BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
————————————

ĐỖ THỊ HƯỜNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM QUANG HỢP VÀ NÔNG HỌC
CỦA MỘT SỐ DÒNG LÚA NGẮN NGÀY MỚI
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG
Mã số: 62 62 01 10

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
- Thư viện Học viện Nông nghiệp Việt Nam
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Lúa (Oryza sativa L.) là cây lương thực chủ yếu ở các nước
châu Á, chiếm khoảng 92% sản lượng lúa gạo trên toàn thế giới
(IRRI, 2002). Nhu cầu về tăng lương thực trở nên cấp bách, bởi vì
cho đến năm 2025 người dân ở các vùng trồng lúa truyền thống sẽ
phụ thuộc hơn 70% vào lúa gạo (Swaminathan, 2007). Do đó, sản
xuất lúa gạo trên thế giới phải tăng khoảng 1% mỗi năm thì mới đáp
ứng được nhu cầu lương thực (Rosegrant et al., 1995). Tuy nhiên,
việc mở rộng diện tích trồng lúa là vô cùng khó khăn do hầu hết diện
tích trồng lúa đã bị chuyển đổi thành đất đô thị (Horie et al., 2005).
Để tăng sản lượng lương thực phải đi theo hướng tăng năng suất trên
đơn vị diện tích (Li et al., 2009). Sản xuất lúa của Việt Nam cũng
không nằm ngoài bối cảnh đó. Hơn nữa, năng suất lúa của Việt Nam
trong mấy năm gần đây hầu như không tăng, vì vậy để đảm bảo an
ninh lương thực thì chọn giống lúa ngắn ngày nhằm tăng vụ là hướng
đi phù hợp hơn cả.
Thực tế đã chứng minh, trong những năm gần đây, đã, đang và
ngày càng xuất hiện rất nhiều các giống lúa ngắn ngày trong sản xuất
như nhóm giống OMCS (ở đồng bằng sông Cửu Long), PC6 đột biến
và nhóm GL 102, GL 159 (do Viện Cây lương thực và cây Thực
phẩm chọn tạo), Việt lai 20, Việt Lai 24 và Việt Lai 50 (do Học viện
Nông nghiệp chọn tạo). Điều đặc biệt ở đây là, các giống có thời gian
sinh trưởng từ 80 – 150 ngày không có sự khác biệt về tiềm năng

45 kg N và 90 kg N/ha.
- Thời gian nghiên cứu của đề tài từ năm 2010 đến năm 2014.
4. Những đóng góp mới của luận án
- Tuyển chọn được dòng lúa ngắn ngày có triển vọng.
- Phát hiện được mối quan hệ giữa cường độ quang hợp, tích
lũy và vận chuyển các sản phẩm quang hợp và năng suất hạt của
dòng lúa ngắn ngày.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
5.1. Ý nghĩa khoa học
- Các kết quả thu được của đề tài cung cấp dẫn liệu khoa học
về đặc điểm quang hợp, tích lũy chất khô, tích lũy và vận chuyển
Carbohydrates không cấu trúc từ thân về bông; hiệu suất sử dụng
đạm và năng suất hạt của dòng lúa ngắn ngày.
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là tài liệu tham khảo cho công tác
giảng dạy, nghiên cứu khoa học, chọn giống lúa ngắn ngày.
3
5.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Chọn lọc được 4 dòng lúa có thời gian sinh trưởng ngắn hơn Khang
Dân từ 8-11 ngày nhưng có năng suất tương đương với Khang Dân 18.
- Xác định được hiệu quả sử dụng đạm của dòng lúa ngắn ngày,
từ đó làm cơ sở để xây dựng biện pháp thâm canh lúa ngắn ngày.
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Dòng mang một đoạn nhiễm sắc thể có thời gian sinh trưởng
ngắn và đánh giá tính thích ứng của cây lúa
Dòng mang một đoạn nhiễm sắc thể do lai xa (chromosome
segment substitution lines – CSSL): Các dòng CSSL là mỗi dòng
mang một hoặc một vài đoạn nhiễm sắc thể có chứa gen đồng hợp tử
có nguồn gốc từ thể cho trong gen nền của thể nhận. Mỗi dòng của
CSSLs biểu hiện sự thay đổi kiểu hình thông qua việc thay thế một
đoạn nhiễm sắc thể (Furuta et al., 2014).

