2. HÌNH THÁI THỰC VẬT HỌC, YÊU CẦU SINH THÁI VÀ SINH TRƯỞNG
2.3. GIAI ĐOẠN SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN CỦA CÂY LÚA
2.3.2. Các giai đoạn phát triển của cây lúa
2.3.2.1. Giai đoạn nảy mầm
* Quá trình nảy mầm của hạt lúa
- Thực chất của quá trình nảy mầm lá quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ phức tạp (tinh bột, protein, lipit) thành các hợp chất hữu cơ đơn giản (đường, axit amin, axit béo và glyxerin). Các biến đổi sinh hoá này đã tạo ra năng lượng để cung
cấp cho quá trình nảy mầm.
- Qúa trình nảy mầm như sau: Đầu tiên là một khối trắng (tiền thân của mầm và
rễ phôi) xuất hiện phá vỏ trấu ra ngoài (hạt nứt nanh), tiếp đến là rễ phôi (rễ mầm và rễ mộng) xuất hiện và dài ra nhanh chóng cuối cùng là mầm xuất hiện.
- Mầm xuất hiện trước hết là lá bao hình vảy tiếp đến là lá khơng hồn tồn cuối
cùng mới xuất hiện lá thật.
- Trong suốt quá trình nảy mầm, từ khi hạt nứt nanh cho đến khi cây có 3 lá thật cây lúa non sử dụng chất dự trữ trong hạt. từ khi cây có bốn lá thật trở lên, có 4-5 rễ
- Nước: Để hạt nảy mầm cần ngâm cho hạt hút no nước, ngâm với lượng nước
vừa đủ, nhiều quá hoặc ít quá đều ảnh hưởng không tốt đến sức nảy mầm của hạt.
Trong thực tế thường ngâm với thể tích nước gấp 3 lần thể tích thóc và trong q trình ngâm phải thay nước hai lần bằng nước sạch để đãi chua tạo điều kiện thuận lợi cho
hạt lúa nảy mầm. Thời gian ngâm dài hay ngắn phụ thuộc vào vỏ trấu dày hay mỏng, nhiệt độ khơng khí và nhiệt độ nước khi ngâm. Nhu cầu nước để hạt lúa nảy mầm cịn phụ thuộc vào nhóm giống.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ giới hạn thấp để hạt lúa có thể nảy mầm được là 12oC, tối cao là 40oC, tối thích là 30-35oC,ở điều kiện này hạt lúa nảy mầm nhanh và tập trung.
Vì vậy tuỳthuộc vào thời vụ gieomà cần có các biện pháp xử lý thích hợp để đảm bảo
đủ điều kiện nhiệt độ giúp cho lúa nảy mầm thuận lợi. Trong thực tế sản xuất để phối
hợp tốt giữa hai yếu tố nhiệt độ và nước người ta kết hợp ngà yngâm đêm ủ để xúc tiến
quá trình nảy mầm của hạt lúa (ngày ngâm để cung cấp nước, đêmủ cung cấp nhiệt độ
và oxi).
- Oxi: Oxi cần thiết cho qua trình hơ hấp của hạt, cung cấp năng lượng cho quá trình phân giải vật chất trong hạt và phân chia tế bào mới. Khi hạt lúa nảy mầm hạt lấy
oxi ở khơng khí của mơi trường xung quanh để xúc tiến nảy mầm. Trong điều kiện thiếu oxi sự phát triển của mầm sẽ bị hạn chế, rễ mầm sẽ phát triển thuận lợi, khi gieo
rễ dài quá sẽ ảnh hưởng gieo không đều và khi gieo trên luống quá trình phát triển của mầm mạ sẽ rất kém.
Trong sản xuất vụ chiêm xuân người nơng dân có kinh nghiệm khi ngâm mạ có mầm tốt gặp gió mùa đơng bắc khơng gieo ngay mà rải mầm phơi lên sàn kín gió để hạn chế ra rễ khi hết rét mới đem gieo.
