5. Cấu trúc luận văn
1.1.3 Một số đặc điểm cây lúa
1.1.3.1. Nguồn gốc cây lúa
Đến nay, có nhiều giả thiết khác nhau về nguồn gốc của cây lúa trên trái đất, nhưng hầu hết đều thừa nhận rằng các loài lúa hoang dại đã xuất hiện từ thời tiền sử của tráiđất ( thời Gondwana). Theo công bốcủa Chang và cs (1984), O.sativa xuất hiệnđầu tiên ở dãy Himalaya, MiếnĐiện, Lào, Việt Nam và Trung Quốc. Từ các trung tâm trên lúa Indica phát tán đến lưu vực sông Hoàng Hà và sông Dương Tử rồi sang Nhật Bản, Triều Tiên và từ đó biến thành chủng Japonica. Lúađược hình thành ở Indonesia và là sản phẩm của quá trình chọn lọc Ở Việt Nam, theo kết quả khảo sát nguồn gen cây lúa những năm gầnđây tìm thấy các loài lúa dại mọc nhiều ở vùng Tây Bắc Nam Trung Bộ đồng bằng sông Cửu Long,Tây Nguyên là các loài O.granulata, O.nivara, O.ridleyi, O.rufipogin. Vớiđiều kiện khí hậu nhiệt đới, Việt Nam cũng cóthểlà cái nôi hình thành cây lúa nước. Từlâu, cây lúađã trởthành cây lương thực chủ yếu cóý nghĩa quan trọng trong nền kinh tếvà xã hội của nước ta.
Lúa trồng hiện nay có nguồn gốc từ loài lúa dại. Việc xác định trực tiếp tổ tiên cây lúa trồng ở Châu Á (Oryza sativa) vẫn còn nhiều ý kiến khác nhau. Một số tác giả như Đinh Dĩnh, Bùi Huy Đáp,...cho rằng: Oryza fatua là loại lúa lại gần nhất vàđược coi là tổ
tiên của lúa trồng hiện nay.
1.1.3.2.Đặcđiểm sinh học
Sinh trưởng và phát triển của cây lúa phụ thuộc rất nhiều yếu tố, từ điều kiện tự
nhiên, tình hình canh tác, phân bón đất đai, mùa vụ gieo trồng, giống và thời gian sinh trưởng của từng giống lúa. Quá trình sinh trưởng của cây lúa cóthể chia ra làm hai thời kỳ: Sinh trưởng dinh dưỡng vàsinh trưởng sinh thực.
- Thời kỳsinh trưởng dinh dưỡng:Ởthời kỳnày cây lúa chủ yếu hình thành và phát triển các cơquan dinh dưỡng nhưra lá, phát triển rễ,đẻnhánh…
- Thời kỳ sinh trưởng sinh thực: Là thời kỳ phân hoá, hình thành cơ quan sinh sản bắt đầu từ khi làm đòng đến khi thu hoạch. Bao gồm các quá trình làm đòng, trổ bông, hình thành hạt. Quá trình làm đốt tuy là sinh trưởng dinh dưỡng nhưng lại tiến hành song song với quátrình phân hoá đòng nên nó cũng nằm trong quá trình sinh thực.
Thời kỳ này cóảnh hưởng trực tiếp đến việc hình hành số bông, tỷlệ hạt chắc và trọng lượng hạt lúa.
+ Quá trình nẩy mầm: Hạt hút nước, độ ẩm trong hạt tăng, hoạt động các men hô
hấp và phân giải rõ rệt, một loạt các phản ứng sinh hoá xảy ra, phôi được cung cấp glucoza, axitamin, các tế bào phân chia, lớn lên trục phôi phình to, đẩy mầm khi nẩy mầm, đầu tiên xuất hiện lá bao hình vảy, không có diệp lục. Đồng thời trong quá trình nẩy mầm, từ phôi xuất hiện rễphôi. Rễnày dài, sau này phát triển thành các lông tơ giúp hạt hút nước trong thời kỳ đầu.