1.2.1.2. Yếu tố môi trường
Cường độ ánh sáng, nồng độ CO
2
, nhiệt độ và ẩm độ
Cường độ, chất lượng ánh sáng và thời gian chiếu sáng ảnh
hưởng trực tiếp đến sinh trưởng của cây trồng; trong đó, cường độ
ánh sáng ảnh hưởng đến quá trình quang hợp, hô hấp và thoát hơi
nước (O'Grady et al., 2008).
Nồng độ CO
2
ảnh hưởng trực tiếp đến quang hợp vì nó là
nguyên liệu để thực hiện pha tối trong quang hợp. Nồng độ CO
2
cũng
ảnh hưởng trực tiếp đến quang hợp vì nó chi phối đến sự đóng mở
mở khí khổng và quá trình khuếch tán CO
2
(Peng, 2000).
Nhiệt độ là một trong những yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến
quang hợp. Nếu nhiệt độ tăng quá cao thì cường độ quang hợp
giảm; nếu nhiệt độ tăng ở mức vừa phải thì sẽ nâng cao khả năng
quang hợp (Taub et al., 2000).
Ẩm độ không khí ảnh hưởng đến quang hợp của cây trồng.
Cường độ quang hợp của cây lúa đạt giá trị cao nhất trong điều kiện
ẩm độ tương đối từ 60% - 80%. Cường độ quang hợp giảm khi ẩm độ
giảm xuống thấp hơn 60% do sự đóng kháng lỗ khí khổng. Ẩm độ
giảm là nguyên nhân dẫn đến giảm hàm lượng nước trong lá do quá
trình thoát hơi nước tăng (dẫn theo Peng, 2000).

5

)
Trong suốt quá trình quang hợp, CO
2
di chuyển từ bầu khí
quyển đến vùng biên (nằm sát bề mặt lá) để đến các khoảng gian bào
thông qua khí khổng, rồi từ đó được vận chuyển đến nơi thực hiện
các phản ứng carbonyl hóa nằm trong cơ chất của lục lạp thông qua
hệ thống mạch dẫn nằm trong thịt lá (Flexas et al., 2008).
Nồng độ CO
2
trong gian bào (Intercellular CO
2
Concentration – C
i
)
Dựa vào mô hình quang hợp lá của Farquahar, Von
Caemmerer and Berry (1980), giả thuyết về nồng độ CO
2
trong lục
lạp gần bằng 0 hoặc gần điểm bù CO
2
đã bị phủ nhận bằng công trình
6
nghiên cứu của Lauer and Boyer (1992) thông qua việc đo trực tiếp
nồng độ CO
2
trong gian bào (dẫn theo Flexas et al., 2008).
1.3. Hiệu quả sử dụng đạm của cây lúa
1.3.1. Sự đồng hóa nitơ ở cây lúa
Sự đồng hóa nitơ và cacbon có sự kết hợp chặt chẽ với nhau

bón)/ (hàm lượng nitơ trong cây ở công thức có bón-hàm lượng nitơ
ở công thức không bón).
7
Hiệu suất sử dụng đạm tính theo sinh khối (BNUE):
BNUE = khối lượng chất khô của thân lá/hàm lượng nitơ trong thân lá
Hiệu quả sử dụng đạm về cường độ quang hợp (PNUE):
PNUE = Cường độ quang hợp/hàm lượng đạm trong lá (µmol CO
2
/g N/s)
1.3.3. Hiệu quả sử dụng đạm về một số chỉ tiêu tiêu sinh lý
Rất nhiều công trình nghiên cứu đã công bố, khi tăng mức
đạm bón sẽ làm tăng cường độ quang hợp, tăng diện tích lá, tăng hàm
lượng nitơ trong lá, tăng hàm lượng diệp lục trong lá và tăng khối
lượng chất khô tích lũy (Kumagai et al., 2007, Kumagai et al., 2009,
Shrestha et al., 2012, Li et al., 2012). Nghiên cứu ảnh hưởng của
mức bón đạm đến độ dẫn khí khổng, một số tác giả đã công bố: tăng
mức bón đạm không ảnh hưởng đến độ dẫn khí khổng (Li et al., 2013,
Phạm Văn Cường và cs 2012).
1.3.4. Hiệu quả sử dụng phân đạm về tích lũy Carbohydrates
không cấu trúc
Đặc điểm tích lũy Carbohydrates
Ở thời kỳ lúa đẻ nhánh, quá trình sinh tổng hợp protein diễn
ra trước quá trình chuyển hóa các Carbohydrates của cây và đẩy
nhanh sự hình thành các cơ quan quang hợp. Ở giai trước khi phân
hóa đòng, lượng tinh bột được tích lũy chủ yếu ở bẹ lá. Sau khi
vươn lóng, tinh bột được tích lũy trong thân lá giảm và tích lũy
trong đốt thân tăng. Sau giai đoạn trỗ, phần lớn các chất đồng hóa
được tích lũy vào hạt như tinh bột và hầu hết các hợp chất không
cấu trúc dự trữ trong thân lá (tinh bột và đường) giai đoạn trước trỗ
được vận chuyển nhanh chóng về bông.

