2.6.1. Thời gian sinh trƣởng
Thời gian sinh trƣởng (TGST) của cây lúa đƣợc tính từ lúc nảy mầm đến khi lúa chín (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). Ngoài ra, thời tiết và tập quán canh tác sẽ quyết định phần lớn đến số ngày từ gieo đến thu hoạch lúa (Jennings et al, 1979, pp 90).
Shouichi Yoshida (1981) thời gian sinh trƣởng của một giống lúa chuyên biệt cao theo vùng và theo mùa vì những tƣơng tác giữa sự mẫn cảm quang kỳ và nhiệt độ của giống lúa với điều kiện thời tiết. Các giống lúa có TGST quá ngắn có thể không cho năng suất cao vì sự sinh trƣởng dinh dƣỡng bị hạn chế và những giống có TGST quá dài có thể không cho năng suất cao vì sự sinh trƣởng dinh dƣỡng dƣ có thể gây đổ ngã. Khoảng 120 ngày từ ngày gieo đến chín dƣờng nhƣ tối hảo cho năng suất tối đa ở mức đạm cao trong vùng nhiệt đới. Tuy nhiên, TGST dài hơn có thể cho năng suất cao hơn khi độ phì thấp vì có nhiều thời gian hơn để lấy đạm trong đất.
Theo Bùi Chí Bửu (1998), thời gian sinh trƣởng thƣờng do gen điều khiển cho nên sự phân ly có thể xảy ra đối với cả hai đặc tính chín sớm và chín muộn.
2.6.2. Chiều cao cây
Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008), cây lúa nào cũng có lóng ngắn, thành lóng dày, bẹ lá ôm sát thân thì lúa sẽ cứng chắc. Nếu đồng ruộng có nhiều nƣớc, sạ cấy
12
dày, thiếu ánh sáng, bón nhiều phân đạm thì lóng có khuynh hƣớng vƣơn dài và mềm yếu làm cây lúa dễ đổ ngã. Khi đó, sự hút dinh dƣỡng, quang hợp và vận chuyển các chất bị cản trở, hô hấp mạnh làm tiêu hao chất dự trữ đƣa đến lép nhiều, giảm năng suất.
Theo Jenninggs et al., (1979), thân rạ thấp và cứng là hai yếu tố quyết định tính đổ ngã. Thân rạ dày và ngắn sẽ chống lại sự đổ ngã. Thân rạ ốm yếu, cao, dễ đổ ngã sớm làm rối nùi bộ lá, tăng hiện tƣợng bóng rợp, cản trở sự chuyển vị các dƣỡng liệu và các chất quang hợp làm hạt bị lép và giảm năng suất. Tuy nhiên không phải tất cả cây lùn đều cứng rạ, một số vẫn có thể bị đỗ ngã vì nó còn phụ thuộc vào một số đặc tính nhƣ độ dày thân rạ, mức độ bẹ lá ôm lấy các lóng, đƣờng kính thân...
Dựa vào đặc tính hình thái của cây lúa, ngƣời ta phân biệt: Cây cao (> 120 cm) – trung bình (100 – 120 cm) – thấp (< 100 cm) (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). Theo Akita (1989), cây cao từ 90 – 100 cm đƣợc coi là lý tƣởng cho năng suất cao. Cùng nhận định trên, Jennings et al., (1979) khẳng định phần lớn cây lúa có chiều cao thích hợp từ 80 – 100 cm và có thể đến 120 cm trong một số điều kiện nào đó.
2.6.3. Tỷ lệ chồi hữu hiệu
Ở 3 thời điểm bắt đầu phân hóa đòng, chồi nào có chiều cao khoảng 2/3 chiều cao thân chính hoặc có khoảng ba lá thì có thể trở thành chồi hữu hiệu nếu điều kiện dinh dƣỡng và môi trƣờng sau đó thuận lợi, ngƣợc lại sẽ chết đi và trở thành chồi vô hiệu (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
Theo Shouichi Yoshida (1981) về mặt lý thuyết ở các điều kiện đặc biệt, một cây lúa có thể mọc ra 40 chồi. Tuy nhiên trong điều kiện thực tế các mầm chồi không nhất thiết phát triển thành chồi. Khoảng cách trồng, ánh sáng, nguồn dinh dƣỡng và các điều kiện môi trƣờng, kỹ thuật canh tác ảnh hƣởng đến sự nảy chồi.
