BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
---------o0o---------

ĐẶNG HOÀNG HÀ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TƯỚI NƯỚC
ĐẾN MÔI TRƯỜNG ĐẤT, BỘ RỄ, SINH TRƯỞNG VÀ
PHÁT TRIỂN GIỐNG LÚA KHANG DÂN 18
TẠI THÁI NGUYÊN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG

THÁI NGUYÊN - 2017

i


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
---------o0o---------

ĐẶNG HOÀNG HÀ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TƯỚI NƯỚC
ĐẾN MÔI TRƯỜNG ĐẤT, BỘ RỄ, SINH TRƯỞNG VÀ
PHÁT TRIỂN GIỐNG LÚA KHANG DÂN 18
TẠI THÁI NGUYÊN
Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
Mã số: 62.62.01.10


nhiều đóng góp to lớn trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tôi xin
trân trọng cảm ơn lãnh đạo trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên,
Lãnh đạo và tập thể giảng viên phòng Đào tạo, Khoa Nông học trường Đại học
Nông Lâm và Khoa Quốc tế - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện về cơ sở vật
chất và tinh thần, thời gian để tôi hoàn thành nghiên cứu của mình.
Tôi không thể hoàn thành luận án này nếu không có sự hỗ trợ của bố mẹ,
vợ, các con, và gia đình tôi về tinh thần và vật chất. Tôi cũng nhận được sự động
viên khích lệ của bạn bè đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu của
mình.
Luận án này tôi xin dành thay lời cảm ơn tới tất cả các Thầy, Cô, đồng
nghiệp, bạn bè và gia đình với tình cảm trân trọng nhất.
Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó!
Thái Nguyên, ngày

/ 7 /2017

Nghiên cứu sinh

Đặng Hoàng Hà

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii
MỤC LỤC ............................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ........................................................ xi
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1

1.4. Mối liên hệ của rễ lúa với sinh trưởng và phát triển của lúa ...................... 29
1.4.1. Giai đoạn mạ ........................................................................................... 29
1.4.2. Mối liên hệ của rễ với đẻ nhánh và phát triển của thân lá ...................... 29
1.4.3. Mối quan hệ của rễ với các yếu tố cấu thành năng suất ......................... 31
1.4.3.1. Số nhánh hữu hiệu (số bông/khóm, số bông/m2) .................................. 31
1.4.3.2. Số hạt và tỷ lệ hạt chắc ......................................................................... 31
1.4.3.3. Khối lượng 1000 hạt ............................................................................. 32
1.4.3.4. Năng suất............................................................................................... 33
1.4.3.5. Hệ số kinh tế và tỷ lệ rễ/thân lá............................................................. 35
1.4.4. Mối quan hệ của rễ với khả năng chịu chống chịu ................................. 35
1.4.4.1. Chịu lạnh ............................................................................................... 35
1.4.4.2. Chịu hạn ................................................................................................ 36
1.4.4.3. Chịu úng ................................................................................................ 37
1.4.4.4. Chống đổ ............................................................................................... 38
1.5. Kết luận rút ra từ phần tổng quan tài liệu ................................................... 39
CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 40
2.1. Đối tượng, phạm vi, địa điểm, thời gian nghiên cứu ................................... 40
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................ 40
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 40
2.1.2.1. Nội dung: ................................................................................................ 40
2.1.2.2. Địa điểm nghiên cứu: ............................................................................. 40
2.1.2.3. Thời gian thực hiện thí nghiệm .............................................................. 40
2.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 40
2.3. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 41
2.3.1. Khung phương pháp nghiên cứu ............................................................... 41
2.3.2. Bố trí thí nghiệm ....................................................................................... 41
2.3.3. Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu và phân tích mẫu................................ 51
2.3.4. Phương pháp phân tích số liệu .................................................................. 54
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................... 55
3.1. Sự ảnh hưởng của chế độ nước khác nhau đến môi trường đất lúa ............ 55

năng suất lúa và mối quan hệ giữa rễ với năng suất, sinh trưởng thân lá
với năng suất. ......................................................................................... 97

