CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.Giới thiệu chung về cây lúa. Nguồn gốc Về nguồn gốc cây lúa đã có nhiều tác giả đề cập đến nhưng đến nay vẫn chưa có những dữ liệu chắc chắn và thống nhất. Nhưng có một điều là lịch sử của cây lúa đã có từ lâu đời, sự tiến hóa của cây lúa gắn liền với lịch sử tiến hóa của loài người đặc biệt là ở Châu Á.
Makkey cho rằng vết tích cây lúa cổ xưa nhất được tìm thấy trên các di chỉ đào được vùng Penjab Ấn Độ, cách đây khoảng 2000 năm [1]. Vavilov (1926), trong nghiên cứu về sự phân bố đa dạng di truyền của cây trồng cho rằng lúa trồng phát triển từ Ấn Độ. Chowdhury và Ghosh thì cho rằng những hạt thóc hóa thạch cổ nhất của thế giới đã được tìm thấy ở Hasthinapur (Ấn Độ) vào khoảng 1000 – 750 TCN cách đây hơn 2500 năm. Sampath & Rao (1951) cho rằng sự hiện diện của nhiều loại lúa hoang dại Ấn Độ và Đông Nam Á chứng tỏ rằng Ấn Độ, Miến Điện hay Đông Dương là nơi xuất sứ của lúa trồng.
Đinh Dĩnh (Trung Quốc) dựa vào sự phát triển lúa hoang ở trong nước cho rằng lúa trồng xuất xứ ở Trung Quốc. Một số nhà nghiên cứu ở Việt Nam lại cho rằng nguồn gốc cây lúa là ở miền Nam nước ta và Campuchia. Tuy có nhiều ý kiến trái ngược nhau nhưng căn cứ vào các tư liệu lịch 5 sử, di tích khảo cổ, đặc điểm sinh thái học của cây lúa và sự có mặt của các loài hoang dại trong khu vực đã thống nhất rằng nguồn gốc cây lúa là ở vùng đầm lầy Đông Nam Á rồi từ đó lan dần đến các nơi [4]. Vị trí và phân loại cây lúa Cây lúa (Oryza sativa L.) là một trong năm loại cây lương thực hàng đầu thế giới, cùng với ngô (Zea mays L.), sắn (Manihot esculenta Crantz) và khoai tây (Solanum tuberosum L.
Về phân loại thực vật, cây lúa thuộc: Giới (kingdom/regnum): Thực vật (Plantae). Loài (species): Lúa châu Á: Oryza sativa Lúa châu Phi: Oryza glaberima Phân loài/ thứ: Lúa nhiệt đới: Oryza sativa var indica (sub species): Lúa ôn đới: Oryza sativa var japonica Lúa rẩy: Oryza sativa var javanica Lúa trồng (Oryza sativa L.) là cây trồng có từ lâu đời và gắn liền với quá trình phát triển của loài người, nhất là ở những nước thuộc châu Á. 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 nhân tạo lâu dài tạo nên [1]. Lúa thuộc ngành thực vật hạt kín (Angiospermatophyta), lớp 1 lá mầm (Mono Cotyledones), bộ hòa thảo có hoa (Poales), họ hòa thảo (Poaceace), thân bụi, lá mềm.
Lúa trồng thuộc chi (Oryzae) với nhiều loài khác nhau. Trong 23 loài có 2 loài là O. sativa được trồng cấy. Loài 6 (Oryza sativa L.) được trồng phổ biến khắp thế giới và phần lớn tập trung ở Châu Á.
glaberrima được trồng chủ yếu ở một số nước Miền Tây Châu Phi [1]. sativa được chia thành 3 loài phụ: Indica, Japonica, Javanica. - 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 nhiều ở vùng 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, mẫn cảm với chu kỳ sáng. - Loài phụ Javanica có hình thái trung gian. Hạt dài nhưng dài và rộng hơn hạt Indica, Javanica chỉ được trồng ở một vài nơi thuộc Indonesia Loài Oryza sativa có số nhiễm sắc thể là 2n = 24. Tám trong số 23 loài lúa dại có bộ gen ở thể tứ bội, còn lại đa số các loại lúa dại và lúa trồng hiện nay có bộ gen là thể lưỡng bội.
