CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về cây lúa 1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa Lúa trồng (Oryza sativa L.) là cây trồng có từ lâu đời và gắn liền với quá trình phát triển của xã hội loài người, nhất là vùng châu Á.
Theo Mai Thọ Trung (1990) [15], lúa trồng hiện nay có nguồn gốc từ lúa dại (Oryza fatua, Oryza off Cinalis, Oryza minuta) do quá trình chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo lâu dài tạo nên. Lúa trồng thuộc: Giới : thực vật (Plantae), Ngành : thực vật có hoa (Angios permes), Lớp : một lá mầm (Mono Cotyledones), Bộ : hoà thảo có hoa (Poales), Họ : hoà thảo (Poaceae) trước đây gọi là họ Graminae, Chi : Oryza, Chi Oryza có 23 loài phân bố rộng khắp thế giới. Loài Orazy sativa L. được trồng phổ biến ở khắp các nước trên thế giới và phần lớn tập trung ở châu Á.
Loài Oryza glaberrima S. Loài Oryza sativa L. được chia làm ba loài phụ: - Loài phụ Japonica phân bố ở những nơi có vĩ độ cao (bắc Trung Quốc, Nhật Bản, Triều Tiên), có những đặc điểm như chịu rét cao nhưng ít chịu sâu bệnh. - Loài phụ Indica được trồng ở các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới (Việt Nam, Ấn Độ, Mianma, Philippin).
Loài phụ Indica có đặc điểm: hạt dài, thân cao, mềm, dễ đổ, chịu sâu bệnh khá, năng suất thấp, mẫn cảm với chu kỳ 4 ánh sáng. - Loài phụ Javanica có hình thái trung gian giữa Indica và Japonica. Hạt dài nhưng dày và rộng hơn hạt của Indica, chỉ được trồng ở một vài nơi thuộc Indonesia.1: Đặc trưng hình thái và sinh lý tổng quát của 3 nhóm giống lúa Đặc Indica Javanica Japonica tính Thân - Thân cao - Thân cao trung bình - Thân thấp Chồi - Nở bụi mạnh - Nở bụi thấp - Nở bụi trung bình - Lá rộng, xanh - Lá rộng, cứng, xanh Lá - Lá hẹp, xanh đậm nhạt nhạt - Hạt thon dài, dẹp - Hạt tròn, ngắn - Hạt to, dầy - Hạt hầu như - Hạt không đuôi tới - Hạt không có đuôi không có đuôi có đuôi dài Hạt hoặc có đuôi dài - Trấu ít lông và - Trấu có lông dài và - Trấu có lông dài lông ngắn dày - Ít rụng hạt - Hạt dễ rụng - Ít rụng hạt Sinh - Tính quang cảm - Tính quang cảm rất - Tính quang cảm rất học rất thay đổi yếu thay đổi 1. Đặc tính nông học của các giống lúa Lúa là cây thân thảo sinh sống hàng năm.
Thời gian sinh trưởng của các giống dài ngắn khác nhau và trong khoảng 60 - 250 ngày tuỳ theo giống, vụ lúa chiêm hay mùa, cấy sớm hay muộn. Chu kỳ sinh trưởng, phát triển của cây lúa bắt đầu từ hạt và cây lúa cũng kết thúc một chu kỳ của nó khi tạo ra hạt mới. Quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa có thể được chia làm hai giai đoạn: Giai đoạn sinh trưởng được tính từ thời kì mạ đến đẻ nhánh; Giai đoạn sinh thực tính từ thời kì làm đốt đến hạt chín. Các nhân tố sinh thái (nhiệt độ, ánh sáng, nước, đất…) thường xuyên ảnh 5 hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây lúa, trong đó nhiệt độ có tác dụng quyết định.
Ở mỗi giai đoạn sinh trưởng, cây lúa yêu cầu nhiệt độ khác nhau, nhiệt độ thích hợp nhất là 280C - 320C, ngừng sinh trưởng khi nhiệt độ dưới 130C. Nhiệt độ tối thích cho nảy mầm là 200C - 350C, ra rễ là 250 C - 280 C, vươn lá là 310C (Lê Trần Bình và cộng sự, 1995) [1]. Ánh sáng tác động tới cây lúa thông qua cường độ chiếu sáng và thời gian chiếu sáng. Quang hợp của lúa nước tiến hành thuận lợi ở điều kiện chiếu sáng 250 - 400 cal/cm2/ngày (Trần Kim Đồng và cộng sự, 1991) [5].
Cường độ ánh sáng trong ngày ảnh hưởng đến quá trình ra hoa, kết quả ở lúa. Dựa vào phản ứng quang chu kỳ người ta chia cây lúa làm 3 loại: loại phản ứng với ánh sáng ngày dài, yêu cầu thời gian chiếu sáng trên 13 giờ/ngày; loại phản ứng với ánh sáng ngày ngắn, yêu cầu thời gian chiếu sáng dưới 13 giờ/ngày; loại phản ứng trung tính có thể ra hoa trong bất cứ điều kiện ngày ngắn hay ngày dài (Lê Trần Bình và Lê Thị Muội, 1998) [2]. Lúa yêu cầu nhiều nước hơn các cây trồng khác, để tạo ra 1g chất khô cây lúa cần 628g nước. Lượng nước cần thiết cho cây lúa trung bình 6 - 7mm/ngày trong mùa mưa, 8 - 9mm/ngày trong mùa khô.
Đất trồng lúa tốt nhất là đất thịt, trung tính đến sét, có hàm lượng N, P, K tổng số cao; pH = 4,5 - 7,0, độ mặn nhỏ hơn 0,5% tổng số muối tan [5, 4]. Đặc điểm hình thái dòng lúa ST19 Giống lúa ST19 là giống lúa thuộc loài phụ Indica, có thời gian sinh trưởng 115-120 ngày vụ xuân, vỏ trấu có màu nâu. Hạt gạo trong, cơm mềm, dẻo, hàm lượng amylose 18%- 21% có mùi thơm. Hạt gạo ST19 dài 7,5mm, đang được trồng phổ biến ở các tỉnh phía Nam, nhất là các tỉnh Sóc Trăng và Cà Mau.
Giống có năng suất khá, đặc biệt là chất lượng cao, chịu phèn mặn khá, có kiểu hình đẹp, lá hình lòng mo, chịu thâm canh, năng suất khá, chỉ thích ứng ở phía Nam, khi giống mang ra trồng ở phía Bắc thì giống có 4 nhược điểm lớn cần khắc phục: Dài ngày, năng suất thấp; Bông thưa, tỷ lệ lép 6 cao; Nhiễm sâu bệnh nặng, nhất là bạc lá và rầy nâu; Chịu rét kém vào vụ đông xuân. Đặc điểm hình thái dòng lúa Q2 Giống Q2 có thời gian sinh trưởng 130-140 ngày vụ xuân, hàm lượng amylose 25%, năng suất cao đạt 60-65 tạ/ha nhưng cơm cứng và dài ngày. Đánh giá đa dạng di truyền ở mức độ hình thái về năng suất, chất lượng 1. Một số các chỉ tiêu đánh giá của đặc tính nông học ảnh hưởng đến năng suất cây lúa Trong sản xuất lúa, năng suất là mục tiêu cuối cùng và là một chỉ tiêu kinh tế quan trọng, có ý nghĩa quyết định đến sự tồn tại hay không tồn tại của một giống lúa.
Mặt khác năng suất là chỉ tiêu tổng hợp phản ánh kết quả của một giống. Khả năng cho năng suất của các giống lúa được thể hiện qua các yếu tố cấu thành năng suất như: Số bông/m2, số hạt chắc/bông, khối lượng 1000 hạt, các yếu tố này liên quan chặt chẽ với nhau. Số bông/m2 phụ thuộc vào quá trình đẻ nhánh hữu hiệu và số cây trên đơn vị diện tích. Dựa vào điều kiện đất đai, dinh dưỡng, khí hậu của địa phương và đặc điểm của từng giống để quyết định mật độ cấy, tỷ lệ đẻ nhánh từ đó sẽ quyết định số bông, số hạt, tỷ lệ hạt chắc và năng suất cuối cùng.
