Giáo trình Trồng cây lương thực (Chuyên ngành Khoa học cây trồng, Trồng trọt, BVTV Trình độ đào tạo Cao đẳng, Trung cấp)

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NƠNG LÂM ĐƠNG BẮC GIÁO TRÌNH TRỒNG CÂY LƯƠNG THỰC Trình độ đào tạo: Cao đẳng, Trung cấp Chuyên ngành khoa học trồng; Trồng trọt BVTV (Giáo trình lưu hành nội bộ) Quảng Ninh, năm 2019 LỜI NÓI ĐẦU Đáp ứng yêu cầu đào tạo theo niên chế , để có tài liệu phục vụ học tập nghiên cứu sinh viên Cao đẳng nghề khoa học trồng nghề trồng trọt BVTV trường Cao đẳng Nông Lâm Đông Bắc Tôi biên soạn giáo trình Cây lương thực, Đây tài liệu chính, lưu hành nội thống để giảng dạy trường tài liệu tham khảo cho sinh viên nghề đào tạo khác Tập Giáo trình cập nhật n hững thơng tin mới, kỹ thuật lĩnh vực trồng trọt lương thực, ngồi cịn kế thừa kiến thức từ tài liệu tham khảo trường Đại học nơng nghiệp Hà N ội Giáo trình lương thực gồm 03 bài: Bài 1: Cây lúa Bài 2: Cây ngô Bài 3: Cây khoai lang Trong giới thiệu kiến thức giá trị kinh tế, giá trị sử dụng, đặc điểm thực vật học, yêu cầu sinh thái, kỹ thuật trồng trọt, thu hoạch bảo quản Các nội dung biên tập ngắn để em học sinh sinh viên đọc hiểu nội dung học phần nhanh Nhân dịp này, xin bày tỏ cảm ơn sâ u sắc tới đồng chí Hội đồng khoa học nhà trường góp ý để tơi hồn thiện giáo trình Mặc dù cố gắng, thời gian trình độ cịn có hạn nên giáo trình khơng thể tránh khỏi thiếu sót định Tơi mong nhận ý kiến đóng góp quý báu thầy cô giáo, nhà khoa học bạn đọc để giáo trình tơi hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Tác giả Trịnh Thị Nga DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Chữ viết tắt Nghĩa PVMĐ Phạm vi mắt đẻ KNĐN Khả đẻ nhánh BVTV Bảo vệ thực vật IPM Quản lý dịch hại tổng hợp trồng NPK Tỷ lệ phân đạm, lân, kali TGMS (Thermo - sensitive genic male Bất dục đực di truyền nhân m ẫn cảm sterile) với nhiệt độ TGST Thời gian sinh trưởng IRRI (Intcrnational Rice Rescarch Institute) Viện nghiên cứu lúa quốc tế MỤC LỤC Đề mục Trang TỔNG QUAN VỀ CÂY LÚA 1.1 Ý NGHĨA KINH TẾ 1.1.1 Lúa gạo với đời sống người 1.1.2 Lợi ích giá trị kinh tế 1.2 NGUỒN GỐC, LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÂY LÚA VÀ NGHỀ TRỒNG LÚA 1.2.1 Nguồn gốc phát sinh lúa 1.2.2 Nguồn gốc thực vật 1.3 PHÂN LOẠI 1.3.1 Phân loại theo hệ thống phân loại thực vật 1.3.2 Phân loại theo nhóm dựa vào điều kiện sinh thái 10 1.3.3 Phân loại theo thời gian sinh trưởng 10 1.3.4 Phân loại theo cảm ứng nhiệt độ phản ứng quang chu kỳ 10 1.3.5 Phân loại theo hệ thống nhà chọn giống 11 1.4 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT LÚA GẠO 11 1.4.1 Tình hình sản xuất lúa gạo giới 11 1.4.2 Sản xuất lúa gạo Việt Nam 11 HÌNH THÁI THỰC VẬT HỌC, YÊU CẦU SINH THÁI VÀ SINH TR ƯỞNG PHÁT TRIỂN CỦA CÂY LÚA 13 2.1 HÌNH THÁI THỰC VẬT HỌC 13 2.1.1 Hệ thống rễ lúa 13 2.1.2 Thân, nhánh lúa 15 2.1.3 Lá 17 2.1.4 Bông lúa, hoa hạt 19 2.2 YÊU CẦU ĐIỀU KIỆN NGOẠI CẢNH 