Tác động mặn và chức năng của Natri Silicat trên lúa ở thời kỳ mạ

Phạm Phước Nhẫn và Phạm Minh Thùy

Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại học Cần Thơ

ABSTRACT

Silicon is an abundant element in the earth crust and has been used widely in industry. Recently, there have been many evidences showing that silicon has versatile functions in plant growth, development, and yield, particularly in enhancement of plant tolerance lớn biotic and abiotic stress. In this study, silicon in the form of sodium silicate was added lớn the growing solution lớn examine possible contributions of silicon lớn the tolerance of OM4900 rice seedlings exposed lớn saline condition. The growth of rice seedlings were inhibited when increasing NaCl concentration or exposure time lớn saline environment. From the salinity dose of 3 g/L, proline level in rice seedlings increased sharply. Under 4‰ NaCl condition, addition of sodium silicate has no clear enhancement of rice seedlings’ tolerance both in growth of root and shoot or relevant metabolites such as proline or total soluble sugars. The tolerant ability lớn salinity of popular growing rice cultivars are quite difference and the root growth inhibition was easily lớn observe. It is needed lớn test other silicon containing compounds under lower saline doses than 4‰ lớn enhance the rice tolerance lớn salinity.

Keywords: proline, silicon, total soluble sugars

Title: Effects of salinity and natri silicate function on rice seedlings

TÓM TẮT

Silic là một nguyên tố phổ biến trong vỏ trái đất và từ rất lâu đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Gần đây đã có rất nhiều bằng chứng cho biết nguyên tố silic đóng góp vào vai trò quan trọng đối với phát triển và sinh trưởng của thực vật, nhất là trong việc giúp thực vật chịu đựng với những điều kiện sống không có lợi. Trong nghiên cứu này, silic được bổ sung vào dung dịch trồng lúa OM4900 trong hoàn cảnh bị lây nhiễm mặn nhân tạo bằng NaCl nhằm khảo sát hiệu quả của natri silicate lên tính chịu đựng mặn trên cây lúa ở thời kỳ mạ. Kết quả cho th ấy sinh trưởng của cây lúa bị ngăn ngừa khi độ mặn nâng cao và thời gian nhiễm mặn nối dài, đồng thời cây lúa cũng nâng cao tích lũy proline. Bổ sung silic dưới dạng natri silicate khi cây lúa bị lây nhiễm mặn 4‰ không cho hiệu quả trong việc nâng cao tính chịu đựng cả về mặt hình thức biểu hiện ra bên ngoài – sự phát triển của thân và rễ, và về m ặt biến dưỡng – không có sự khác nhau rõ về biến dưỡng hàm lượng đường tổng số trong rễ, hạt và hàm lượng proline tích lũy trong thân. Khả năng chịu mặn của một số loại giống trồng đại trà ngày nay là không phải như nhau và sự ức chế sinh trưởng và phát triển rễ là dễ nhận biết nhất. Do đó, nên khảo sát ở nồng độ nhiễm mặn thấp hơn hoặc với những hợp chất silic khác để có thể khuyến nghị vào thực tiễn sản xuất lúa trong hoàn cảnh thay đổi khí hậu nhằm ngăn ngừa tổn thất của nguyên nhân này.

Từ khóa: đường, proline, silic

1 MỞ ĐẦU

Silic là nguyên tố phổ biến hàng thứ 2 trong vỏ trái đất, sau oxy (Epstein and Bloom, 2005). Trong dung dịch đất, silic thường tồn tại dưới dạ ng acid H4SiO4, dao động từ khoảng 0,1 đến 0,6 mM (Epstein, 1994). Trong đất silic tồn tại đa phần dưới hai dạng silicate và aluminosilicate. Ở cây cối, hàm lượng silic biến động rất rộng lớn giữa những loài, từ 0,1 đến 10% trọng lượng khô (Epstein, 1999). Silic nâng cao năng suất trên cực kỳ các loại cây trồng (Snyder et al., 2007) thông qua việc nâng cao tổng hợp chlorophyll và quang hợp. Silic còn hỗ trợ cây cứng chắc, chống đổ ngã trên lúa. Bên cạnh đó một vai trò cực kỳ được quan tâm hi ện nay đối với silic là nâng cao khả năng chịu đựng của cây trồng trong những điều kiện bấ t lợi về dinh dưỡng, hạn hán, sâu bệ nh, đẩy mạnh khả năng chịu mặn và ngộ độc do kim loại nặng (Maet al., 2006; Epstein and Bloom, 2005). Đối với các loại cây lúa những nhà khoa học đã tìm ra được gene vận chuyển và hấp thụ silic là Lsi (Maet al., 2006; Ma và Yamaji, 2007). Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là đồng bằng lớn nhất nước ta với diện tích hơn 4 triệu hecta đất tự nhiên và đây chính là khu vực đất thấp với độ cao khoảng 0,5 – 2m nên liên tục bị ngập nước. Với việc phù hợp trong khu vực đất ngập nước, cây lúa đã chiếm gần 50% diện tích đất trồng trọt ĐBSCL. Đây chính là loại cây trồng quan trọng nhất nên cũng là nguồn thu nhập chính của đại bộ phận nông dân. Tuy vậy, trong trong một vài năm trở lại đây do hiện tượng ấm lên toàn thế giới đã làm mực nước biển dâng cao, cũng như việc dùng quá mức nguồn nước ngọt của những nước thuộc khu vực ở đầu nguồn sông Mêkong cho việc tưới tiêu trong nông nghiệp, sinh hoạt, khai thác thủy điện, công nghiệp,… đã khiến cho sự thâm nhập mặn ở các khu vực ven biển ngày càng trở thành rất nghiêm trọng hơn. Vậy nên những khu vực sản xuất lúa ven biển thuộc những tỉnh như Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau,… đã liên tục bị thâm nhập mặn phá hại cho năng suất lúa. Trước các nhu cầu yêu cầu thiết thực của thực tiễn sản xuất nông nghiệp, việc nghiên cứu tính chịu đựng mặn của cây lúa và giải pháp giải quyết tổn thất do mặn là điều rất cần thiết. Đối với các loại cây lúa, hàm lượng silic tích lũy trong toàn bộ quá trình lớn lên và phát triển là vượt trội hơn cực kỳ nhiều so sánh với những loài khác. Ở trên cây lúa silic tích lũy nhiều nhất ở thân 13%, vỏ trấu 23% và cuống hạt 35% (Currie và Perry, 2007). Với chức năng đa dạng (Epstein, 2009), nhất là hỗ trợ cây trồng chống chịu những nhân tố không có lợi, trong nghiên cứu này natri silicate được bổ sung cho cây lúa trong hoàn cảnh bị mặn nhân tạo nhằm khảo sát chức năng của silic trong việc nâng cao tính chịu đựng của cây lúa.

2/ PHƯƠNG TIỆN VÀ Biện pháp

Những thí nghiệm được thực thi tại phòng thí nghiệm Sinh Hoá thuộc Bộ môn Sinh Lý – Sinh Hóa, Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại học Cần Thơ. Gồm 3 thí nghiệm được miêu tả như sau:

2/1/ Thí nghiệm 1: Tác động của NaCl lên giống lúa OM4900

Giống lúa OM4900, là giống trồng đại trà cho phẩm chấ t gạo ngon và năng suất ổn định được mang về tiến hành xử lý loại bỏ lép lững rồi ngâm khoảng 24 giờ. Tiếp đến đem ủ cho đến lúc nảy mầm thì đem gieo vào trong chậu đã được chuẩn bị trước dung dịch nước muối NaCl với nồng độ từ 1g/L, 2g/L, 3g/L, 4g/L và 5g/L. Nghiệm thức đối chứng được canh tác trong nước cất. Hạt lúa nảy mầ m có chiều dài 0,5 centimét được chọn lựa đồng đều để làm thí nghiệm. Mỗi lần lặp lại là 1 cây và có 30 cây cho 1 nghiệm thức. Chiều cao cây được ghi nhận 2 ngày/lần. Đến ngày thứ 8 thì triển khai lấy chỉ tiêu về chiều cao cây, chiều dài rễ, số rễ trên cây, xác định trọng lượng mẫu ở những nghiệm thức và triển khai tìm hiểu 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).

2/2 Thí nghiệm 2: Tác động của những nồng độ muối NaCl 2g/L và 4g/L trên 5 giống lúa

Những giống lúa OM7347, 0M5464, OM2395, OM4900 và OM4088 được sử dụng để làm thí nghiệm. Nghiệm thức đối chứng dùng nước cất. Cách thức thực thi, những chỉ tiêu theo dõi và phân tích tương đương như thí nghiệm 1/

2/3 Thí nghiệm 3: Hiệu quả của natri silicate lên khả năng chịu đựng mặn ở nồng độ NaCl 4g/L của giống lúa OM4900 thời kỳ mạ

Thí nghiệm này gồm có những nghiệm thức: nước cất (đối chứ ng), muối NaCl 4g/L, muối NaCl 4g/L có bổ sung natri silicate với những nồng độ 50, 100, 150 và 200 mg/L.

Những số liệu ghi nhận được tính toán bằng excel và so sánh trung bình giữa những nghiệm thức qua phép thử Duncan bằng phần mềm MSTAT-C.

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3/1 Tác động của NaCl lên giống lúa OM4900

3/1/1 Tác động của NaCl lên chiều cao cây và chiều dài rễ

Chiều cao cây và chiều dài rễ của giống lúa OM4900 dưới sự gây hại của NaCl được trình bày trong Bảng 1/ Nói chung chiều cao cây và chiều dài rễ lúa OM4900 bị ngăn ngừa khi nồng độ mặn nâng cao và thời gian nhiễm mặn nối dài. Trong các ngày đầu của thí nghiệm thì chiều cao cây chưa bị tác động nhiều của những nồng độ muối. Nhưng khi thời gian nhiễm mặn được tăng lên thì ả nh hưởng đế n tốc độ phát triển, ở thời gian 2 ngày tuổi, những nghiệm thức có nồng độ muối cao đã thúc đẩy sự phát triển của thân. Đến ngày thứ 8 sau khi tiến hành gieo, nghiệm thức đối chứng có chiều cao hơn hẳn những nghiệm thức bị lây nhiễm mặn và nghiệm thức bị lây nhiễm mặn 5g/L có chiều cao thấp nhất.

Bảng 1: Tác động của NaCl lên chiều cao cây và chiều dài rễ ( centimét ) trên giống lúa OM4900 theo thời gian

Nồng độ NaCl (g/L)			Thời gian (NSKilogam )
	2	4	6		8
		Chiều cao cây			Chiều dài rễ
0	1,78 c	3,97 a	6,83 a	8,40 a	11,22 a
1	1,93 bc	3,91 a	6,42 a	7,45 b	10,75 a
2	1,74 c	3,17 b	4,79 b	5,99 c	8,42 b
3	2,16 ab	3,73 a	4,53 b	5,79 c	5,30 c
4	2,06 bc	2,83 b	3,44 c	3,42 d	4,49 cd
5	2,50 a	3,03 b	3,15 c	3,01 d	3,95 d
Mức ý nghĩa	**	**	**	**	**
CV(%)	33,04	25,65	22,61	20,00	23,20

Ghi chú: NSKilogam: Ngày sau khi tiến hành gieo.

Trong cùng một cột những số có chữ theo sau giống nhau thì không khác nhau ý nghĩa qua phép thử DUNCAN. ** Khác nhau ở mức ý nghĩa 1%. Số liệu trong bảng là số đo trung bình của 30 cây.

Theo Lê Văn Căn (1978) đất mặn thường khiến cho tỉ lệ nảy mầ m thấp, bộ rễ phát triển kém và cây hút dưỡng chất kém dẫn tới cây trồng chậm phát triển. Từ kết quả ghi nhận về chiều dài rễ tại thời gian 8 ngày sau khi tiến hành gieo ở Bảng 1, ta nhận ra rằng chiều dài rễ giữa những nghiệm thức có sự khác nhau thống kê ở mức ý nghĩa 1%. Sự suy yếu chiều dài rễ tỷ lệ thuận với nâng cao của nồng độ muối. Giữa đối chứng và nghiệm thứ c nhiễm mặn với nồng độ 1g/L thì khác nhau không có ý nghĩa thống kê. Từ nghiệm thức nhiễm mặn với nồng độ 2g/L thì chiều dài rễ bị thiệ t hại và nặng nhất ở nghiệm thức nhiễm mặn 5g/L. Việc này có thể lý giải là trong hoàn cảnh mặn việc dùng những dưỡng chất trong quá trình sống của cây trồng bị rối loạn. Nồng độ mặn cao sẽ ức chế hoạt động một vài enzyme khiến cho cây lúa không thể dùng những chất dự trữ trong hạt để phát triển bình thường hay được (Pongprayoon, 2007).

3/1/2 Tác động 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 biết hàm lượng đường hạ khi nồng độ muối được tăng lên. Hàm lượng đường trong rễ và hạt đều có sự khác nhau thống kê giữa những nghiệm thức với mức ý nghĩa 1%. Hàm lượng đường tổng số hạ dần khi nồng độ muối được tăng lên. Ở nghiệm thứ c đối chứng thì hàm lượng đường tổng số là cao nhấ t và thấp nhất ở nghiệm thức có nồng độ muối 5g/L. Có thể do khi bị lây nhiễm mặn thì cây trồng đẩy mạnh quá trình hô hấp để duy trì sự sống và nồng độ muối càng cao gây giảm hoạt tính của enzyme amylase (Bialecka và Kepczynski, 2009) nên có thể ảnh hưởng nhiều đến hàm lượng đường tổng số trong cả hạt và rễ.