Khả năng đẻ nhánh: Đẻ nhánh là tập tính sinh học của cây lúa, nhanh được hình thành từ các mắt trên thân. Các mầm này có thể phát triển thành nhánh khi gặp điều kiện thuận lợi. Khả năng đẻ nhánh nhiều hay ít phụ thuộc và đặc điểm của từng giống, tùy thuộc vào tuổi mạ, kỹ thuật cấy, điều kiện dinh dưỡng, nước, điều kiện ngoại cảnh. Cây lúa càng nhiều nhánh, tỉ lệ nhánh hữu hiệu cao thì cho năng suất càng cao.
Độ cứng cây: Ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất của lúa. Trong thời kì hạt bắt đầu chín, độ cứng cây cần đạt yêu cầu để giữ cho cây lúa không bị đổ gục trước những đợt gió hoặc mưa to. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng cây 7 như bón phân, ánh sáng và chất lượng giống. Cây càng yếu thì khả năng nâng đỡ bông lúa càng kém.
Chiều cao cây: Chiều cao cây là một chỉ tiêu quan trọng, ảnh hưởng tới năng suất, những giống có chiều cao cây thấp, thân rạ cứng thường là những giống chịu thâm canh cao, khả năng tích luỹ vật chất khô lớn, có tiềm năng cho năng suất cao. Chiều cao cây là đặc trưng của từng giống. Chiều cao cây phụ thuộc vào điều kiện canh tác, chăm sóc, thời vụ gieo trồng,. khác nhau thì chiều cao cây cũng khác nhau, ngoài ra chiều cao cây còn phụ thuộc vào chiều dài lóng và số lóng trên thân.
Xu hướng chọn tạo hiện nay của Việt Nam cũng như trên thế giới là chọn lọc ra nhiều giống lúa mới có năng suất cao, phẩm chất tốt, cây thấp chịu thâm canh, có khả năng chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh và sâu bệnh hại. Độ thoát cổ bông: Khả năng không trỗ thoát cổ bông nhìn chung được coi là một nhược điểm di truyền, có ảnh hưởng đến năng suất lúa nếu giống lúa có tỉ lệ thoát cổ bông thấp, nhiều hạt lúa không thoát ra khỏi bẹ lá đòng dẫn tới hình thành hạt lép. Thời gian sinh trưởng: Thời gian sinh trưởng của các giống lúa bắt đầu từ khi gieo đến khi thu hoạch được chia làm nhiều giai đoạn khác nhau, các giai đoạn sinh trưởng luôn biến động theo giống, mùa vụ tác động của con người thông qua các biện pháp kỹ thuật trong quá trình sản xuất. Sinh trưởng, phát triển là một chỉ tiêu quan trọng liên quan chặt chẽ với năng suất lúa.
Quá trình sinh trưởng, phát triển của lúa thể hiện trên đồng ruộng là kết quả của sự phản ánh tính bền vững của giống về mặt di truyền, đồng thời cũng phản ánh được khả năng phản ứng của giống với điều kiện ngoại cảnh. Hay nói cách khác, các giống khác nhau thì đặc tính của từng giống là khác nhau. - Năng suất hạt: Trên ruộng lúa số bông/m2 phụ thuộc rất nhiều vào khả năng đẻ nhánh và sức đẻ nhánh hữu hiệu. Như vậy, muốn nâng cao số bông trên đơn vị diện tích nhất thiết phải tác động, thúc đẩy hai yếu tố trên một 8 cách hài hoà nhất.
Thực tế ta thấy rằng quần thể ruộng lúa có quy luật tự điều tiết, không cho phép cấy dày hay thưa quá vì không phù hợp với những lợi ích về kinh tế và kỹ thuật. Số hạt/bông nhiều hay ít tuỳ thuộc vào số gié, hoa phân hoá cũng như số gié, hoa thoái hoá, các quá trình này nằm trong thời kỳ cây lúa sinh trưởng sinh thực (làm đòng). Hạt chắc/bông là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến năng suất. Thời kỳ quyết định hình thành số hạt chắc/bông bắt đầu từ thời kỳ phân hoá đòng đến cuối thời kỳ vào chắc (từ trước trỗ 30 ngày đến sau trỗ 15 ngày).
Phương pháp đánh giá đặc tính nông học ở lúa Để đánh giá các các yếu tố về đặc tính nông học ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng lúa trên thế giới thường sử dụng hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây lúa (SES) theo tiêu chuẩn IRRI (1996) [21].
