- Trong nghiên cứu này, silic được bổ sung vào dung dịch trồng lúa OM4900 trong điều kiện bị nhiễm mặn nhân tạo bằng NaCl nhằm khảo sát hiệu quả của natri silicate lên tính chống chịu mặn trên cây lúa ở giai đoạn mạ. - Kết quả cho thấy sinh trưởng của cây lúa bị hạn chế khi độ mặn gia tăng và thời gian nhiễm mặn kéo dài, đồng thời cây lúa cũng gia tăng tích lũy proline. - Bổ sung silic dưới dạng natri silicate khi cây lúa bị nhiễm mặn 4‰ không cho hiệu quả trong việc gia tăng tính chống chịu cả về mặt hình thái – sự phát triển của thân và rễ, và về mặt biến dưỡng – không có sự khác biệt rõ về biến dưỡng hàm lượng đường tổng số trong rễ, hạt và hàm lượng proline tích lũy trong thân. - Vì vậy, nên khảo sát ở nồng độ nhiễm mặn thấp hơn hoặc với các hợp chất silic khác để có thể khuyến cáo vào thực tiễn sản xuất lúa trong điều kiện biến đổi khí hậu nhằm hạn chế thiệt hại của tác nhân này.. - Ở thực vật, hàm lượng silic biến động rất lớn giữa các loài, từ 0,1 đến 10% trọng lượng khô (Epstein, 1999). - Đối với cây lúa, hàm lượng silic tích lũy trong suốt quá trình sinh trưởng và phát triển là vượt trội hơn rất nhiều so với các loài khác. - 2.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của NaCl lên giống lúa OM4900. - Nghiệm thức đối chứng được trồng trong nước cất. - Mỗi lần lặp lại là 1 cây và có 30 cây cho 1 nghiệm thức. - Đến ngày thứ 8 thì tiến hành lấy chỉ tiêu về chiều cao cây, chiều dài rễ, số rễ trên cây, xác định trọng lượng mẫu ở các nghiệm thức và tiến hành phân tích các chỉ tiêu về biến dưỡng. - như hàm lượng đường tổng số trong rễ và hạt (Dubois et al., 1956), hàm lượng proline tích lũy trong thân (Bates et al., 1973).. - Nghiệm thức đối chứng sử dụng nước cất. - Thí nghiệm này gồm có các nghiệm thức: nước cất (đối chứng), muối NaCl 4g/L, muối NaCl 4g/L có bổ sung natri silicate với các nồng độ và 200 mg/L.. - Các số liệu ghi nhận được tính toán bằng excel và so sánh trung bình giữa các nghiệm thức qua phép thử Duncan bằng phần mềm MSTAT-C.. - 3.1 Ảnh hưởng của NaCl lên giống lúa OM4900. - 3.1.1 Ảnh hưởng của NaCl lên chiều cao cây và chiều dài rễ. - Nhìn chung chiều cao cây và chiều dài rễ lúa OM4900 bị hạn chế khi nồng độ mặn gia tăng và thời gian nhiễm mặn kéo dài. - Nhưng khi thời gian nhiễm mặn tăng lên thì ảnh hưởng đến tốc độ phát triển, ở thời điểm 2 ngày tuổi, các nghiệm thức có nồng độ muối cao đã kích thích sự phát triển của thân. - Đến ngày thứ 8 sau khi gieo, nghiệm thức đối chứng có chiều cao hơn hẳn các nghiệm thức bị nhiễm mặn và nghiệm thức bị nhiễm mặn 5g/L có chiều cao thấp nhất.. - Bảng 1: Ảnh hưởng của NaCl lên chiều cao cây và chiều dài rễ (cm) trên giống lúa OM4900 theo thời gian. - Nồng độ NaCl (g/L). - Chiều cao cây Chiều dài rễ 0. - quả ghi nhận về chiều dài rễ tại thời điểm 8 ngày sau khi gieo ở Bảng 1, ta thấy rằng chiều dài rễ giữa các nghiệm thức có sự khác biệt thống kê ở mức ý nghĩa 1%. - Giữa đối chứng và nghiệm