B ảng 2.3: Diện tích,năng suất, sản lượng lúa Việt Nam từ 2000-
2.3.1. Nghiên cứu về đặc điểm di truyền của cây lúa
2.4.1.1. Thời gian sinh trưởng- phát triển của cây lúa
Thời gian sinh trưởng của cây lúa được tính từ khi hạt lúa nảy mầm đến khi chín hoàn toàn và thay đổi tuỳ theo giống và điều kiện ngoại cảnh. Trong
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 17
suốt quá trình sinh trưởng- phát triển, cây lúa trải qua ba thời kì lớn: Thời kì sinh trưởng sinh dưỡng, thời kì sinh trưởng sinh thực, thời kì hình thành hạt và chín. Các giống lúa có thời gian sinh trưởng khác nhau chủ yếu do sự dài ngắn khác nhau ở thời kì sinh trưởng sinh dưỡng
Tính trạng thời gian sinh trưởng là tính trạng chịu nhiều tác động của yếu tố môi trường như: đất, nước, phân bón, nhiệt độ, ánh sáng.
Theo Jennigs và cộng sự (1979), thời gian sinh trưởng của lúa do nhiều gen điều khiển di truyền số lượng được biểu hiện rất rõ khi nghiên cứu phân ly ở F2 của con lai, giữa giống có thời gian sinh trưởng ngắn với giống có thời gian sinh trưởng dài. Tính chín sớm được điều khiển bởi 1 cặp gen trội
2.3.1.2. Chiều cao cây lúa
Chiều cao cây là một tính trạng có liên quan đến tính chống đổ của cây lúa. Dạng hình thấp cây, thân cứng có khả năng chống đổ tốt. Các nhà khoa học tại viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) khẳng định rằng: các giống lúa có nguồn gốc từ Trung Quốc mang gen lùn, lặn nhưng không ảnh hưởng gì đến chiều dài bông, rất có ý nghĩa trong chọn giống.
Theo Đỗ Việt Anh các giống lúa mới, ngắn ngày có hệ số tương quan nghịch, mạnh giữa tính chống đổ với chiều cao cây, chiều dài lóng thứ nhất và lóng thứ hai. Một trong các đặc trưng của giống lúa được xem là chống đổ tốt là có chiều cao cây nhỏ hơn 110cm. (Đỗ Việt Anh, 2008)
2.3.1.3. Khả năng sinh trưởng
Khả năng sinh trưởng mạnh, sớm ở thời kỳ đầu của quá trình sinh trưởng là một đặc tính có lợi, các giống lúa nào có khả năng sinh trưởng tốt sẽ
tạo điều kiện cho quá trình quang hợp và tích luỹ chất khô nhiều hơn, từđó có năng suất cao hơn.
Tính trạng này do nhiều kiểu gen kiểm tra, khó tổ hợp với gen kiểm tra tính chín sớm nhưng dễ dàng kết hợp với gen kiểm tra tính lùn và không phản
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 18
2.3.1.4. Khả năng đẻ nhánh
Đẻ nhánh là một đặc tính sinh học của cây lúa, liên quan chặt chẽđến quá trình hình thành số bông và năng suất cây lúa.Giai đoạn đẻ nhánh bắt đầu từ
khi cây lúa có nhánh đầu tiên đến khi cây lúa có nhánh tối đa là giai đoạn quyết định số nhánh và chất lượng nhánh. Khả năng đẻ nhánh của lúa mạnh yếu khác nhau tùy theo giống và vụ gieo cấy. Theo Vũ Tuyên Hoàng, Luyện Hữu Chỉ, Trần Thị Nhàn cho biết: “Những giống lúa đẻ nhánh sớm, tập trung sẽ cho năng suất cao hơn” (Vũ Tuyên Hoàng và cs, 2000). Nắm vững đặc
điểm sinh trưởng, phát triển của cây lúa ở giai đoạn này là cơ sở quan trọng để đề ra các biện pháp chăm sóc, tạo tiền đề cho lúa sinh trưởng khoẻ.
