CHƯƠNG I TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở khoa học của đề tài 1. Nguồn gốc cây lúa Cây lúa (Oryza sativa.L) thuộc họ hoà thảo, mọc hàng năm, thân cỏ có cọng tròn, lá dẹt và sinh bông vào cuối vụ. Thời gian sinh trưởng từ 70 đến 160 ngày tuỳ môi trường.
Hạt đơn có vỏ dính sát. Mỗi bông lúa khi chín có khoảng 80 - 120 hạt tuỳ loại, điều kiện môi trường và mức độ chăm sóc. Phần lớn các loại hình lúa trồng đều thuộc nhóm ưa ẩm [6]. Việc thuần hóa cây lúa dại thành cây lúa trồng với sự xuất hiện của nghề trồng lúa là một trong những sự kiện quan trọng nhất trong lịch sử loài người.
Trong những thời gian gần đây, vấn đề nguồn gốc cây lúa đã được thảo luận với những tài liệu công bố ở các khía cạnh khác nhau như khảo cổ học, dân tộc học, di truyền học, sinh thái học. Theo Makkey thì vết tích cây lúa cổ xưa nhất được tìm thấy trên các di chỉ đào được ở vùng Penjab Ấn Độ cách đây khoảng 2000 năm; theo Vavilov (1926) trong nghiên cứu nổi tiếng của ông về sự phân bố đa dạng di truyền của cây trồng cho rằng lúa được xem như phát triển tại Ấn Độ và theo một số tác giả lớn như Roschevicz (1931), Chowdhury và Ghosh, De Candolle đều có quan niệm cho rằng Ấn Độ là nơi xuất phát chính của lúa trồng. Nhưng theo Grist D.H lại cho rằng cây lúa xuất phát từ Đông Nam Á, từ đó lan dần lên phía Bắc; Gutchtchin, Ghose, Erughin và nhiều tác giả khác cho rằng Đông Dương là cái nôi của trồng lúa; một số nhà nghiên cứu Việt Nam lại cho rằng nguồn gốc cây lúa là ở Miền Nam nước ta và Campuchia. Theo Chang (1976), nhà di truyền học Cây lúa của Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) đã tổng kết nhiều tài liệu khác nhau và cho rằng việc thuần hóa lúa trồng có thể đã được tiến hành một cách độc lập cùng một lúc ở nhiều nơi, dọc theo vành đai trải dài từ đồng bằng sông Ganges dưới chân phía Đông của dãy núi Himalayas của Ấn Độ, ngang qua Bắc Miến Điện, Bắc Thái Lan, Lào và Việt Nam đến Tây Nam và Nam Trung Quốc.
Tuy có nhiều ý kiến khác nhau nhưng căn cứ vào các tài liệu lịch sử, di tích khảo cổ, đặc điểm sinh thái học của cây lúa trồng và sự hiện diện rộng rãi của các loài lúa hoang dại trong khu vực, nhiều người đồng ý rằng nguồn gốc cây lúa là ở vùng đầm lầy Đông Nam Á, rồi lan dần đi các nơi. Thêm vào đó, sự kiện thực tế là cây lúa và nghề trồng lúa đã có từ rất lâu ở vùng này, lịch sử và đời sống của các dân tộc Đông Nam Á lại gắn liền với lúa gạo đã ít nhiều minh chứng nguồn gốc của lúa trồng [7]. Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 5 1. Phân bố Cây lúa có phổ thích nghi rất rộng với môi trường và con người đã thành công trong việc cải tạo môi trường nên cây lúa ngày nay có thể trồng được nhiều địa phương và nhiều vùng khí hậu khác nhau.
Lúa có thể trồng ở vùng Tây Bắc Trung Quốc ở 53 vĩ độ Bắc, ở miền Trung Xumatra trên đường xích đạo và cả New South Wales, châu Úc 35 vĩ độ Nam. Lúa cũng được trồng ở Kerela (Ấn Độ) thấp hơn mặt biển hoặc bằng mặt biển ở nhiều vùng khác nhau. Lúa được trồng ở độ cao 2000m ở Kasmia Ấn Độ và ở Nepan. Lúa có thể trồng trên cạn, điều kiện nước sâu trung bình, hoặc nơi nước sâu 1,5 - 5 m [8].
