TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG NGUYỄN VŨ KHANH
ẢNH HƢỞNG CỦA NAPHTHALENE ACETIC
ACID ĐẾN SINH TRƢỞNG VÀ NĂNG SUẤT
HAI GIỐNG LÚA OM5451 VÀ MTL612
LUẬN VĂN ĐẠI HỌC
NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG 2014
2014
Cán bộ hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
Ts. Nguyễn Thành Hối
Nguyễn Vũ Khanh
MSSV: 3113055
Ngành: Khoa học cây trồng k37
i
Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Khoa học cây trồng:
Ảnh hƣởng của Naphthalene Acetic Acid đến sinh trƣởng và năng
suất hai giống lúa OM5451 và MTL612
Do sinh viên Nguyễn Vũ Khanh thực hiện
Kính trình lên hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp
Cần Thơ, ngày….tháng….năm 2014
Cán bộ hướng dẫn
Ts. Nguyễn Thành Hối
ii
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
iii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết
quả trình bày trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ luận văn nào trước đây.
Cần Thơ, ngày tháng năm 2014
Tác giả luận văn
Nguyễn Vũ Khanh
iv
Kính dâng
Kính dâng lên cha mẹ lòng biết ơn vô hạn đã suốt đời tận tụy chăm lo
cho tương lai, sự nghiệp của con.
Tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến
Thầy Nguyễn Thành Hối đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và truyền đạt
những kiến thức quý báo trong suốt quá trình làm luận văn. Thầy Mai Vũ Duy
đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình làm luận văn.
Chân thành cảm ơn
Cô cố vắn học tập và tất cả các quý thầy cô, các anh chị cán bộ khoa
Nông nghiệp & SHƯD đã dạy dỗ và truyền đạt những kiến thức quý báo trong
suốt thời gian em học tập và làm luận văn tại trường.
Các bạn Phạm Trần Phú, Mai Văn Thân và các bạn khác đã giúp đỡ tôi
trong quá trình làm luận văn.
Thân gởi đến.
Các bạn lớp Khoa học cây trồng K37 lời chúc mạnh khỏe, hạnh phúc và
thành công trong cuộc sống.
TRANG PHỤ BÌA
i
LỜI CAM ĐOAN
iii
LÝ LỊCH CÁ NHÂN
iv
LỜI CẢM TẠ
v
TÓM LƯỢC
vi
MỤC LỤC
vii
DANH SÁCH BẢNG
ix
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
x
CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU
1
CHƢƠNG 2: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
2
2.1 Nguồn gốc cây lúa
2
2.2 Đặc tính thực vật của cây lúa
2
2.2.1 Rễ lúa
2
2.2.2 Thân lúa
2
2.2.3 Lá lúa
3
2.5.5 Chỉ số thu hoạch (HI)
10
2.6 Đặc điểm của hai giống lúa OM5451 và MTL612
11
2.6.1 Đặc điểm của giống lúa OM5451
11
2.6.2 Đặc điểm của giống lúa MTL612
11
2.7 Chất điều hòa sinh trưởng Naphthalene Acetic Acid
11
2.7.1 Đinh nghĩa
11
viii
2.7.2 Vị trí tổng hợp và vai trò của auxin trong cây
11
2.7.3 Cơ chế
12
2.8 Những ứng dụng của NAA trong nông nghiệp
13
CHƢƠNG 3: PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP
15
3.1 Phương tiện thí nghiệm
15
3.1.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm
15
3.1.2 Vật liệu thí nghiệm
15
3.2 Phương pháp thí nghiệm
15
3.2.1 Bố trí thí nghiệm
4.3.1 Số bông trên chậu
22
4.3.2 Số hạt trên bông
22
4.3.3 Tỷ lệ hạt chắc
22
4.3.4 Khối lượng 1000 hạt
23
4.4 Năng suất thực tế và chỉ số thu hoạch (HI)
24
4.4.1 Năng suất thực tế
24
4.4.2 Chỉ số thu hoạch (HI)
25
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
26
5.1 Kết luận
26
5.2 Đề nghị
26
TÀI LIỆU THAM KHẢO
27
ix
DANH SÁCH BẢNG
Bảng
Tên bảng
Trang
4.1
NAA: Naphthalene Acetic Acid
NSKG: Ngày sau khi gieo
OM5451 và MTL612. 2
CHƢƠNG 2
LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Nguồn gốc cây lúa
Theo Vũ Văn Hiển và Nguyễn Văn Hoan (1999), cây lúa trồng Oryza
sativa L. là một loài thân thảo, thời gian sinh trưởng của các giống khác nhau
và nằm trong khoảng 60-250 ngày.