Quá trình đẻ nhánh liên quan chặt chẽ với quá trình ra lá. Trong điều kiện thuận lợi, quan sát thấy cây lúa có 4 lá thì thì nhánh thứ nhất đã xuất hiện. Sự
xuất hiện của các nhánh đầu tiên theo quy luật như sau: Sau khi hạt nẩy mầm, lá thứ nhất xuất hiện thì mầm nhánh ở lá đó bắt đầu phân hóa, lá thứ hai xuất hiện mầm đó đang ở giai đoạn hình thành, lá thứ ba xuất hiện mầm đó đang ở giai
đoạn dài ra trong bẹ và khi lá thứ tư của cây mẹ xuất hiện thì nhánh con đầu tiên xuất hiện tương ứng với lá thứ tư. Theo tuần tự này cây lúa có lá thứ năm thì có nhánh con thứ hai, lá thứ sáu thì có nhánh con thứ ba. Theo quy luật trên các nhánh con đến lượt chúng cũng trải qua các bước tương tự và nhánh con đẻ ra nhánh cháu, nhánh cháu đẻ ra nhánh chắt(IRRI-1991)
Người ta cũng phân biệt thời gian đẻ nhánh hữu hiệu và vô hiệu. Trên cây lúa, thông thường chỉ có những nhánh đẻ sớm, ở vị trí mắt đẻ thấp, có số
lá nhiều, điều kiện dinh dưỡng thuận lợi mới có điều kiện phát triển đầy đủđể
trở thành nhánh hữu hiệu (nhánh thành bông). Còn những nhánh đẻ muộn, thời gian sinh trưởng ngắn, số lá ít thường trở thành nhánh vô hiệu. Số nhánh hữu hiệu (nhánh cho bông), chỉ đạt tỉ lệ 20-30%. Những nhánh vô hiệu (nhánh không trổ bông) với số lượng lớn sử dụng nhiều dinh dưỡng làm tăng chi phí phân bón, tăng diện tích lá, tăng độẩm không khí trong ruộng là điều
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 19
kiện thuận lợi cho sâu bệnh phát sinh phát triển gây hại cho mùa màng. Thời gian đẻ nhánh ở lúa phụ thuộc vào giống, thời vụ và biện pháp canh tác, Chất lượng mạ khi cấy: Nếu cây mạ tốt thì cây lúa phát triển tốt, đẻ nhánh khoẻ, đẻ
tập trung, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt, ngược lại nếu cây mạ xấu, không
đạt tiêu chuẩn thì ảnh hưởng đến sinh trưởng và khả năng đẻ nhánh kém. Nhiệt độ trên 350C và dưới 160C đều ảnh hưởng đến khả năng đẻ nhánh của cây lúa. Trời âm u thiếu ánh sáng hay phân bón không đầy đủ, mất cân đối và không đúng lúc Cấy quá sâu hoặc Mức nước trong ruộng quá sâu đều hạn chế khả năng đẻ nhánh của cây lúa, nếu thiếu nước ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất, cây lúa chậm phát triển và đẻ nhánh kém. Cày bừa nhuyễn bùn, bằng phẳng, làm sạch cỏ thì đẻ nhánh tốt và ngược lại
Trong một vụ, các trà cấy sớm có thời gian đẻ nhánh dài hơn các trà cấy muộn. Thúc đạm sớm, quá trình đẻ nhánh sớm. Bón phân nhiều, muộn, thời gian đẻ nhánh kéo dài. Mật độ gieo cấy thưa thời gian đẻ nhánh dài hơn so với cấy dày. Tuổi mạ non thời gian đẻ nhánh dài hơn so với mạ già.
Giai đoạn này cần chăm sóc hợp lí đểđảm bảo số nhánh hữu hiệu, số lá và số bông, tránh bón phân nhiều, bón muộn làm cho lúa đẻ nhánh lai rai thường làm tăng tỷ lệ nhánh vô hiệu, ảnh hưởng đến tiêu hao dinh dưỡng cũng như tăng cường sự phá hoại của sâu bệnh (Nguyễn Văn Hoan , 1998)
2.3.1.5. Bộ lá lúa và khả năng quang hợp:
Lá là cơ quan chủ yếu thực hiện chức năng quang hợp của cây, do vậy việc tăng hay giảm diện tích lá có tác động trực tiếp đến lượng quang hợp. Trong đó phiến lá là phần quan trọng nhất của lá nơi diễn ra quá trình quang hợp để tạo ra hydrat cacbon( Các chất đường bột). Theo Nguyễn Văn Hoan Ở
các giống cao cây cổ truyền thường gặp loại lá có phiến lá cong đều hình cánh cung, lá mỏng và yếu. Các giống lúa cải tiến có kiểu cây hiện đại thì hình dạng phiến lá đã chuyển thành dạng lá thẳng, bản lá dày, lá tương đối ngắn.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 20
có lá dài, rộng, mỏng, cong rủ, màu xanh nhạt và cao cây, yếu rạ, khó có thể
tăng năng suất do chúng rất dễ bị ngã đổ. Các giống lúa đáp ứng với đạm cao có lá ngắn, hẹp, dày, thẳng đứng, màu xanh đậm và thấp cây, cứng rạ, có thể
trồng dầy và đầu tư phân bón cao để tăng năng suất. Theo ông, phiến lá dầy màu xanh đậm ít bị mất mát ánh sáng do phản xạ, lá ngắn hẹp và thẳng đứng tạo khả năng tận dụng ánh sáng mặt trời tốt nhất, có mức độ che rợp thấp nhất, tạo điều kiện tăng năng suất bằng việc trồng dầy hợp lý. Giảm kích thước lá và góc lá thẳng giúp cho sự phân bố ánh sáng trên toàn bộ tán lá
được đồng đều và giảm cường độ hô hấp, do đó, có thể tăng năng suất ngay cả trong điều kiện ánh sáng thấp. Thấp cây, cứng rạ giúp cây lúa chống đổ
ngã, bảo đảm năng suất (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
Tác giảĐào Thế Tuấn đã kết luận rằng một giống lúa có năng suất cao phải có đủ hai điều kiện: Một là phải có diện tích lá cao trước trỗ để tạo ra nguồn dinh dưỡng dự trữ lớn, muốn vậy lá phải thẳng đứng và nhỏ; hai là phải có hiệu suất quang hợp sau trỗ cao để tạo ra được bông lúa to tức là sức chứa lớn (Đào Thế Tuấn , 1977).
