghiệm ñồng ruộng tại Bạc Liêu 60
4.3 Kết quả phân tích phẩm chất gạo của các giống lúa thí nghiệm 72
4.3.1 Phẩm chất xay xát 72
4.3.2 Chất lượng nấu nướng của các giống 74
5 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 76
5.1 Kết luận 76
5.2 ðề nghị 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO 78
PHỤ LỤC 85

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CHC = Chất hữu cơ
ðH1 = ðông Hải 1
ðH2 = ðông Hải 2
HB1 = Hòa Bình 1
HB2 = Hòa Bình 2
NSS = Ngày sau sạ
NSXL = Ngày Sau Xử Lý
SXLM = Sau Xử Lý Mặn

TB = Trung bình
TN = Thí Nghiệm
TT = Thứ tự





Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
vi


DANH MỤC BẢNG
STT Tên bảng Trang
3.1 Danh sách giống sử dụng trong nghiên cứu 21
3.2 Tiêu chuẩn ñánh giá (SES) ở giai ñoạn tăng trưởng và phát triển 24
3.3 ðiểm khô lá trong các giai ñoạn sinh trưởng 26
3.4 ðiểm cuốn lá trong các giai ñoạn sinh trưởng 26
3.5 ðánh giá chịu mặn chung theo thang ñiểm của IRRI (2002) 27
3.6 ðặc ñiểm ñánh giá dạng hạt gạo 29
3.7 Chỉ tiêu ñánh giá phẩm chất gạo 29
4.1 Kết quả ñánh giá tính chịu mặn của các giống thuộc nhóm I 32
4.2 Kết quả ñánh giá tính chịu mặn của các giống thuộc nhóm II 35
4.3 Sự phát triển của cây mạ nhóm I trong môi trường mặn 38
4.4 Sự phát triển của cây mạ nhóm II trong môi trường mặn 41
4.5 Kết quả phân tích mẫu nước tại các ñiểm thí nghiệm 44
4.8 ðiểm cuốn lá của các giống trên ñiều kiện thí nghiệm ñồng ruộng
tại Bạc Liêu vụ Hè thu 2009 45
4.9 ðiểm khô ñầu lá của các giống trên ñiều kiện ñồng ruộng tại Bạc
Liêu vụ Hè Thu 2009 47

4.10 ðánh giá tính chịu mặn chung của các giống trên ñồng ruộng tại
Bạc Liêu vụ Hè thu 2009 49
4.11 Thời gian bắt ñầu ñẻ nhánh của các giống lúa tại Bạc Liêu vụ Hè
thu 2009 51
4.12 Số cây/m2 của các giống lúa trên các ñiểm thí nghiệm tại Bạc
Liêu vụ Hè thu 2009 54
4.13 Thời gian trỗ của các giống lúa trên các ñiểm thí nghiệm tại Bạc
Liêu vụ Hè thu 2009 56
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
vii


4.14 Thời gian sinh trưởng của các giống lúa trên các ñiểm thí nghiệm
tại Bạc Liêu vụ Hè thu 2009 57
4.15 Chiều cao cây (cm) của các giống lúa trên thí nghiệm ñồng ruộng
tại Bạc Liêu vụ Hè thu 2009 59
4.16 Số bông/m2 của các giống lúa trên thí nghiệm ñồng ruộng tại
Bạc Liêu vụ Hè thu 2009 61
4.17 Số hạt chắc/bông của các giống lúa trên các ñiểm thí nghiệm
ñồng ruộng tại Bạc Liêu vụ Hè thu 2009 63
4.18 Tỷ lệ lép (%) của các giống lúa trên các ñiểm thí nghiệm ñồng
ruộng tại Bạc Liêu vụ Hè thu 2009 65
4.19 Khối lượng 1000 hạt (g) của các giống lúa trên các ñiểm thí
nghiệm tại Bạc Liêu vụ Hè thu 2009 67
4.20 Năng suất các giống lúa trên các ñiểm thí nghiệm (t/ha) tại Bạc
Liêu vụ Hè thu 2009 69
4.21 Dạng hạt gạo và phẩm chất xay xát 72
4.22 Chất lượng nấu nướng 74

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............

viii


DANH MỤC HÌNH

STT Tên hình Trang
3.1 Bản ñồ tỉnh Bạc Liêu 19
4.1 Phản ứng của các giống lúa nhóm I ở 10 ngày sau xử lý mặn 33
4.2 Phản ứng của các giống lúa nhóm I ở 16 ngày sau xử lý mặn 33
4.3 Thời gian sống sót của các giống nhóm I 34
4.4 Phản ứng của các giống lúa nhóm II ở 10 ngày sau xử lý mặn 36
4.5 Phản ứng của các giống lúa nhóm II ở 16 ngày sau xử lý mặn 36
4.6 Thời gian sống sót của các giống nhóm II 37
4.7 Phản ứng của các giống lúa chọn cho thí nghiệm trên ñiều kiện
ñồng ruộng 42
4.8 Năng suất trung bình các ñiểm của các giống lúa nhóm giống
ngắn ngày 70
4.9 Năng suất trung bình các ñiểm của các giống lúa nhóm trung mùa 71









Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
1



1. MỞ ðẦU

1.1. Tính cấp thiết của ñề tài
Lúa (Oryza sativa L.) là một trong ba loại cây lương thực chủ yếu của
loài người, là cây lương thực quan trọng nhất của người dân châu Á. Ở Việt
Nam, cây lúa là cây trồng bản ñịa quan trọng nhất trong suốt lịch sử hình
thành và phát triển ñất nước (Nguyễn Thế Hùng, 2005) [3]. Những năm gần
ñây, với sự thâm canh tăng vụ và việc áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật trong
sản xuất, năng suất cũng như chất lượng lúa ñược nâng cao, góp phần bảo
ñảm an ninh lương thực trong nước cũng như trong khu vực.
ðất nhiễm mặn là một trong những yếu tố chính gây khó khăn trong
chiến lược phát triển sản lượng nông sản, năng suất cây trồng/ñơn vị diện tích
ñất, và là thách thức lớn trong mục tiêu an toàn lương thực, trong ñiều kiện
khí hậu toàn cầu ñang có sự biến ñổi phức tạp, băng tan ở hai cực, nước biển
sẽ dâng lên ñe dọa các vùng canh tác ñất thấp ở ven biển.
Diện tích ñất bị ảnh hưởng mặn trên thế giới khoảng 900 x10
6
ha
(Flowers and Yeo, 1995) [23]. Hầu hết các cây trồng sẽ không phát triển
trong ñiều kiện mặn, chỉ có cây chịu mặn (theo ñịnh nghĩa) là có thể phát
triển. Dân số tăng lên 50% từ 6,1 tỷ giữa năm 2001 lên 9,3 tỷ năm 2050, do
vậy sản lượng lương thực cần phải tăng ñể bảo ñảm an ninh lương thực,
ñặc biệt cho những người có mức thu nhập 1 USD/ngày. ðể ñạt mục tiêu
duy trì và tăng sản lượng lương thực, một trong hướng các ñi quan trọng là
chọn tạo các giống cây trồng với khả năng chịu mặn.
ðồng bằng sông Cửu Long là một trong hai vựa lúa lớn của cả nước, là
vùng cung cấp gạo xuất khẩu chủ yếu cho ñất nước. Tuy nhiên diện tích ñất
trồng lúa nhiễm mặn khá lớn, ước khoảng 700.000 ha (Lang và ctv. 2004) [5].
Trong những năm gần ñây, do sự biến ñổi của khí hậu toàn cầu nguồn nước

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
2


tưới cho cây lúa vùng ðBSCL ở các sông lớn mỗi năm một giảm và tình hình
xâm nhập mặn mỗi năm một gia tăng. Hầu hết các tỉnh trồng lúa vùng
ðBSCL trong ñó các tỉnh duyên hải chịu ảnh hưởng rất lớn của vấn ñề xâm
nhập mặn. Hiện nay, từ tháng 3 ñến tháng 4 hàng năm nước mặn nồng ñộ
1
0
/
00
– 4
0
/
00
có thể xâm nhập sâu vào ðBSCL từ 50 km - 65 km, tháng 5 nước
mặn có thể xâm nhập sâu khoảng 70 km. ðBSCL chịu tác ñộng của biến ñổi
khí hậu nặng nhất so với toàn quốc, khả năng xâm nhập mặn sâu vào ñất liền
là ñiều khó tránh khỏi. Theo dự báo của Viện Nghiên cứu phát triển ðBSCL,
khả năng có ñến 2,4 triệu ha bị nước biển xâm nhập mặn, nhiều diện tích
chuyên trồng lúa 2 vụ/năm sẽ không thể sản xuất ñược do nước mặn tràn vào.
Bạc Liêu là một tỉnh thuộc duyên hải vùng ñồng bằng sông Cửu Long,
miền Nam Việt Nam, là một trong những tỉnh trọng ñiểm lúa của ðBSCL.
Hàng năm, Bạc Liêu cũng chịu ảnh hưởng rất lớn của nước mặn. Hàng nghìn
ha trồng lúa bị thiếu nước và có thể bị giảm năng suất do ảnh hưởng của nước
mặn xâm nhập. Nhiều chương trình nghiên cứu về ảnh hưởng của ñiều kiện
mặn ñến năng suất lúa cho thấy sự thiệt hại về năng suất tùy thuộc rất lớn vào
các ñặc tính của giống lúa. Vì vậy chọn các giống chịu mặn ñồng thời thích
hợp cho vùng sinh thái, vùng ñất có ñiều kiện canh tác khác nhau là vấn ñề rất

cần thiết cần ñặt ra.
Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi tiến hành ñề tài: “ðánh giá
các giống lúa chịu mặn mới chọn tạo trong vùng ñất mặn tỉnh Bạc Liêu”.





Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
3


1.2. Mục ñích và yêu cầu
1.2.1. Mục ñích
ðánh giá khả năng chịu mặn của các giống lúa của Viện lúa ðBSCL và
thu thập tại tỉnh Bạc Liêu nhằm xác giống có khả năng chịu mặn, cho năng
suất cao và chất lượng tốt khuyến cáo cho sản xuất tại các vùng ảnh hưởng
của mặn tỉnh Bạc Liêu.
1.2.2 Yêu cầu
• ðánh giá khả năng chịu mặn trong nhà có mái che ñể xác ñịnh
những giống có khả năng chịu mặn ñưa thử nghiệm trên ñồng ruộng
• ðánh giá khả năng sinh trưởng phát triển của các giống vật liệu tại
vùng chịu ảnh hưởng mặn tỉnh Bạc Liêu
• ðánh giá khả năng cho năng suất và chất lượng của các giống trong
ñiều kiện mặn
1.3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ñề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
• Xây dựng cơ sở khoa học cho việc ñánh giá, tuyển chọn và ứng dụng
các giống lúa kháng và chống chịu với ñiều kiện ảnh hưởng của mặn vào sản
xuất.

• Xác ñịnh sự tương quan giữa tính chống chịu với ñiều kiện mặn và
khả năng cho năng suất của các giống lúa.
• Làm cơ sở khoa học cho việc khuyến cáo bố trí các giống lúa thích
hợp cho những vùng sinh thái khác nhau vùng ðồng bằng Sông Cửu long.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của ñề tài
• Xác ñịnh ñược các giống lúa kháng, chống chịu ñược với ñiều kiện
mặn của vùng ñất canh tác lúa của tỉnh Bạc Liêu.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
4


• Sử dụng các giống lúa cao sản có khả năng kháng mặn phục vụ làm vật
liệu cho chương trình lai tạo giống kháng mặn và cho năng suất cao.
• Khuyến cáo cho nông dân sử dụng trong sản xuất các giống lúa chịu
mặn và có năng suất cao, góp phần nâng cao sản lượng lúa trong tỉnh.





















Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
5


2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Các khái niệm về ñất mặn
ðất mặn ñược xem là ñất có vấn ñề rất phổ biến trên thế giới, làm hạn
chế năng suất cây trồng. Tính chất vật lý và hóa học của ñất mặn rất ña dạng.
Biến thiên này tùy thuộc vào nguồn gốc của hiện tượng mặn, pH ñất, hàm
lượng chất hữu cơ trong ñất, chế ñộ thủy văn, và nhiệt ñộ (Akbar và
Ponnamperuma, 1982) [11].
ðất mặn chứa một lượng muối hòa tan trong nước ở vùng rễ cây, làm
thiệt hại ñến hoạt ñộng sinh trưởng của cây trồng. Mức ñộ gây hại của ñất
mặn tùy thuộc vào loài cây trồng, giống cây, thời gian sinh trưởng, các yếu tố
môi trường ñi kèm, và tính chất của ñất. Do ñó, người ta rất khó ñịnh nghĩa
ñất mặn một cách chính xác và ñầy ñủ. Hội Khoa Học ðất của Mỹ (SSSA
Soil Science Society of America) ñã xác ñịnh ñất mặn là ñất có ñộ dẫn ñiện
(EC) lớn hơn 2 dS/m, không kể ñến hai gía trị khác: tỉ lệ hấp thu sodium
(SAR) và pH. Tuy nhiên, hầu hết các ñịnh nghĩa khác ñều chấp nhận ñất mặn
là ñất có ñộ dẫn ñiện EC cao hơn 4dS/m ở ñiều kiện nhiệt ñộ 25
0
C, phần trăm
sodium trao ñổi ESP kém hơn 15, và pH nhỏ hơn 8,5 (US Salinity Laboratory
Staff, 1954) [63].

ðất mặn khá phổ biến ở vùng sa mạc và cận sa mạc. Muối tích tụ và
mao dẫn lên ñất mặt, chảy tràn trên mặt ñất theo kiểu rửa trôi. ðất mặn có thể
phát triển ở vùng nóng ẩm hoặc cận nóng ẩm trên thế giới trong ñiều kiện
thích hợp như vùng ven biển, mặn do nước biển xâm nhập khi triều cường, lũ
lụt, mặn do nước thấm theo chiều ñứng hay chiều ngang từ thủy cấp bị nhiễm
mặn (Bhumbla và Abrol, 1978) [16].
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
6


ðất mặn có thể ñược phân chia làm hai nhóm chính dựa theo nguồn
gốc phát sinh mặn: mặn ven biển (coastal salinity), hoặc vùng cửa sông do
nước biển xâm nhập vào mùa khô, có thể trồng trọt bình thường trong mùa
mưa và mặn bên trong ñất do mao dẫn từ tầng dưới lên (inland salinity) có thể
do phá rừng, không có tán cây che phủ.
ðất bị ảnh hưởng mặn không phải ñều có khả năng canh tác giống như
nhau, mà nó ñược chia ra thành từng nhóm khác nhau ñể sử dụng ñất hợp lý.
ðất bị ảnh hưởng mặn ở ñại lục thuộc Châu Âu và Bắc Mỹ rất ít có khả năng
trồng trọt. Ở Châu Á, hơn 80% ñất bị ảnh hưởng mặn có khả năng trồng trọt,
và ñã ñược khai thác cho sản xuất nông nghiệp. Ở Châu Phi và Nam Mỹ,
khoảng 30% ñất bị nhiễm mặn có khả năng trồng trọt. Hiện tượng nhiễm mặn
là mối ñe dọa lớn nhất ñến việc gia tăng sản lượng lương thực ở các quốc gia
Chấu Á (Abrol, 1986) [9].
Hàng triệu ha ñất ngập nước ở vùng Nam và ðông Nam châu Á thích
hợp cho việc trồng lúa nhưng không canh tác ñược hoặc canh tác cho năng
suất rất thấp bởi mặn và các vấn ñề về ñất (Flowers, 2004) [24]
Ngày nay, ñất mặn ñe dọa tới năng suất 77 triệu ha ñất nông nghiệp. Sự
nhiễm mặn ngày càng lan rộng trên vùng ñất có tưới nước do việc tưới tiêu
không hợp lý. Mưa, lốc và gió còn làm tăng thêm lượng NaCl trong ñất nông
nghiệp ở vùng ven biển. ðất mặn thường kéo theo theo một số vấn ñề về ñất