- Sức nảy mầm của hạt: Hạt lúa muốn nảy mầm cần có sức nảy mầm tốt. sức nảy mầm của hạt lúa phụ thuộc vào q trình chín vàđiều kiện bảo quản hạt giống.
Sau khi chín hồn tồn trên đồng ruộng hạt lúa có thể nảy mầm được, tuy nhiên
có những giống lúa phải qua thời gian ngủ nghỉ mới nảy mầm được.
Điều kiện bảo quản: Trong điều kiện bảo quản độ ẩm ≤ 13% sẽ ảnh hưởng đến
sức nảy mầm của hạt vì vậy trong sản xuất để hạt lúa nảy mầm thuận lợi phải phơi lại hạt giống trước khi ngâm ủ hay trước khi gieo phải thử sức nảy mầm của hạt nếu tỷ lệ
nảy mầm >85% thì có thể sử dụng giống đó để gieo.
2.3.2.2. Giai đoạn mạ
-Được tính từ khi hạt nảy mầm đủ tiêu chuẩn gieo ra ruộng mạ cho đến khi nhổ
mạ cấy ra ruộng (giai đoạn mạ chỉ có ở phương thức c ấy).
- Thời kỳ mạ dài, ngắn tuỳ thuộc vào giống, mùa vụ hoặc phương pháp gieo trồng.
+ Gieo mạ ruộng (mạ dược) đối với các giống lúa cũ dài ngày, thời kỳ mạ khoảng 40-45 ngày ở vụ mùa, 50-60 ngày ở vụ đông xuân, các giống lúa ngắn ngày
+ Gieo mạnền, mạ sân tuổi mạ 15-18 ngày ở trà xuân muộn, gieo mạ khay (mạ
Nhật bản) thời gian tuổi mạ chỉ 7-10 ngày tương ứng với 2,5-3 láở vụ mùa.
- Từ lúc gieo đến khi ra được 3 lá thật tốc độ hình thành các lá đầu tương đối
nhanh, rễ phơi cũng phát triển và hình thành vài lứa rễ đầu tiên nhưng số lượng rễ chưa
nhiều. Để cho cây mạ sinh trưởng thuận lợi sau khi gieo cần giữ ẩm cho ruộng mạ, tránh bị ngập hoặc hạn.
=> Thời kỳ này dinh dưỡng của cây mạ chủ yếu dựa vào chất dự trữ trong hạt nên chưa cần bón thúc. Cây mạ cịn nhỏ, yếu, khả năng chống chịu kém. Vì vậy cần
tạo điều kiện để cây mạ có khả năng chống chịu rét, sâu bệnh. ..
- Từ khi cây mạ có 4 lá thật đến khi có 5-6 lá đối với giống trung ngày và 6-7 lá
đối với giống dài ngày là có thể nhổ cấy.
- Thời kỳ này cây mạ sử dụng dinh dưỡng từ môi trư ờng để sống, cần chú ý
chăm sóc, bón thúc cho mạ phát triển. Chiều cao cây, kích thước cây mạ tăng mạnh, có
thểrađược 4-5 lứa rễ, khả năng chống chịu cũng tăng lên.
-Ở phía Bắc, những năm rét nhiều, mạ sinh trưởng chậm, tốc độ ra lá chậm nên thời kỳ mạ thường kéo dài. Ngược lại, năm ấm tốc độ ra lá nhanh, sớm đạt tuổi mạ cấy, cần có biện pháp hãm mạ để tránh mạ già, mạ ống.
=> Thời kỳ mạ có ý nghĩa quan trọng, chăm sóc cho mạ tốt, mạ khoẻ giúp cho cây lúa khi cấy chóng hồi xanh, khả năng đẻ nhánh tốt, tạo điều kiện cho các giai đoạn sinh trưởng phát triển sau này.
Hình. 2.9. Giaiđoạn mạ
2.3.2.3. Giai đoạn bén rễ hồi xanh
- Trong điều kiện gieo mạ dược, tuổi mạ dài, sau khi cấy ra ruộng, cây mạ cần có một thời gian ngắn đề hồi phục, thời gian đó được gọi là giai đoạn bén r ễ hồi xanh.