Theo Jenning et al., (1979) thì cho rằng khi sạ hoặc cấy dày là điều kiện để đạt năng suất cao, các giống nhiều chồi cho ít chồi trên mỗi bụi lúa nhƣng vẫn tạo năng suất cao hơn các giống ít chồi. Giống nhiều chồi sẽ mọc bù lại các cây bị mất hoặc ở mật độ thấp, nhƣng giống lúa có khả năng tạo chồi giới hạn thiếu sự linh động này.
Nhƣ vậy, tỷ lệ chồi hữu hiệu có ý nghĩa quyết định đến số bông trên đơn vị diện tích. Khi tỷ lệ chồi hữu hiệu cao, số bông trên đơn vị diện tích sẽ tăng góp
13
phần làm tăng năng suất vì số bông trên đơn vị diện tích là yếu tố có tính chất quyết định và sớm nhất đến năng suất lúa.
2.6.4. Chiều dài bông
Bông lúa là cả một phát hoa bao gồm nhiều nhánh gié có mang hoa. Bông lúa có nhiều dạng: bông túm hoặc bông xòe (do các nhánh gié bậc nhất tạo với trục bông một góc nhỏ hay lớn), đóng hạt thƣa hay dày (thƣa nách hay dày nách), cổ hở hay cổ kín (cổ bông thoát ra khỏi bẹ lá cờ hay không) tùy đặc tính giống và điều kiện môi trƣờng (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
Chiều dài bông do đặc tính di truyền của giống quyết định, nhƣng cũng chịu ảnh hƣởng của điều kiện môi trƣờng nhất là điều kiện dinh dƣỡng trong giai đoạn đầu hình thành bông. Giống có bông dài, hạt xếp khít, tỷ lệ hạt lép thấp, khối lƣợng 1000 hạt cao sẽ cho năng suất cao.
2.7. PHẨM CHẤT HẠT GẠO
Phẩm chất hạt là một đặc tính rất quan trọng, ảnh hƣởng rất nhiều đến sự chấp nhận của ngƣời tiêu dùng. Do đó đã làm thay đổi hƣớng lai tạo giống của các nhà khoa học: từ chọn tạo giống với mục tiêu nâng cao năng suất và kháng sâu bệnh chuyển sang chọn tạo kết hợp với những đặc tính phẩm chất hạt ƣa thích của ngƣời tiêu dùng để nâng cao giá trị kinh tế của lúa gạo. Phẩm chất hạt gạo do nhiều yếu tố cấu thành nhƣ: phẩm chất xay chà, phẩm chất cơm và phẩm chất dinh dƣỡng (Bùi Chí Bửu, 2004). Hƣớng chọn các giống lúa xuất khẩu hiện nay là những giống có dạng hạt gạo dài, ít hoặc không có bạc bụng và có hàm lƣợng amylose trung bình (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000).