Thống kê của tổ chức lương thực thế giới FAO năm 2015 sản lượng lúa gạo đạt 749,1 triệu tấn và có xu thế giảm trong những năm tiếp theo Châu Á: Chiếm tới 90,4% toàn thế giới, tức là 677,7 triệu tấn. Theo thống kê, sản lượng lúa gạo cao chủ yếu nhờ sản lượng tăng mạnh tại Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Pakistan và Việt Nam. Trong đó, sản lượng lúa gạo của Việt Nam năm 2015 đạt tới 44,7 triệu tấn. Châu Phi: Đạt 28,7 triệu tấn, sản lượng tăng tại các nước Tây Phi đã bù đắp những thiếu hụt do sự suy giảm tại một nước ở Đông và Nam Phi.
Trung Mỹ và Caribe sản lượng lúa gạo duy trì ở mức ổn định 3 triệu tấn. Vùng nam Mỹ sản lượng lúa gạo đạt 25,4 triệu tấn năm, sản lượng lúa gạo tại châu Âu giữ ở mức ổn định đạt 4,1 triệu tấn năm 2015. Đặc điểm sinh hóa của cây lúa Lúa là cây thân thảo sinh sống hằng năm. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa khác nhau và nằm trong khoảng 60-250 ngày, tùy theo giống ngắn ngày hay dài ngày, vụ lúa đông xuân, vụ lúa xuân hè, vụ hè thu, cấy sớm hay cấy muộn.
Chu kì sinh trưởng, phát triển của lúa bắt đầu từ hạt và kết thúc 1 chu kì của nó khi tạo ra hạt mới. Các nhân tố sinh thái (nhiệt độ, ánh sáng, nước, đất …) thường xuyên ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của lúa, trong đó nhiệt độ là một trong những yếu tố có tác dụng quyết định. Ở mỗi giai đoạn sinh trưởng và phát triển khác nhau, 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 thích hợp cho nảy mầm là 280C – 350C, ra rễ là 250C – 280C, vươn lá là 310C.
Đất bị nhiễm mặn (nước biển xâm lấn) cũng ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng, phát triển của cây lúa [27]. Giá trị kinh tế của cây lúa Lúa gạo là nguồn lương thực quan trọng của con người trên thế giới. Trong khi dân số tăng còn diện tích trồng lúa ngày càng thu hẹp do nhiều nguyên nhân khác nhau. Do đó vấn đề lương thực cực kỳ quan trọng và đặt ra như mối đe dọa đến sự an ninh và ổn định của thế giới trong tương lai.
Chính vì vậy lúa gạo có giá trị hết sức quan trọng góp phần ổn định an ninh thế giới.Giá trị kinh tế Trên thế giới, cây lúa được 250 triệu nông dân trồng, là lương thực chính của 1,3 tỉ người nghèo nhất trên thế giới, là sinh kế chủ yếu của nông dân. Là nguồn cung cấp năng lượng lớn nhất cho con người, bình quân 180 - 200 kg gạo/ người/ năm tại các nước châu á, khoảng 10 kg/ người/ năm tại các nước châu Mỹ. Ở Việt Nam dân số trên 80 triệu và 100% người Việt Nam sử dụng lúa 8 gạo làm lương thực chính Sản phẩm chính của cây lúa là gạo làm lương thực. Từ gạo có thể nấu cơm, chế biến thành các loại món ăn khác như bánh đa nem, phở, bánh đa,bánh chưng, bún, rượu, bánh rán, bánh tét, bánh giò và hàng chục loại thực phẩm khác từ gạo.
Ngoài ra còn một số bộ phận của lúa như Tấm: Sản xuất tinh bột, rượu cồn, Axêtôn, phấn mịn và thuốc chữa bệnh. Cám: Dùng để sản xuất thức ăn tổng hợp, sản xuất vitamin B1 để chữa bệnh tê phù, chế tạo sơn cao cấp hoặc làm nguyên liệu xà phòng. Trấu: Sản xuất nấm men làm thức ăn gia súc, vật liệu đóng lót hàng, vật liệu độn cho phân chuồng, làm chất đốt. Rơm rạ: Được sử dụng cho công nghệ sản suất giầy, các tông xây dựng, đồ gia dụng (thừng, chão, mũ, …), làm thức ăn cho gia súc, sản xuất nấm.
