1.2. Tổng quan về sản xuất lúa và tác động của khí hậu và thời tiết cực đoan đến sản
1.2.1. Đặc điểm sinh thái cây lúa
Lúa gạo là cây lƣơng thực chính của hơn 40% dân số trên thế giới, đặc biệt là ở châu Á, hơn 90% ngƣời dân nơi đây sản xuất lúa nhƣ là thức ăn chính hàng ngày. Thậm chí, nhiều quốc gia ở Đông Nam Á trong đó có Việt Nam là khu vực có nền văn minh lúa nƣớc. Ở nƣớc ta, đồng bằng sông Hồng và đồng bằng Sông Cửu Long là hai vùng trọng điểm sản xuất lúa [29]. Cây lúa có đặc điểm cấu tạo của loài thân cỏ bao gồm 03 phần là rễ, lá và thân (xem hình 1.2).
Hình 1.1. Các bộ phận chính của cây lúa trƣởng thành
Nguồn: [29]
Lúa là một loài thực vật hòa thảo, có tên khoa học để chỉ giống lúa phổ biến vùng châu Á. Nhiều chứng minh cho thấy cây lúa có nguồn gốc từ vùng Ấn Độ và Đông Nam Á. Cây lúa gần nhƣ có thể mọc quanh năm ở các quốc gia vùng nhiệt đới và gió mùa. Cây lúa tồn tại ở các vùng đầm lầy, vùng đồng bằng trũng ngập đến vùng đồi núi và cả vùng nhiễm mặn, nhiễm phèn. Tùy theo giống lúa, thời gian canh tác lúa thƣờng từ 3 đến 6 tháng. Ngoài thời kì làm đất, cây lúa có 03 giai đoạn sinh trƣởng gồm giai đoạn tăng trƣởng, giai đoạn sinh sản, giai đoạn chín (xem hình 1.2, 1.3) [29].
Hình 1.2. Các thời kỳ phát triển của cây lúa ngắn ngày vùng nhiệt đới
Nguồn: [29]
Hình 1.3. Biểu đồ sinh trƣởng của một giống lúa
Nguồn: [10]
Giai đoạn tăng trƣởng là giai đoạn của cây lúa sau khi đƣợc sạ trực tiếp hay cấy đến khi cây lúa đạt số chồi tối đa. Thời kì này kéo dài khoảng 1,5 đến 2 tháng, cây lúa hấp thụ dinh dƣỡng từ đất và ánh sáng, nƣớc để gia tăng số chồi, lá và nở bụi. Chiều dài rễ lúa cũng gia tăng tƣơng ứng với chiều cao cây. Khi đạt đến số lƣợng chồi tối đa, cây lúa không nở bụi nữa, các chồi yếu (chồi vô hiệu hay chồi vô ích) rụi dần và cây
lúa bắt đầu qua giai đoạn phân đòng. Trong thời kì phát triển, nhu cầu nƣớc cho cây lúa gia tăng dần theo tổng diện tích lá và chiều cao cây. Thời gian sinh trƣởng các giống lúa kéo dài hay ngắn khác nhau chủ yếu là do giai đoạn tăng trƣởng này dài hay ngắn. Thƣờng các giống lúa rất ngắn ngày và ngắn ngày có giai đoạn tăng trƣởng ngắn và thời điểm phân hóa đòng có thể xảy ra trƣớc hoặc ngay khi cây lúa đạt chồi tối đa. Ngƣợc lại các giống lúa dài ngày (trên 4 tháng) thƣờng đạt chồi tối đa sau khi phân hóa đòng. Trong canh tác, ngƣời ta hạn chế đến mức thấp nhất việc sản sinh ra số chồi vô hiệu này, bằng cách tạo điều kiện cho lúa nở bụi càng sớm càng tốt và khống chế sự mọc thêm chồi từ khoảng bảy ngày trƣớc khi phân hóa đòng trở đi, để tập trung cho số chồi hữu hiệu.
Giai đoạn sinh sản của cây lúa bắt đầu từ lúc phân hóa đòng đến khi lúa trổ bông. Giai đoạn này kéo dài khoảng 27 đến 35 ngày, trung bình 30 ngày và giống lúa dài ngày hay ngắn ngày thƣờng không khác nhau nhiều. Lúc này cây lúa cao lên do sự xuất hiện đòng lúa, rồi đòng lúa thoát khỏi lớp bẹ của chúng để qua giai đoạn trổ bông. Đây là giai đoạn quan trọng và chịu nhiều tác động của yếu tố thời tiết tại thời điểm lúa trổ bông. Số bông lúa hình thành nhiều và hạt lúa đạt kích thƣớc lớn và vỏ trấu đạt kích thƣớc lớn nhất khi có đủ điều kiện dinh dƣỡng từ đất, mực nƣớc hợp lí, ánh sáng dồi dào, không nhiễm sâu bệnh và không bị các yếu tố thời tiết gây hại nhƣ sƣơng mù, mƣa nặng hạt, gió mạnh... thì cây lúa sẽ hứa hẹn một vụ mùa tốt. Ở thời kỳ cây lúa trổ bông nhu cầu nƣớc cung cấp cho ruộng lúa là cao nhất.
Giai đoạn chín là khi hạt lúa ngậm sữa, rồi chắc xanh và chín. Thời kì này kéo dài khoảng 1 tháng. Tuy nhiên nếu đất ruộng có nhiều nƣớc, thiếu lân, thừa đạm, trời mƣa ẩm, ít nắng trong thời gian này thì giai đoạn chín sẽ kéo dài hơn và ngƣợc lại. Khi bông lúa cong nặng xuống, hạt lúa chuyển sang màu vàng sậm vào khoảng 80% số lƣợng hạt thì có thể bắt đầu gặt. Trong thời kì chín, việc cung cấp nƣớc cho cây lúa giảm đi nhiều và gần nhƣ rút nƣớc hoàn toàn khi bông lúa “cong trái me” đến khi thu hoạch. Giai đoạn này của cây lúa trải qua các thời kì sau.
Thời kì chín sữa (ngậm sữa) các chất dự trữ trong thân lá và sản phẩm quang hợp đƣợc chuyển vào trong hạt. Hơn 80% chất khô tích lũy trong hạt là do quang hợp ở giai đoạn sau khi trổ. Do đó, các điều kiện dinh dƣỡng, tình trạng sinh trƣởng, phát triển của cây lúa và thời tiết từ giai đoạn trổ lúa trở đi hết sức quan trọng đối với quá
trình hình thành năng suất lúa. Kích thƣớc và trọng lƣợng hạt tăng dần làm đầy vỏ trấu. Hạt gạo chứa một dịch lòng mầu trắng đục sữa nên gọi là thời kì lúa ngậm sữa.
Thời kì chín sáp là khi hạt mất nƣớc, từ từ cô đặc lại, lúc vỏ trấu vẫn còn xanh. Thời kì chín vàng khi hạt tiếp tục mất nƣớc, gạo cứng dần, trấu chuyển sang màu vàng đặc thù của giống lúa, bắt đầu từ những hạt cuối cùng ở chót bông lan dần xuống các hạt ở phần cổ bông nên gọi là “lúa đỏ đuôi”, lá già lụi dần.
Thời kì chín hoàn toàn là hạt khô cứng lại, ẩm độ đạt khoảng 20% hoặc thấp hơn, tùy ẩm độ môi trƣờng, lá xanh chuyển vàng và rụi dần. Thời điểm thu hoạch tốt nhất khi 80% hạt lúa ngả sang màu trấu đặc trƣng của giống [10].