2.7.1. Tỷ lệ gạo lức, tỷ lệ gạo trắng và tỷ lệ gạo nguyên
Tỷ lệ gạo lức và tỷ lệ gạo trắng ít biến động, nó phụ thuộc môi trƣờng (Bùi Chí Bửu và ctv, 1997). Tỷ lệ gạo nguyên biến động rất lớn, đây là một tính trạng di truyền và chịu ảnh hƣởng mạnh mẽ bởi môi trƣờng đặc biệt là nhiệt độ và độ ẩm trong suốt thời kỳ chín, kéo dài đến sau thu hoạch (Khush, 1979). Theo những nghiên cứu của Bùi Chí Bửu (1996) cho thấy tỷ lệ gạo nguyên cao nhất khi thu hoạch vào lúc lúa chín 28 – 30 ngày sau trổ và thu sớm sau khi lúa trổ 20 ngày, thu muộn sau khi lúa chín 35 ngày thì tỷ lệ gạo nguyên thấp. Nhiệt độ trung bình trong ngày ở giai đoạn lúa vào chắc cũng có ảnh hƣởng đến tỷ lệ gạo nguyên, hàm lƣợng protein, mức độ hóa hồ của gạo. Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008), thời điểm thu hoạch thích hợp nhất là 80% số hạt trên bông của các đại đa số các bụi lúa đã chín
14
vàng. Thu hoạch sớm hơn hạt lúa xanh còn nhiều, sự tích lũy chất dinh dƣỡng vào hạt chƣa đầy đủ. Ngƣợc lại thu hoạch trể quá, một số giống lúa ít miên trạng, hạt có thể nảy mầm trên bông làm gia tăng tỷ lệ hạt bị gãy khi xay xát. Phơi bày trong điều kiện môi trƣờng nhiệt độ và ẩm độ thay đổi trong suốt quá trình chín dẫn đến việc hình thành các vết rạng nức trong hạt. Tập quán phơi mớ ngoài đồng khi thu hoạch trong mùa khô cũng làm cho hạt dễ rạn nứt. Các vết rạn nứt này là yếu tố quan trọng làm tăng hạt gãy khi xay xát. Điều này làm giảm năng suất xay xát và tỷ lệ gạo nguyên. Nghiên cứu của Yadaw và ctv., (1989) cho thấy trong các chỉ tiêu về chất lƣợng xay xát thì tỷ lệ gạo nguyên tăng so với giảm tỷ lệ dài/rộng của hạt nghĩa là hạt càng dài tỷ lệ gạo nguyên càng thấp (Nguyễn Thành Phƣớc, 2003). Tỷ lệ gạo nguyên có liên quan chặt chẽ đến độ bạc bụng của hạt, hạt thƣờng bị gãy ở điểm bạc bụng (Lê Xuân Thái và ctv, 2005).
Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Lang (2002), phẩm chất xay chà trên vụ Đông – Xuân có tỷ lệ gạo nguyên cao gấp đôi tỷ lệ gạo nguyên vụ Hè – Thu. Điều này chú ý đến lƣợng mƣa kéo dài trong vụ Hè – Thu dẫn đến chất lƣợng kém (Nguyễn Thị Lang và ctv, 2004).
2.7.2. Chiều dài và hình dạng hạt gạo
Chiều dài hạt gạo là tính trạng ổn định nhất, ít bị ảnh hƣởng bởi môi trƣờng, đƣợc điều khiển bởi đa gen (Bùi Chín Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2011).
Cùng với chiều dài hạt gạo, đặc tính hình dáng và kích thƣớc của hạt (tỷ lệ dài/rộng) là một thuộc tính khá ổn định của từng giống lúa. Những hạt dài và mảnh thƣờng dễ bị gãy vỡ hơn trong quá trình xay xát so với những hạt ngắn và rộng. Do vậy, độ thu hồi gạo trắng sau xay xát cũng thấp hơn (Nguyễn Văn Xuân và ctv., 2010).
Theo Cruz và Khush (2000) hình dạng hạt gạo đƣợc xét dựa trên tỷ lệ chiều dài/chiều rộng của hạt gạo nguyên đã đƣợc chà trắng. Tuy tỷ lệ xay chà là quan trọng nhƣng hình dạng và kích thƣớc hạt lại là tiêu chí đầu tiên của các nhà chọn giống trong việc chọn và phổ biến các giống lúa mới.
Hình dạng hạt có tƣơng quan với tỷ lệ gạo nguyên: hình dạng càng mảnh, dài và độ bạc bụng cao thì tỷ lệ gạo nguyên càng thấp; kiểu hạt hơi thon, hơi tròn hoặc tròn và không bạc bụng thì khi chà hạt sẽ ít gãy và có tỷ lệ gạo nguyên cao (Lê Doãn Diên, 1990).
15
Kết quả nghiên cứu của Takeda et al., (1978) cho thấy rằng kích thƣớc hạt có liên quan chặt chẽ đến năng suất. Ở giống lúa thông thƣờng kích thƣớc hạt đƣợc điều khiển bởi đa gen, ở những giống lúa có hạt rất to, rất nhỏ hoặc có sự đột biến về dạng hạt nó đƣợc điều khiển bởi một hoặc một vài gen chủ lực.
Sở thích chiều dài hạt gạo thay đổi rất lớn từ vùng này đến vùng khác. Tuy nhiên, ngày nay xu hƣớng trên thế giới có chiều hƣớng tiêu dùng gạo có chiều dài gạo từ dài đến rất dài (Jenning et al., 1979).