Giá trị dinh dưỡng Bảng 1. Giá trị dinh dưỡng của lúa gạo tính theo % chất khô so với một số cây lấy hạt khác Hàm lượng Loại Tinh bột protein Lipid Cellulose Tro Nước hạt Lúa 62,4 7,9 2,2 9,9 5,7 11,9 Lúa mì 63,8 16,8 2,0 2,0 1,8 13,6 Ngô 69,2 10,6 4,3 2,0 1,4 12,5 Cao lương 71,7 12,7 3,2 1,5 1,6 9,9 Nguồn: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 2010 Tinh bột: Hàm lượng tinh bột 62,4%. Là nguồn chủ yếu cung cấp calo. Giá trị nhiệt lượng của lúa là 3594 calo.
Tinh bột được cấu tạo bởi Amylose và amylopectin. Amylose có cấu tạo mạch thẳng và có nhiều ở gạo tẻ. Amylopectin có cấu tạo mạch ngang và có nhiều ở gạo nếp. Protein: Các giống lúa Việt Nam có hàm lượng protein chủ yếu trong khoảng 7- 8%.
Các giống lúa nếp có hàm lượng protein cao hơn lúa tẻ. 9 Lipid: Chủ yếu ở lớp vỏ gạo. Nếu ở gạo xay là 2,02% thì ở gạo đã xát chỉ còn 0,52% Vitamin: Trong lúa gạo còn có 1 số vitamin nhất là vitamin nhóm B như B1, B2,B6, , PP. lượng vitamin B1 là 0,45 mg/100 hạt (trong đó ở phôi 47%, vỏ cám 34,5%, hạt gạo 3,8%).
Giá trị thương mại Mặc dù đã có quan ngại về những tác động do sản lượng gạo giảm trong niên vụ 2015-2016, nhưng giá gạo vẫn giảm do sức ép khi sắp bước vào vụ thu hoạch và nhu cầu giảm tại một số thị trường nhập khẩu truyền thống. Trong vài tháng trở lại đây, giá gạo xuất khẩu của Thái Lan giảm 13 USD xuống còn 378 USD/ tấn khi nguồn cung của mùa thu hoạch mới chuẩn bị được đưa vào thị trường. Giá lương thực của Ấn Độ giảm 5 USD xuống còn 350 USD/ tấn cũng trong bối cảnh mùa thu hoạch đang tới gần. Giá lương thực của Pakitstan giảm 15 USD xuống còn 325 USD/ tấn với sức ép của mùa thu hoạch sắp bắt đầu.
Giá lương thực của Việt Nam giảm 10% xuống còn 337 USD/ tấn với lượng giao dịch giảm tính đến thời điểm hiện tại.Tổng quan về đất mặn và sự xâm nhập mặn 1. Đất mặn Theo Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang (2003) [3]: Đất mặn chứa một lượng muối hòa tan trong nước ở vùng rễ cây, làm thiệt hại đến hoạt động sinh trưởng của cây trồng. Mức độ gây hại của đất mặn tùy thuộc vào loại cây trồng, giống cây, thời gian sinh trưởng, các yếu tố môi trường đi kèm theo nó và tính chất của đất. Đất mặn có thể chia làm hai nhóm chính dựa theo nguồn gốc phát sinh mặn: Mặn ven biển (coastal salinity), vùng cửa sông do nước biển xâm nhập vào mùa khô, có thể trồng trọt bình thường trong mùa mưa và mặn bên trong đất do mao dẫn từ tầng dưới lên (inland salinity) có thể do phá rừng, không có tán cây che phủ.
10 Đào Xuân Học (2005) Tất cả các loại đất đều có chứa một lượng muối tan nào đó. Trong số đó có nhiều loại muối là các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng.