Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Nguồn gốc của cây lúa Lúa là cây lương thực có lịch sử lâu dài, không thể biết chắc chắn và đầy đủ về thời gian, nguồn gốc và địa điểm phát sinh cây lúa. Có nhiều ý kiến khác nhau về nguồn gốc cây lúa, nhưng hiện nay người ta vẫn cho rằng lúa là cây trồng cổ và có vai trò quan trọng trong lịch sử phát triển nông nghiệp của nhiều quốc gia.
Trên thế giới có hai loài lúa trồng được xác định từ thời cổ đại cho đến ngày nay. Đó là loài lúa trồng Châu Á (Oryza sativa) và loài lúa trồng Châu Phi (Oryza glaberrima). Lúa là cây thuộc họ hoà thảo Gramineae, họ phụ Pryzoideae, chi Oryza có nhiều loài khác nhau bao gồm cả loại hàng niên và đa niên. Tuy nhiên, trên thế giới chỉ có dân cư ở 2 vùng Châu Á và Châu Phi biết thuần dưỡng cây lúa từ loài lúa hoang dại của thiên nhiên thành lúa trồng cách đây hàng vạn năm để cung cấp lương thực cho con người và vật nuôi.
Ngày nay, trong khoảng 19 loài cây hoang dại thuộc chi lúa (Oryza) có hai loài lúa đã được thuần hóa là lúa châu Á (Oryza sativa) và lúa châu Phi (Oryza glaberrima) với rất nhiều giống khác nhau (dẫn theo Trần Văn Đạt, 2005).) được phân bổ rộng rãi trên thế giới, chiếm ưu thế trong sản xuất và tiêu thụ vì có tiềm năng năng suất cao hơn loại (O.glaberrima) tới 2 - 3 lần. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng có tới 3 loài phụ khác nhau của loại (O.) tuỳ theo điều kiện sinh thái: Loài phụ Japonica: Có 2 giả thuyết của loài phụ Japonica, thứ nhất là cây lúa Japonica có nguồn gốc ở miền Bắc dãy núi Malaya, thứ hai là do lúa Indica tiến hoá thành và di chuyển lên miền Bắc Trung Quốc từ đó đến Nhật, lúa Japonica có hạt tròn, ngắn, hàm lượng amilose thấp (14- 17%), gié ngắn, cây thấp, chịu lạnh tốt, nhưng kém chịu hạn và thường được trồng ở vùng ôn đới. Loài phụ Indica: Xuất phát từ miền Nam của dãy Hymalaya di chuyển qua 2 ngả đến miền Nam và Tây của Ấn Độ, xuống miền Nam như Malaysia, Philypines, Indonesia. Lúa Indica có hạt dài, thon, hàm lượng amylose cao (>21%), gié trung bình, cây cao, chịu lạnh kém nhưng chịu hạn rất tốt và thường được trồng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới.
Khoảng 80% diện tích lúa trồng trên thế giới hiện nay thuộc nhóm này. Loài phụ Javanica: Xuất phát từ đồng bằng sông Ganger xuống Indonesia đến miền Nam Nhật Bản, lúa Javanica có nhiều tính chất trung gian giữa Indica và Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 4 Japonica. Loài phụ này có hạt to, rộng, thân cây dày, thẳng đứng và rất cao, kém chịu lạnh và hạn kém. Lúa Javanica được trồng chủ yếu ở Indonesia.
Khác với loài O.glaberrima chỉ được gieo trồng ở một diện tích rất khiêm tốn ở Châu Phi vì loài này có năng suất thấp. Điểm khác biệt về hình thái rõ nét nhất của 2 loài lúa trên là O.glaberrima có thìa lá (ligule) cứng và ngắn hơn loại O.glaberrima có thời gian ngủ nghỉ dài hơn và kém chịu hạn hơn so với loài O. Từ ngàn đời nay, cây lúa đã gắn bó với con người, làng quê Việt Nam, đồng thời cũng trở thành tên gọi cho một nền văn minh - nền văn minh lúa nước sông Hồng. Cây lúa không chỉ mang lại sự no đủ mà còn trở thành một nét đẹp trong đời sống văn hoá tinh thần của người Việt.