Lúa từ Ấn Độ, là cây trồng nhiệt đới châu Á, đồng thời cũng tiến hoá với cây trồng khác, di chuyển lên phía bắc đã trở thành những cây trồng ổn định ở vùng ôn đới như Nhật Bản. Sau đó, qua nhiều năm trồng ở vĩ độ cao Hokkaido đã hình thành nhiều giống thích ứng với các điều kiện của những khu vực đó [9]. Ngày nay, diện tích gieo trồng trên thế giới ngày càng mở rộng đặc biệt là ở châu Á trong nhiều điều kiện trồng trọt khác nhau từ lâu đời nên tồn tại nhiều giống khác nhau. Tóm lại, Oryza Sativa là loại lúa được cho là bắt nguồn từ Đông Nam châu Á.
Ngày nay cây lúa được trồng ở nhiều nơi như châu Á, châu Phi, châu Mỹ và châu Đại Dương. Về mặt sản lượng cho thấy châu Á không chỉ là quê hương của Oryza Sativa mà còn là nơi trồng lúa chính trên thế giới [10]. Phân loại Cây lúa trồng thuộc họ Poaceae (Graminea hay họ Hòa Thảo), phụ họ Pryzoideae, tộc Oryzae, dòng Oryza, loài Oryza sativa và Oryza glaberrima. Loài Oryza sativa là lúa trồng ở châu Á và Oryza glaberrima lúa trồng ở châu Phi.
Ngoài ra, còn có hơn 20 loài lúa dại sống rải rác trên thế giới như Đông Nam Á, Nam Á, Úc Châu, New Guinea, Phi Châu, Trung và Nam Mỹ. Sự xếp loại cho cây lúa trải qua một thời gian hơn 200 năm, với rất nhiều tranh luận giữa các nhà nghiên cứu vì không có hệ thống xếp loại duy nhất được đặt ra. Theo một số nghiên cứu của một số nhà khoa học trên thế giới thì hiện nay, chi Oryzae có 15 loại, loại Oryzae bao gồm 23 loài, trong đó 21 loài lúa dại, 2 loài lúa trồng. Trong 23 loài thì có 8 loài ở châu Phi và Madagaxca, 9 loài ở châu Á nhiệt đới, 5 loài ở Trung và Nam Mỹ, 1 loài ở châu Úc.
Như vậy, đại bộ phận là được phân bố ở nhiệt đới, đặc biệt là châu Á và châu Phi nhiều hơn [9]. Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 6 Một số nhà khoa học khác cũng có sự phân loại như sau : Roschiwics (1950) cho là có 19 loài, Erygin P.S (1960) cho là 23 loài; Grist D.H (1960) cho là 25 loài.M và cộng tác viên (1962) cho là có 24 loài. Hội nghị di truyền và tế bào học họp ở Viện lúa IRRI (1963) cho là chỉ có 19 loài [5]. Trong 19 loài trên thì Oryza Sativa.
L và Oryza Glaberima được trồng ở một số nước vùng Tây Phi. Quá trình tiến hoá của lúa dại thành lúa trồng hiện nay theo sơ đồ sau: Asian perensis Sativa Indica - (lúa tiên) African perensis Spontanea Japonica - (lúa cánh) Tổ tiên American perensis Brevitegulata Tại nước ta, lúa dại rất phong phú và hiện diện rải rác khắp lãnh thổ, từ Miền Nam đến Miền Trung và Miền Bắc. rufipogon và lúa dại hàng niên O. Nivara là những loài nguyên thủy, tổ tiên của các giống lúa trồng ngày nay Indica và Japonica, đã hiện diện lâu đời ở nước ta.
Đó là một trong những yếu tố quan trọng xác nhận cây lúa có nguồn gốc ở Việt Nam. Đối với lúa trồng mà điển hình là Oryza Sativa cũng có nhiều cách phân loại khác nhau [15]. - Theo điều kiện sinh thái: Gồm Japonica (lúa cánh) và Indica (lúa tiên) (Kato 1930), Đinh Dĩnh (1958) cho rằng lúa cánh bắt nguồn từ Trung Quốc nên gọi là Sina Japonica. Goutchin lại chia làm 3 loài phụ: Indica, Japonica và Brevis.
- Theo thời gian sinh trưởng: Roxburg chia các giống lúa trồng ở Ấn Độ thành 2 nhóm chín sớm và chín muộn. Watt căn cứ vào vụ trồng ở Ấn Độ chia thành lúa thu và lúa đông. - Dựa vào cấu tạo hạt: lúa tẻ (utilissma) và lúa nếp (glutinosa) (Kornik và Atefeld). Nói tóm lại, việc phân loại lúa là vấn đề hết sức phức tạp vì nó phân bố rộng, được trồng trọt trong những điều kiện khác nhau về thời tiết, đất đai, tập tục canh tác.
Song trong thực tế sản xuất hiện nay có thể chia lúa trồng theo 4 loại hình với tiêu chuẩn phân loại khác nhau: - Theo điều kiện sinh thái và vĩ độ địa lý: lúa tiên và lúa cánh. Lúa tiên (Oryza Sativa ssp. Indica) và lúa cánh (Oryza Sativa ssp. Japonica) hay Oryza Sativa ssp.
Sinojaponica) là 2 loài phụ có những đặc điểm khác nhau rất cơ bản. Ngoài 2 loài phụ Indica và Japonica còn có loài phụ Javanica được phân bố nhiều ở Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 7 Indonexia, Malayxia, Philippin. loài phụ này có đặc điểm cao cây, lá to, đẻ nhánh kém, hạt thưa và rộng. - Theo mùa vụ gieo cấy trong năm và thời gian sinh trưởng: lúa chiêm và lúa mùa.
- Theo điều kiện tưới và gieo cấy: lúa nước và lúa cạn. - Theo chất lượng và hình dạng hạt: lúa tẻ và lúa nếp, lúa hạt tròn và hạt dài. Tập đoàn Lúa Việt Nam bao gồm cả lúa Tiên (Indica) và lúa Cánh (Japonica). Các nghiên cứu cho thấy hầu hết các giống lúa trồng ở ôn đới và cận nhiệt đới đều thuộc loại hình Japonica.
Hai loại này có sự khác biệt về mặt di truyền, các giống lai của chúng có sự bất thụ cao và phân ly ở nhiều thế hệ. Từ lâu, nước ta đã hình thành 2 vụ lúa chiêm và lúa mùa. Về nguồn gốc lúa chiêm được hình thành từ lúa mùa sớm. Nhưng do sinh trưởng trong vụ đông xuân, nhiệt độ thấp, nên thực tế thời gian sinh trưởng của lúa chiêm dài hơn lúa mùa.
Lúa chiêm mẫn cảm với nhiệt độ, ngược lại lúa mùa nhất là mùa trung và mùa muộn phản ứng chặt chẽ với chu kỳ quang [12]. Lúa chiêm với những nguồn gen quý nổi tiếng thế giới như gen kháng đạo ôn, gen chịu đất chua phèn, chịu đất nghèo lân, gen chịu rét thời kì mạ và thời kỳ lúa trổ. Đại diện cho nhóm này là bộ giống lúa chiêm tẻ tép có nguồn gen kháng đạo ôn, giá trị độc nhất vô nhị, đã được Viện nghiên cứu lúa quốc tế và nhiều nước khác sử dụng từ đầu thế kỷ 60 để lai tạo nhiều giống lúa cao sản có triển vọng trong sản xuất. Bộ lúa Tám thơm với nhiều giống tại các vùng sinh thái khác nhau.
Lúa Tám thơm Việt Nam cùng với lúa Pasmati ở ấn Độ, Pakixtan và lúa Khaodak Mali của Thái Lan là 3 nhóm lúa thơm chính trên thế giới. Nhóm giống lúa vùng đồng bằng sông Cửu Long với các nguồn gen đặc trưng là lúa nổi, lúa chịu nước sâu, lúa chịu đất chua phèn, lúa chịu mặn và lúa chất lượng phục vụ xuất khẩu. Ngoài sự đa dạng di truyền cao của O.Zativa Việt Nam còn là nơi tồn tại sự đa dạng nhiều quần thể của các loài lúa hoang dại.Glanulata phân bố ở vùng Mường Tè - Lai Châu có gen chịu hạn và gen có khả năng quang hợp cao trong điều kiện thiếu ánh sáng.Rufipegm phân bố trên địa bàn cả nước nhưng nhiều nhất ở Đồng Tháp Mười, dọc theo kênh rạch của sông Cửu Long, sông Vàm Cỏ, Bến Tre, Trà Vinh, Hà Tiên.