Về phương diện thực vật học lúa trồng như hiện nay là lúa dại Oryza
fatua hình thành thông qua một quá trình chọn lọc nhân tạo lâu dài, loài lúa
thường gặp ở Ấn Độ, Nam Việt Nam, vùng Đông Nam Trung Quốc, Thái Lan
và Myanma.
Họ hàng với cây lúa trồng là các loài trong chi Oryza, người ta đã khảo
sát và thấy có 22 loài trong chi Oryza 24 hoặc 28 nhiễm sắc thể. Trong số 22
loài của chi Oryza chỉ có 2 loài là Oryza sativa và Oryza glaberrima chỉ được
trồng một diện tích nhỏ ở Tây Phi.
2.2 Đặc tính thực vật của cây lúa
2.2.1 Rễ lúa
Rễ được chia ra làm hai loại gồm rễ mầm và rễ phụ. Rễ mầm là rễ mọc ra
đầu tiên khi hạt nảy mầm, nhiệm vụ chủ yếu là hút nước cung cấp cho phôi
phát triển và sẽ chết sau 10-15 ngày, lúc cây mạ 3-4 lá. Rễ phụ mọc ra từ các
đốt trên thân lúa, mỗi mắt có 5-25 rễ phụ, có nhiệm vụ hút nước và dinh
dưỡng nuôi cây, giúp cây bám chặt vào đất cho nên bộ rễ khỏe mạnh thì cây
lúa mới phát triển tốt và đứng vững (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009).
Số lượng rễ của một khóm lúa phụ thuộc vào số mắt trên thân. Cây lúa
tai lá. Tuy nhiên, cũng có giống lúa không có thìa lá và tai lá. Khi cây lúa về
già cây lúa bị rụng đi, tai lá có màu sắc khác nhau và đặc trưng cho giống.
Trên một nhánh lúa các lá lúa ra kế tiếp nhau và được sắp so le, số lượng lá
trên thân chính tùy thuộc vào giống. Giống có thời gian sinh trưởng càng dài
thì số lá càng nhiều và ngược lại. Các giống lúa được trồng phổ biến có số lá
trên thân chính là 10-21 lá. Trong đời sống cây lúa, lá hình thành cuối cùng là
lá đòng, bẹ lá lúc này là bao đòng, khi lúa chưa trổ thì bao lấy bông và được
gọi là đòng lúa. 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. Cây lúa có nhiều
nhánh nên ở mỗi thời kì đều có nhiều lá công năng cùng hoạt động mạnh. Từ
khi gieo hạt đến khi cây lúa ra lá cuối cùng tuân theo quy luật lá sau ra, lá
trước rụi đi nên trên một thân lúa (một nhánh) chỉ duy trì 4-5 lá xanh nhưng do
khóm lúa có nhiều nhánh nên số lá lúa quan sát thấy ở một khóm tương đối
nhiều. Lá đòng là lá cuối cùng và trên cùng một nhánh thì nó là lá trên cùng do
vậy được tiếp nhận nhiều ánh sáng nhất. Từ sau trổ, lá đòng hoạt động không
kém gì lá công năng nhưng do ra sau, trẻ hơn và ở phía trên nên nó có vai trò
lớn nhất trong nuôi dưỡng bông lúa (Yoshida, 1981).