- Đặc điểm: Cây mạ được phục hồi, ra rễ mới, lá cây mạ xanh trở lại. Giai đoạn
Ví dụ: Vụ chiêm, vụ xuân sớm, nhiệt độ thấp thời gian này khoảng 15 ngày thậm chí tới 20-25 ngày. Vụ mùa nhiệt độ cao thời gian này khoảng 7-10 ngày.
Hình 2.10. Giaiđoạn bén rễ hồi xanh
2.3.2.4. Giai đoạn đẻ nhánh
* Thời gian đẻ nhánh
- Về mặt lý thuyết khi cây lúa có đủ 4 lá thật thì xuất hiện nhánh thứ nhất ở nách lá thật thứ nhất. Trong thực tế sản xuất phổ biến khi cây lúa có 5-6 lá thì cây lúa mới bắt đầu đẻ nhánh, kết thúc đẻ nhánh khi cây lúa chuyển sang giai đoạn làm đốt
làm đòng.
- Thời gian đẻ nhánh dài hay ngắn phụ thuộc vào giống, thời vụ gieo, biện pháp
kỹ thuật tác động.
Hình 2.11. Giai đoạn lúa đẻ nhánh
* Quy luật đẻ nhánh
- Quá trìnhđẻ nhánh của cây lúa trải qua 4 giai đoạn : + Phân hố mầm nhánh
+ Hình thành nhánh + Nhánh dài ra trong bẹ lá + Nhánh xuất hiện
- Trong điều kiện thuận lợi (nhiệt độ, ánh sáng, dinh dưỡng đầy đủ) khi cây lúa
có lá thứ tư thì nhánh thứ nhất xuất hiện.
- Thời kỳ đầu nhánh lúa sống dị dưỡng nhờ vào cây mẹ, khi có lá thứ tư rễ đã phát triển thì nhánh sống độc lập.
- Quy luật đẻ nhánh của cây lúa có liên quan chặt đến quy luật ra lá của lúa. Để hình thành một lá lúa trải qua 4 giai đoạn :
+ Phân hố mầm lá + Hình thành phiến lá
+ Hình thành bẹ lá
+ Lá xuất hiện Như vậy khi:
+ Cây lúa có lá thật thứ nhất thì mầm nhánh mới bắt đầu phân hố + Cây lúa có lá thứ hai thì mầm nhánh được hình thành
+ Cây lúa có lá thứ 3 thì mầm nhánh dài ra trong bẹ lá
+ Cây lúa có lá thứ 4 thì nhánh thứ nhất ở đốt thứ nhất xuất hiện
* Phạm vi mắt đẻ và khả năng đẻ nhánh
- Khả năng đẻ nhánh của cây lúa phụ thuộc vào phạm vi mắt đẻ và điều kiện ngoại cảnh.
PVMĐ = Tổng số lá cây mẹ- (tuổi mạ + số lóng) + 1
Ví dụ: Một giống lúa có tổng số lá là 15, Tuổi mạ 5 lá, số lóng là 4. Phạm vi mắt đẻ là :
PVMĐ = 15 –(5+4) +1 = 7
KNĐN = 2n
n : là phạm vi mắt đẻ nhánh.
* Nhánh hữu hiệu, nhánh vô hiệu
- Giai đoạn đẻ nhánh là giai đoạn quan trọng của cây lúa bởi nó liên quan tới
yếu tố tạo thành năng suất lúa (số bông/m2).
- Nhánh hữu hiệu là những nhánh phát triển để cho bông thu hoạch n ăng suất,
thường là những nhánh đẻ sớm. Nhánh vô hiệu là những nhánh trong quá trình phát triển không gặp điều kiện thuận lợi cây lúa lụi đi không thành bông được, thường là những nhánh đẻ muộn. Trong thực tiễn sản xuất cần phải tác động các biện pháp kỹ thuật để nâng cao nhánh hữu hiệu và hạn chế nhánh vơ hiệu để nâng cao năng suất lúa.