thức nhiễm mặn với nồng độ 1g/L thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê. - Từ nghiệm thức nhiễm mặn với nồng độ 2g/L thì chiều dài rễ bị thiệt hại và nặng nhất ở nghiệm thức nhiễm mặn 5g/L. - 3.1.2 Ảnh hưởng của NaCl lên hàm lượng đường tổng số trong rễ và hạt. - Kết quả phân tích hàm lượng đường tổng số từ Bảng 2 cho thấy hàm lượng đường giảm khi nồng độ muối tăng lên. - Hàm lượng đường trong rễ và hạt đều có sự khác biệt thống kê giữa các nghiệm thức với mức ý nghĩa 1%. - Hàm lượng đường tổng số giảm dần khi nồng độ muối tăng lên. - Ở nghiệm thức đối chứng thì hàm lượng đường tổng số là cao nhất và thấp nhất ở nghiệm thức có nồng độ muối 5g/L. - Có thể do khi bị nhiễm mặn thì cây trồng tăng cường quá trình hô hấp để duy trì sự sống và nồng độ muối càng cao làm giảm hoạt tính của enzyme amylase (Bialecka và Kepczynski, 2009) nên có thể ảnh hưởng đến hàm lượng đường tổng số trong cả hạt và rễ.. - Bảng 2: Ảnh hưởng của NaCl lên hàm lượng đường tổng số trong rễ và hạt của giống lúa OM4900 tại thời điểm 8 ngày sau khi gieo. - Nồng độ NaCl (g/L) Hàm lượng đường tổng số ( μ g/g trọng lượng khô). - 3.1.3 Ảnh hưởng của NaCl lên hàm lượng proline trong thân. - Hàm lượng proline phân tích được trình bày trong Hình 1 cho thấy ở nghiệm thức đối chứng và nghiệm thức bị nhiễm mặn 1g/L và 2g/L, hàm lượng proline không khác biệt.. - Nhưng khi bị nhiễm mặn từ 3g/L trở lên thì hàm lượng proline có sự khác biệt rõ và cao hơn đối chứng. - Nghiệm thức nhiễm mặn 5g/L thì hàm lượng proline trong thân lúa đạt mức cao nhất.. - 3.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của NaCl lên 5 giống lúa 3.2.1 Ảnh hưởng của NaCl lên chiều cao cây và chiều dài rễ. - Kết quả ghi nhận về chiều cao của 5 giống lúa từ bảng 3 cho thấy có sự khác biệt giữa các giống trong cùng một nghiệm thức và khi nồng độ muối càng cao thì có sự thiệt hại về chiều cao của các giống lúa. - Sự khác biệt ở nghiệm thức đối chứng chủ yếu do đặc tính duy truyền của từng giống. - Bảng 3: Ảnh hưởng của NaCl lên chiều cao cây và chiều dài rễ (cm) trên 5 giống lúa tại thời điểm 8 ngày sau khi gieo. - Nồng độ muối NaCl (g/L). - Chiều dài rễ. - Chiều cao cây. - Chiều dài rễ OM7347. - Sự phát triển của rễ trong điều kiện bị nhiễm mặn cũng có sự khác biệt rõ giữa các. - Ở nghiệm thức nhiễm mặn 2g/L, chiều dài rễ của 5 giống có sự khác biệt thống kê ở mức ý nghĩa 1%. - Còn ở nghiệm thức nhiễm mặn 4g/L, có sự khác biệt về chiều dài rễ giữa các giống trong cùng một nghiệm thức. - 3.2.2 Ảnh hưởng của NaCl lên số rễ. - Qua bảng 4 cho thấy ở nghiệm thức đối chứng có sự khác biệt thống kê giữa các giống trong cùng một nghiệm thức và sự khác biệt này là do đặc tính di truyền của từng giống. - Ở nghiệm thức nhiễm mặn 2g/L, giống OM4900 vẫn có số rễ cao nhất và các giống còn lại có số rễ tương đương nhau. - Đồng thời số rễ của các giống có sự sụt giảm so với nghiệm thức đối chứng. - Ở nghiệm thức nhiễm mặn 4g/L, số rễ của 5 giống lúa có sự thiệt hại so với đối chứng và nghiệm thức nhiễm mặn 2g/L.. - 3.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl lên hàm lượng đường tổng số trong rễ và hạt. - Hàm lượng đường tổng số trong rễ và hạt của 5 giống lúa ở thời điểm 8 ngày sau khi gieo được trình bày trong Bảng 5. - Nồng độ mặn đã ảnh hưởng lên việc tích lũy hàm lượng đường tổng số trong rễ của 5 giống lúa. - Ở nghiệm thức bị nhiễm mặn 2g/L, giống OM4088 tích lũy cao nhất và các giống còn lại hàm lượng đường tổng số tương đương nhau và giống OM2395 có hàm lượng đường thấp hơn các giống khác. - Còn ở nghiệm thức bị nhiễm mặn 4g/L, giống OM4900 và OM5464 có hàm lượng đường tương đương nhau và cao hơn hẳn các giống còn lại, giống OM2395 có hàm lượng thấp nhất. - Khi bị nhiễm mặn, hàm lượng đường tổng số trong rễ có khuynh hướng giảm so với đối chứng. - Tuy nhiên, khi bị nhiễm mặn ở các nồng độ muối khác nhau thì sự thay đổi về hàm lượng đường tổng số trong rễ rất khó dự đoán (Bảng 5).. - Bảng 5: Ảnh hưởng của NaCl lên hàm lượng đường tổng số ( μ g/g trọng lượng khô) trong rễ và hạt trên 5 giống lúa tại thời điểm 8 ngày sau khi gieo. - Xét về hàm lượng đường trong hạt, không có sự chênh lệch lớn giữa các nghiệm thức và giữa các giống trong cùng một nghiệm thức. - Số liệu từ Bảng 5 cũng cho thấy hàm lượng đường tổng số trong hạt khi bị nhiễm mặn biến thiên không theo một quy luật nào. - Mặt khác, cũng không thấy có sự liên hệ nào giữa hàm lượng đường trong hạt và trong rễ trên các giống khi bị xử lý mặn nhân tạo. - Tuy nhiên, khi so sánh hàm lượng đường tổng số trong hạt và rễ của giống OM4900 của thí nghiệm 2 với thí nghiệm 1 thì có sự không đồng nhất. - 3.3 Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của natri silicate lên giống OM4900 khi bị xử lý mặn 4‰. - 3.3.1 Ảnh hưởng của natri silicate lên chiều cao cây. - Tại thời điểm 2 ngày sau khi gieo, chiều cao cây có sự khác biệt thống kê giữa các nghiệm thức ở mức ý nghĩa 1%. - Ở nghiệm thức chỉ bị nhiễm mặn 4g/L, chiều cao giảm 43% so với đối chứng. - Trong khi đó ở nghiệm thức được xử lý natri silicate với nồng độ 150mg/L thì sự sụt giảm về chiều cao chỉ có 27,8% so với đối chứng và ở nồng độ natri silicate 200mg/L thì chỉ là 36%. - Tại thời điểm 4 ngày sau khi gieo, ở nghiệm thức chỉ bị nhiễm mặn không bổ sung silic thì chiều cao cây bị giảm so với đối chứng, nhưng khi được xử lý natri silicate ở mức 150 và 200 mg/L thì chiều cao chỉ cải thiện được lần lượt là 5% và 9% so với nghiệm thức bị nhiễm mặn. - Khi cây lúa được 6 và 8 ngày, chiều cao cây giữa các nghiệm thức nhiễm mặn và được xử lý natri silicate thì không khác biệt. - Như vậy, natri silicate không có tác dụng rõ trong việc duy trì sự phát triển chiều cao thân khi cây lúa bị nhiễm mặn.. - Bảng 6: Ảnh hưởng của natri silicate lên chiều cao cây (cm) trên giống OM4900 khi bị nhiễm mặn 4g/L theo thời gian. - Nghiệm thức Thời gian (NSKG). - 3.3.2 Ảnh hưởng của natri silicate lên chiều dài rễ. - Tác dụng của natri silicate lên chiều dài rễ trên giống OM4900 khi bị nhiễm mặn được thể hiện qua hình 2. - Ở đây có sự khác biệt giữa các nghiệm thức chỉ bị nhiễm mặn hoặc bị nhiễm mặn có bổ sung natri silicate. - Ở nghiệm thức chỉ bị nhiễm mặn chiều dài rễ bị giảm so với đối chứng. - Những nghiệm thức xử lý natri silicate ở mức 100mg/L, 150mg/L, 200mg/L thì chiều dài rễ bị sụt giảm hơn so với nghiệm thức nhiễm mặn. - Giữa nghiệm thức chỉ bị nhiễm mặn và có xử lý natri silicate với nồng độ 50mg/L thì không khác biệt về chiều dài rễ. - Hình 2: Hiệu quả của natri silicate lên sự phát triển của rễ lúa OM4900 ở giai đoạn 8 ngày tuổi khi bị nhiễm mặn 4‰. - 3.3.3 Ảnh hưởng của natri silicate lên hàm lượng đường tổng số trong rễ và hạt Kết quả phân tích hàm lượng đường tổng số trong rễ và hạt trên giống OM4900 khi bị nhiễm mặn 4‰ có bổ sung silic được trình bày ở bảng 7. - Ở nghiệm thức đối chứng hàm lượng đường tổng số cao nhất ở cả rễ và hạt. - Ở nghiệm thức bị nhiễm mặn, hàm lượng đường tổng số có sự sụt giảm so với đối chứng. - Ở nghiệm thức xử lý natri silicate ở mức 150mg/L thì cho hàm lượng đường tổng số thấp nhất so với các nghiệm thức còn lại. - rễ khi bị nhiễm mặn không được cải thiện khi cây lúa được xử lý silic. - Kết quả về hàm lượng đường tổng số trong hạt cũng cho thấy vai trò của hợp chất silic không thể hiện rõ. - Có thể là silic không có nhiều đóng góp trong việc chuyển hóa tinh bột từ nội nhũ của hạt thành đường khi cây lúa bị nhiễm mặn.. - Bảng 7: Ảnh hưởng của natri silicate lên hàm lượng đường tổng số khi giống lúa OM4900 bị nhiễm mặn 4g/L tại thời điểm 8 ngày sau khi gieo. - Nghiệm thức Hàm lượng đường tổng số (μg/g trọng lượng khô). - 3.3.4 Ảnh hưởng của natri silicate lên hàm lượng proline trong thân. - Qua hình 3 cho thấy hàm lượng proline tích luỹ trong thân lúa có sự khác biệt giữa các nghiệm thức. - Ở tất cả các nghiệm thức có bổ sung natri silicate đều cho hàm lượng proline như nhau, chỉ có một trường hợp khác thường là khi bổ sung natri silicate ở mức 150 mg/L, hàm lượng proline trong thân lại thấp hơn so với bổ sung ở mức 50 mg/L. - Mặc dù số liệu chưa thể hiện rõ nhưng chúng ta có thể nhận thấy rằng khi gia tăng hàm lượng natri silicate trong điều kiện bị nhiễm mặn thì hợp chất silic có khuynh hướng hạn chế tổng hợp proline trên giống OM4900.. - Hình 3: Hiệu quả của natri silicate lên hàm lượng proline trong thân lúa OM4900 lúc 8 ngày tuổi khi bị nhiễm mặn 4‰. - Khi cây lúa bị nhiễm mặn 2g/L trở lên thì ảnh hưởng đến quá trình phát triển bình thường. - Mặn làm giảm chiều cao cây, số rễ/cây, chiều dài rễ, khối lượng khô của rễ và thân theo mức độ nhiễm mặn và thời gian nhiễm mặn.. - Hàm lượng proline trong thân lúa gia tăng theo mức độ nhiễm mặn nhưng hàm. - Vai trò của natri silicate trong việc cải thiện tính chịu mặn trên giống lúa OM4900 không được thể hiện rõ ở mức độ nhiễm mặn 4‰.