3.4.1. Các yếu tố cấu thành năng suất lúa ........................................................... 97
3.4.2. Năng suất lúa ............................................................................................. 98
3.4.3. Tương quan giữa sự phát triển của rễ và các yếu tố cấu thành năng suất
lúa ............................................................................................................ 99
3.4.4. Tương quan giữa sinh trưởng và các yếu tố cấu thành năng suất lúa ... 107
3.5. Sự tương tác giữa chế độ nước và phương pháp làm cỏ ảnh hưởng đến bộ rễ
và sinh trưởng năng suất lúa (thí nghiệm 4). ........................................ 111
3.5.1. Số rễ ...................................................................................................... 113
3.5.2. Chiều dài rễ ........................................................................................... 115
3.5.3. Đường kính rễ ....................................................................................... 116
3.5.4. Khối lượng rễ ........................................................................................ 117
v


3.5.5. Phân bố rễ lúa qua các tầng đất............................................................. 119
3.5.6. Ảnh hưởng của chế độ nước và phương pháp làm cỏ đến khả năng tích lũy
chất khô của lúa..................................................................................... 122
3.5.7. Ảnh hưởng của chế độ nước và phương pháp làm cỏ đến các yếu tố cấu
thành năng suất và năng suất lúa........................................................... 123
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................................... 127
KẾT LUẬN ....................................................................................................... 127
ĐỀ NGHỊ ........................................................................................................... 128
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 129
Tiếng Việt .......................................................................................................... 129
Tiếng Anh .......................................................................................................... 131

vi


Hàm lượng đạm tổng số

NH

Số nhánh

NS

Năng suất

OM

Hàm lượng hữu cơ trong đất

PR

Tổng khối lượng rễ lúa

Pr1

Khối lượng rễ lúa tầng đất từ 0-5cm

Pr2

Khối lượng rễ lúa tầng đất từ 5-15cm

Pr3

Khối lượng rễ lúa tầng đất từ 15-25cm


Số rễ/khóm

Vts

Vi sinh vật tổng số

Vhk

Vi sinh vật hiếu khí

Vkk

Vi sinh vật kỵ khí
vii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 3.1: Dung trọng đất

56

Bảng 3.2: Một số chỉ tiêu hóa tính của đất qua các thời kỳ

59

Bảng 3.3: Sinh trưởng của rễ và các chỉ tiêu thân lá mạ

64

Bảng 10: Chiều cao cây lúa qua các giai đoạn

86

Bảng 3.11: Tổng tích lũy chất khô của thân qua các giai đoạn

87

Bảng 3.12: Tổng tích lũy chất khô của lá qua các giai đoạn

89

Bảng 3.13: Tổng tích lũy chất khô qua các giai đoạn

90

Bảng 3.14: Hệ số tương quan các yếu tố rễ với các chỉ tiêu sinh trưởng
giai đoạn đẻ nhánh

94

Bảng 3.15: Hệ số tương quan các yếu tố rễ với các chỉ tiêu sinh
trưởng giai đoạn làm đòng

95

Bảng 3.16: Hệ số tương quan các yếu tố rễ với các chỉ tiêu sinh trưởng
giai đoạn trỗ

96


103

Bảng 3.23: Hệ số tương quan giữa các chỉ tiêu rễ với các yếu tố cấu
thành năng suất ở giai đoạn chín sáp

104

Bảng 3.24: Hệ số tương quan giữa các chỉ tiêu rễ với các yếu tố cấu
thành năng suất ở giai đoạn chín

105

Bảng 3.25: Hệ số tương quan các chỉ tiêu sinh trưởng với các yếu tố
cấu thành năng suất giai đoạn đẻ nhánh

109

Bảng 3.26: Hệ số tương quan các chỉ tiêu sinh trưởng với các yếu tố
cấu thành năng suất giai đoạn làm đòng