22 2.2.1 Điều kiện khí hậu 22 2.2.2 Điều kiện đất đai 24 2.3 GIAI ĐOẠN SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN CỦA CÂY LÚA 25 2.3.1 Sinh trưởng lúa 25 2.3.2 Các giai đoạn phát triển lúa 25 KỸ THUẬT TRỒNG, CHĂM SÓC, THU HOẠCH LÚA 33 3.1 PHƯƠNG THỨC LÚA CẤY 33 3.1.1 Một số phương thức làm mạ cho lúa cấy 33 3.1.2 Thời vụ gieo cấy lúa 38 3.1.3 Mật độ khoảng cách cấy 39 3.1.4 Kỹ thuật bón phân cho lúa 39 3.1.5 Tưới nước 39 3.1.6 Làm cỏ sục bùn 39 3.1.7 Phòng trừ sâu bệnh cho lúa 39 3.2 PHƯƠNG THỨC GIEO THẲNG (SẠ LÚA) 43 3.2.1 Chuẩn bị đồng ruộng 43 3.2.2 Thời vụ 43 3.2.3 Lượng giống 44 3.2.4 Gieo tay 44 3.2.5 Gieo máy 44 3.2.6 Bảo vệ thực vật 45 3.3 KỸ THUẬT THÂM CANH LÚA LAI 45 3.3.1 Lúa lai ? 45 3.3.2 Quá trình nghiên cứu phát triển lúa lai 45 3.3.3 Quá trình nghiên cứu lúa lai Việt Nam 46 3.3.4 Đặc điểm lúa lai liên quan đến kỹ thuật thâm canh đặc thù 46 3.3.5 Kỹ thuật thâm canh lúa 50 3.3.6 Biện pháp điều chỉnh nhánh hữu hiệu 51 3.3.7 Điều khiển khóm lúa có bơng to, hạt mẩy, tỷ lệ lép thấp biện pháp kỹ thuật 52 3.4 QUY TRÌNH KỸ THUẬT KHOA HỌC CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH ĐỐI VỚI LÚA 52 3.4.1 Thu hoạch 52 3.4.2 Bảo quản 53 Bài 2: CÂY NGÔ 54 TỔNG QUAN VỀ CÂY NGÔ 54 1.1 Ý NGHĨA KINH TẾ VÀ GIÁ TRỊ SỬ DỤNG 54 1.2 NGUỒN GỐC VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 55 1.2.1 Ngồn gốc địa lý 55 1.2.2 Nguồn gốc di truyền 55 1.2.3 Sự lan truyền ngô giới 55 HÌNH THÁI THỰC VẬT HỌC, YÊU CẦU SINH THÁI VÀ SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN CỦA CÂY NGÔ 56 2.1.1 Hệ thống rễ 56 2.1.2 Thân 58 2.1.3 Lá ngô 58 2.1.4 Hoa ngô 59 2.1.4.3 Đặc điểm trình thụ phấn, thụ tinh 61 2.1.5 Hạt ngô 63 2.2 YÊU CẦU ĐIỀU KIỆN NGOẠI CẢNH 63 2.2.1 Nhiệt độ 63 2.2.2 Nước lượng mưa 64 2.2.3 Ánh sáng đặc điểm quang hợp ngô 64 2.3 CÁC GIAI ĐOẠN SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY NGÔ 66 2.3.1 Giai đoạn nảy mầm (Từ trồng đến lá) 66 2.3.2 Giai đoạn (Từ lúc ngô đến phân hóa hoa) 67 2.3.3 Giai đoạn vươn cao phân hóa quan sinh sản (Từ phân hóa hoa đến trỗ cờ) 68 2.3.4 Thời kỳ nở hoa (Bao gồm trỗ cờ, tung phấn, phun râu, thụ tinh) 69 2.3.5 Thời kỳ chín (Bao gồm từ thụ tinh đến chín) 70 2.3.6 Sự hình thành phát triển quan sinh sản 71 2.3.6.1 Các bước hình thành bơng cờ 71 2.3.6.2 Các bước hình thành bắp ngơ 72 2.3.6.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến phát sinh quan sinh sản 73 KỸ THUẬT TRỒNG, CHĂM SÓC, THU HOẠCH NGÔ 74 3.1 KỸ THUẬT TRỒNG 74 3.1.1 THỜI VỤ TRỒNG 74 3.1.1.1 Vùng núi phía Bắc 75 3.1.1.2 Vùng đồng trung du Bắc Bộ có vụ ngơ sau 75 3.1.1.3 Vùng bắc trung có vụ 75 3.1.1.4 Vùng duyên hải miền Trung có vụ 75 3.1.1.5 Vùng tây nguyên : vụ 75 3.1.1.6 Vùng Đơng Nam Bộ có vụ: Vụ hè, thu, vụ đông 75 3.1.1.7 Vùng đồng Sông Cửu Long 75 3.1.2 Làm đất 75 3.1.3 Giới thiệu số giống ngô trồng phổ biến 76 3.1.3.1 Giống lai đơn LVN184 76 3.1.3.2 Giống lai đơn LVN37 76 3.1.3.3 Giống