- Q trình đẻ nhánh của cây lúa phụ thuộc vào các điều kiện giống, điều kiện ngoại cảnh và biện pháp kỹ thuật tác động.
+ Những giống lúa ngắn ngày, lúa lai đẻ nhánh sớm, đẻ tập trung, thời gian đẻ nhánh ngắn, những giống lúa dài ngày, giống địa phương đẻ nhánh muộn, đẻ lai rai, thời gian đẻ nhánh kéo dài.
+ Nhiệt độ cao tốc độ đẻ nhánh nhanh hơn nhiệt độ thấp (vụ mùa cây lúa đẻ
nhánh nhanh hơn vụ chiêm).
+ Mật độ cấy: Mạ cấy thưa đẻ nhánh khoẻ hơn mạ cấy dày . + Tuổi mạ: Tuổi mạ non đẻ nhánh tốt hơn mạ già.
+ Bón thúc đạm sớm, tập trung vào đầu thời kỳ đẻ nhánh tạo điều kiện thuận lợi cho lúa đẻ nhánh tập trung, tỷ lệ nhánh hữu hiệu nhiều.
+ Điều tiết nước hợp lý: Cây lúa đẻ nhánh thuận lợi ở mực nước trong ruộng từ 5-10 cm.
+ Làm cỏ sục bùn: Để tăng hàm lượng oxi trong đất lúa xúc tiến quá trình đẻ
nhánh thuận lợi.
2.3.2.5. Giai đoạn làm đốt làm đòng
* Thời gian làm đốt
- Thời gian làm đốt dài hay ngắn có liên quan chặt chẽ đến thời kỳ trỗ bơng, cũng như liên quan đến số lóng kéo dài trên thân nhiều hay ít.
- Giống lúa ngắn ngày có thời gian làm đốt khoảng 25-30 ngày, giống lúa trung ngày 30-40 ngày và dài ngày khoảng 50-60 ngày. Thời gian làm đốt cũng có những quy luật nhất định. Ở vụ mùa, cây lúa làm đốt vào trung tuần tháng 8, trước khi làm
đòng 7 đến 20 ngày tuỳ giống. Ở vụ chiêm xuân, cây lúa làm đốt vào trung tuần tháng
3, trước khi làm đòng 5-7 ngày.
- Thời gian làm đốt, làm đòng của các giống ngắn ngày được bắt đầu cùng một
lúc. Do đó thời gian làm đốt làm địng bằng nhau. Đơi khi cũng có giống lúa phân hố địng rồi mới làm đốt, trong trường hợp này thời gian làm đốt ngắn hơn làm địng.
* Q trình làmđốt
- Thân lúa được phát triển từ trục phôi. Trong thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng, thân lúa là thân giả do các bẹ lá tạo thành. Từ thời kỳ làm đốt trở đi, thân lúa chính thức mới hình thành.
- Q trình làmđốt được tính khi lóng thứ nhất ở gốc thân có chiều dài lớn hơn 0,5 cm. Các lóng ở dưới gốc thường ngắn, tốc độ phát triển chậm. Các lóng trên dài hơn và tốc độ phát triển nhanh hơn.
- Số lóng và kích thước lóng: Số lóng trên thân phụ thuộc vào g iống. Giống lúa trung ngày có 6-7 lóng, giống lúa ngắn ngày có 4-5 lóng.
* Giai đoạn làm địng
- Giai đoạn làm địng ( từ phân hố địng đến địng già), là q trình phân hố
lúa.Ở thời kỳ này, cây lúa có những thay đổi rõ rệt về hình thái, màu sắc lá, sinh lý, khả năng chống chịu ngoại cảnh.
- Quá trình này diễn ra ở đỉnh điểm sinh trưởng của các nhánh cây lúa, có thể nhìn thấy địng lúa bắng mắt thường khi địng đã dài 1mm, nơng dân thường gọi là
“cứt gián”.
Sau khi hình thành bơng ngun thủy là giai đoạn vươn dài kết hợp với sự hình thành bơng, gié và hoa hồn chỉnh. Lúc này chiều dài của địng có thể đạt từ 6-12cm, bằng ½ chiều dài của bông sau này. Đòng lúa lớn dần, phình to và phát triển cả về chiều dài.
- Giai đoạn làm đòng kết thúc khi cây lúa có địng già chuẩn bị trỗ bông. Từ giai đoạn bông nguyên thuỷ cây lúa cịn hình thànhđược ba lá nữa, khơng kể lá địng.
2.3.2.6. Giai đoạn trổ bơng nở hoa
* Giai đoạn trỗ bơng
-Khi địngđã hồn chỉnh cây lúa bắt đầu trỗ. Toàn bộ bơng lúa thốt ra khỏi bẹ
lá địng là q trình trỗ xong với thời gian 4-6 ngày.
- Thời gian trỗ càng ngắn càng có khả năng tránh được các điều kiện thời tiết
bất thuận. Cùng với q trình trỗ bơng, có giống vừa nở hoa vừa thụ phấn ngay, nhưng
cũng có giống phải chờ trỗ xong mới tiến hành nở hoa thụ phấn.
* Giai đoạn nở hoa, thụ phấn và thụ tinh
- Trên một bông, những hoa ở đầu bông và đầu gié nở trước, các hoa ở gốc
bông thường nở cuối cùng. Trình tự nở hoa có liên quan đến trình tự vào chắc. Những
hoa gốc bơng nở cuối cùng, nên vào chắc muộn và khi gặp điều kiện bất thuận thường dễ bị lép và khối lượng hạt thấp.
- Trong ngày hoa lúa nở rộ thường vào 8 -9 giờ sáng khi điều kiện nhiệt độ thích
hợp, đủ ánh sáng, quang mây, gió nhẹ. Những ngày mùa hè, trời nắng to có thể nở hoa
sớm vào 7-8 gờ sáng. Ngược lại nếu trời âm u, thiếu ánh sáng hoặc gặp rét hoa phơi màu muộn hơn, vào 12-14 giờ.
- Khi nở hoa phơi màu, vỏ trấu vừa hé mở từ 0-4 phút thì bao phấn vỡ ra, hạt phấn rơi vào đầu nhụy, ống phấn vươn dài tới phôi nang, vỡ ra, giải phóng 2 hạch đực, 1 hạch kết hợp với trứng và phát triển thành phơi. Hạch đực cịn lại kết hợp với hạch
thứ cấp và phát triển thành phôi nhũ.
- Thời gian thụ phấn kể từ khi vỏ trấu mở ra đến khi khép lại kéo dài khoảng 50-60 phút. Thời gian thụ tinh kéo dài 8 giờ sau thụ phấn.
- Sau 8-10 ngày có thể phân biệt rõ các bộ phận của phôi như trục phôi, mầm và rễ phôi. Sau 2 tuần phôi đã phát triển xong và nằm ở dưới bụng hạt.
- Phải mất khoảng một tuần các hoa trên cùng một bông lúa mới nở hết. Sau khi trỗ 10 ngày thì tất cả các hoa trên bông lúa đều được thụ tinh xong, bắt đầu phát triển
thành hạt.
Hình 2.12. Giaiđoạn nở hoa, thụ phấn thụ tinh
2.3.2.7. Giai đoạn chín
Giai đoạn chín một lượng lớn các chất tinh bột và đường tích luỹ trong thân, bẹ lá được vận chuyển vào hạt, hạt lúa lớn dần về kích thước, khối lượng, vỏ hạt đổi màu, già và chín. Lá lúa cũng hố già bắt đầu từ những lá thấp lên trên . theo giai đoạn phát
triển của cây lúa cùng với q trình chín của h ạt.
* Giai đoạn chín sữa: Sau phơi màu 5-7 ngày, chất dự trữ trong hạt ở dạng
lỏng, trắng như sữa. Hình dạng hạt đã hồn thành, lưng hạt có màu xanh. Khối lượng