khác như là tính kiềm. Như vậy, ñất mặn là yếu tố hạn chế chính trong sản
xuất nông nghiệp (Viswanathan Chinnusamy and Jian-Kang Zhu) [64].
2.2. Ảnh hưởng của mặn ñối với cây lúa
Trong nông nghiệp, thiệt hại do mặn, lạnh, và khô hạn có ảnh hưởng
nghiêm trọng nhất ñối với năng suất cây trồng (Boyer, 1982) [17]. ðặc biệt
thiệt hại do mặn có thể làm thay ñổi hoạt ñộng sinh trưởng, phát triển, năng
suất và làm chết cây (Noctor và Foyer, 1998) [44]; (Dat và ctv. 2000) [20].
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
7


Mặn ảnh hưởng ñến hoạt ñộng sinh trưởng của cây lúa dưới những
mức ñộ thiệt hại khác nhau ở từng giai ñoạn sinh trưởng phát triển khác
nhau (Maas và Hoffman, 1977) [39]. ðiều kiện nhiễm mặn cao sẽ gây chết
ñối với cây lúa nhưng ñiều kiện mặn trung bình và thấp ảnh hưởng xấu ñến
sự phát triển của cây, gây nên những thay ñổi về hình thái, sinh lý và hoá
sinh của cây.
ðối với lúa, ñất có ñộ dẫn ñiện EC = 4 dS/m ñược xem là mặn trung
bình. ðộ dẫn ñiện EC > 8 dS/m là ñất có ñộ mặn cao. Tương tự, pH 8,8 ñến
9,2 ñược xem là không có ảnh hưởng bất lợi trong khi pH từ 9,3 ñến 9,7 là bất
lợi ở mức trung bình và pH > 9,7 là bất lợi cao.
Thiệt hại do mặn thể hiện trước hết là giảm diện tích lá. Trong ñiều
kiện thiệt hại nhẹ, khối lượng khô có xu hướng tăng lên trong một thời gian,
sau ñó giảm nghiêm trọng do suy giảm diện tích lá. Trong ñiều kiện thiệt hại
nặng hơn, khối lượng khô của chồi và của rễ suy giảm tương ứng với mức ñộ
thiệt hại. Ở giai ñoạn mạ, lá già hơn sẽ mất khả năng sống sót sớm hơn lá non
(Akita, 1986) [14].
Một nghiên cứu về ảnh hưởng của mặn tới sự phát triển và năng suất
lúa trên giống IR8 và IR36, một giống ñột biến từ IR8 cho thấy, IR36 có khả
năng chịu mặn cao hơn giống bố mẹ ở tất cả các giai ñoạn. Mức ñộ mặn cao

làm giảm tỷ lệ nảy mầm, giảm chiều cao cây ở giai ñoạn mạ non và giai ñoạn
chín ở cả hai kiểu gen. Phần rễ biểu hiện mẫn cảm với mặn hơn so với ở chồi.
Trong vòng 7 ngày từ khi nảy mầm, IRm6 tích lũy proline nhiều gấp 3 lần so
với IR8. Tính ñộc của từng loại muối ñược sắp xếp theo thứ tự
NaCl>Na
2
SO
4
>CaCl
2.
Giai ñoạn nảy mầm và giai ñoạn mạ non, khối lượng
khô của cây mạ tăng trong khi khối lượng tươi giảm cùng với sự tăng lên của
ñộ mặn. Ngược lại, giai ñoạn lúa chín cả khối lượng khô và khối lượng tươi
của cây lúa ñều giảm dưới ñiều kiện mặn (Sharma, 1984) [55].
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
8


Theo Sultana và ctv (1999) [60], sự ảnh hưởng của mặn lên cây lúa
khác nhau tùy thuộc giai ñoạn phát triển của cây. Giai ñoạn hạt chắc thì ít
mẫn cảm hơn so với giai ñoạn ngậm sữa. ðiều này cho thấy rằng, cây trồng
có khả năng trốn thoát khỏi ñiều kiện bất lợi nếu thời gian xảy ra mặn ngắn.
2.2.1. Ảnh hưởng của mặn ñến hình thái học của cây lúa
Trắng ñầu lá kéo theo là cháy lá (salinity)
Lá chuyển màu nâu và có thể chết (sodicity)
Cây thấp
ðẻ nhánh kém
Tăng số bông bất thụ
Chỉ số thu hoạch thấp
Giảm số hạt trên bông