+ Quá trình phát triển của bộ rễ: Sau khi nẩy mầm rễ lúa phát triển từ phôi là rễ
mộng, rễnày chủ yếu có một cái. Rễmộng xuất hiện rồi dài ra, có thểhình thành lông rễ, rễmộng hoạt động trong một thời gian ngắn rồi chếtđi vàđược thay thếbằng các lớp rễ
phụ được hình thành từ mặt cácđốt gốc của cây. Những mắcđầu chỉ rađược trên dưới năm rễ, những mắc sau cóthể đạt tới 3-20 rễ. Tập hợp các lớp sẽtạo thành rễchùm.
+ Quá trình phát triển lá: Láđược hình thành từ các mầm lá ởmắc thân, khi hạt nẩy mầm, hình thành các lá đầu tiên là lá bao mầm, lá không hoàn toàn rồiđến lá thật 1,2,3…
Các lá phát triển liên tục từ ba láđầu này, cây lúa đã tự nuôi dưỡng hoàn toàn sống độc lập, lá quang hợp, rễhút dinh dưỡng. Thông thường trên cây lúa cókhoảng 5-6 lácùng hoạtđộng, lágiàtàn rụi dầnđểcác lánon mới lại tiếp tục.
+ Quá trình đẻ nhánh: Lúa sau khi bén rễ hồi xanh thì làm đốt, làm đòng. Nhánh lúa hình thành từcác mầm náchởgốc thân. Quá trình hình thành một nhánh qua bốn giai
đoạn: phân hoá nhánh, hình thành nhánh, nhánh dài trong bọc lá và nhánh xuất hiện. Trong quá trình hình thành nhánh đầu tiên xuất hiện một lá bao hình ống dẹt, rồi xuất hiện các lá của nhánh, nhánh phát triển 3-4 lá có thểtách ra khỏi cây mẹvà sống tựlập.
+ Quá trình làm đòng: Ở thời kỳ này thân lúa chính thức mới được hình thành, số
lóng kéo dài và chiều dài các lóng quyết định chiều cao của cây. Quá trình làmđòng là quá trình phân hoá và hình thành các cơ quan sinh sản, có ảnh hưởng trực tiếp đến quá
trình hình thành năng suất lúa.
+ Quá trình trổ bông, nở hoa, thụ phấn: Sau khi hoàn thành quá trình làm đòng thì cây lúa trổra ngoài do sự phát triển nhanh của lóng trên cùng. Khi cây lúa thoát ra khỏi bẹlá là quá trình trổ xong. Cùng với quá trình rổ bao phấn trên một bông các hoa ở đầu bông và đầu gié nở trước, các hoa ở gốc bông, các hoa ở gốc bông nở cuối cùng. Khi hoa nở phơi màu, váy cá hút nước trương to lên,đồng thời với áp lực của vòi nhị làm cho vỏtrấu nở ra, hạt phấn rơi vàođầu nhuỵ, đólà quá trình thụphấn. Sau quá trình thụ
phấn là quá trình thụ tinh và hình thành hạt. Trong điều kiện bình thường hạt phấn rơi xuống đầu nhuỵ, sau 15 phút ống phấn bắt đầu dài ra, các chất trong hạt bắt đầu dồn về ống phấn. Sau thụtinh làquátrình phát triển phôi và phôi nhũ.
+ Quá trình chín hạt: Chúng ta có thểchia quá trình chín hạt ra làm ba thời kỳ: chín sữa, chín sáp và chín hoàn toàn.
• Chín sữa: Sau phơi màu 6 -7 ngày các chất dựtrữtrong hạtởdạng lỏng, trắng nhưsữa, hình dạng hạt hoàn thành có màu xanh, trọng lượng hạt tăng nhanhởthời kỳnày.