Do đó, quang hợp thời kỳ đẻ nhánh không có vai trò quyết
định đến năng suất cuối cùng nhưng có vai trò thúc đẩy sự phát
triển của các cơ quan sinh dưỡng. Ở giai đoạn sinh trưởng sinh
thực, hoạt động quang hợp của cây nhằm cung cấp năng lượng và
nguyên liệu cho hình thành hạt nên có ảnh hưởng lớn đến năng
suất. Khi bông lúa được phát triển đầy đủ, hoạt động quang hợp có
vai trò cho việc cung cấp Carbohydrates cho bông lúa. Theo
Murata (1969), cơ chế hình thành năng suất như sau:
Năng suất hạt = năng suất tiềm năng x sản lượng Carbohydrates
được tổng hợp
9
Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nội dung nghiên cứu
Thí nghiệm 1 (TN1): Khảo sát đặc điểm nông học của tập đoàn dòng
lúa ngắn ngày ở vùng sinh thái khác nhau.
Thí nghiệm 2 (TN2): So sánh đặc điểm nông học của một số dòng
lúa ngắn ngày ở một số vùng sinh thái khác
nhau.
Thí nghiệm 3 (TN3): Đặc điểm quang hợp của dòng lúa ngắn ngày ở
các giai đoạn sinh trưởng, phát triển khác
nhau.
Thí nghiệm 4 (TN4): Đặc điểm quang hợp trong ngày giai chín của dòng
lúa ngắn ngày ở các mức đạm bón khác nhau.
Thí nghiệm 5 (TN5): Hiệu suất sử dụng đạm của dòng lúa ngắn ngày
mới.
2.2. Đối tượng thí nghiệm
Đối tượng thí nghiệm là các dòng lúa ngắn ngày mang một
đoạn nhiễm sắc thể từ lúa dại khi lai xa giữa lúa dại Oryza Rufipogon
và lúa trồng IR 24 và hai giống đối chứng là IR 24 và Khang Dân 18.
2.3. Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu

giai đoạn trỗ x 100%.
Tỷ lệ tích lũy về bông (TLVB) = (khối lượng thân giai đoạn
trỗ - khối lượng thân thời điểm thu hoạch)/khối lượng bông thời
điểm thu hoạch x 100%.
Tổng lượng Carbohydrates không cấu trúc vận chuyển từ
thân về bông (THB) giai đoạn sau trỗ được tính theo công thức
của (Pan et al., 2011).
THB = Carbohydrates không cấu trúc trong thân giai đoạn trỗ -
Carbohydrates không cấu trúc tồn dự trong thân giai đoạn sau trỗ.
Đối với thí nghiệm đồng ruộng (TN1, TN2 và TN5)
- Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng, tổng thời gian
sinh trưởng, số nhánh tối đa, chiều cao cây.
- Chất khô tích lũy ở các bộ phận thân, phiến lá và bông: đo
ở giai đoạn đẻ nhánh hữu hiệu, trỗ, chín sáp và thu hoạch.
- Tốc độ tích lũy chất khô (Crop Growth Rate-CGR) tính bằng
công thức sau:
11
CGR
(g/m
2
/ngày đêm)
=
DW của cây lần sau (g/m
2
) - DW của cây lần trước (g/m
2
)
Thời gian giữa 2 lần lấy mẫu (ngày)
Tốc độ tăng khối lượng bông (Panicle Growth Rate-PGR) tính
bằng công thức sau:

CCSL thuần trong vụ xuân dao động từ 128 đến 134 ngày, ít hơn
giống IR24 (142 ngày) và Khang Dân 18 (136 ngày) (hình 3.1).
Trong vụ mùa, các dòng CCSL thuần duy trì có thời gian sinh trưởng
biến động từ 97 đến 101 ngày tại Hà Nội, 94 – 98 ngày tại Thái
Nguyên và 94 – 97 ngày tại Lào Cai (hình 3.2).
12

Hình 3.1. Thời gian sinh trưởng của 19 dòng CCSL thuần, IR 24
và Khang Dân 18, vụ xuân 2011 tại Hà Nội

Hình 3.2. Thời gian sinh trưởng của 23 dòng thuần duy trì, IR24
và KD18 trong vụ mùa 2011 tại Hà Nội, Thái Nguyên và Lào Cai
Ghi chú: HN: Hà Nội, TN: Thái Nguyên, LC: Lào Cai
13
3.1.2. Đánh giá tính thích ứng của dòng về các yếu tố cấu thành
năng suất và năng suất tích luỹ
Kết quả nghiên cứu cho thấy, nhìn chung các dòng ngắn ngày
cho số bông/khóm, tỷ lệ hạt chắc, khối lượng 1000 hạt và năng suất
tích lũy bằng hoặc cao hơn Khang Dân 18 ở cả hai địa điểm và hai vụ
thí nghiệm (bảng 3.1 và bảng 3.2).
Bảng 3.1. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất tích lũy
của các dòng lúa thí nghiệm trong vụ mùa 2011
Dòng, giống
Số
bông/khóm
Số hạt/bông
Tỷ lệ
hạt chắc (%)
Khối lượng
1000 hạt (g)

b

18,7
b

19,0
c

60,4
a

67,9
a

IL3-4-2-5-1
5,3
b

8,0
c

228,9
a

193,9
a

79,4
b



70,5
ab

18,8
b

19,3
ab

59,9
71,5
a

IL19-4-3-3-1
5,8
ab

8,7
b

200,7
ab

171,0
a

76,3
bc



68,2
b

18,7
b

19,1
bc

57,5
a

75,5
a

Khang Dân 18
6,8
a

9,7
a

184,2
b

161,0
b

86,3

1000 hạt (g)
NSTL
(kg/ha/ngày)
HN
TN
HN
TN
HN
TN
HN
TN
HN
TN
IL3-4-2-1-2
7,0
ab

7,2
a

204,3
ab

207,8
bc

77,8
a

79,7

82,8
a

19,7
a

19,7
a

63,3
a

69,3
a

IL19-4-3-1-1
6,7
ab

7,3
a

207,8
ab

219,5
ab

79,8
a

ab

82,1
a

19,1
b

19,3
a

58,9
a

66,9
a

IL19-4-3-8-2
7,1
ab

7,3
a

218,0
a

228,6
a



79,3
a

81,9
a

19,5
ab

19,1
a

48,9
b

59,7
b

Ghi chú: Giống bảng 3.1
14
3.2. Đặc điểm quang hợp của dòng lúa ngắn ngày ở các giai đoạn
sinh trưởng khác nhau
3.2.1. Cường độ quang hợp và tốc độ tích lũy chất khô
Cường độ quang hợp: Trong vụ mùa, cường độ quang hợp
của các dòng lúa ngắn ngày khác không ý nghĩa so với đối chứng ở
tất cả các giai đoạn theo dõi, trong vụ xuân, cường độ quang hợp
của dòng lúa ngắn ngày thấp hơn đối chứng ở giai đoạn đẻ nhánh và
chín sáp (bảng 3.3).
Bảng 3.3. Cường độ quang hợp của các dòng lúa thí nghiệm

10,6
IL 19-4 -3
22,2
a

20,0
26,7
a

18,0
a

13,6
a

10,8
IR 24 (Đ/c)
24,4
a

25,1
a

28,8
a

19,4
a

16,3