Giảm khối lưọng 1000 hạt
Năng suất thấp
Thay ñổi thời gian sinh trưởng
Lá cuốn lại
Lá khô trắng
Rễ phát triển kém
Ruộng lúa không ñồng ñều.
(Singh, 2006) [59]
2.2.2. Ảnh hưởng ñến sinh lý, sinh hóa của cây
Các dòng, giống khác nhau có những thay ñổi sinh lý, sinh hoá khác
nhau ñể phản ứng lại những bất lợi do mặn gây nên. Có rất nhiều thay ñổi về
sinh lý sinh hoá nhưng chỉ rất ít trong số ñó tạo nên sự khác biệt và còn ñóng
góp rất nhiều vào cơ chế chịu mặn của cây. Những thay ñối này ñiều khiển sự
cân bằng nước và chất tan cũng như sự phân bố của chúng trên toàn bộ cây.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
9


Hầu hết các cây trồng và các giống biểu hiện các triệu chứng sinh lý và sinh
hoá sau dưới ñiều kiện mặn cao:
• Tăng vận chuyển Na
+
tới chồi
• Tích lũy Na nhiều hơn trong các lá già
•
Tăng hấp thu Cl
-
• Giảm hấp thu K
+


• Giảm khối lượng tươi và khô của chồi và rễ
• Giảm hấp thu P và Zn
• Thay ñổi enzym
• Tăng cường sự hoà tan các hợp chất hữu cơ không ñộc hại
• Tăng mức Polyamine. (Shing, 2006)[59].
Nghiên cứu cho thấy, không có tính ñối kháng giữa khả năng chịu mặn
và năng suất, do ñó chọn giống chịu mặn là chương trình có tính khả thi rất
tốt (Shannon và Akbar, 1978) [53].
Chiến lược tạo chọn giống chịu mặn ñược xem như là cách làm kinh tế
và có hiệu qủa nhất ñể gia tăng sản lượng thóc ở vùng bị nhiễm mặn. Chúng
ta ñã cố gắng tìm kiếm tính trạng ñạt chỉ tiêu chọn lọc ñơn giản nhất cho nhà
chọn giống. Những thông số ñã ñược công bố và ñề nghị cần quan tâm là
mức ñộ thiệt hại trên lá ở giai ñoạn mạ, hạt hữu thụ ở giai ñoạn phát dục, tỉ số
Na
+
/K
+
của chồi trong ñiều kiện mặn (Buu và ctv. 1995) [18] .
Hiệu qủa chọn lọc giống lúa chịu mặn vẫn còn rất thấp bởi vì tính chất
phức tạp của vùng ñất khảo sát, và những yếu tố môi trường khác có liên quan
nhưng không kiểm soát ñược. Có hai hoặc nhiều gen số lượng ñiều khiển tính
chịu mặn, liên kết khá chặt chẽ với môi trường ñã ñược ghi nhận nhờ phương
tiện marker phân tử RFLP (Kuraka và ctv. 1994 [37]); (McCouch và ctv.
1998) [40].
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
10


2.3. Cơ chế chịu mặn của cây lúa
2.3.1. Sự né tránh (Avoidance)

Hầu hết cây trồng khá mẫn cảm ở giai ñoạn mạ non và giai ñoạn ra hoa.
ðối với lúa cấy, có thể hạn chế tác hại của mặn ở giai ñoạn mạ bằng việc
quản lý tuổi mạ cấy nhưng không thể né tránh ñiều kiện bất lợi ở giai ñoạn trỗ
bông. Mặt khác, ở những vùng ven biển, mặn ñôi khi gia tăng vào giai ñoạn
gần cuối của cây. Trong trường hợp này, cây chín nhanh ñể hoàn thành chu
kỳ sống của mình. ðó là hình thức ñặc thù về sự né tránh hơn là chống chịu.
2.3.2. Một số cơ chế nhằm hạn chế thiệt hại do mặn gây ra
Yeo và Flower (1984) [67] ñã tổng kết cơ chế chịu mặn của cây lúa
theo từng nội dung như sau:
• Hiện tượng ngăn chặn muối - Cây không hấp thu một lượng muối dư
thừa nhờ hiện tượng hấp thu có chọn lọc
• Hiện tượng tái hấp thu - Cây hấp thu một lượng muối thừa nhưng
ñược tái hấp thu trong mô libe. Na
+
không chuyển vị ñến chồi thân
• Chuyển vị từ rễ ñến chồi – Tính trạng chịu mặn ñược phối hợp với
một mức ñộ cao về ñiện phân ở rễ lúa, và mức ñộ thấp về ñiện phân ở chồi,
làm cho sự chuyển vị Na
+
trở nên ít hơn từ rễ ñến chồi.
• Hiện tượng ngăn cách từ lá ñến lá - Lượng muối dư thừa ñược chuyển
từ lá non sang lá già, muối ñược ñịnh vị tại lá già không có chức năng, không
thể chuyển ngược lại.
• Chống chịu ở mô – Cây hấp thu muối và ñược ngăn cách trong các
không bào (vacuoles) của lá, làm giảm ảnh hưởng ñộc hại của muối ñối với
hoạt ñộng sinh trưởng của cây
• Ảnh hưởng pha loãng – Cây hấp thu muối nhưng sẽ làm loãng nồng
ñộ muối nhờ tăng cường tốc ñộ phát triển nhanh và gia tăng hàm lượng nước
trong chồi
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............