Bảng 2: Tác động của NaCl lên hàm lượng đường tổng số trong rễ và hạt của giống lúa OM4900 tại thời gian 8 ngày sau khi tiến hành gieo

Nồng độ NaCl (g/L)	Hàm lượng đường tổng số (μg/g trọng lượng khô)
	Rễ	Hạt
0	3,47 a	1,71 a
1	2,24 b	1,23 b
2	2,15 b	0,96 c
3	1,74 c	0,70 d
4	1,18 d	0,54 e
5	0,49 e	0,37 f
Mức ý nghĩa	**	**
CV(%)	9,18	2,91

Ghi chú: Trong cùng một cột những số có chữ theo sau giống nhau thì không khác nhau ý nghĩa qua phép thử DUNCAN. ** Khác nhau thống kê ở mức ý nghĩa 1%.

3/1/3  Tác động của NaCl lên hàm lượng proline trong thân

Để điều chỉnh áp suất thẩm thấu trong tế bào khi bị lây nhiễm mặn, cây trồng đẩy mạnh tích luỹ những chất hữu cơ chuyển hóa từ đường, rượu và amino acid (Claussen, 2004). Proline là một trong các chất tan tương thích với các điều kiện bấ t lợi với cây trồng như ánh sáng, nhiệ t độ cao, hạn và mặn. Hàm lượng proline phân tích được trình bày trong Hình 1 cho biết ở nghiệm thức đối chứng và nghiệm thức bị lây nhiễm mặn 1g/L và 2g/L, hàm lượng proline không khác nhau. Nhưng khi bị lây nhiễm mặn từ 3g/L trở lên thì hàm lượng proline có sự khác nhau rõ và cao hơn đối chứng. Nghiệm thức nhiễm mặn 5g/L thì hàm lượng proline trong thân lúa đạt mức cao nhất.

Hình 1: Tác động của NaCl lên sự tích lũy proline trong thân trên giống lúa OM4900 tại thời gian 8 ngày sau khi tiến hành gieo

Ghi chú: TLT: trọng lượng tươi; Những cột trong hình có chữ giống nhau thì không khác nhau ý nghĩa ở mức 1% qua phép thử Duncan.

3/2 Thí nghiệm 2: Tác động của NaCl lên 5 giống lúa

3/2/1 Tác động 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 biết có sự khác nhau giữa những giống trong cùng một nghiệm thứ c và khi nồng độ muối càng cao thì có sự tổn thất về chiều cao của những giống lúa. Sự khác nhau ở nghiệm thức đối chứng đa phần do đặc điểm duy truyền của từng giống. Ở nồng độ muối 2g/L thì chiều cao cây có sự khác nhau rõ ràng giữa những giống với mức ý nghĩa 1%. Giống OM4900 thích nghi với điều kiện mặn tốt hơn các giống lúa còn lại bởi vậy chiều cao cây không tác động nhiều. Chiều cao thân của hai giống OM4088 và OM5464 khác nhau không có ý nghĩa thống kê, còn giống OM7347 có chiều cao thấp nhất. Còn ở nồng độ muối là 4g/L, sự mẫn cảm của giống đối với điều kiện mặn thể hiện rõ qua chiề u cao cây, giống OM4900 cao hơn hẳn những giống còn lại và giống OM7347 có chiều cao thấp nhất.

Bảng 3: Tác động của NaCl lên chiều cao cây và chiều dài rễ ( centimét ) trên 5 giống lúa tại thời gian 8 ngày sau khi tiến hành gieo

			Nồng độ muối NaCl (g/L)
Tên giống		0		2		4
	Chiều	Chiều	Chiều cao	Chiều	Chiều cao	Chiều
	cao cây	dài rễ	cây	dài rễ	cây	dài rễ
OM7347	8,23 b	16,28 a	7,51 d	12,30 bc	5,67 c	8,29 c
OM5464	8,26 b	15,82 a	8,89 bc	13,21 ab	6,84 ab	10,08 a
OM2395	9,10 ab	15,40 a	9,69 b	12,41 bc	7,46 a	8,81 bc
OM4900	10,24 a	16,62 a	11,89 a	13,80 a	7,48 a	9,55 ab
OM4088	8,24 b	12,23 b	8,07 cd	11,82 c	6,17 bc	8,32 c
Mức ý	**	**	**	**	**	**
nghĩa
CV(%)	23,70	15,95	22,28	13,18	20,49	18,08

Ghi chú: Trong cùng một cột những số có chữ theo sau giống nhau thì không khác nhau ý nghĩa qua phép thử DUNCAN. ** Khác nhau ở mức ý nghĩa 1%. Số liệu trong bảng là số đo trung bình của 30 cây.

Sự sinh trưởng của bộ rễ trong hoàn cảnh bị lây nhiễm mặn cũng có sự khác nhau rõ giữa những giống (Bảng 3). Trong nghiệm thức đối chứng, sự khác nhau về chiều dài rễ của cácgiống có thể là do đặc điểm của giống quyết định. Ở nghiệm thức nhiễm mặn 2g/L, chiều dài rễ của 5 giống có sự khác nhau thống kê ở mức ý nghĩa 1%. Chiều dài rễ của giống OM4900 hơn hẳn những giống còn lại, những giống OM7347, OM5464, OM2395 có chiều dài rễ tương tự nhau. Giống OM4088 có chiều dài rễ thấp hơn so sánh với những giống khác. Còn ở nghiệm thức nhiễm mặn 4g/L, có sự khác nhau về chiều dài rễ giữa những giống trong cùng một nghiệm thức. Chiều dài rễ của giống OM5464 và OM4900 là tương tự nhau và hơn những giống còn lại, giống OM7347 có chiều dài rễ thấp nhất.

3/2/2 Tác động của NaCl lên số rễ

Qua bảng 4 cho biết ở nghiệm thức đối chứng có sự khác nhau thống kê giữa những giống trong cùng một nghiệm thức và sự khác nhau này là do đặc điểm di truyền của từng giống. Ở nghiệm thức nhiễm mặn 2g/L, giống OM4900 vẫn có số rễ cao nhất và những giống còn lại có số rễ tương tự nhau. Đồng thời số rễ của những giống có sự giảm sút so sánh với nghiệm thứ c đối chứng. Ở nghiệm thức nhiễm mặn 4g/L, số rễ của 5 giống lúa có sự tổn thất so sánh với đối chứ ng và nghiệm thức nhiễm mặn 2g/L. Tuy vậy, số rễ của giống OM4900 vẫn cao hơn so sánh với những giống còn lại. Giống OM5464 và OM2395 có số rễ tương tự nhau, còn giống OM7347 có số rễ thấp nhất.

Bảng 4: Tác động của NaCl lên số rễ trên 5 giống lúa thời gian 8 ngày sau khi tiến hành gieo

Tên giống		Nồng độ NaCl (g/L)
	0	2	4
OM7347	8,0 ab	6,5 b	5,8 c
OM5464	7,2 bc	7,2 b	6,6 b
OM2395	7,5 ab	7,4 ab	6,5 b
OM4900	8,4 a	8,2 a	7,2 a
OM4088	6,4 c	6,6 b	5,3 d
Mức ý nghĩa	**	**	**
CV(%)	21,90	22,27	13,61

Ghi chú: Trong cùng một cột những số có chữ theo sau giống nhau thì không khác nhau ý nghĩa qua phép thử DUNCAN. ** Khác nhau ở mức ý nghĩa 1%. Số liệu trong bảng là số rễ trung bình của 30 cây.

3/2/3 Tác động 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 gian 8 ngày sau khi tiến hành gieo được trình bày trong Bả ng 5/ Nồng độ mặn đã tác động lên việc tích lũy hàm lượng đường tổng số trong r ễ của 5 giống lúa. Ở nghiệm thức bị lây nhiễm mặn 2g/L, giống OM4088 tích lũy cao nhất và những giống còn lại hàm lượng đường tổng số tương tự nhau và giống OM2395 có hàm lượng đường thấp hơn những giống khác. Còn ở nghiệm thức bị lây nhiễm mặn 4g/L, giống OM4900 và OM5464 có hàm lượng đường tương tự nhau và cao hơn hẳn những giống còn lại, giống OM2395 có hàm lượng thấp nhất. Khi bị lây nhiễm mặn, hàm lượng đường tổng số trong rễ có xu hướng hạ so sánh với đối chứng. Tuy vậy, khi bị lây nhiễm mặn ở những nồng độ muối khác nhau thì sự thay đổi về hàm lượng đường tổng số trong rễ cực khó dự báo (Bảng 5).

Bảng 5: Tác động của NaCl lên hàm lượng đường tổng số (μg/g trọng lượng khô) trong rễ và hạt trên 5 giống lúa tại thời gian 8 ngày sau khi tiến hành gieo

			Nồng độ muối NaCl (g/L)
Tên giống		0		2		4
	Rễ	Hạt	Rễ	Hạt	Rễ	Hạt
OM7347	0,32 cd	0,70 a	0,13 ab	0,62 ab	0,06 c	0,60 a
OM5464	2,92 a	0,76 a	0,21 ab	0,19 b	0,49 a	0,62 a
OM2395	1,31 b	0,10 c	0,06 b	0,60 ab	0,10 c	0,67 a
OM4900	0,17 d	0,64 a	0,08 ab	0,39 ab	0,57 a	0,42 b
OM4088	1,10 bc	0,25 b	0,25 a	0,71 a	0,31 b	0,45 b
Mức ý nghĩa	**	**	*	*	**	*
CV(%)	36,80	14,99	57,88	42,37	22,21	14,24

Ghi chú: Trong cùng một cột những số có chữ theo sau giống nhau thì không khác nhau ý nghĩa qua phép thử DUNCAN. Khác nhau ở mức ý nghĩa 5%. ** Khác nhau ở mức ý nghĩa 1%.

Xét về hàm lượng đường trong hạt, không có sự chênh lệch lớn giữa những nghiệm thức và giữa những giống trong cùng một nghiệm thức. Số liệu từ Bảng 5 cũng cho biết hàm lượng đường tổng số trong hạt khi bị lây nhiễm mặn biến thiên không theo một quy luật nào. Mặt khác, cũng không thấy có sự liên lạc nào giữa hàm lượng đường trong hạt và trong rễ trên những giống khi bị xử lý mặn nhân tạo. Tuy vậy, khi so sánh hàm lượng đường tổng số trong hạt và rễ của giống OM4900 c ủa thí nghiệm 2 với thí nghiệm 1 thì có sự không đồng nhất. Nguyên do có thể là do thời gian thực thi không cùng lúc nên khả năng chuyển hóa tinh bột thành đường là không phải như nhau do thời gian bảo quản hạt giống khác nhau.

3/3 Thí nghiệm 3: Tác động của natri silicate lên giống OM4900 khi bị xử lý mặn 4‰

3/3/1 Tác động của natri silicate lên chiều cao cây

Chiều cao của cây dưới ảnh hưởng của mặn và có xử lý natri silicate được trình bày ở Bảng 6/ Tại thời gian 2 ngày sau khi tiến hành gieo, chiều cao cây có sự khác nhau thống kê giữa những nghiệm thức ở mức ý nghĩa 1%. Ở nghiệm thức chỉ bị lây nhiễm mặn 4g/L, chiều cao hạ 43% so sánh với đối chứng. Trong khi đó ở nghiệm thức được tiến hành xử lý natri silicate với nồng độ 150mg/L thì sự sụt giả m về chiề u cao chỉ có 27,8% so sánh với đối chứng và ở nồng độ natri silicate 200mg/L thì chỉ là 36%. Tại thời gian 4 ngày sau khi tiến hành gieo, ở nghiệm thức chỉ bị lây nhiễm mặn không bổ sung silic thì chiều cao cây bị hạ so sánh với đối chứ ng, nhưng khi được tiến hành xử lý natri silicate ở mức 150 và 200 mg/L thì chiều cao chỉ nâng cấp được lần lượt là 5% và 9% so sánh với nghiệm thức bị lây nhiễm mặn. Khi cây lúa được 6 và 8 ngày, chiều cao cây giữa những nghiệm thức nhiễm mặn và được tiến hành xử lý natri silicate thì không khác nhau. Như vậy, natri silicate không có công dụng rõ trong việc duy trì sự phát triển chiều cao thân khi cây lúa bị lây nhiễm mặn.

Bảng 6: Tác động của natri silicate lên chiều cao cây ( centimét ) trên giống OM4900 khi bị lây nhiễm mặn 4g/L theo thời gian

Nghiệm thức		Thời gian (NSKilogam )
	2	4	6	8
Đối chứng (nước cất)	2,91 a	5,91 a	7,11 a	10,29 a
NaCl 4 g/L	1,65 cd	3,39 bcd	3,93 b	4,17 b
NaCl 4 g/L + Na2SiO3 50 mg/L	1,46 d	2,91 d	3,28 c	3,66 b
NaCl 4 g/L + Na2SiO3 100 mg/L	1,41 d	3,18 cd	3,81 b	4,09 b
NaCl 4 g/L + Na2SiO3 150 mg/L	2,10 b	3,45 bc	3,82 b	4,07 b
NaCl 4 g/L + Na2SiO3 200 mg/L	1,86 bc	3,60 b	4,02 b	4,03 b
Mức ý nghĩa	**	**	**	**
CV (%)	26,93	19,47	18,65	21,76

Ghi chú: NSKilogam: ngày sau khi tiến hành gieo. Trong cùng một cột những số có chữ theo sau giống nhau không khác nhau ý nghĩa qua phép thử DUNCAN. ** Khác nhau ở mức ý nghĩa 1%. Số liệu trong bảng là chiều cao trung bình của 30 cây.

3/3/2  Tác động của natri silicate lên chiều dài rễ

Công dụng của natri silicate lên chiều dài rễ trên giống OM4900 khi bị lây nhiễm mặn được thể hiệ n qua hình 2/ Tại đây có sự khác nhau giữ a những nghiệm thứ c chỉ bị lây nhiễm mặn hoặc bị lây nhiễm mặn có bổ sung natri silicate. Ở nghiệm thức chỉ bị lây nhiễm mặn chiều dài rễ bị hạ so sánh với đối chứng. Nhữ ng nghiệm thức xử lý natri silicate ở mức 100mg/L, 150mg/L, 200mg/L thì chiều dài rễ bị giảm sút hơn so sánh với nghiệm thức nhiễm mặn. Giữa nghiệm thức chỉ bị nhiễ m mặn và có xử lý natri silicate với nồng độ 50mg/L thì không khác nhau về chiều dài rễ. Như vậy, ở những nồng độ xử lý, silic ở dạng natri silicate không giúp duy trì được sự sinh trưởng của bộ rễ trên giống lúa OM4900 khi bị mặn ở mức 4g/L. Trong trường hợp này có thể sodium có trong natri silicate đã làm nâng cao tính độc của NaCl gây khó khăn hơn cho sự duy trì sinh trưởng của bộ rễ (Hình 2).

Hình 2: Hiệu quả của natri silicate lên sự sinh trưởng của bộ rễ lúa OM4900 ở thời kỳ 8 ngày tuổi khi bị lây nhiễm mặn 4‰

Ghi chú: Những cột trong hình có chữ giống nhau thì không khác nhau ý nghĩa ở mức 1% qua phép thử Duncan.

3/3/3  Tác động của natri silicate lên hàm lượng đường tổng số trong rễ và hạt

Kết quả phân tích hàm lượng đường tổng số trong r ễ và hạ t trên giống OM4900 khi bị lây 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 lây nhiễm mặn, hàm lượng đường tổng số có sự giảm sút so sánh với đối chứng. Khi triển khai xử lý natri silicate thì chuyện tích luỹ đường tổng số cũng không được nâng cấp. Ở nghiệm thức xử lý natri silicate ở mức 150mg/L thì cho hàm lượng đường tổng số thấp nhất so sánh với những nghiệm thức còn lại. Như vậy, việc tích luỹ đường tổng số ở rễ khi bị lây nhiễm mặn không được cả i thiện khi cây lúa được tiến hành xử lý silic. Kết quả về hàm lượng đường tổng số trong hạt cũng cho biết chức năng của hợp chất silic không thể hiện rõ. Có thể là silic không có rất nhiều đóng góp trong việc chuyển hóa tinh bột từ nội nhũ của hạt thành đường khi cây lúa bị lây nhiễm mặn.

Bảng 7: Tác động của natri silicate lên hàm lượng đường tổng số khi giống lúa OM4900 bị lây nhiễm mặn 4g/L tại thời gian 8 ngày sau khi tiến hành gieo

	Nghiệm thức	Hàm lượng đường tổng số (μg/g trọng lượng khô)
		Rễ	Hạt
	Đối chứng (nước cất)	1,72 a	1,17 a
	NaCl 4 g/L	1,01 b	0,54 c
	NaCl 4 g/L + Na2SiO3 50 mg/L	0,95 b	0,53 c
	NaCl 4 g/L + Na2SiO3 100 mg/L	1,03 b	0,45 c
	NaCl 4 g/L + Na2SiO3 150 mg/L	0,48 c	0,75 b
	NaCl 4 g/L + Na2SiO3 200 mg/L	1,14 b	0,55 c
	Mức ý nghĩa	**	**
	CV (%)	9,28	9,16

Ghi chú: NSKilogam: ngày sau khi tiến hành gieo. Trong cùng một cộ t những số có chữ theo sau giống nhau không khác nhau ý nghĩa qua phép thử DUNCAN. ** Khác nhau thống kê ở mức ý nghĩa 1%.

3/3/4  Tác động của natri silicate lên hàm lượng proline trong thân

Qua hình 3 cho biết hàm lượng proline tích luỹ trong thân lúa có sự khác nhau giữa những nghiệm thức. Ở tất c ả những nghiệ m thức có bổ sung natri silicate đề u cho hàm lượng proline như nhau, chỉ 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 sánh với bổ sung ở mức 50 mg/L. Cho dù số liệu chưa thể hiện rõ nhưng chúng ta có thể nhận ra rằng khi nâng cao hàm lượng natri silicate trong điều ki ện bị lây nhiễm mặn thì hợp chất silic có xu 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 lây nhiễm mặn 4‰

Ghi chú: TLT: trọng lượng tươi; Những cột trong hình có chữ giống nhau thì không khác nhau ý nghĩa ở mức 1% qua phép thử Duncan.

4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

4/1 Kết luận

Khi cây lúa bị lây nhiễm mặn 2g/L trở lên thì ảnh hưởng nhiều đến sự hình thành và phát triển bình thường. Mặn gây 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 nâng cao theo mức độ nhiễm mặn nhưng hàm lượng đường tổng số trong rễ và hạt lại biến động phức tạp.

Trong những giống khảo sát, OM4900 có tính chịu mặn tương đối tốt so sánh với 4 giống còn lại và giống OM7347 có tính mẫn cảm nhất.

Chức năng của natri silicate trong việc nâng cấp tính chịu mặn trên giống lúa OM4900 không được thể hiện rõ ở mức độ nhiễm mặn 4‰.

4/2 Đề nghị

Có thể dùng giống OM4900 để khảo sát những thay đổi liên quan đến tính chịu mặn.

Cần khảo sát ở những nồng độ mặn thấp hơn và trên những hợp chất khác chứa silic nhằ m nắm rõ hơn chức năng của silic trong việc đẩy mạnh tính chịu mặn trên cây lúa.

Nên phân tích silic trong cây lúa cũng như trong dung dịch để hiểu thêm chức năng của nó.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bates L. S., Waldren R. P., and Teare I. D. 1973/ Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant and Soil 39: 205 – 207/

Białecka B. and K ępczyński J. 2009/ Effect of ethephon and gibberellin a3 on Amaranthus caudatus seed germination and α- and β-amylase activity under salinity stress. Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica 51/2: 119 – 125/

Claussen W. 2005/ Proline as a measure of stress in tomalớn plants. Plant Science 168: 241 – 248/

Currie H. A. and Perry C. C. 2007/ Silica in plants: biological, biochemical and chemical studies. Annals of Botany 100: 1383 – 1389/

Dubois M., Gilles K. A., Hamilton J. K., Rebers P. A., and Smith F. 1956/ Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Annals of Chemistry 28: 350 – 356/

Epstein E. 1994/ The anomaly of silicon in plant biology. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 91: 11 – 17/

Epstein E. 1999/ Silicon. Annual Nhận xét of Plant Physiology and Plant Molecular Biology 50: 641 – 644/

Epstein E. 2009/ Silicon: its manifold roles in plants. Annals of Applied Biology 155: 155 – 160.

Epstein E. and Bloom A. J. 2005/ Mineral Nutrition of Plants: Principles and Perspectives. Second Edition. Sinauer.

Lê Văn Căn. 1978/ Giáo trình nông hoá. Nhà xuất bản Khoa học – Kỹ thuật. Hà Nội.

Ma J. F., Tamai K. Ichii M., and Wu G. F. 2002/ A rice mutant defective in Si uptake. Plant Physiology 130: 2111 – 2117/

Ma J. F., Tamai, K., Yamaji N., Mitani N., Konishi S., Katsuhara M., Ishiguro M., Murata Y., and Yano M. 2006/ A silicon transporter in rice. Nature 443: 688 – 691/

Ma J. F. and Yamaji N. 2006/ Silicon uptake and accumulation in higher plants. Plant Science 11: 392 – 397/

Pongprayoon W. 2007/ Responses lớn salt stress on proline accumulation of Thai rice (Oryza sativa L. ssp. Indica) lines. Mahidol University. Thailand.

Snyder G. H., Matichenkov V. V., and Datnoff L. E. 2007/ Silicon. In: Handbook of Plant Nutrition, edited by Allen V. Barker and David J. Pilbeam. CRC Press. Pp 551 – 568/

Takane M., Kikuo K., Ryuichi I., Kuni I., and Hiroshi H. 1995/ Science of the rice plant. Volume 2/

Yamaji N. and Ma J. F. 2007/ Spatial distribution and temporal variation of the rice silicon transporter Lsi1/ Plant Physiology 143: 1306 – 1313/