110

Bảng 3.27: Hệ số tương quan các chỉ tiêu sinh trưởng với các yếu tố
cấu thành năng suất giai đoạn trỗ

111

Bảng 3.28: Hệ số tương quan các chỉ tiêu sinh trưởng với các yếu tố
cấu thành năng suất giai đoạn chín sáp


Bảng 3.34: Khối lượng rễ qua các thời kỳ sinh trưởng dưới tác động
của chế độ nước và phương pháp làm cỏ

120

Bảng 3.35: Khối lượng rễ lúa ở tầng đất từ 0-5cm qua các thời kỳ sinh
trưởng dưới tác động của chế độ nước và phương pháp làm cỏ

121

Bảng 3.36: Khối lượng rễ lúa ở tầng đất từ 5-15cm qua các thời kỳ
sinh trưởng dưới tác động của chế độ nước và phương pháp làm cỏ

123

Bảng 3.37: Khối lượng rễ lúa ở tầng đất từ 15-25cm qua các thời kỳ
sinh trưởng dưới tác động của chế độ nước và phương pháp làm cỏ

124

Bảng 3.38: Tổng tích lũy chất khô của cây lúa qua các thời kỳ sinh
trưởng dưới tác động của chế độ nước và phương pháp làm cỏ

125

Bảng 3.39: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất dưới tác động
của chế độ nước và phương pháp làm cỏ

126


Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4

49

Hình 3.1. Số lượng vi sinh vật của các công thức qua các thời kỳ

57

Hình 3.2. Số lượng rễ lúa qua các thời kỳ

66

Hình 3.3. Tổng chiều dài rễ lúa qua các thời kỳ

68

Hình 3.4. Trung bình đường kính rễ qua các thời kỳ

70

Hình 3.5. Tổng khối lượng rễ lúa qua các thời kỳ

71

Hình 3.6. Khối lượng rễ lúa tại tầng đất từ 0-5cm qua các thời kỳ

73

Hình 3.7. Khối lượng rễ lúa tại tầng đất từ 5-15cm qua các thời kỳ

Lúa là loại cây trồng quan trọng cung cấp lương thực cho hơn một nửa thế
giới. Trên thế giới có hai loài lúa trồng được xác định từ thời cổ đại cho đến ngày
nay, đó là loài lúa trồng châu Á (Oryza sativa) và loài lúa trồng châu Phi (Oryza
glaberrima). Tùy theo giống lúa và mùa vụ, thời gian sinh trưởng từ lúc cấy đến
khi thu hoạch khoảng từ 95- 145 ngày (Lê Anh Tuấn, 2012).
Bộ rễ có vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình trao đổi chất của cây lúa,
nó thực hiện các hoạt động như hút nước, dinh dưỡng, muối khoáng và có vai trò
vận chuyển nước, dinh dưỡng trong thân cây lúa (Bridgit et al, 2002). Sự trao đổi
chất của cây lúa đóng góp không chỉ sự sinh trưởng của thân lá, khả năng chống
chịu sâu bệnh mà còn có ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng gạo.
Cây lúa lấy chất dinh dưỡng chủ yếu nhờ vào rễ. Vì vậy, các yếu tố bên
ngoài như nhiệt độ, ánh sáng, chế độ nước, pH, vi sinh vật... có ảnh hưởng lớn
đến bộ rễ. Tùy theo mức độ mà ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của hệ thống
rễ lúa và ảnh hưởng đến sự phát triển và năng suất lúa.
Trong thực tế cây lúa chỉ khoẻ mạnh và cho năng suất cao khi cây có bộ rễ
khoẻ mạnh, phát triển tốt, cây đẻ nhiều nhánh và đẻ tập trung giai đoạn đầu, có
nhiều bông / đơn vị diện tích và tỷ lệ hạt chắc trên bông cao. Do đó, việc đảm bảo
cây lúa đạt được năng suất cao, bên cạnh sự phát triển của lá, thân thì sự phát triển
của bộ rễ đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc cung cấp đủ dinh dưỡng và
nước cho cây phát triển đồng thời giảm thiểu những thiệt hại do việc đổ gẫy gây
ra.
Môi trường đất có các yếu tố như dinh dưỡng, kết cấu đất, ô xy, vi sinh vật,
pH, nước …. Trong đó nước có vai trò quan trọng trong việc giúp cây trồng hấp
thụ dinh dưỡng trong đất (Nguyễn Đình Mạnh, 2004).
Nước có ảnh hưởng đến sự phát triển của bộ rễ. Cùng một giống lúa canh
tác ở các điều kiện tưới nước khác nhau bộ rễ sẽ phát triển khác nhau. Chế độ tưới
nước với khối lượng, thời gian tưới cũng là yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển
của bộ rễ.
Nước không chỉ ảnh hưởng đến sự phát triển của bộ rễ mà còn ảnh hưởng
đến sự sinh trưởng, phát triển của thân, lá và năng suất lúa. Sinh lý ruộng lúa năng