11


Tất cả những cơ chế này ñều nhằm hạ thấp nồng ñộ Na
+
trong các mô
chức năng, do ñó làm giảm tỉ lệ Na
+
/K
+
trong chồi.
Tỉ lệ Na
+
/K
+
trong chồi ñược xem như là chỉ tiêu chọn lọc giống lúa
chịu mặn (Gregorio và Senadhira, 1993) [25].
Mỗi một giống lúa ñều có một hoặc hai cơ chế nêu trên, không phải có tất
cả (Yeo và Flowers, 1984) [67]. Phản ứng của cây trồng ñối với tính chịu mặn
vô cùng phức tạp. ðó là hiện tượng tổng hợp từ những yếu tố riêng lẻ. Yeo và
Flowers (1984) [67] kết luận rằng phản ứng tốt nhất làm gia tăng tính chịu mặn
phải gắn liền với việc tối ưu hóa nhiều ñặc ñiểm sinh lý, có tính chất ñộc lập
tương ñối với nhau. Do vậy, mục tiêu của chúng ta là phối hợp tất cả những cơ
chế sinh lý ấy vào trong giống lúa cải tiến tính chịu mặn.
Abscisic acid (ABA) ñược xem như một yếu tố rất quan trọng của cây
trồng phản ứng với những stress gây ra do mặn, do nhiệt ñộ cao (Gupta và
ctv. 1998) [29]. Do ñó ABA còn ñược xem như là gen cảm ứng (inducible
genes) trong cơ chế chịu mặn của cây trồng.
Nhiều nghiên cứu ghi nhận rằng tính chịu mặn xảy ra ở giai ñoạn hạt
nẩy mầm, sau ñó trở nên rất mẫn cảm trong giai ñoạn mạ (tuổi lá 2-3), rồi trở

nên chịu mặn trong giai ñoạn tăng trưởng, kế ñến mẫn cảm trong thời kỳ thụ
phấn và thụ tinh, cuối cùng thể hiện phản ứng chịu mặn trong thời kỳ hạt chín
(Pearson và ctv. 1966) [48]; (IRRI, 1967) [30].
Tuy nhiên, một vài nghiên cứu ghi nhận ở giai ñoạn lúa trổ, nó không
mẫn cảm với stress do mặn (Kaddah và ctv. 1975) [33]. Do ñó, người ta phải
chia ra nhiều giai ñoạn ñể nghiên cứu một cách ñầy ñủ cơ chế chịu mặn của
cây trồng.
Thiệt hại do mặn ñược gây ra bởi sự mất cân bằng áp suất thẩm thấu và sự
tích tụ nhiều ion Cl
-
(Iwaki và ctv. 1953 [32], Ota và Yasue, 1958 [46], Shimose,
1963 [57], Tagawa và Ishizaki, 1963 [61], Murty và Janardhan, 1971) [43].
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
12


Thiệt hại do mặn còn ñược ghi nhận bởi hiện tượng hấp thu một lượng
quá thừa sodium, và ñộc tính của sodium làm cho clor trở thành anion trơ
(neutral), có tác dụng bất lợi với một phổ rộng về nồng ñộ (Clarkson và
Hanson, 1980) [19].
Sự mất cân bằng Na-K cũng là yếu tố làm hạn chế năng suất (Devitt và
cvt. 1981) [21]. Ion kali có một vai trò quan trọng làm kích hoạt enzyme và
ñóng mở khí khổng tương ứng với tính chịu mặn của cây trồng, thông qua
hiện tượng tích lũy lượng kali trong chồi thân (Ponnamperuma, 1984) [49].
ðối với cây lúa, tính trạng chống chịu mặn là một tiến trình sinh lý rất
phức tạp. Tính trạng bất thụ trên bông lúa khi bị stress do mặn ñược ñiều
khiển bởi mốt số gen trội, nhưng các gen này không tiếp tục thể hiện ở các thế
hệ sau cùng. Phân tích diallel về tính trạng chống chịu mặn, người ta ghi nhận
cả hai hoạt ñộng gen cộng tính và không cộng tính với hệ số di truyền thấp
(19,18%), và ảnh hưởng của môi trường rất lớn (Akbar và ctv. 1985 [12],