Hạt lúa và người nông dân cần cù, mộc mạc là hình ảnh không thể thiếu trong bức tranh của làng quê Việt Nam bây giờ và mãi mãi sau này. Nước ta cũng có thể là một trong những trung tâm khởi nguyên cây lúa nước. Đồng bằng Bắc Bộ là một trong những vùng sinh thái của cả nước có các nguồn gen đa dạng và phong phú nhất (Bùi Huy Đáp,1980). Khu vực miền núi phía Bắc có thể là một trung tâm xuất hiện các tổ tiên của loài lúa trồng hàng niên, các loại lúa trồng này phát triển nhanh.
Trước đây, một số tác giả người Pháp tìm thấy loài Oryza latifonta, Oryza officinalis, Oryza glamulata ở đây(Lê Vĩnh Thảo và cs, 2004). Ở Đồng Bằng Sông Cửu Long còn tồn tại nhiều loại hình lúa dại gọi là lúa ma, lúa trời thuộc loài Oryza minuta. Lúa ma vùng này là loài Oryza fatuasapotanea bông ngắn, lá đòng hẹp, ngắn, các gié phân hoá rời rạc, mỗi gié có ít hạt, râu dài, vỏ mỏng, chín đến đâu rụng đến đó. Đặc tính của lúa ma là hạt có thể ngâm dưới nước lâu.
Điều đó khẳng định Việt Nam là một trong những cái nôi của lúa trồng hiện nay (Đinh Văn Lữ, 1978). Phân loại lúa Để có phương hướng chọn giống hiệu quả, chúng ta phải nắm được đặc điểm sinh thái qua phân loại từng giống lúa. Như đã biết, nguồn gốc của cây lúa trồng hiện nay xuất phát từ cây lúa dại (Oryza fatua). Ngoài ra, còn có loại lúa Oryza glaberrima được trồng ở Tây châu Phi cách đây 3.500 năm, có thân cao như Indica, gié lúa thẳng, có ít hoặc không có nhánh phụ.
Hạt lúa không có lông trên vỏ trấu và gạo đỏ. Loại lúa này kháng được nhiều loài sâu bệnh và chịu hạn tuy nhiên năng suất lại kém hơn những loại lúa khác (Trần Văn Đạt, 2005). Các nhà khoa học trên thế giới đã cùng nhau nghiên cứu, tập hợp và phân loại cây lúa. Hệ thống phân loại này coi cây lúa như tất cả cây cỏ khác trong tự nhiên.
Nó được sắp xếp theo hệ thống chung của phân loại thực vật là ngành (diviso), lớp (classis), bộ (ordines), họ (familia), chi (genus), loài (species) và biến chủng (varietas). Hệ thống này có trình tự sắp xếp, như sau: - Ngành: Angiospermae - Thực vật có hoa. Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 5 - Lớp: Monocotyledones - Lớp một lá mầm. - Bộ: Poales (Graminales) - Hoà thảo có hoa.
- Họ: Poacae (Graminae) - Hoà thảo. - Họ phụ: Poidae - Hoà thảo ưa nước. - Loài: Oryza sativa - Lúa trồng. - Loài phụ: Subsp: Japonica: Loài phụ Nhật Bản.
Subsp: Indica: Loài phụ Ấn Độ. Subsp: Javanica: Loài phụ Java. - Biến chủng: Var.Mutica - Biến chủng hạt mỏ cong 1. Phân loại theo loại địa hình sinh thái địa lý Dựa trên cơ sở kiểu gen và môi trường là một khối thống nhất, các vùng sinh thái, địa lý khác nhau với sự tác động của con người đến cây lúa thì các nhóm sinh thái khác nhau chứa các kiểu gen lúa khác nhau.G (1992), lúa trồng có 8 nhóm sinh thái địa lý, như sau: Nhóm 1: Nhóm Đông Á bao gồm Triều Tiên, Nhật Bản và Bắc Trung Quốc đặc trưng của nhóm sinh thái này là chịu lạnh rất tốt và khó rụng hạt.