4
2.2.4 Bông và hoa lúa
Bông lúa là loại phát hoa chùm gồm một trục chính mang nhiều nhánh
gié có mang hoa. Từ lúc tượng cổ bông đến lúc trổ hoàn toàn mất khoảng 17-
35 ngày, trung bình khoảng 30 ngày. Sau khi ra đủ số lá nhất định thì cây lúa
sẽ trổ bông, thời gian trổ dài hay ngắn tùy thuộc vào giống, điều kiện môi
trường và độ đồng đều của ruộng lúa. Thời gian trổ càng ngắn càng tránh được
thiệt hại do tác động xấu của môi trường như: gió, mưa, nhiệt độ,… Theo số
lượng hoa trên một bông có thể chia bông ra 4 nhóm gồm nhóm bông bé,
nhóm bông trung bình, nhóm bông to, nhóm bông rất to (Vũ Văn Hiển và
có mang hai tiểu dĩnh. Màu sắc vỏ trấu khác nhau tùy giống. Phần vỏ này
chiếm khoảng 20% trọng lượng hạt.
Hạt gạo: gồm nội nhũ và phôi. Nội nhũ được bọc bởi một lớp vỏ cám,
màu sắc vỏ cám khác nhau tùy giống, bên ngoài còn bọc bởi một lớp aleurone,
tùy phôi mà độ dày aleurone khác nhau. Nội nhũ là nơi dự trữ dinh dưỡng nuôi
phôi. Phôi là nơi dự trữ dinh dưỡng và mọc mầm tạo cây mới khi gặp điều
kiện thuận lợi (Đinh Thế Lộc, 2006).
2.3 Các giai đoạn sinh trƣởng của cây lúa
Đời sống cây lúa bắt đầu từ lúc nảy mầm đến khi chín. Theo Yoshida
(1981) có thể chia sự phát triển của cây lúa làm ba giai đoạn chính gồm giai
đoạn tăng trưởng, giai đoạn sinh sản và giai đoạn chín.
2.3.1 Giai đoạn tăng trƣởng
Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2009), giai đoạn tăng trưởng bắt đầu từ khi hạt
nảy mầm đến khi cây lúa bắt đầu phân hóa đòng. Trong giai đoạn này cây lúa
phát triển về thân lá, chiều cao cũng tăng dần và ra nhiều chồi mới. Cây ra lá
ngày càng nhiều và kích thước lá ngày càng lớn giúp lúa nhận nhiều ánh sáng
mặt trời để quang hợp, hấp thu chất dinh dưỡng, gia tăng chiều cao, nở bụi và
chuẩn bị cho các giai đoạn sau. Trong điều đầy đủ chất dinh dưỡng, ánh sáng
và thời tiết thuận lợi, cây lúa có thể bắt đầu nở bụi khi có lá thứ 5-6. Thời điểm
có chồi tối đa có thể đạt trước, cùng lúc hay sau thời kì phân hóa đòng tùy theo
giống lúa. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa kéo dài hay ngắn khác nhau
chủ yếu là do giai đoạn tăng trưởng này dài hay ngắn. Đặc biệt các giống lúa
có quang cảm mạnh như lúa mùa cho dù có gieo sớm thì sau khi cây đạt chồi
tối đa, cây sẽ sinh trưởng chậm lại chờ quang kì thích hợp mới bắt đầu phân
hóa đòng để trổ bông. Do đó, đối với các giống lúa này cần bố trí gieo cấy căn
cứ vào ngày trổ hàng năm của giống. Theo Hoshikawa (1993), giai đoạn tăng
trưởng được đặc trưng bởi sự nảy mầm của hạt giống, gia tăng chiều dài rễ và
chiều cao cây.