Gregorio và Senadhira, 1993) [25].
Cây lúa nhiễm mặn có xu hướng hấp thu Na nhiều hơn cây chống chịu.
Ngược lại cây chống chịu mặn hấp thu K nhiều hơn cây nhiễm. Ngưỡng
chống chịu NaCl của cây lúa là EC=4dS/m (Sathish và ctv. 1997) [51].
Trong qúa trình bị nhiễm mặn, nồng ñộ ion K
+
trong tế bào ñược ñiều
tiết tương thích với cơ chế ñiều tiết áp suất thẩm thấu và khả năng tăng trưởng
tế bào (Ben-Hayyim và ctv. 1985) [15].
Nhiều loài thực vật thuộc nhóm halophyte và một phần của nhóm
glycophyte thực hiện hoạt ñộng ñiều tiết áp suất thẩm thầu làm cản trở ảnh
hưởng gây hại của mặn. Hoạt ñộng này sẽ giúp cây duy trì một lượng lớn K
+

và hạn chế hấp thu Na
+
.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
13


2.4. Các tiêu chuẩn ñánh giá tính chịu mặn
Sự biểu hiện khả năng sinh sản khác nhau trong cây cùng những thông
số về hình thái, sinh lý hoặc sinh hoá phản ứng với những bất lợi về mặn ñược
cho là một chỉ tiêu ñánh giá ñáng tin cậy. Sau ñây là những thông số cần ñể
xem xét.
2.4.1. Các thông số về hình thái học
a) Sự nảy mầm: tỷ lệ nảy mầm, chiều dài mầm và rễ mầm dưới các
mức ñộ mặn khác nhau ñối với các loại cây trồng khác nhau là một chỉ tiêu tốt
ñánh giá mức ñộ chịu mặn ở giai ñoạn ñầu. Nồng ñộ mặn cao làm chậm hoặc

làm giảm sự nảy mầm.
b) Sự sống sót của cây: nó thường giới hạn ở những nghiên cứu trên
cây mạ. Tuy nhiên, trong một số trường hợp nghiên cứu ở cây trưởng thành
nó cũng ñược ñề cập. Dưới ñiều kiện bất lợi trung bình, sự sống sót của cây
không phải là vấn ñề nhưng dưới ñiều kiện bất lợi cao, nó là một chỉ tiêu chọn
lọc tốt.
c) ðánh giá mức tổn thương
Từng cây hoặc nhóm kiểu gen riêng biệt ñược cho ñiểm, thường từ cấp
1 ñến cấp 5 hoặc cấp 1 ñến cấp 9. Trong ñó ñiểm cấp 1 là giống chịu mặn cao
và ñiểm cao hơn thể hiện là cây mẫn cảm.
d) Sự biểu hiện kiểu hình: sự khô ñầu lá, ñặc biệt trong những lá
non, bông bất thụ và sự phát triển kém dưới mức bình thường ñược xem là sự
biểu hiện kiểu hình của kiểu gen dưới ñiều kiện môi trường bất lợi.
e) Năng suất hạt: Việc giảm 50% năng suất hạt của một kiểu gen
dưới ñiều kiện mặn so với năng suất ở ñiều kiện bình thường (non-stress)
ñược xem xét ñể chọn lọc hay loại bỏ kiểu gen ñó.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
14


f) Sự ổn ñịnh của các tính trạng qua các môi trường: kiểu gen với
trung bình cao, gần giá trị ñường hồi quy (bi) và ñồng nhất về giá trị hồi quy
(Sdi
2
) dưới nhiều môi trường bất lợi ñược xem là kiểu gen phù hợp, ổn ñịnh
và thích nghi cho sự bền vững về sản lượng trong vùng ñất có vấn ñề. Sự lựa
chọn cho năng suất trung bình cao là chỉ tiêu lựa chọn chính cho tất cả các
giống. Trong khi ñó, sự lựa chọn dựa trên giá trị hồi quy và ñộ lệch nhỏ nhất
từ ñường hồi quy cho thấy sự ổn ñịnh qua các môi trường.
2.4.2. Các thông số sinh lý học

Nồng ñộ muối ñặc biệt cao sẽ làm chết cây nhưng mức ñộ mặn trung
bình gây nên sự khác biệt giữa các cây trồng khác nhau. Tính chống chịu
những bất lợi về mặn rất phức tạp bởi vì nó ñòi hỏi sự kết hợp của những cơ
chế ñộc lập và/ hoặc phụ thuộc lẫn nhau. Chúng ta mong muốn tạo ra một
giống chống chịu ñồng thời còn phải có những sự thích nghi khác nữa.
a) Sự hấp thu Na và K: Thông thường tính chống chịu của một giống
cây trồng có liên quan ñến khả năng hạn chế sự hấp thu các ion ñộc như là
Na
+
và khả năng hấp thụ những ion cân bằng như K
+
. Nó giống như sự thích
nghi ñể tồn tại của cây vì vậy khả năng trao ñổi chất của cây không bị cản trở.
Các giống chống chịu duy trì nồng ñộ Na thấp hơn nồng ñộ K trong
ñiều kiện mặn. Bên cạnh ñó, những giống lúa mẫn cảm không có khả năng
ngăn cản sự tập trung của Na cũng như sự thiếu hụt của K.
Những giống chống chịu còn có các cơ chế nhằm giảm thiệt hại dưới
ñiều kiện hấp thu thừa ion:
• Pha loãng nồng ñộ Na bởi việc tăng khối lượng chất khô cũng như khối
lượng chất tươi của cây
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
15


