Ảnh hưởng của paclobutrazol đến sinh trưởng, độ cứng cây và năng suất giống lúa om4218

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 966 ẢNH HƯỞNG CỦA PACLOBUTRAZOL ĐẾN SINH TRƯỞNG, ĐỘ CỨNG CÂY VÀ NĂNG SUẤT GIỐNG LÚA OM4218 Lê Vĩnh Thúc, Nguyễn Thành Hối, Mai Vũ Duy, Châu Tính, Bùi Văn Tùng 1Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ mvduy@ctu.edu.vn TÓM TẮT Đổ ngã là một trong những yếu tố quan trọng làm giảm năng suất và phẩm chất hạt. Đổ ngã làm quá trình vận chuyển chất khô để tạo hạt bị trở ngại, bông lúa bị dìm trong nước, bị thối hư và gây khó khăn cho thu hoạch. Nghiên cứu được thực hiện với mục tiêu xác định nồng độ Paclobutrazol (PBZ) thích hợp đến sinh trưởng, độ cứng cây giúp hạn chế đổ ngã, gia tăng năng suất lúa. Thí nghiệm được thực hiện trong vụ Hè Thu ở huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang. Thí nghiệm được bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD) với 6 nghiệm thức (0, 25, 50, 75, 100, 125 mg/L), 4 lần lập lại. Kết quả thí nghiệm cho thấy xử lý 50 mg/L PBZ trên lúa OM4218 giúp gia tăng số chồi/m2, độ cứng cây, số bông/m2, tỷ lệ hạt chắc, và năng suất lúa (5.85 tấn/ha, năng suất lúa tăng 8,13% so với đối chứng). Từ khóa: Paclobutrazol, sinh trưởng, độ cứng cây, năng suất, giống lúa OM4218. I. GIỚI THIỆU Trong quá trình sản xuất lúa cho thấy cây lúa bị đổ ngã là một trong những nguyên nhân gây ra thất thoát lớn về cả năng suất lẫn chất lượng hạt. Cây bị đổ ngã, quá trình tạo hạt bị đình trệ do quá trình vận chuyển các chất bị trở ngại (Yoshida, 1981). Ngoài ra, đổ ngã còn gây không ít khó khăn cho thu hoạch. Để khắc phục được tình trạng đổ ngã trên lúa, một số biện pháp được nông dân sử dụng phổ biến như: sử dụng giống kháng đổ ngã, tháo nước giữa vụ, bón phân đúng cách, Bên cạnh đó, sử dụng chất điều hòa sinh trưởng được cho là một trong những kỹ thuật canh tác quan trọng để tăng năng suất lúa mà còn hạn chế đổ ngã. Trên thế giới, việc sử dụng các chất điều hòa sinh trưởng thực vật ngoại sinh như: PBZ để nâng cao độ cứng cây giúp tăng năng suất cho cây lúa trong mỗi mùa vụ đã trở nên hết sức cần thiết. Việc sử dụng PBZ trên đồng ruộng cũng được xem là biện pháp làm hạn chế đổ ngã và gia tăng năng suất lúa khi phun PBZ ở cuối giai đoạn tăng trưởng của lúa làm tăng tỷ lệ hạt chắc do quá trình lão hóa lá bị trì hoãn (Zhang và ctv., 2007). PBZ là chất ức chế sinh trưởng làm hạn chế sự phát triển chiều cao cây vì vậy sẽ làm giảm sự đổ ngã trên nhiều giống lúa (Ueno và ctv., 1987). Trong những năm gần đây có nhiều nghiên cứu sử dụng PBZ trên lúa để hạn chế đổ ngã, tăng năng suất lúa được công bố (Bridgemohan và Bridgemohan, 2014; Sinniah và ctv., 2012; Peng và ctv., 2011; Liang, 1990). Tuy nhiên, nghiên cứu về chất điều hòa sinh trưởng PBZ trên các giống lúa nói chung và giống lúa OM4218 hiện nay vẫn còn hạn chế. Vì vậy, đề tài được thực hiện nhằm tìm ra nồng độ PBZ thích hợp đến sinh trưởng, độ cứng và năng suất giống lúa OM4218. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Phương tiện Địa điểm: thí nghiệm được tiến hành tại huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang. Thời gian thực hiện: Vụ Hè thu, năm 2015. Chất điều hoà sinh trưởng thực vật: Paclobutrazol (PBZ), giống lúa OM4218 có thời gian sinh trưởng từ 90-95 ngày. Phân đạm (urea) 46% N; DAP 18- 46-0, NPK 20-20-15, thuốc bảo vệ thực vật, giá đỡ đo độ cứng và một số dụng cụ khác như: bình xịt, lưỡi liềm, thước đo, tủ sấy, cân điện tử, máy đo độ ẩm. 2.2. Phương pháp nghiên cứu Thí nghiệm được bố trí ngoài đồng theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên với thừa số một nhân tố gồm sáu nghiệm thức: Đối chứng, 25, 50, 100 và 125 mg/L PBZ và bốn lần lặp lại. Mỗi lần lặp lại tương ứng với một khối, mỗi khối chứa tất cả các nghiệm thức và mỗi nghiệm thức là một lô đất với diện tích 25m2, mỗi lô đặt 2 khung lấy chỉ tiêu có kích thước 0,5 x 0,5 m = 0,25 m2. Tất cả các nghiệm Hội thảo Quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ hai 967 thức được xử lý phun PBZ một lần vào giai đoạn 55 ngày sau sạ (NSS). Các chỉ tiêu theo dõi Các chỉ tiêu theo dõi gồm: chiều cao cây (cm), số chồi/m2, chiều dài lóng thân, độ cứng lóng thân, cấp đỗ ngã, chiều dài bông, số bông/m2, tỷ lệ hạt chắc/bông (%), khối lượng 1000 hạt (w14%, g), năng suất lý thuyết, năng suất thực tế (tấn/ha), hệ số kinh tế, hiệu quả kinh tế. Độ cứng của cây lúa được áp dụng đo theo phương pháp Nguyễn Minh Chơn (2007). Tính toán thống kê các số liệu bằng phần mềm SPSS và dùng phép thử Duncan để so sánh sự khác biệt giữa các nghiệm thức. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Chỉ tiêu nông học 3.1.1. Chiều cao cây và số chồi/m2 Chiều cao cây vào các thời điểm thu hoạch giữa các nghiệm thức không có khác biệt ý nghĩa thống kê. Chiều cao cây dao động từ 79,8-80,2 cm. Số chồi/m2 giữa các nghiệm thức có khác biệt ý nghĩa thống kê ở mức 1%. Nghiệm thức 50 mg/L cho số chồi/m2 cao nhất khác biệt ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại, số chồi/m2, thấp nhất ở nghiệm thức đối chứng (hình 1). Số c hồ i/m 2 bcbbabcc 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Đối chứng 25 50 75 100 125 Nghiệm thức Ch iề u ca o (c m ) 0 100 200 300 400 500 600 700 Chiều cao (cm) Số chồi/m2 Hình 1. Chiều cao (cm) và số chồi/m2 của giống lúa OM4218 ở thời điểm thu hoạch. Cột giống nhau có cùng chữ giống nhau không khác biệt ý nghĩa thống kê. 3.1.2. Chiều dài lóng thân Chiều dài lóng thân giữa các nghiệm thức ở lóng 1, 2 và 3 không có khác biệt ý nghĩa thống kê. Tuy nhiên, chiều lóng thứ 4 giữa các nghiệm thức có khác biệt ý nghĩa thống kê ở mức 1%, khi xử lý PBZ với nồng độ 50 mg/L cho chiều dài lóng thấp nhất (3,70 cm), khác biệt so với các nghiệm thức còn lại và cao nhất ở nghiệm thức đối chứng (4,28 cm) (bảng 1). Bảng 1. Chiều dài (cm) lóng thân của giống lúa OM4218 ở thời điểm thu hoạch PBZ (mg/L) Chiều dài 4 lóng (cm) Lóng 1 Lóng 2 Lóng 3 Lóng 4 Đốichứng 31,3 13,8 9,25 4,28a 25 31,3 13,7 9,18 4,08ab 50 31,1 13,1 9,10 3,70c 75 31,2 13,2 9,03 3,95b 100 31,2 13,6 9,15 4,00b 125 31,4 13,5 9,15 3,98b F ns ns ns ** CV (%) 1,25 2,58 2,59 3,63 Ghi chú: Trong cùng một cột các giá trị có cùng chữ giống nhau không khác biệt ý nghĩa thống kê; ns: khác biệt không ý nghĩa; **: khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 1%. VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 968 3.1.3. Độ cứng lóng thân Độ cứng lóng thứ nhất và thứ hai giữa các nghiệm thức có khác biệt ý nghĩa thống kê ở mức 1%. Độ cứng cao nhất ở nghiệm thức 50 mg/L khác biệt so với nghiệm thức 25 mg/L PBZ và đối chứng, trừ các nghiệm thức còn lại. Lóng thứ 3 và lóng thứ 4 là lóng dễ bị gãy, nứt gãy lóng thân. Việc tăng độ cứng trên những lóng này có ý nghĩa quan trọng trong việc hạn chế đổ ngã trên lúa qua đó nâng cao năng suất và chất lượng hạt gạo khi thu hoạch (Nguyễn Minh Chơn, 2007). Tương tự, độ cứng lóng thứ 3,4 cao nhất ở nghiệm thức 50 mg/L (lần lượt là 2,63N; 3,28N), thấp nhất vẫn là nghiệm thức đối chứng (lần lượt là 1,76N; 2,42 N). Tương tự với thí nghiệm của Zheng và ctv, (2011), độ cứng của thân lúa sẽ tăng lên khi xử lý với PBZ với nồng độ 50 mg/L đồng thời làm tăng số bông, nâng cao năng suất và duy trì áp suất trương cao trong tế bào (bảng 2). Bảng 2: Độ cứng (Newton/N) các lóng của cây lúa ở thời điểm thu hoạch Nghiệm thức (mg/L) Độ cứng lóng (N) Lóng 1 Lóng 2 Lóng 3 Lóng 4 Đối chứng 0,80c 0,89c 1,76c 2,42c 25 1,05b 1,18b 2,39b 3,23b 50 1,10a 1,24a 2,63a 3,28a 75 1,08ab 1,22ab 2,43b 3,18b 100 1,07ab 1,19ab 2,44b 3,20b 125 1,06ab 1,19ab 2,45b 3,20b F ** ** ** ** CV (%) 3,08 2,75 2,33 1,03 Ghi chú:Trong cùng một cột các giá trị có cùng chữ giống nhau không khác biệt ý nghĩa thống kê; **: khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 1% 3.2. Các thành phần năng suất 3.2.1. Số bông/m2 và tỷ lệ hạt chắc/bông Số bông/m2 giữa các nghiệm thức khác biệt có ý nghĩa qua phân tích thống kê ở mức 1%. Số bông/m2 cao nhất ở nghiệm thức 50 mg/L (629 bông/m2) khác biệt so với các nghiệm thức còn lại. PBZ là nhóm nội tiết tố kích thích đẻ nhánh và phân hóa mầm hoa, do PBZ ức chế sự phát triển của chồi ngọn nên chúng sẽ thúc đẩy sự phát triển chồi nhánh đồng thời thúc đẩy quá trình chuyển hóa chất dinh dưỡng lên phía trên để tạo bông nuôi hạt ở thời kỳ trổ bông và nuôi hạt (Burondkar and Gunjate., 1993). Theo nghiên cứu của Pan et al. (2013), cũng cho biết khi xử lý với PBZ tăng khả năng đẻ nhánh ức chế tăng trưởng mầm lá đẩy nhanh quá trình phân hóa mầm hoa làm tăng số bông trên đơn vị diện tích trên hai giống lúa Peizataifeng và Huayou 86 tăng từ 258-266 bông/m2 (hình 2). Số b ôn g/ m 2 bb babb bcbbabcc 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Đối chứng 25 50 75 100 125 Nghiệm thức Tỷ lệ h ạt c hắ c (% ) 0 100 200 300 400 500 600 700 Tỷ lệ hạt chắc/bông Số bông/m2 Hình 2. Số bông/m2 và tỷ lệ hạt chắc/bông của giống lúa OM4218 ở thời điểm thu hoạch. Trong cùng một cột các giá trị có cùng chữ giống nhau không khác biệt ý nghĩa thống kê. VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 969 Tỷ lệ hạt chắc/bông giữa các nghiệm thức có khác biệt ý nghĩa thống kê ở mức 1%. Tỷ lệ hạt chắc/bông cao nhất ở nghiệm thức 50 mg/L (91,7%) khác biệt so với các nghiệm thức còn lại và tăng 3,01% so với nghiệm thức đối chứng (89,0%). Điều này tương tự với nghiên cứu của Zhang và ctv (2007) khi phun PBZ trên lá ở giai đoạn tăng trưởng cuối của cây lúa có thể làm tăng tỷ lệ thiết lập hạt và năng suất hạt bằng cách trì hoãn quá trình lão hóa lá. Theo Pan và ctv, (2013) đã nghiên cứu khi xử lý chất điều hòa sinh trưởng PBZ giúp tăng tỷ lệ hạt chắc từ 86,6% lên 88,9% trên giống lúa Huayou 86 (hình 2). 3.2.2. Số hạt/bông và khối lượng 1000 hạt Số hạt trên bông giữa các nghiệm thức khác biệt không có ý nghĩa thống kê, số hạt/bông dao động từ 41,4 - 42,1 hạt/bông. Như vậy, khi xử lý bằng chất điều hòa sinh trưởng thực vật PBZ không ảnh hưởng đến số hạt/bông (hình 3). K hố i l ượ ng 1 00 0 hạ t ( g bb babb bcbbabcc 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Đối chứng 25 50 75 100 125 Nghiệm thức Số h ạt ch ắc /b ôn g 0 5 10 15 20 25 30 Số hạt chắc/bông Khối lượng 1000 hạt (g) Hình 3. Số hạt/bông và khối lượng 1.000 hạt của giống lúa OM4218 ở thời điểm thu hoạch. Cột giống nhau có cùng chữ giống nhau không khác biệt ý nghĩa thống kê. Khối lượng 1000 hạt giữa các nghiệm thức không có khác biệt ý nghĩa thống kê. Khối lượng 1000 hạt giữa các nghiệm thức dao động từ 27,1-27,7 g. Kết quả này tương tự với nhận định của Yoshida (1981) cho rằng khối lượng hạt là đặc tính của giống và kích thước hạt bị kiểm sát chặc chẽ bởi vỏ trấu hạt, kích thước vỏ trấu thay đổi chút ít do bức xạ mặt trời trong hai tuần trước trổ gié (hình 3). 3.3. Năng suất lý thuyết và năng suất thực tế 3.3.1. Năng suất lý thuyết Năng suất lý thuyết giữa các nghiệm thức có khác biệt ý nghĩa thống kê ở mức 1%. Năng suất cao nhất ở nghiệm thức 50 mg/L (6,63 tấn/ha) khác biệt so với các nghiệm thức còn lại và tăng 14,5% so với nghiệm thức đối chứng (5,79 tấn/ha) (hình 4). bbbabcc bbb a bcc 0 1 2 3 4 5 6 7 Đối chứng 25 50 75 100 125 Nghiệm thức Tấ n/ ha Năng suất thực tế (tấn/ha) Năng suất lý thuyết (tấn/ha) Hình 4. Năng suất thực tế và lý thuyết của giống lúa OM4218 ở thời điểm thu hoạch. Cột giống nhau có cùng chữ giống nhau không khác biệt ý nghĩa thống kê. 969 Hội thảo Quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ hai VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 970 3.3.2. Năng suất thựctế Năng suất thực tế giữa các nghiệm thức có khác biệt ý nghĩa thống kê ở mức 1%. Nghiệm thức 50 mg/L cho năng suất cao nhất (5,85 tấn/ha) khác biệt so với các nghiệm thức còn lại và tăng 8,13% so với đối chứng (5,41 tấn/ha). Ở trong nước, kết quả này tương tự với nghiên cứu ở trên chậu của Mai Vũ Duy (2015), khi xử lí PBZ ở nồngđộ 50 mg/L giúp gia tăng năng suất lúa so với đối chứng không phun. Tương tự trên thế giới, nghiên cứu của Peng và ctv, (2011) cho thấy khi phun PBZ giúp các yếu tố về năng suất và sản lượng tăng lên 11,9% so với đối chứng, do cải thiện khả năng quang hợp và tăng số bông trên đơn vị diện tích, cùng với khả năng giúp cây lúa chống đỗ ngã. IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1. Kết luận Khi xử lý Paclobutrazol (PBZ) với nồng độ 50 mg/L trên giống lúa OM4218 ở thời điểm 55 ngày sau sạ, giúp cây lúa gia tăng số nhánh hữu hiệu, độ cứng cây, tỷ lệ hạt chắc và năng suất thực tế tăng 8,13% so với đối chứng. 4.2. Đề nghị Nên thực hiện thí nghiệm xử lý PBZ với nồng độ 50 mg/L trên nhiều giống lúa khác nhau ở những vùng đất khác nhau, để có cơ sở khuyến cáo và áp dụng rộng rãi vào sản xuất. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Minh Chơn, 2007. Hạn chế đổ ngã cho cây lúa. Kỷ yếu hội thảo khoa học. Hội thảo phát triển bền vững Đồng bằng sông Cửu Long sau khi Việt Nam gia nhập tổ chức thương mại quốc tế (WTO), 342-350. 2. Bridgemohan, P. and R.S.H. Bridgemohan, 2014. Evaluation of anti-lodging plant growth regulators on the growth and development of rice (Oryza sativa). Journal of Cereals and oilseeds 5(3):12-16. DOI:10.5897/JCO14.0128. 3. Burondkar, M.M. and R.T. Gunjate, 1993. Control of vegetative growth and inductive of regular and early cropping in Alphonso mango with paclobutrazol. ActaHortic., 341: 206-215. 4. Liang, G.L., 1990. Effects of paclobutrazol and KH2PO4 on rice seedlings and grain yield. International Rice Research Newsletter 15(5):17. 5. Pan, S., F.Rasul, Li, W., H. Tian, Z. Mo, M.Duan and X. Tang, 2013. Roles of plant growth regulators on yield, grain qualities and antioxidant enzyme activities in super hybrid rice (Oryza sativa L.). Rice Journal 6(9) 1-10. 6. Peng, Z.P., J.C. Huang, J.H. Yu, S.H. Yang and W.Y. Li, 2011. Effects of PP333 and nutrient elements applied on yields and root growth of rice. Chin AgricSci Bull, 27(05), 234–237. 7. Sinniah, U.R., Wahyuni, S., Syahputra, B.S.A. and Gantait, S., 2012. A potential retardant for lodging resistance in direct seeded rice (Oryza sativa L.). Canadian Journal of Plant Science 92(1):13-18. 8. Ueno, H., French, P.N., Kohli, A. and Matsuyuki, H., 1987.Paclobutrazol: Control of rice lodging in Japan, Proceeding 11th International Congress of Plant Protection. Manila. 9. Yoshida, S., 1981. Cơ sở khoa học cây lúa. IRRI, Los Banos, Laguna, Philippines (bản dịch của Trần Minh Thành 1– Trường Đại học Cần Thơ). 10. Zhang, W.X., C.R Peng, G. Sun, F.Q. Zhang and S.X. Hu, 2007. Effect of different external phytohormones on leaves senescence in late growth period of lateseason rice. Acta Agric Jiangxi, 19 (2), 11– 13. Hội thảo Quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ hai 971 ABSTRACT Effects of paclobutrazol on growth, development, sturdy culm and yield of OM4218 rice variety Lê Vinh Thuc, Nguyen Thanh Hoi, Mai Vu Duy, Chau Tinh, Bui Van Tung Lodging is one the important factors that limit rice yield and reduce rice grain quality. Lodging made the process of conveying dried substances for making grain be obstructed. Panicles were sunk into water, decomposed and disturbed harvesting. The study was conducted to aim at defining Paclobutrazol (PBZ) optimal level, which facilitates growth and sturdy culm of rice, then preventing from lodging. The experiment was conducted in Summer-Autumn in Thoai Son District, An Giang Province, in Randomized complete block design (RCBD) with six treatments (0, 25, 50, 75, 100 and 125 mg/L) and four replications. The results showed that Paclobutrazol at concentration of 50 mg/L induced rice variety OM4218 to increase number of tillers, more sturdy culm, panicle no./m2, filled grain ratio and yield (5.85 t/ha, increasing 8.13% as compared to control). Keywords: growth, lodging, OM4218, Paclobutrazol, yield. Người phản biện: TS. Trịnh Xuân Hoạt