• Chín sáp:Ởthời kỳnày chất dịch trong hạt dần dầnđặc lại, hạt cứng và màu xanh dần chuyển sang màu vàng.
• Chín hoàn toàn: Thời kỳnày hạt chắc cứng, màu vàng nhạt và trọng lượng hạt đạt tốiđa.
• Quá trình lúa chín kéo dài 30-40 ngày tuỳtheo giống, thời vụ.Đây là quá trình quyếtđịnh năng suất lúa.
•
1.1.3.3.Đặcđiểm sinh thái
Ngoài sự tácđộng của con người thì khí hậu thời tiết là yếu tố quan trọng nhất của
điều kiện sinh thái, nó có ảnh hưởng lớn nhất và thường xuyên đến quá trình sinh trưởng vàphát triển của cây lúa.
+ Vềnhiệt độ: Quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa phụ thuộc rất nhiều vềnhiệt độ trong vụ gieo trồng. Nếu thời tiết thuận lợi, nhiệt độ trung bình cao cây lúa
đạt được tổng nhiệt cần thiết sẽ ra hoa và chín sớm hơn tức là rút ngắn thời gian sinh trưởng và ngược lại. Để cho cây lúa phát triển tốt thì cần nhiệt độ khác nhau qua các thời kỳsinh trưởng.
• Thời kỳnẩy mầm: Nhiệt độ thích hợp cho cây lúa nẩy mầm là 30-350C. Nhiệt độ
giới hạn thấp nhất là 10-120C và quá cao là trên 400C không có lợi cho quá trình nẩy mầm của lúa.
• Thời kỳđẻ nhánh, làm đòng: Ở thời kỳnày cây lúa đã bén rễ, hồi xanh. Nhiệt độ
thích hợp là 250C-320C. Nhiệtđộ dưới 160C quá trình bén rễ,đẻ nhánh, làmđòng không thuận lợi.
• Thời kỳtrổ bông làm hạt: Thời kỳnày cây lúa rất nhạy cảm trước sựthayđổi của nhiệt độ. Trong quá trình nở hoa, phơi màu, thụ tinh đòi hỏi nhiệt độ phải ổnđịnh. Nếu gặp nhiệtđộquáthấp hoặc quácaođều không có lợi.
+ Nước: Là thành phần chủ yếu trong cơ thể lúa, là điều kiện để thực hiện quá
trình sinh lý trong cây và làđiều kiện ngoại cảnh không thểthiếu của cây lúa.
Theo Goutchin, đểtạo ra một đơn vị thân lá, cây lúa cần 400-450 đơn vị nước, để
tạo ra một đơn vị hạt, cây lúa cần 300-350 đơn vị nước. Nhu cầu nước của cây lúa qua các thời kỳsinh trưởng là khác nhau.
• Thời kỳ nẩy mầm: Hạt giống được bảo quản dưới độ ẩm 13%, khi ngâm hạt, hạt hút nướcđạt 22% thì có thểhoạtđộng và nẩy mầm tốt khiđộ ẩm của hạt đạt 25-28%.
• Thời kỳ cây con: Trong điều kiện gieo thẳng cây lúa ở giai đoạn cây con không cần nước nhiều, ta chủ động giữ đủ ẩm và cho nước vào ruộng từ từkhi câyđược 2-4 lá.
• Thời kỳ đẻ nhánh: Ở giai đoạn này chủ động tháo nước sát gốc lúa. Để tạo điều kiện cho cây lúađẻ nhánh, sau khi câyđẻ nhánh hữu hiệu làmđòng trổbông ta cần cho nước vàođầyđủ tránh bị khô nước làm ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của cây lúa.Đểlúa sinh trưởng thuận lợi,đạt năng suất cao cần cung cấp nướcđầyđủ.