2.3.2 Giai đoạn sinh sản
Giai đoạn sinh sản bắt đầu từ lúc phân hóa đòng đến khi lúa trổ bông kéo
vàng (Chang et al., 1965), sự sinh trưởng của hạt-sự tăng kích thước, trọng
lượng và sự đổi màu của hạt.
2.4 Đặc điểm sinh thái của cây lúa
2.4.1 Nhiệt độ
Nhiệt độ có tác dụng quyết định đến sinh trưởng phát triển của cây lúa.
Nhiệt độ quá cao hay quá thấp đều ảnh hưởng không tốt đến đời sống cây lúa.
Tùy từng giai đoạn phát triển của cây mà ảnh hưởng của nhiệt độ có khác
nhau. Nhiệt độ tối thích của cây lúa, khoảng nhiệt độ mà tại đó cây lúa sinh
trưởng và phát triển tốt nhất, biến động từ 20-30
0
C. Nhiệt độ tối thấp của cây
7
lúa, ngưỡng nhiệt độ mà dưới ngưỡng đó cây sẽ ngừng sinh trưởng và phát
triển dao động từ 10-20
0
C. Nhiệt độ tối cao, ngưỡng nhiệt độ mà vượt khỏi
ngưỡng đó quá trình sinh trưởng và phát triển của cây bị ngừng lại dao động từ
30-45
0
C (Vũ Văn Hiển và ctv., 1999).
Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2009) cho rằng, nếu nhiệt độ quá thấp sẽ làm
giảm hoặc ngưng sự nảy mầm của hạt, làm mạ chậm phát triển, cây ốm yếu,
lùn lại, lá bị mất màu, sự thụ phấn bị đình trệ, khả năng bất thụ cao, hạt lép
nhiều và thời gian chín kéo dài bất thường. Bên cạnh đó, nếu nhiệt độ quá cao
sẽ làm cho chót lá bị khô trắng, trên lá có những dãy và đốm bị mất màu, nở
bụi kém, giảm chiều cao, số hạt trên bông giảm, số hạt chắc giảm.
2.4.2 Ánh sáng
Ánh sáng ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng, phát triển và phát dục của
cây lúa trên hai phương diện: cường độ ánh sáng và số giờ chiếu sáng trong
ngày (quang kỳ).
2.5.1 Số bông trên dơn vị diện tích
Theo Nguyễn Đình Giao và ctv. (1997), trong bốn yếu tố tạo nên năng
suất lúa thì số bông có tính chất quyết định nhất và sớm nhất. Số bông có thể
đóng góp tới 74% năng suất, trong khi đó số hạt và trọng lượng hạt chỉ đóng
góp 26%. Số bông trên đơn vị diện tích được quyết định vào giai đoạn sinh
trưởng ban đầu của cây lúa (giai đoạn tăng trưởng). Nhưng chủ yếu là giai
đoạn từ khi cấy đến khoảng 10 ngày trước khi có chồi tối đa. Số bông trên đơn
vị diện tích tùy thuộc vào mật độ sạ cấy và khả năng nở bụi của cây lúa. Mật
độ sạ cấy và khả năng nở bụi của lúa thay đổi tùy theo giống lúa, điều kiện đất
đai, thời tiết, lượng phân bón nhất là phân đạm và chế độ nước. Số bông trên
đơn vị diện tích có ảnh hưởng thuận với năng suất (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009).
Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2009), cần lưu ý các biện pháp kỹ thuật để tăng
số bông trên dơn vị diện tích:
- Chọn giống thích hợp với đất đai và mùa vụ.
- Cấy mạ đúng tuổi, đúng khoảng cách thích hợp cho từng giống để lúa
nở bụi khỏe. Đối với lúa sạ thì ngâm ủ đúng kỹ thuật và sạ với mật độ thích
hợp.
- Bón phân lót đầy đủ, bón thúc sớm để lúa nở bụi sớm mau đạt số chồi
tối đa, chồi khỏe cho bông và bông to sau này.