cơ sở khoa học cho việc xác định chế độ nước tưới tiêu hợp lý nhằm tăng năng
suất lúa và hiệu quả sản xuất, bảo vệ môi trường.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đề tài được áp dụng trên thực tế giúp người trồng
lúa có kỹ thuật tưới tiêu hợp lý và phù hợp với sự sinh trưởng phát triển của cây
lúa làm tăng hiệu quả sản xuất bảo vệ môi trường.
2


Kết quả nghiên cứu xác định được mối quan hệ giữa tác động của chế độ
nước đến sự phát triển của bộ rễ, sinh trưởng của thân lá và năng suất. Xác định
sự phân bố rễ trong đất ở các thời kỳ sinh trưởng chính của cây lúa để có các đề
xuất nghiên cứu biện pháp kỹ thuật giúp cho cây lúa phát triển tốt nhất.
Từ kết quả nghiên cứu các quy trình kỹ thuật để áp dụng vào sản xuất thực
tế nhằm hạn chế tác động của biến đổi khí hậu và tăng hiệu quả sản xuất.
1.4. Điểm mới của đề tài
- Đề tài đã xác định được chế độ nước ảnh hưởng đến môi trường đất và có mối
quan hệ giữa các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự phát triển của bộ rễ, sinh
trưởng và năng suất lúa ở các thời kỳ chính của cây lúa.
- Đề tài đã xác định được mối quan hệ giữa sự phát triển của bộ rễ ở các chế độ
tưới nước khác nhau với sự sinh trưởng, phát triển của thân lá, năng suất và các
yếu tố cấu thành năng suất ở các giai đoạn sinh trưởng chính của cây lúa giống
Khang dân 18.
- Đề tài đã nghiên cứu ảnh hưởng tương tác giữa chế độ nước và phương pháp
làm cỏ khác nhau đến sự phát triển của bộ rễ, sinh trưởng, năng suất lúa.

3


CHƯƠNG I

dưỡng
tổng số

Hình 1.1 Sơ đồ mô tả bộ rễ lúa bị ảnh hưởng dưới tác động của nước và
các yếu tố trong môi trường đất
Nước ảnh hưởng đến môi trường đất và ảnh hưởng đến lý tính như kết cấu,
độ chặt của đất, độ pH, dinh dưỡng tổng số và dinh dưỡng dễ tiêu trong đất ( N,
P, K), vi sinh vật đất và quá trình cố định/chuyển hóa dinh dưỡng do vi sinh vật
đất thực hiện do đó sẽ ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng của bộ rễ cũng như
ảnh hưởng gián tiếp đến sinh trưởng và năng suất của cây lúa.
1.2. Đặc điểm hình thái, giải phẫu và sinh lý của bộ rễ lúa
1.2.1. Đặc điểm hình thái rễ
Hình thái bên ngoài và cấu tạo bên trong của rễ các loài thực vật rất đa
dạng, nó phụ thuộc vào chức năng sinh lý của cây và thích ứng với môi trường
xung quanh. Theo Yoshida (1985), chiều dài của rễ lúa tại thời kỳ trỗ có thể đạt

4


15 đến 34 km trên một m2 đất đối với cây lúa nương. Bên cạnh những hình thái
đặc trưng rễ lúa cũng mang những nét tương đồng với các loại rễ cây một lá mầm
khác. Chính vì vậy, hình thái của rễ cây một lá mầm cũng như hình thái riêng của
cây lúa được trình bày dưới đây sẽ đem lại cái nhìn tổng quát hơn khi đi sâu vào
tìm hiểu hình thái rễ lúa.
1.2.1.1. Hình thái rễ lúa
Rễ là cơ quan chủ yếu trong việc hấp thụ nước và chất dinh dưỡng để
chuyển lên các cơ quan phía trên, nhờ đó cây trồng có thể phát triển và đạt năng
suất theo mong muốn. Rễ lúa thuộc loại rễ chùm, có cấu tạo sơ cấp, sau khi lúa
nảy mầm, rễ mầm xuất hiện, tồn tại 5 - 7 ngày rồi rụng đi. Từ các đốt trên thân
mọc ra các rễ phụ, phát triển nhanh tạo thành rễ chùm, ăn nông. Trong thời gian

nhánh nhưng số lượng rất lớn.
Các loại rễ bên rất đa dạng về đặc điểm giải phẫu, có đặc điểm phát triển
riêng, và phản ứng trong các môi trường đất khác nhau (Yamauchi et al, 1996).
Mỗi mắt lúa có khoảng 5-25 rễ bất định, chúng mọc dài, nhiều nhánh và
lông hút. Tại mỗi mắt có hai vòng rễ: Vòng rễ trên to và khỏe, vòng rễ dưới nhỏ
và kém quan trọng, rễ bất định đầu tiên mọc ra từ mắt đầu tiên của trục trung diệp.

Hình 1.2. Hình thái rễ lúa (Yoshida, 1985)
1.2.1.2. Đặc điểm cấu tạo của rễ lúa
Rễ lúa cũng có cấu tạo giải phẫu đặc biệt giúp cây lúa thích nghi với điều
kiện ngập nước. Trong rễ lúa, tế bào vỏ trong đứt gẫy tạo ra các mô không khí
(aerenchyma) thông với thân và lá. Tuy nhiên sự hình thành các khoang trống này
của cây lúa trong môi trường ngập nước cũng là nguyên nhân gây ra việc năng
suất lúa giảm khi so sánh giữa ruộng lúa ngập nước liên tục và ruộng theo phương
pháp nước cạn xen kẽ.

6


Lớp vỏ trong

Hình 1.3 Cấu tạo mặt cắt ngang rễ lúa (Yoshida, 1985)
Bên cạnh sự thay đổi về giải phẫu, rễ lúa cũng có những thay đổi về hình thái phù
hợp với điều kiện ngập nước. Sự thích nghi về mặt hình thái của rễ lúa có thể kể
đến như: sự dày lên của rễ bất định trong điều kiện oxy thấp, số lượng rễ bất định
tăng, diện tích bề mặt rễ tăng nhằm tăng diện tích trao đổi giữa không khí và nước
(Predeepa-Javahar, 2013); tỉ lệ tương đối của rễ và thân giảm xuống có tác dụng
giảm khoảng cách vận chuyển khí trong cây (Barrett-Lennard, 2003); số lượng và
chiều dài rễ bên của lúa cũng giảm đi để phù hợp hơn với điều kiện ngập nước;
không bào của rễ tự dày lên và chống lại sự ngập nước trong ruộng lúa (Insalud