Nhóm 2: Nhóm Nam Á bao gồm từ Pakistan sang bờ biển phía Nam Trung Quốc đến Bắc Việt Nam đặc trưng của nhóm sinh thái địa lý này là kém chịu lạnh, phần lớn là có hạt dài và nhỏ. Nhóm 3: Nhóm Philippin bao gồm toàn bộ vùng Đông Nam Châu Á, Nam Việt Nam cũng nằm trong nhóm này, đặc trưng của nhóm sinh thái địa lý nhiệt đới này là không chịu lạnh. Nhóm 4: Nhóm Trung Á bao gồm toàn bộ các nước Trung Á đặc trưng của nhóm sinh thái địa lý này là nhóm lúa hạt to, có khối lượng nghìn hạt trên 32 gam, chịu lạnh và chịu nóng. Nhóm 5: Nhóm Iran bao gồm toàn bộ các nước Trung Đông xung quanh Iran đặc trưng của nhóm sinh thái địa lý với các loại hình chịu lạnh điển hình, hạt to, đục và gạo dẻo.
Nhóm 6: Nhóm Châu Âu bao gồm các nước có trồng lúa như: Nga, Tây Ban Nha, Italia, Bungari, Nam Tư, Rumani điển hình nhóm sinh thái địa lý điển hình là Japonica, hạt to, gạo dẻo, chịu lạnh kém. Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 6 Nhóm 7: Nhóm Châu Phi bao gồm nhóm lúa trồng thuộc loài Oryza glaberrima. Nhóm 8: Nhóm Châu Mỹ La tinh bao gồm các nước Trung Mỹ và Nam Mỹ đặc trưng của nhóm sinh thái đại lý này là nhóm lúa cây cao, thân to khoẻ, hạt to, gạo trong và dài, chịu ngập, chống đổ tốt. Phân loại cây lúa theo nguồn gốc hình thành Nhóm quần thể địa phương: Bao gồm các giống địa phương được hình thành trong một khoảng thời gian rất dài ở từng địa phương khác nhau, gắn với vùng địa lý, truyền thống canh tác riêng.
Nhóm quần thể lai: Bao gồm các giống được tạo ra bằng phương pháp lai. Nhóm quần thể đột biến: Bao gồm các giống được tạo ra bằng phương pháp đột biến gen. Nhóm quần thể tạo ra bằng công nghệ sinh học: Bao gồm các giống tạo ra bằng phương pháp chuyển gen, nuôi cấy bao phấn hoặc chọn dòng tế bào. Nhóm các dòng bất dục đực: Là một nhóm đặc biệt chứa kiểu gen gây dòng bất dục đực.
Phân loại cây lúa theo các tính trạng đặc trưng (IRRI – INGER, 1995) Viện lúa Quốc tế phân loại các giống lúa có các tính trạng tập trung thành các tập đoàn bao gồm: Tập đoàn giống lúa năng suất cao: Đây là tập đoàn các giống lúa lớn nhất, quan trọng nhất và phổ biến nhất. Tập hợp tất cả các giống có tiềm năng cho năng suất cao. Tập đoàn giống lúa chất lượng cao: Tập hợp các giống có chất lượng cao phù hợp theo yêu cầu của từng vùng khác nhau trên thế giới. Tập đoàn giống lúa chống bệnh: Gồm các tập đoàn đặc hiệu như tập đoàn chống chịu bệnh đạo ôn, tập đoàn các giống chống chịu bạc lá, tập đoàn các giống lúa chống chịu bệnh khô vằn.
Tập đoàn giống lúa chống và chịu sâu: Gồm các tập đoàn đặc hiệu như tập đoàn các giống lúa kháng rầy, tập đoàn các giống lúa kháng sâu đục thân, tập đoàn chống chịu tuyến trùng. Tập đoàn giống lúa chịu rét: Tập hợp các giống lúa chịu rét ở các thời kỳ khác nhau trong chu kỳ sinh trưởng, phát triển của cây lúa như giai đoạn mạ, giai đoạn đẻ nhánh rộ, giai đoạn trỗ. Tập đoàn giống lúa chịu hạn: Tập hợp các giống lúa chịu hạn ở các thời kỳ khác nhau từ giai đoạn mạ đến giai đoạn trỗ, chín. bao gồm cả hạn không khí và hạn đất.
Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 7 Tập đoàn giống lúa chống chịu chua, mặn, phèn: Tập đoàn các giống có khả năng gieo trồng ở các vùng đất ven biển. Tập đoàn giống lúa chịu ngập úng: Tập hợp các giống có khả năng chịu ngập úng trong thời gian dài hoặc các giống sinh trưởng nhanh, cao cây, cứng cây có khả năng chịu úng tốt.