1.1.3.4. Vị trí và tầm quan trọng của cây lúa
Lúa là một trong ba cây lương thực chủ yếu bao gồm lúa mì, ngô và lúa gạo. Có khoảng 40% dân số sử dụng lúa gạo là lương thực chính, 25% sử dụng lúa gạo trên 1/2 khẩu phần lương thực hàng năm. Nhưvậy, lúa gạo có ảnh tới đời sống ít nhất 65% dân số toàn cầu. Sản xuất lúa gạo tập trung chủ yếu ở các nước Châu Á, một số nước ở
Châu Mỹ, Châu Phi và ChâuÚc chiếm một phần nhỏ. Trongđó, mức tiêu thụvềlúa gạo của các nước ChâuÁ là rất cao từ180-200 Kg/người, còn Châu Mỹ và Châu Âu chỉ 10 kg/người.
Sản xuất lúa gạođóng một vai tròđặc biệt quan trọng trong phát triển kinh tếnông nghiệp và nông thôn Việt Nam. Khoảng 80% trong tổng số11 triệu hộnông dân có tham gia sản xuất lúa gạo và chủ yếu dựa vào phương thức canh tác thủ công truyền thống. Trong lúa gạo có đầy đủ các chất dinh dưỡng như các cây lương thực khác, ngoài ra còn có các Vitamin nhóm B và một sốthành phần khác.
- Về tinh bột: Là nguồn cung cấp chủ yếu Calo. Giá trị nhiệt lượng của lúa là 3594 Calo/g, trongđóhàm lượng amyloza trong hạt quyết địnhđếnđộdẻo của gạo. Hàm lượng amylozaởlúa gạo Việt Nam thayđổi từ18 - 45%đặc biệt cógiống lên tới 54%.
- Prôtêin: Chiếm 6 - 8% thấp hơn so với lúa mỳ và các loại cây khác. Giống lúa có
hàm lượng prôtêin cao nhất là 12,84% và thấp nhất là 5,25%. Phần lớn các giống Việt Nam nằm vào khoảng 7-8%.
- Lipít:Ởlúa lipít thuộc loại trung bình, phân bốchủyếuởlớp vỏgạo.
- Vitamin: Trong lúa gạo còn có một số vitamin nhóm B như B1, B2, B6…Vitamin B1 là 0,45 mg/100hạt. Từ những đặcđiểm của cây lúa và giá trị của nó, lúa gạo được coi là nguồn thực phẩm, dược phẩm có giá trị và được tổ chức dinh dưỡng quốc tế gọi là "Hạt gạo làhạt của sựsống".
Với giá trị dinh dưỡng của hạt kết hợp với việc chọn tạo giống có năng suất cao, phẩm chất tốt thì lúa gạo ngoài việc sử dụng hàm lượng lương thực là chủ yếu thì các sản phẩm phụcủa lúa còn sử dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau:
+ Gạo: Có thểdùng làm nguyên vật liệu chếbiến các sản phẩm như: kẹo, bánh, sản xuất bia, rượu…
+ Tấm: Sản xuất tinh bột, rượu, phấn mịn vàthuốc chữa bệnh.
+ Cám: Ngoài việc làm thức ăn cho gia súc, trong công nghệ dược còn sản xuất Vitamin B1 chữa bệnh tê phù, dầu cám có thể dùng chữa bệnh, chế tạo xăng, làm xà
phòng…
+ Trấu: Sản xuất nấm mem làm thức ăn cho gia súc, làm chất đốt, đóng lót hàng dùng,để độn chuồng làm phân bón có SiO2cao.