• Khoanh vùng muối trong các lá già hơn như là sự bảo vệ ñối với các lá
non (Yeo and Flowers, 1982) [65].
• Giữ các ion bởi các vách ngăn bên trong lá ñể tránh sự thiếu hụt nước
trong lá ñó (Oertli, 1968) [45].
Di chuyển lượng muối dư thừa trong lá qua những cấu trúc ñặc biệt
(Fahn, 1979 [22]

b) Tỷ lệ Na/K: Mặc dù việc hấp thu Na và K là hoàn toàn ñộc lập
nhưng tỷ lệ Na/k thấp hơn ñược xem là tính trạng mong muốn cho việc duy trì
sự cân bằng ion. Na ñược vận chuyển tới chồi thông qua con ñường
apoplastic (vận chuyển thụ ñộng) còn K ñược vận chuyển qua con ñường
symplastic (vận chuyển chủ ñộng). Những lá non thường có tỷ lệ Na/K thấp
hơn trong khi những lá già tỷ lệ này thường cao hơn.
c) Khả năng chống chịu của mô: ñược ño bằng LC
50
, một ñơn vị tương
tự như LD
50
. Ở ñây, LC
50
là nồng ñộ của Na trong mô lá mà ở ñó nó làm giảm
50% diệp lục tố (Yeo, 1983) [66].
Giá trị LC
50
khác nhau ñối với các kiểu gen khác nhau. Không phải tất
cả các giống có tính chống chịu mô cao ñều thuộc giống chịu mặn cao
(Mishra et al, 1992) [41]. Chẳng hạn, giống GR11 vad IR2153-26-3-5-2 là
những giống có mức chống chịu tế bào cao nhưng về hình thái chúng không
phải là giống chịu mặn cao. Tương tự, không phải tất cả những giống có mức
chống chịu ở mô thấp ñều thuộc cây chịu mặn thấp (giống CSR10 chẳng hạn)
2.5. Một số nghiên cứu về giống lúa chịu mặn
Xác ñịnh tiêu chuẩn chọn giống chịu mặn, xác ñịnh các tính trạng cần
thiết, cơ chế chịu mặn ở giai ñoạn mạ, và giai ñoạn phát dục là mục tiêu của
nhiều chương trình chọn giống. Tính trạng ñược quan tâm nhiều là mức ñộ
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............
16



tổn thương trên lá ở giai ñoạn mạ, tỉ lệ hạt bất thụ ở giai ñoạn phát dục, tỉ số
Na
+
/K
+
của chồi thân, trong ñiều kiện môi trường mặn.
Ảnh hưởng gây hại do mặn trên cây lúa rất phức tạp, chúng ta không
chỉ quan sát tính trạng hình thái, mà còn tính trạng sinh lý, sinh hóa, tương tác
với môi trường. Do ñó, việc chọn lọc cá thể chịu mặn không thể căn cứ trên
một tính trạng riêng biệt nào ñó (Akbar và ctv. 1986) [13]. Giống chịu mặn
nổi tiếng Nona Bokra ñược ghi nhận tốt ở giai ñoạn mạ và giai ñoạn tăng
tưởng, nhưng giống chuẩn kháng Pokkali ñược ghi nhật tốt ở giai ñoạn phát
dục (Senadhira, 1987) [52]. Giống ðốc ðỏ và ðốc Phụng ñã ñược ñánh giá
như nguồn cho gen kháng ở ðBSCL (Buu và ctv. 1995) [18]. Chương trình
chọn giống lúa chịu mặn tập trung khai thác nguồn tài nguyên di truyền ñịa
phương, tính thích nghi với môi trường và tập quán canh tác.
Kawasaki và ctv (2001) [34] ñã sử dụng phương tiện microarray ñể
theo dõi sự thể hiện của phân tử transcript và từng qúa trình thể hiện gen ñiều
khiển tính chịu mặn trong cây lúa. Trên cơ sở thư viện cDNA ly trích từ rễ lúa
và bộ marker EST (expressed sequence tags) của genome cây lúa chịu mặn
nổi tiếng Pokkali, người ta ñã áp dụng kỹ thuật microarray ñể kiểm soát
những transcript trong việc so sánh với nghiệm thức không xử lý mặn, thời
gian thay ñổi từ 15 phút ñến 1 tuần lễ trong ñiều kiện gây mặn nhân tạo. Vật
liệu ñược sử dụng là giống lúa Pokkali (chuẩn kháng) và giống lúa IR29
(chuẩn nhiễm). Nhóm tác giả này tập trung xem xét phản ứng ñối với stress
do mặn trong quần thể lai có 1728 transcript dẫn suất từ rễ lúa của cây bị xử
lý mặn (NaCl ở nồng ñộ 150mM). Kết qủa này cho thấy một tiến trình ñiều
tiết gen chức năng với nhiều mức ñộ khác nhau của transcript. Trong giai
ñoạn ñầu tiên, ñáp ứng của IR29 chậm hơn Pokkali. Sau 3-6 giờ xử lý mặn,

mức ñộ phong phú của transcript thay ñổi nhanh trong Pokkali, nhưng IR29