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
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ

THÁI NGUYÊN - 2016


Cơng trình được hồn thành tại:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÁI NGUYÊN
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS. TS Hoàng Văn Phụ
2. PGS. TS Nguyễn Tuấn Anh
Phản biện 1: …………………………………..
Phản biện 2: …………………………………..
Phản biện 3: …………………………………..
Luận án sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án cấp nhà
nước họp tại …………………………… vào lúc …….giờ ….. ngày
…..tháng …..năm ……..
Có thể tìm hiểu luận án tại:
-

Thư viện Quốc Gia Việt Nam

-

Việc nghiên cứu mối quan hệ ảnh hưởng của nước đến
các yếu tố môi trường đất làm ảnh hưởng đến sự sinh trưởng
phát triển của bộ rễ lúa và sinh trưởng thân lá, năng su ất là v ấn
đề cần thiết, làm cơ sở cho đề xuất biện pháp kỹ thu ật canh tác
hợp lý nhằm nâng cao năng suất cây lúa.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Xác định ảnh hưởng của chế độ nước tưới khác nhau
đến các chỉ số môi trường đất, sinh trưởng của bộ rễ vàm ối
quan hệ giữa môi trường đất với sự phát triển của bộ r ễ, khả

2


năng sinh trưởng, năng suấtqua các giai đoạn sinh trưởng phát
triển của cây lúa nhằm xây dựng chế độ tưới nước thích hợp góp
phần nâng cao năng suất và hiệu quả kinh t ế trong sản xu ất,
bảo vệ môi trường.
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
Tìm hiểu được mối quan hệ giữa sự sinh trưởng phát
triển của rễ lúa dưới tác động của các chế độ nước khác nhau
với các chỉ tiêu lý, hóa, sinh của đất làm cơ sở khoa h ọc cho vi ệc
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 t ế
giúp người trồng lúa có kỹ thuật t ưới tiêu h ợp lý và phù h ợp v ới
sự sinh trưởng phát triển của cây lúa làm tăng hi ệu qu ả sản
xuất bảo vệ môi trường.
Kết quả nghiên cứu xác định được mối quan hệ giữa tác

1.2. Đặc điểm hình thái, giải phẫu và sinh lý của bộ rễ lúa
1.2.1.Đặc điểm hình thái rễ
1.2.1.1. Hình thái rễ lúa
1.2.1.2. Đặc điểm cấu tạo của rễ lúa
1.2.2.Đặc điểm sinh lý của bộ rễ lúa
1.2.2.1. Một số nghiên cứu về bộ rễ và chức năng hấp thụ nước
1.2.2.2. Rễ lúa và chức năng hấp thụ chất dinh dưỡng
1.2.2.3. Rễ cây và chức năng neo giữ
1.2.3.Ảnh hưởng của yếu tố di truyền đến sinh lý rễ lúa
1.2.4.Các đặc điểm hình thái và sinh lý của rễ ảnh hưởng đến sinh
trưởng, phát triển 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.
1.3.2.Ảnh hưởng của các chế độ nước tới phát triển rễ
1.3.3. Ảnh hưởng của các chế độ nước tới sinh trưởng, năng suất
lúa
1.3.4.Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của rễ
1.3.4.1. Yếu tố vật lý
1.3.4.2. Yếu tố hóa học

4


1.3.4.3. Kỹ thuật canh tác
1.4.Mối liên hệ của rễ lúa với sinh trưởng và phát triển của lúa
1.4.1.Giai đoạn mạ
1.4.2.Mối liên hệ của rễ với đẻ nhánh và phát triển của thân lá
1.4.3.Mối quan hệ của rễ với các yếu tố cấu thành năng suất
1.4.3.1. Số nhánh hữu hiệu (số bơng/khóm, số bơng/m2)



Các công thức ngập khô xen kẽ dung trọng gi ảm so với
công thức ngập liên tục và thời gian ngập khô xen kẽ càng kéo
dài sự chênh lệch về dung trọng càng tăng.
Số lượng vi sinh vật của các công thức bị ảnh hưởng bởi
chế độ nước. Các công thức có chế độ nước ngập khơ xen kẽ có
số lượng vi sinh vật háo khí và kỵ khí tăng giảm tùy thu ộc vào
giai đoạn được cung cấp nước hay tháo cạn.
Chế độ nước có ảnh hưởng đến mơi trường sống của cây
lúa như giá trị pH, hàm lượng lân dễ tiêu những yếu t ố này có
ảnh hưởng đến sự sinh trưởng cũng như phát triển, năng suất
của cây lúa sau này.
Chế độ nước tác động đến lý, hóa tính đất, mơi trường
sống của lúa cũng như của sinh vật trong đất, bi ến đ ổi các ch ất
dinh dưỡng từ dạng khó hấp thu sang dễ hấp thu. Các thay đ ổi
về môi trường đất do chế độ nước có thể do các ngun nhân
sau:
Sau q trình canh tác kết cấu đất cụ thể là dung trọng
đất của các cơng thức có sự thay đổi. Ngun nhân có thể do ch ế
độ nước ảnh hưởng đến số lượng vi sinh vật và sự phát triển
của bộ rễ lúa gây nên. Chế độ nước ngập thường xuyên có số
lượng vi sinh vật lớn, có thể là nguyên nhân làm dung tr ọng tăng
lên.
Số lượng vi sinh vật kỵ khí của cơng thức ngập liên t ục
lớn hơn các công thức ngập khô xen kẽ dài ngày, nh ưng s ố l ượng
vi sinh vật háo khí của các công thức ngập khô xen kẽ th ời gian
ngắn cao hơn các cơng thức có thời gian ngập khơ xen kẽ dài
ngày.
Dưới tác động của chế độ nước khác nhau đã ảnh hưởng