2.7.3. Độ bạc bụng
Bạc bụng là phần đục của hạt gạo, đƣợc hình thành chủ yếu là do sự sắp xếp không chặt chẽ của những hạt tinh bột trong nội nhũ tạo ra nhiều khoảng trống làm cho hạt gạo bị đục. Các hạt tinh bột ở các phần bạc bụng có khuynh hƣớng hình cầu và cấu tạo đơn giản hoặc kết cấu hời hợt, tƣơng phản với những hạt hình đa diện kết cấu chặt chẽ ở các phần trong suốt (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
Độ bạc trắng của nội nhũ một mặt do yếu tố di truyền mặt khác các điều kiện môi trƣờng cũng ảnh hƣởng đến tính trạng này (Jenning et al., 1979). Tuy nhiên tỷ lệ bạc bụng không bị ảnh hƣởng bởi thời gian bảo quản (Nguyễn Phƣớc Tuyên, 1997). Theo Del Rosario et al. (1968) cho rằng độ bạc bụng xảy ra trong suốt quá trình thủy phân và tốc độ chín của hạt, thiếu nƣớc trong giai đoạn làm đòng đến trổ, bệnh đạo ôn cổ bông, bọ xít hôi vào giai đoạn lúa ngậm sữa đều làm tăng tỷ lệ bạc bụng. Theo Bangwaek et al., (1994) cũng cho rằng những yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình tổng hợp, tích lũy chất khô của hạt trong giai đoạn vào chắc thì cũng ảnh hƣởng đến độ chặt, độ nén của các hạt tinh bột gây ra bạc bụng; bên cạnh đó nhiệt độ cao và biên độ nhiệt ngày và đêm chênh lệch nhiều (350C ở ban ngày và 200C ở ban đêm) trong quá trình cây lúa sinh trƣởng và phát triển cũng làm tăng tỷ lệ bạc bụng ở gạo. Có thể làm bớt độ bạc bụng bằng cách thay đổi tình trạng dinh dƣỡng của cây trên đồng ruộng (Srinivas và Bhashyam, 1985).
Có 3 dạng bạc bụng là: bụng trắng, gan trắng và lƣng trắng. Độ bạc bụng đƣợc đánh giá dựa vào thể tích vết đục so với thể tích của cả hạt gạo và đƣợc phân chia vào cấp 4: cấp 0, cấp 1, cấp 5, cấp 9. Khi nấu bạc bụng sẽ mất và không ảnh hƣởng đến mùi vị của cơm; tuy nhiên đây là yếu tố làm giảm cấp của hạt gạo, giảm tỷ lệ xay xát và ảnh hƣởng đến giá trị xuất khẩu của gạo. Một mẫu gạo có trên 5% số hạt có độ bạc bụng cấp 9 trở lên thì không đƣợc đánh giá là gạo có phẩm chất cao (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
16
2.8. ẢNH HƢỞNG CỦA MẬT ĐỘ CẤY ĐẾN YẾU TỐ NĂNG SUẤT
VÀ NĂNG SUẤT LÚA
Các yếu tố năng suất có liên quan chặt chẽ với nhau, muốn đạt năng suất cao cần phát huy đầy đủ các yếu tố mà không ảnh hƣởng lẫn nhau. Nói chung, qua nhiều khảo sát, đều cho thấy số bông tăng thì số hạt bình quân và tỷ lệ hạt phấn đều giảm. Riêng trọng lƣợng 1000 hạt ít thay đổi hơn. Trong một phạm vi nhất định thì tích số của các yếu tố năng suất đều đạt đến một mức độ cân bằng, chênh lệch nhau ít do quá trình tự điều tiết nhƣng nếu một yếu tố vƣợt quá phạm vi nhất định thì năng suất giảm, chẳng hạn nhƣ số bông tăng đến một phạm vi mà số hạt/bông và tỷ lệ hạt chắc giảm ít thì năng suất cao, nhƣng nếu số bông tăng quá cao, số hạt/bông và tỷ lệ hạt chắc giảm nhiều thì năng suất thấp.
Số bông/cây phụ thuộc quá trình đẻ nhánh của cây lúa. Mật độ cây/đơn vị diện tích đất ít, lƣợng dinh dƣỡng cao, cây đẻ nhánh mạnh thì số bông tăng nhanh tuy số dành cấy ban đầu ít nhƣng sau cũng gần tƣơng đƣơng với mật độ cao, do đó, năng suất lúa trên một đơn vị diện tích là kết quả tông hợp của nhiều yếu tố. Dựa vào điều kiện đất đai, phân bón, khí hậu địa phƣơng để quyết định mật độ cấy và tỷ lệ đẻ nhánh, từ đó ảnh hƣởng đến số bông, số hạt chắc, trọng lƣợng 1000 hạt và năng suất cuối cùng.
Kết quả nghiên cứu về mật độ cấy, số bông và các yếu tố năng suất của trƣờng Đại học Nông Nghiệp I đã cho biết nhƣ bảng sau:
Bảng 2.1: Ảnh hƣởng của mật độ cấy đến các yếu tố năng suất và năng suất lúa (Đại học Nông Nghiệp I, 1978)
Mật độ cấy (cm)
Số bông/m2 Chiều dài
bông (cm) Số hạt/bông Tỷ lệ lép (%) P1000 hạt Năng suất (tạ/ha) 20x20 (3 dảnh) 235 23,4 77 8,4 20,6 31,5 20x20 (5 dảnh) 274 23,4 76 8,7 20,1 32,4 20x20 (8 dảnh) 308 20,1 74 9,5 20,8 32,2 25x25 (5 dảnh) 247 22 76 11,7 21,2 30 35x12 (5 dảnh) 282 19,3 77 13,9 20,2 21,3
17
25x10 (5 dảnh)
200 17,8 71 13,4 19,9 32,2
2.8.1. Quan hệ giữa mật độ cấy và diện tích dinh dƣỡng
Vấn đề mật độ gieo cấy và diện tích dinh dƣỡng là một vấn đề đƣợc nghiên cứu và thảo luận nhiều. Đa số các tác giả cho rằng mật độ có ảnh hƣởng đến năng suất. Vonni (1885) (trích Lê Ngọc Thu, 1979) là ngƣời đầu tiên nghiên cứu một cách có hệ thống về vấn đề mật độ cho rằng mật độ tốt nhất cho năng suất cao nhất. Tuy vậy, lúc tăng diện tích dinh dƣỡng, năng suất tăng với một tốc độ chậm hơn Edennoten (1953) (trích Lê Ngọc Thu, 1979) cũng đồng ý với nhận xét ấy, còn Yamada (1965) thấy rằng đối với cây lúa tỷ lệ giữa năng suất kinh tế và năng suất sinh vật không thay đổi và năng suất lúa không phụ thuộc vào mật độ nhƣng theo Đào Thế Tuấn (1970) đã không đồng ý với quan điểm trên mà cho rằng sở dĩ các tác giả Nhật Bản có kết luận nhƣ trên là do thí nghiệm với các giống lúa mà hệ số kinh tế không thay đổi lúc thay đổi mật độ. Cũng theo ông, ở nƣớc ta, lúc tăng mật độ thì hệ số kinh tế thay đổi theo hƣớng giảm xuống, do đó, lúc mật độ tăng lên, năng suất giảm.
Vấn đề quan hệ giữa mật độ và độ màu mỡ của đất, Vonni cho rằng đất càng tốt, cây phải gieo thƣa và đất càng xấu càng phải cấy dầy. Còn theo Xininghin (1966) (trích Lê Ngọc Thu, 1979) cho rằng lúa có khả năng đẻ nhánh mạnh ở đất tốt nên ở đất tốt hay bón phân nhiều, nếu gieo cấy dầy, cây đẻ nhánh mạnh sinh ra nhiều lá che ánh sáng lẫn nhau dễ gây ra hiện tƣợng đổ làm giảm năng suất.
Cũng theo Đào Thế Tuấn (1970), nghiên cứu vấn đề mật độ phải đáp đứng trên quan điểm quần thể, mật độ cao hay bón phân nhiều đã là các biện pháp làm cho quần thể phát triển mạnh. Năng suất giảm hay tăng là do cấu tạo về chế độ ánh sáng của quần thể có tốt không. Vì vậy, trong điều kiện mà quần thể còn hoạt động