Quang hợp là quá trình nhận năng lượng ánh sáng mặt trời và chuyển hoá năng lượng này thành năng lượng hoá học dự trữ dưới dạng hydratcacbon. Khoảng 80%- 90% chất khô cây xanh tích luỹ được là do quang hợp (Yoshida (1979). Không có quang hợp cây không thể sống và phát triển được. Quang hợp mạnh hay yếu tùy thuộc vào cường dộ ánh sáng, nồng độ CO2 trong không khí, điều kiện sinh lý, dinh dưỡng của cây và cấu tạo của quần thể ruộng lúa.
Cây lúa có quá trình quang hợp theo con đường C3 (Ishii & CTV,1977) nên lúa có điểm bù CO2 cao, có hiện tượng hô hấp ánh sáng và thiếu lục lạp trong bó mạch. Cường độ quang hợp thuần của lá lúa thay đổi theo vị
trí, hướng lá, tình trạng dinh dưỡng, tình trạng nước và giai đoạn sinh trưởng của cây. Trong điều kiện ánh sáng bảo hòa, cường độ quang hợp thuần vào
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 21
khoảng 40-50 mg CO2/dm 2/giờ. Cấu tạo quần thể ruộng lúa tốt: mật độ thích hợp, nhiều lá, lá xanh tươi, bộ lá thẳng đứng là điều kiện tốt để ruộng lúa sử
dụng được nhiều ánh sáng cần thiết cho quang hợp hữu hiệu hơn. Chỉ số
diện tích lá LAI cần thiết để quang hợp được tối đa tùy thuộc vào hướng lá trong tán lá vì nó quyết định môi trường ánh sáng trong quần thể ruộng lúa (Nguyễn Ngọc Đệ,2008). Theo Nguyễn văn Hoan, không phải cứ chỉ số diện tích lá cao là năng suất cao, ruộng lúa có năng suất cao là ruộng lúa có chỉ số
lá thích hợp. Đối với giống lúa thấp cây chỉ số diện tích lá vào khoảng 5-6, 7- 8 đối với giống lúa siêu cao sản.
Phân đạm làm tăng diện tích lá rõ rệt, nhưng khi diện tích lá quá cao hiệu suất quang hợp lại giảm (Đào Thế Tuấn, 1980). Gần đây các chương trình nghiên cứu về quan hệ giữa hàm lượng N và quang hợp ở thời kì chín cho biết nếu hàm lượng N trong lá cao thì quang hợp sẽ mạnh hơn (Mai Văn Quyền, 2002). Kết luận này phù hợp với những nghiên cứu của Phạm Văn Cường về hàm lượng N trong lá lúa có tương quan chặt với quang hợp và chính điều này đã làm tăng năng suất chất khô và năng suất hạt (Phạm Văn Cường và cs 2005).
Ngoài chỉ số LAI, hiệu suất quang hợp thuần (NRA) cũng ảnh hưởng không nhỏ tới tích luỹ chất khô của cây lúa. Hiệu suất quang hợp thuần phụ
thuộc vào chỉ số năng lượng bức xạ mặt trời, chỉ số diện tích lá, góc lá
Năng suất hạt của các giống lúa thuần và lúa lai ở các mức phân đạm khác nhau có tương quan thuận ở mức ý nghĩa với chỉ số diện tích lá, tốc độ
tích luỹ chất khô ở giai đoạn đầu sinh trưởng (Phạm Văn Cường, Phạm Thị
Khuyên và cs, 2005).