+ Rơm rạ: Với thành phần xenluloza có thể sản xuất giấy, caton xây dựng, đồ gia dụng, làm thứcăn cho gia súc nhưtrâu, bò, trộn với họđậu làm thứcănủchua, sản xuất nấm rơm,độn chuồng, làm chất đốt, phân bón
1.1.4 Các nhân tố ảnh hưởng đến sản xuất lúa1.1.4.1. Nhân tốthuộc vềtựnhiên 1.1.4.1. Nhân tốthuộc vềtựnhiên
Thời tiết khí hậu
Khí hậu là yếu tốchủ yếu quyết định đến sự phát triển, hệ thống canh tác và năng xuất lúa. Khí hậu có ảnh hưởng rất lớnđến sựphân bố của cây lúa trên toàn thếgiới và có quy luật trên từng vùng rộng lớn. Những tác động của biến đổi khí hậu đến nông nghiệp Việt Nam thể hiện ở việc ảnh hưởng đến cơ cấu mùa vụ, gia tăng dịch bệnh, giảm năng suất cây trồng, nước biển dâng dẫn đến mất diện tích canh tác, xâm nhập
mặn, tiêu thoát nước khó khăn. Bên cạnhđósựtácđộng thất thường của thời tiết còn là nguyên nhân gây hại cho cây lúa.
Nhiệtđộ
Nhiệt độ là nhân tố ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt, sự sinh sôi của cây non, còn ảnh hưởng đến quá trình ra hoa kết hạt sớm hay muộn. Cây lúa có xuất xứ từ vùng nhiệt đới nên khí hậu nóng ẩm và một trong những điều kiện thuận lợi cho cây lúa phát triển. Lúa là loại cây ưa nóng, để hoàn thành chu kì sống cây lúa cần một lượng nhiệt nhấtđịnh. Lúa sinh trưởng bình thườngở nhiệt độtừ250C- 280C, nếu nhiệt độthấp hơn 170C thì cây lúa sẽ sinh trưởng chậm lại, còn nếu nhiệt độ thấp hơn 130C thì cây lúa sẽ
không phát triển được và có thể chết. Nhiệt độ từ 280C-350C thì lúa sinh trưởng nhanh nhưng kém chất lượng.
Ánh sáng
Cường độ ánh sáng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình quang hợp, hô hấp của cây lúa. Sốgiờ chiếu sáng trong ngàyảnh hưởng đến quá trình ra hoa sớm hay muộn của cây lúa. Cường độ ánh sáng thuận lợi cho cây lúa từ250-400 calo/cm2/ngày.
Đấtđai
Đất đai là tư liệu sản xuất quan trọng và đặc biệt không thể thiếu trong quá trình sản xuất nông nghiệp. Nhờ có đất đai mà cây lúa tồn tại và cây lúa được cung cấp đầy
đủ chất dinh dưỡng cho quá trình trao đổi chất và sự chuyển hóa sinh lý. Ở mỗi vùng khác nhau thì tính chấtđất vàđộmàu mỡtựnhiên củađất cũng khác nhau. Vì vậy, trong quá trình sản xuất thì cần chú ý đến chế độ canh tác cho phù hợp với ruộng đất nhằm cung cấpđầyđủchất dinh dưỡng cho cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt.
Nguồn nước
Nước ta có mạng lưới sông ngòi, hồao dàyđặt với lượng nước dồi dào, phong phú có giá trị lớn cho sản xuất nông nghiệp. Nước là yếu tố quan trọng đối với động, thực vật cũng như đối với cây trồng mà đặc biệt là cây lúa nhất là ở thời điểm làmđòng, trổ
bông thì nước có vai trò quyết định tới năng xuất sau này. Nước có vai trò hòa tan các
chất dinh dưỡng và vận chuyển chúng trong đất để cung cấp cho cây. Các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây hầu hết là chất khoáng nếu không được hòa tan trong nước thì rễ cây sẽ không hút được. Nước góp phần quan trọng trong việc cải tạo đất, tạo điều kiện cho vi sinh vật hoạt động phân giải các chất hữu cơlàm tăngđộphì nhiêu chođất.
Nước có tác dụng thau chua rửa mặn tốt, thiếu nước thì cây sẽgiảm năng suất nếu nghiêm trọng hơn thì cây sẽchết.
1.1.4.2. Yếu tốsinh học
Giống
Giống có ảnh hưởng quan trọng đến năng xuất nông nghiệp, điều này thể hiện ở