- Làm cỏ, giữ nước vừa phải và liên tục để điều hòa nhiệt độ và khống
chế cỏ dại.
- Phòng trị sâu bệnh kịp thời.
2.5.2 Số hạt trên bông
Số hạt trên bông nhiều hay ít tùy thuộc vào số gié, hoa phân hóa và hoa
không phân hóa. Số gié và hoa phân hóa được quyết định trong thời kì đầu của
quá trình làm đòng, trong vòng 7-10 ngày. Số hoa phân hóa nhiều hay ít tùy
thuộc vào sinh trưởng của cây lúa và điều kiện ngoại cảnh (Yoshida, 1981).
Nguyễn Ngọc Đệ (2009) cho rằng, lúa sạ trung bình từ 80-100 hạt trên
bông và 100-120 hạt trên bông đối với lúa cấy là tốt ở điều kiện Đồng bằng
9
2.5.4 Khối lƣợng 1000 hạt
Khối lượng 1000 hạt là yếu tố cuối cùng tạo năng suất lúa. Thường do
yếu tố di truyền quyết định và phụ thuộc vào nhiều giống. Khối lượng 1000
hạt do hai bộ phận cấu thành: khối lượng vỏ trấu và khối lượng hạt gạo. Thời
gian quyết định kích thước vỏ trấu chủ yếu vào thời kì giảm nhiễm đến trổ
bông. Sau trổ bông khối lượng vỏ trấu ít thay đổi. Khối lượng hạt gạo tăng
10
nhanh nhất từ sau trổ bông đến thời kì chín sữa (sau trổ bông từ 18-29 ngày)
(Nguyễn Đình Giao và ctv., 1997).
Theo Vũ Văn Hiển và Nguyễn Văn Hoan (1999) cho rằng, vào giai đoạn
phân bào giảm nhiễm nếu điều kiện ngoại cảnh và điều kiện dinh dưỡng thuận
lợi thì hạt được hình thành với kích thước lớn. Sau khi trổ bông nếu dinh
dưỡng kém, thiếu ánh sáng ảnh hưởng đến quang hợp, quá trình vận chuyển
các chất về hạt bị cản trở sẽ làm giảm khối lượng của hạt. Để tăng khối lượng
hạt, trước khi trổ bông nên bón thúc đòng để làm tăng kích thước vỏ trấu. Sau
khi trổ bông cần tạo điều kiện cho cây sinh trưởng tốt để quang hợp được tiến
hành mạnh mẽ.
Ngoài ánh sáng, yếu tố nhiệt độ nhất là biên độ chênh lệch ngày đêm, có
ảnh hưởng đến quá trình quang hợp, tích lũy, vận chuyển vật chất về hạt. Vì
vậy, giữ cho lá lúa xanh lâu, quang hợp vận chuyển tốt, là yếu tố quan trọng
tác động lên khối lượng hạt (Nguyễn Đình Giao và ctv., 1997).
2.5.5 Chỉ số thu hoạch (HI)
Theo Nguyễn Đình Giao và ctv. (1997), hoạt động quang hợp quyết định
chủ yếu quá trình tích lũy chất khô (năng suất sinh học) của quần thể, năng
suất kinh tế (năng suất hạt) còn phụ thuộc vào quá trình tích lũy và vận chuyển
chất từ thân vào hạt.
Chỉ số thu hoạch HI (Harvest index) được tính như sau:
Chỉ số thu hoạch HI = Năng suất thực tế/sinh khối toàn cây.
Năng suất hạt thay đổi trong phạm vi 3-10 tấn/ha, năng suất sinh học 10-
20 tấn/ha, thì chỉ số thu hoạch HI biến động trong khoảng 0,3-0,5. Các vùng
2.7 Chất điều hòa sinh trƣởng Naphthalene Acetic Acid
2.7.1 Định nghĩa
Naphthalene Acetic Acid (NAA) là một hợp chất hữu cơ có công thức
phân tử C
12
H
10
O
2,
có khối lượng phân tử 186,21 g/mol thuộc nhóm chất điều
hòa sinh trưởng auxin, có tinh thể màu trắng ngà bền vững, dạng bột không
tan trong nước nhưng tan trong các dung môi hữu cơ như: rượu, erther, acid
acetic, benzene, nóng chảy ở 135
0
C.