Steudle và Peterson (1998) đã tóm tắt “Quá trình vận chuyển tổng hợp”
cho quá trình hấp thụ nước, vận chuyển nước trong rễ và chỉ ra rằng sự vận chuyển
qua chất nguyên sinh, không bào và tế bào vận chuyển góp phần hấp thụ nước,
vận chuyển nước cho cây. Sự kết hợp các con đường có thể được sử dụng, ví dụ
như nước đi vào chất nguyên sinh và có thể sau đó băng qua màng plasma để di
chuyển vào trong thành tế bào (Steudle, 2000), việc trao đổi giữa các con đường
có thể giúp rễ chỉnh lý khả năng hút nước của chúng thông qua nhu cầu thoát hơi
nước trong lá. Khả năng hấp thụ nước của rễ và độ dẫn nước được đánh giá thông
qua áp suất rễ.
1.2.2.2. Rễ lúa và chức năng hấp thụ chất dinh dưỡng
Sự hấp thụ chất dinh dưỡng của cây dựa vào hai cơ chế: cơ chế chủ động
và cơ chế thụ động (Nguyễn Thành Đạt và cộng sự, 2008).
Cơ chế thụ động: Rễ cây có thể hút các chất khoáng bằng các cơ chế ít
nhiều mang tính thụ động dựa trên quá trình khuyếch tán, quá trình hút bám trao
đổi, quá trình phân phối theo cân bằng Donnan...
Cơ chế hút khoáng thụ động không có tính chọn lọc, không phụ thuộc vào

8


hoạt động sinh lý của cây, các chất khoáng đi vào rễ nhờ sự chênh lệch nồng độ
các ion trong rễ và ngoài môi trường.
Cơ chế chủ động: Sự hút chủ động các nguyên tố khoáng bởi hệ rễ liên
quan đến quá trình trao đổi chất của tế bào.
Paul R. Adler (2003) cho rằng kết cấu hóa học của các mô thực vật không
thể phản ánh được sự hiện diện của chất dinh dưỡng trong dung dịch đất. Sự khác
biệt này là kết quả của sự hấp thụ có lựa chọn và vận chuyển của chất dinh dưỡng
bởi hệ thống rễ.
Theo Hoàng Minh Tấn (2006), chất khoáng muốn đi vào cây thì trước hết
phải được hấp thụ trên bề mặt rễ và sau đó ion khoáng đi qua chất nguyên sinh

Theo Karaba và cộng sự (2007) sinh khối rễ của cây chịu hạn tăng lên trong
điều kiện tưới nước trở lại. Gen HDR với yếu tố chuyển mã AP2/ERF, được phân
lập trong dòng đột biến của Arabidopsis (theo kiểu gắn thêm chức năng) hrd-D,
điều khiển tính trạng sức mạnh của rễ, sự phân nhánh, tế bào biểu bì, độ dầy của
lá với tỷ lệ lục lạp tăng cao trong tế bào mesophyll, làm thúc đẩy hiện tượng đồng
hóa quang hợp và hiệu suất quang hợp có vai trò quan trọng trong việc nâng cao
khả năng chịu hạn của lúa.
1.2.4. Các đặc điểm hình thái và sinh lý của rễ có liên quan đến sinh trưởng,
phát triển lúa
Rễ phát triển là điều cần thiết cho sự tăng trưởng và năng suất lúa. Hệ thống
rễ lúa hấp thụ chất dinh dưỡng và nước từ đất và đưa đến phần trên của cây
(Sariam, 2009).
Shi và cộng sự (2002) đã phát hiện rễ lúa trong điều kiện nước cạn xen kẽ
hoạt động mạnh hơn so với điều kiện ngập nước do đất thoáng khí hơn, nhờ đó
cây lúa đẻ nhánh khỏe hơn, sinh khối cao hơn, lá lúa tươi hơn và có hàm lượng
diệp lục cao hơn. Jiang và cộng sự (1985) chỉ ra rằng, nếu rễ hoạt động mạnh
trong giai đoạn lúa chín, lá lúa sẽ giữ thẳng, và già đi với tốc độ chậm hơn làm
giảm quá trình héo cũng như quá trình sản sinh ra các sản phẩm quang hợp
(photosynthate) cũng được kéo dài hơn, do đó năng suất cao hơn. Số lượng rễ lớn
cũng là một trong những chỉ tiêu để đánh giá khả năng chống hạn của lúa. Thông
thường, bề mặt rễ lớn hơn đồng thời với diện tích trao đổi ion cao, do đó chất dinh
dưỡng sẽ được hấp thụ cao hơn cũng là nguyên nhân dẫn đến việc tăng năng suất
lúa.
1.3. Điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng đến sinh trưởng và chức năng sinh lý
của rễ lúa
1.3.1. Ảnh hưởng của chế độ tưới nước tới đất trồng lúa.
Theo Phạm Phước Nhẫn và cộng sự (2013) sự biến động giá trị pH của
nước trên ruộng lúa trong 3 chế độ quản lý nước bao gồm ngập thường xuyên,