ngô nếp VN6 76 3.1.3.4.Giống ngô LVN66 76 3.1.4 Mật độ khoảng cách trồng 77 3.1.4.1 Mật độ, khoảng cách trồng 77 3.1.4.2 Chuẩn bị hạt giống cách gieo 77 3.2 KỸ THUẬT CHĂM SĨC NGƠ 77 3.2.1 Trồng dặm ngô 77 3.2.2 Bón thúc Làm cỏ 77 3.2.3 Rút cờ thụ phấn bổ sung 78 3.2.4 Phịng trừ sâu bệnh cho ngơ 79 3.2.4.1 Sâu hại 79 3.2.4.2 Bệnh hại ngô 81 3.3 THU HOẠCH, BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN NGÔ 82 3.3.1 Giới thiệu cách thu hoạch ngô 82 3.3.2 Công nghệ sau thu hoạch ngô 83 Bài CÂY KHOAI LANG 83 TỔNG QUAN VỀ CÂY KHOAI LANG 83 1.1 Ý NGHĨA KINH TẾ VÀ GIÁ TRỊ SỬ DỤNG 83 1.1.1 Ý nghĩa kinh tế 83 1.1.2 Giá trị sử dụng 84 1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ NGUỒN GỐC 86 HÌNH THÁI THỰC VẬT HỌC, YÊU CẦU SINH THÁI VÀ SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CÂY KHOAI LANG 87 2.1 HÌNH THÁI THỰC VẬT HỌC 87 2.1.1 Rễ 87 2.1.2 Thân 89 2.1.3 Lá 90 2.1.4 Hoa 91 2.2 YÊU CẦU ĐIỀU KIỆN NGOẠI CẢNH 92 2.2.1 Nhiệt độ 92 2.2.2 Nước 92 2.2.3 Ánh sáng 93 2.2.4 Yêu cầu đất trồng chất di nh dưỡng 94 2.3 CÁC THỜI KỲ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN 95 2.3.1 Thời kỳ mọc mầm rễ 95 2.3.2 Thời kỳ phân cành, kết củ 95 2.3.3 Thời kỳ sinh trưởng thân 96 2.3.4 Thời kỳ phát triển củ 96 2.3.5 Mối quan hệ T/R 96 KỸ THUẬT TRỒNG, CHĂM SÓC VÀ THU HOẠCH KHOAI LANG 97 3.1 KỸ THUẬT TRỒNG 97 3.1.1 Thời vụ 97 3.1.1.1 Vụ khoai lang đông xuân 97 3.1.1.2 Vụ khoai lang đông 97 3.1.1.3 Vụ khoai lang xuân 98 3.1.1.4 Vụ khoai lang hè thu 98 3.1.2 Làm đất lên luống 99 3.1.2.1 Làm đất 99 3.1.2.2 Lên luống 99 3.1.3 Giống, tượng thối hóa biện pháp phục tráng giống 99 3.1.3.1 Tình hình sản xuất giống khoai lang Việt Nam 99 3.1.3.2 Tiêu chuẩn giống khoai lang tốt đem trồng 100 3.1.3.3 Phục tráng giống cách gơ củ 100 3.1.3.4 Giới thiệu số giống khoai lang trồng suất cao 100 3.1.5 Các phương pháp trồng khoai 103 3.1.5.1 Phương pháp trồng 103 3.1.5.2 Trồng dây phẳng dọc luống 103 3.1.5.3 Trồng dây áp sườn 103 3.2 KỸ THUẬT CHĂM SÓC 104 3.2.1 Bấm nhấc dây 104 3.2.2 Làm cỏ, xới xáo vun 104 3.2.3 Tưới nước 104 3.2.4 Kỹ thuật bón phân 104 3.2.4.1 Bón lót 105 3.2.4.2 Bón thúc 105 3.2.5 Phòng trừ sâu bệnh hại 106 3.3 THU HOẠCH, BẢO QUẢN SẢN PHẨM KHOAI LANG 108 BÀI 1: CÂY LÚA TỔNG QUAN VỀ CÂY LÚA 1.1 Ý NGHĨA KINH TẾ 1.1.1 Lúa gạo với đời sống người Hơn nửa dân số giới sử dụng 25 -50% lúa gạo lương thực hàng ngày họ Ở số nước châu Á Banglades, Srilanca, Việt Nam, Campuchia…lúa lương thực hàng ngày 90% dân số nước; Ở Indones ia, Thái Lan 80%; Philippin, Triều T iên 75%, Ấn Độ 65% Trung Quốc 63% Tinh bột gạo nguồn cung cấp lượng calo chủ yếu để trì sống cho người Nguồn cung cấp calo từ gạo trì sống cho khoảng 40% dân số giới Sản lượng trung bình 1ha lúa cung cấp lượng trì sống cho 7,5 người /năm; Ngơ 5,3 người/năm lúa mì 4,1 người/năm Tổng lượng calo trung bình tồn giới cần khoảng 3119 calo/người/ngày, lúa gạo cung cấp 552 calo/người/ngày, chiếm 18% tổng lượng calo cung cấp cho người (surạit K.DE Datta 1981) Ngồi gạo cịn cung cấp chất dinh dưỡng khác cho sống người như: Protein, chất béo, vitamin (B1, B2, B6, PP) - Hàm lượng xenlulo tro gạo cao làm cho gạo loại thức ăn dễ tiêu hóa, hệ số tiêu hóa cao Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng số lương thực (% khối lượng khô) Cây trồng Prôtein Tinh bột Lipit Xelulo Tro Nước Lúa gạo 7,6 62,5 2,2 10,9 5,8 11,0 Ngô 10,1 68,2 4,8 2,3 1,5 13,1 Lúa mì 13,6 67,8 2,0 2,3 1,9 12,4 (Nguồn: Giáo trình kỹ thuật trồng lúa Đinh Thế Lộc Sở giáo dục đào tạo Hà Nội 2006 ) Ở Việt Nam, lúa lương thực hàng đầu cung câp lượng trì sống cho người dân Giữ vai trị quan trọng việc đảm bả o an tồn lương thực thực phẩm Ngồi cịn trồng đóng góp tỷ suất lớn ngành nơng nghiệp nước ta (Năm 2002 đồng Sông Hồng giá trị lúa chiếm 46,3% đồng S ông Cửu Long 53,5%) 1.1.2 Lợi ích giá trị kinh tế Sản phẩm lúa gạo nguồn cung cấp calo cho sống người Từ gạo nấu cơm, chế biến thành loại ăn khác bánh đa nem, phở, bánh đa, bánh chưng, bún, rượu, làm bánh kẹo, thuốc chữa bênh…Ngoài sản phẩm phụ lúa có nhiều lợi ích như: - Tấm: Sản xuất tinh bột, rượu cồn, Axeton, phấn mịn 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 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, tông xây dựng, đồ gia dụng (thừng, chão, mũ, giầy dép), làm thức ăn cho gia súc, sản xuất nấm Như vậy, hạt lúa phận làm lương thực, tất phận khác lúa người sử dụng phục vụ cho nhu cầu cần thiết, chí phận rễ lúa nằm đất sau thu hoạch cày bừa vùi lấp làm cho đất tơi xốp , vi sinh vật phân giải thành nguồn dinh dưỡng bổ sung cho trồng vụ sau 1.2 NGUỒN GỐC, LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÂY LÚA VÀ NGHỀ TRỒNG LÚA 1.2.1 Nguồn gốc phát sinh lúa - Cây lúa trồng có tên khoa học Oryza sativa L, trồng xuất sớm, thuộc trồng cổ xưa Oryza sativa L loài thân thảo sống hàng năm, thời gian sin h trưởng tùy theo giống dài ngắn khác nhau, nằm phạm vi từ 60 -250 ngày - Về phương diện thực vật học lúa trồng lú a dại Oryza fatua hình thành thơng qua trình chọn lọc nhân tạo lâu dài Lồi lúa dại thường thấy vùng Đơng Nam Á (Ấn Độ, Campuchia, Việt Nam, Thái Lan, Nam Trung Quốc) - Theo tài liệu ghi chép lúa trồng trung quố c khoảng 2800 – 2700 trước công nguyên Các tài liệu khả o cổ học cho thấy + Ở Ấn Độ hạt thóc hóa thạch tìm Hasthinapur (Bang Utarpradesh) có tuổi 1000-750 năm trước cồn nguyên + Ở Thái Lan, lúa trồng vào cuối thời kỳ đồ đá đến đầu thời kỳ đồ đồng (4000 năm trước công nguyên) + Ở Việt Nam lúa trồng phổ biến nghề trồng lúa phồn thịnh thời kỳ đồ đồng (4000-3000 năm trước công nguyên) - Về trung tâm phát sinh lúa: Mặc dù cịn có chỗ khác nói chung ý kiến nhiều n hà khoa học giới trung tâm phát sinh lúa trồng tóm tắt sau: + Cây lúa trồng hóa từ nhiều nơi khác thuộc Châu Á (Trung Quốc, Việt Nam, Thái Lan, Myanma, Ấn Độ) + Vùng Đông Nam Á nơi lúa trồng sớm nhất, t hời kỳ đồ đồng nghề trồng lúa phát triển + Những nơi coi phát sinh lúa cịn có nhiều lồi lúa dại người ta dễ dàng tìm thấy gen lúa + Từ nơi phát sinh, lúa lan vùng lân cận di thực khắp giới với giao lưu lại người + Trong điều kiện sinh thái cộng với can thiệp người thông qua đường chọn tạo nhân giống mà ngày lúa có hàng vạn giống với nhiều đặc trưng đặc tính đa dạng đủ đáp ứng cho mục đích khác loài người 1.2.2 Nguồn gốc thực vật Về nguồn gốc thực vật loài O.sativa, nhà khoa học giới cịn có nhiều ý kiến khác nhau: - Oka, H.I W.T.Chang (1962) phát lồi phụ Japonica lồi O.sativa có tổ tiên dạng bán hoang dại (trung gian lúa trồng lúa dại) đặt giả thiết cho lồi O.sativa tiến hóa từ dạng lúa bán dại hàng năm lâu năm - G.Second (1986) nghiên cứu mối quan hệ loài chi Oryza cho lồi O.sativa hình thành từ lồi O.rufipogon châu Á; Mối quan hệ loài O.sativa loài khác với lồi lúa dại giải thích phân nhánh q trình tiến hóa thay đổi khí hậu giới cổ đại kỷ thứ 1.3 PHÂN LOẠI 1.3.1 Phân loại theo hệ thống phân loại thực vật Cây lúa giống loài cỏ khác, xếp theo hệ thống chung phân loại thực vật Theo hệ thống phân loại này, lúa x ếp sau: - Ngành (Divisio) : Angiospermae – Thực vật có hoa - Lớp (Classic): Monocotyledones – Lớp mầm - Bộ (Ordines): Poales – Hịa thảo có hoa - Họ (Familia): Poacal – Hòa thảo - Họ phụ (Subfamilia): Poidae – Hòa thảo ưa nước - Chi (Genus): Oryza – Lúa - Loài (Species): Oryza sativa – Lúa trồng - Loài phụ: (Subspecies): + Subsp: Japonica – Loài phụ nhật + Subsp: Indica – Loài phụ Ấn Độ + subsp: Javanica – Loài phụ java - Biến chủng (Varietas): Var.Mutica – biến chủng hạt mỏ cong Hệ thống ph ân loại giúp cho nhà khoa học phân biệt lai gần lai xa Cho đến hệ thống phân loại loài lúa trồng Oryza sativa L đạt thống theo tài liệu thức lồi Oryza sativa L gồm: lồi phụ, nhóm biến chủng 284 biến chủng Ngoài ra, dựa theo cấu tạo tinh bột 2.3.3 Thời kỳ sinh tr ưởng thân Đặc điểm thời kỳ thân phát triển nhanh, diện t ích tăng nhanh đạt trị số tối đa sau giảm xuống cách từ từ, đồng thời trọng lượng củ tăng lên dần Điều kiện ngoại cảnh thích hợp cho thời kỳ là: Nhiệt độ bình quân 25 – 28oC, độ ẩm đất 70 - 80%, nhu cầu nước thời kỳ khoai lang tăng lên nhanh, đất phải thực thống khí ngồi dinh dưỡng yếu tố quan trọng giúp thời kỳ phát triển thuận lợi 2.3.4 Thời kỳ phát triển củ Đặc điểm chủ yếu thời kỳ trọng lượng củ tăng lên nhanh, sinh trưởng thân phát triển chậm dần đến giảm sút Nhiệt độ bình qn thích hợp cho thời kỳ l 22-24 oC, chênh lệch nhiệt độ ngày đêm, bề mặt luống khoai độ sâu củ phát triển cao tốc độ lớn củ nhanh Nhu cầu nước thời kỳ tăng l ên, độ ẩm đất thích hợp 70 -80%, nhu cầu dinh dưỡng khoai lang đặc biệt kali tăng lên nhanh, đất phải thống khí 2.3.5 Mối quan hệ T/R - Chỉ số T/R phản ánh mối quan hệ hai phận khoai lang phận mặt đất (Thân lá) phận mặt đất (rễ củ) Trong số T/R > phản ánh trình sinh trưởng thân khoai lang chiếm ưu , ngược lại số T/R