Các cơng thức có chế độ tưới nước ngập khơ xen kẽ th ời
gian ngắn có số lượng rễ nhiều hơn so với các công th ức t ưới
nước ngập khô xen kẽ dài (p

3.2.2.4

Khối lượng rễ qua các thời kỳ
Khối lượng của bộ rễ là chỉ tiêu tổng hợp của các y ếu t ố

như số rễ, đường kính rễ và chiều dài rễ.
3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00

Hình 3.5 Tổng khối lượng rễ lúa qua các thời kỳ
Khối lượng rễ của các công thức giảm dần tỷ lệ nghịch
với thời gian xen kẽ nước được cung cấp. Chế độ tưới nước ngập

9


thường xuyên có khối lượng rễ lớn hơn so với các cơng thức có
chế độ tưới xen kẽ dài ngày (p
0,30g/khóm (p

12


lớn, đường kính và số lượng rễ là sự kết hợp hồn hảo để hút
dinh dưỡng, nước, muối khống và là cơ sở làm tăng năng suất
hạt trong điều kiện thiếu hụt nước, hoặc khô hạn.Số lượng rễ
Chế độ nước cạn xen kẽ khơng gây yếm khí, do đó ơ xy
đuợc cung cấp đầy đủ cho rễ lúa phát triển, ngồi ra chất dinh
dưỡng trong đất cũng được chuyển hóa chất dinh dưỡng sang
dạng dễ tiêu nhanh hơn nhờ sự hoạt động mạnh mẽ của vi sinh
vật. Điều này giúp hệ rễ phát triển mạnh v ới s ố lượng r ễ nhiều
hơn hẳn ở chế độ nước cạn xen kẽ so với chế độ nước thông
thường. Chế độ xen kẽ ngập khô với điều kiện 4 ngày là phù
hợp, thời gian xen kẽ càng kéo dài số lượng rễ càng giảm.
 Đường kính rễ
Đường kính rễ lúa tăng lên từ đẻ nhánh và đạt cực đại
khi lúa trỗ, sau đó giảm ở giai đoạn chín. Các cơng th ức t ưới
nước nhiều số lượng rễ nhiều nhưng đường kính rễ lại nhỏ và
ngược lại ở các công thức tưới ít nước.
Điều quan trọng hơn nữa chính là chế độ nước cạn xen
kẽ làm cho môi trường đất không bị y ếm khí, các vi sinh v ật háo
khí hoạt động mạnh hơn, q trình khống hóa mạnh mẽ, gi ải
thoát nhiều dinh dưỡng dễ tiêu hơn làm cho cây lúa có b ộ r ễ
phát triển với đường kính rễ lớn hơn. Thiyagarajan và Selvaraju
(2001) cũng cho kết luận tương tự, các giống lúa có khả năng
chịu hạn tốt thường có đường kính rễ lớn, chiều dài r ễ l ớn và ăn
sâu hơn trong các tầng đất sâu.
 Chiều dài rễ
Chế độ nước cạn xen kẽ không tạo điều kiện cho khơng

dài rễ, đuờng kính rễ và trọng luợng khô của rễ ở các tầng đất
cao hơn rõ rệt so với công thức đ ối ch ứng. S ự khác bi ệt v ề s ố r ễ,
chiều dài rễ, đuờng kính rễ và trọng luợng khơ của rễ giữa các
công thức tưới nước và làm cỏ khác nhau được phát hiện.
Phương pháp làm cỏ bằng cào cỏ cải tiến cũng góp ph ần
tăng số rễ lúa trong cả ba thời kỳ. Phương pháp này giúp cho

14


khơng khí được phân tán tốt hơn trong đất, đồng th ời có tác
dụng làm đứt các rễ già và kích thích ra nhiều rễ mới hơn nên bộ
rễ được phát triển tốt hơn.
3.3 Ảnh hưởng của chế độ nước đến sinh trưởng của cây lúa và
mối quan hệ giữa các chỉ tiêu rễ với sinh trưởng của cây
lúa ở các chế độ nước khác nhau
3.3.3. Tổng tích lũy chất khơ của lúa
Tổng tích lũy chất khơ của các cơng thức tăng lên từ giai
đoạn cấy đến chín theo quy luật phát triển chung của cây lúa.
Tốc độ tăng khối lượng chất khơ giữa các giai đoạn có s ự khác
nhau trong đó tăng mạnh nhất là từ giai đoạn làm địng đ ến chín
sữa.
Từ kết quả của bảng trên có thể kết luận rằng quy luật
chung của khối lượng tích lũy chất khơ của các cơng th ức là tăng
đều từ giai đoạn cấy đến giai đoạn chín, tổng khối lượng chất
khơ của các cơng thức có chế độ tưới ngập khơ xen kẽ càng dài
thì tổng khối lượng tích lũy chất khơ càng giảm. Đi ều này cho
thấy cần chú ý đến chế độ nước để đạt được năng suất cao
nhất.
Bảng 3.13: Tổng tích lũy chất khơ qua các giai đoạn


Chín

23,52b
28,03a
20,41bc
17,02c
17,68c

năng suất, sinh trưởng thân lá với năng suất
Quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa tr ải qua các
thời kỳ quan trọng và năng suất là thước đo đánh giá quá trình
sinh trưởng phát triển đó như thế nào.
3.4.1. Các yếu tố cấu thành năng suất lúa
Bảng 3.19: Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất
CT

Số
bông

CT1
CT2
CT3
CT4
CT5
p

8,6ab
9,0a
7,8ab
6,6b
6,6b

19,91
20,32
19,84
19,51
19,35
>0,05

Năng suất
(g/chậu)
24,60ab
28,91a
22,92bc
17,85cd
17,21d

suất của các cơng thức có ảnh hưởng bởi chế độ n ước, các cơng
thức có chế độ tưới xen kẽ ngắn cho năng suất cao h ơn các cơng
thức có thời gian xen dài và năng suất giảm dần tỷ lệ ngh ịch v ới

17


thời gian khơ tăng lên. Cơng thức có chế đ ộ t ưới xen kẽ ngập khô
4 ngày cho năng suất cao nhất điều này phù hợp với nghiên c ứu
của Uphoff (2004).
Số lượng rễ có mối tương quan với các yếu tố cấu thành
năng suất thể hiện qua hệ số tương quan ở các giai đoạn t ừ đ ẻ
nhánh đến chín. Với mối tương quan thuận này để có năng suất
cao thì cần có các biện pháp canh tác, chăm sóc để s ố l ượng rễ
phát triển tốt, duy trì số lượng rễ cao đến lúc thu hoạch.
Hệ số tương quan giữa tổng khối lượng rễ với năng suất
và các yếu tố cấu thành năng suất từ làm địng đến chín thể hiện
rất chặt cho thấy chế độ nước có ảnh hưởng đến khối lượng rễ
như vậy nếu áp dụng các biện pháp đ ể bộ rễ phát triển t ốt, duy
trì khối lượng rễ lớn đến thu hoạch thì sẽ đạt năng suất cao.
3.4.3. Tương quan giữa môi trường đất và bộ rễ, sinh
trưởng và năng suất lúa
3.4.3.1.
Tương quan giữa sự phát triển của rễ và các
yếu tố cấu thành năng suất lúa
Ở giai đoạn đẻ nhánh các yếu tố cấu thành năng suất có
mối tương quan rất chặt với các yếu tố như số rễ, dài rễ, tổng
khối lượng rễ, khối lượng rễ tầng đất từ 0-5cm và 5-15cm.
Tại giai đoạn đẻ nhánh kết quả thí nghiệm cho thấy số
bơng có mối liên quan đến số rễ, t ổng kh ối l ượng rễ, kh ối l ượng

khối lượng rễ tầng đất từ 0-5cm, 5-15cm, 15-25cm (p
Từ kết quả bảng trên cho thấy các chỉ tiêu tỷ lệ hạt chắc,
khối lượng 1000 hạt và năng suất điều có liên quan mật thiết
với các chỉ tiêu về rễ với mức độ tin cậy rất cao. Đây là giai đo ạn
thu hoạch để đạt được hiệu quả tốt nhất cần có năng suất cao
và muốn đạt được điều này thì điều cần chú ý là quan tâm đến
sự sinh trưởng của các chỉ tiêu về rễ hay nói cách khác là ph ải
chăm sóc bộ rễ cho chúng duy trì tốt nhất.
Từ giai đoạn đẻ nhánh đến giai đoạn chín cho thấy các
yếu tố về năng suất đều có các mối t ương quan chặt với các ch ỉ
tiêu về rễ với các mức độ tin cậy khá cao trong đó cần chú ý đ ến
các chỉ tiêu về rễ như số lượng rễ, chiều dài r ễ, tổng kh ối l ượng
rễ và khối lượng rễ các tầng đất từ 0-5, 5-15 và 15-25cm. Tuy
nhiên tại mỗi giai đoạn khác nhau thì các chỉ tiêu này có ảnh
hưởng đến các chỉ tiêu năng suất ở mức độ khác nhau.

21


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 5).
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
CT

Số bơng
/khóm

Số hạt /
bơng


215,43c
208,78d
223,46b
238,51a

>0,05

cải tiến để có năng suất cao nhất.
Kết quả nghiên cứu cho thấy có sự tương tác gi ữa 2 nhân
tố chế độ nước và phương thức làm cỏ trong suốt quá trình sống
của cây lúa (p