10

Vallino và cộng sự (2014) chỉ ra rằng trồng lúa trong điều kiện ngập nước
có ảnh hưởng tiêu cực đến sự ra rễ và sự phát triển của hệ nấm cộng sinh
arbuscular. Thêm vào đó, sự ra rễ trở nên rõ ràng hơn trong điều kiện khô và được
thúc đẩy bởi hệ nấm.
11


1.3.2. Ảnh hưởng của các chế độ nước tới phát triển rễ
Độ ăn sâu của rễ và quá trình nitrat hóa vùng rễ trong điều kiện canh tác
hiếu khí cao hơn đáng kể so với tình trạng liên tục bị ngập lụt (Dandeniya W.S.
và Thies J.E, 2012). Thí nghiệm của Mirshra và cộng sự (2010) tiến hành trên hai
vụ để đánh giá ảnh hưởng của biến đổi chế độ nước và mô hình cây trồng đối với
sự tăng trưởng của rễ cây lúa, chồi và năng suất. Với 4 chế độ nước được thiết kế:
ngập liên tục trong giai đoạn sinh dưỡng (IFV), ngập liên tục kéo dài đến giai
đoạn sinh sản (IF-R), không bị ngập (NF), ngập toàn bộ (CF), kết hợp với 3 loại
hình cấy với mật độ và khoảng cách khác nhau: Cấy 1 dảnh / khóm với khoảng
cách độ rộng là 30x30 cm (P1), cấy 1 dảnh / khóm với khoảng cách cấy là 20x
20cm (P2) và 3-4 cây/khóm với khoảng cách 20x20 cm (P3). Thí nghiệm chỉ ra
rằng sự kết hợp giữa cấy 1 dảnh, cả P1 và P2 với chế độ nước IFV cải thiện được
mật độ chiều dài rễ, hoạt động sinh lý rễ, lượng chất diệp lục của lá trên và lá
dưới, làm sản lượng cao hơn, so với các phương pháp kết hợp khác.
Kết quả thí nghiệm của Elie Huguenin và cộng sự (2009) khi nghiên cứu
trên giống lúa truyền thống KDML105 cho thấy chiều dài rễ tăng trong tất cả các
chế độ nước (ngập, ẩm, xen kẽ ngập ẩm) nhưng quá trình phát triển bị chậm lại
do không gian chậu thí nghiệm bị hạn chế. Trong điều kiện ngập và xen kẽ ngập
ẩm khoảng 65% rễ phát triển tốt, 35 % còn lại là rễ trung bình và rễ thô, tỷ lệ này
không đổi theo thời gian. Đối với công thức ngập nước rễ chủ yếu là rễ thẳng,
trong khi công thức ẩm rễ có xu hướng đường gấp khúc. Đối với công thức ngập
khô xen kẽ có một số rễ mọc ra sau mỗi lần tháo nước.
Sự sai khác có ý nghĩa về chiều dài rễ giữa các chế độ nước khác nhau sau