2.7.2 Vị trí tổng hợp và vai trò của auxin trong cây
Các mô phân sinh, lá non, quả và hạt đang phát triển là nơi tổng hợp
auxin trong cây. Sinh tổng hợp auxin liên kết với các mô đang phân chia
nhanh và đang sinh trưởng nhanh, đặc biệt trong cành. Mặc dù hầu như tất cả
các mô thực vật đều có khả năng sản ra lượng không lớn auxin, các mô phân
sinh đỉnh cành, các lá non, các quả và hạt đang phát triển là những vị trí đầu
tiên tổng hợp auxin (Ljung et al., 2006 trích dẫn của Nguyễn Như Khanh và
Nguyễn Văn Đính, 2011). Trong các mầm lá còn rất non của cây auxin được
tổng hợp tại đỉnh. Trong sự phát triển của lá có sự chuyển đổi hướng gốc từ vị
trí sản xuất auxin dọc theo các mép và muộn hơn, trong miền trung tâm của
phiến lá. Sự chuyển đổi hướng gốc trong tổng hợp auxin tương quan chặt với
12
trình tự trưởng thành hướng gốc trong sự phát triển của lá và sự phân hóa của
mạch dẫn (Aloni, 2001 trích dẫn của Nguyễn Như Khanh và Nguyễn Văn
Đính, 2011).
-6
đến 10
-5
M
(Nguyễn Như Khanh và Nguyễn Văn Đính, 2011).
Auxin nồng độ từ 0,01-10 mg/l, có tác dụng trong sự phân cắt tế bào
(Jacob, 1956; Salisbury and Ross, 1992). Cơ chế tác động của NAA trong sự
tăng trưởng của tế bào non, giả thiết hiện nay cho rằng NAA kích thích hoạt
13
động của bơm proton màng nguyên sinh chất, giúp H
+
được bơm ra khỏi vách
tế bào và pH của vách giảm làm cho một số nối giữa extension, hemicelluloz,
các hợp chất peptic và celluloz bị phá vỡ Ca
2+
nối liền giữa các chuổi hợp chất
pectic bị loại đi, vài enzyme thủy giải được hoạt hóa. Các vi sợi celluloz trở
nên lỏng lẻo, cần thiết cho sự tăng trưởng của tế bào. Trong trường hợp này
proton được xem là chất thông tin thứ hai của auxin (Bùi Trang Việt, 1998).
Cơ chế ức chế nảy mầm của NAA vẫn chưa rõ. Việc sử dụng auxin trên
các loài cây song tử diệp thường dẫn đến kích thích sản xuất ethylene nội sinh.
Tác dụng ức chế sự phát triển chồi của auxin trong một số loài là gián tiếp do
ethylene và ABA, việc sử dụng auxin dẫn đến kích thích sản xuất ethylene,
dẫn đến sự tăng ABA. Ethylene và ABA được coi là các chất ức chế sự tăng
trưởng nội sinh, ức chế sự phát triển mầm (Grossmann, 2000).
Tuy nhiên, những báo cáo khác cho rằng auxin ức chế sự phát triển chồi
độc lập với sự tổng hợp và hoạt động của ethylene (Valenzuela-Valenzuela et
al., 2002). Các nghiên cứu của Suttle (2003) chỉ ra rằng ethylene không đóng
một vai trò trong sự ức chế chồi của auxin. Mặc dù ethylene là một chất ức chế
sự phát triển của chồi. Tuy nhiên, những kết quả nghiên cứu được cho thấy