3. Nội dung nghiên cứu
1.3. Những nghiên cứu về hình thái cây lúa
Hình thái giải phẫu thực vật là một lĩnh vực khoa học được chú ý từ rất sớm, đóng vai trò quan trọng trong khoa học, nghiên cứu phục vụ đời sống con người. Trên thế giới và Việt Nam có nhiều tác giả nghiên cứu về hình thái, giải phẫu cây lúa bởi đây là cây lương thực có vai trò quan trọng. Tuy nhiên những nghiên cứu đầy đủ về hình thái giải phẫu cây lúa chỉ được bắt đầu từ những năm 60 của thế kỷ trước. Những nghiên cứu đó cung cấp đầy đủ những kiến thức chung nhất về cây lúa. Những đặc điểm hình thái, giải phẫu thích nghi của các cơ quan sinh dưỡng.
Bùi Huy Đáp (1980) trong cuốn tài liệu “Cây lúa Việt Nam” đã nghiên cứu tương đối đầy đủ về đặc điểm hình thái, số lượng, kích thước, sự hình thành, phát triển và vai trò của mỗi lá trên thân cây. Tác giả đã mô tả tỷ mỉ
27
hình thái cấu tạo và chức năng của các thành phần trên một lá. Và đã phát hiện ra vị trí phân bố của mô phân sinh ở dưới lá nên khi cắt ngọn, lá vẫn tiếp tục dài ra. Cũng theo ý kiến của tác giả có sự tương quan giữa số lá và ngày trỗ, lúa càng ít lá trỗ càng sớm (Bùi Huy Đáp, 1980) [5].
Khi nghiên cứu giải phẫu lá lúa, Bùi Huy Đáp đã mô tả khá chi tiết cấu tạo, vị trí phân bố và vai trò của các thành phần trong lá. Khi nghiên cứu cấu tạo giải phẫu cổ lá lúa tác giả cho rằng về cơ bản cũng gồm các bộ phận như trên. Tuy nhiên, mô cơ giới phát triển hơn, mô mềm cũng đặc hơn, khoảng thông khí hẹp lại. Tác giả còn phát hiện thấy biểu bì của lá không nằm trên một mặt phẳng nên bề mặt lá lúa thường nhấp nhô, mặt ngoài lá lúa thường có silic làm cho lá lúa thường ráp. Tế bào biểu bì của hai mặt lá cũng khác nhau, biểu bì trên thường kéo dài thành một số lông tơ, có nhiều ở gân lá. Một số tế bào biểu bì phân hóa thành lỗ khí thường có nhiều ở phần ngọn lá và các tế bào này thường tập trung ở mặt trên của lá (Bùi Huy Đáp, 1980) [5].
Khi nghiên cứu về thân lúa, Bùi Huy Đáp đã mô tả tương đối đầy đủ về đặc điểm hình thái. Tác giả đã đưa ra được mối liên hệ về sự phát triển giữa thân và lá: thân cây lúa phát triển dần cùng với sự phát triển của những lá non trên thân. Trong kết quả nghiên cứu tác giả đã phân biệt rõ hình thái, kích thước và sự phát triển của các lóng trên thân, chiều cao cây, số lượng lóng phụ thuộc vào giống và điều kiện sinh thái. Trên mỗi lóng cấu tạo các tế bào phía trên cứng, còn phía gần dưới gốc lại mềm, hình thành một vòng mờ quanh thân gồm toàn mô phân sinh hình thành các tế bào mới làm lóng dài thêm (Bui Huy Đáp, 1980) [5].
Khi nghiên cứu về cấu tạo giải phẫu đốt thân, tác giả đã đưa ra sự khác biệt về cấu tạo giữa thân và đốt. Sự phức tạp về cấu tạo và sắp xếp các bó dẫn của đốt vừa đảm bảo dòng nhựa nguyên và dòng nhựa luyện chạy thông từ trên xuống dưới và từ dưới lên trên lại vừa đảm bảo nhựa dẫn tới lá và rễ.
28
Ngay dưới đốt có một vòng tế bào sinh rễ có khả năng đâm rễ khi gặp điều kiện thích hợp, càng lên các đốt trên thì khả năng này cành giảm (Bùi Huy Đáp, 1980) [5].
Khi nghiên cứu về hình thái rễ lúa, Bùi Huy Đáp đã đưa ra ý kiến cả về hình thái và giải phẫu. Về hình thái rễ lúa, tác giả đã mô tả tương đối đầy đủ về quá trình hình thành, phát triển của bộ rễ qua các thời kì khác nhau, mối liên hệ giữa số đốt và số lượng rễ. Ông đã phân chia các cấp độ rễ lúa: Rễ cấp một mọc phía dưới lóng thân nên đường kính rễ nhỏ hơn, các cấp rễ sau phát sinh từ cấp một nên đường kính nhỏ hơn, các cấp rễ sau phát sinh từ cấp rễ trước và có đường kính nhỏ dần.
Về giải phẫu rễ lúa, tác giả cho rằng tác giả cho rằng lúa thuộc lớp 1 lá mầm nên rễ có cấu tạo đặc trưng của thực vật Một lá mầm - chỉ có cấu tạo sơ cấp không có cấu tạo thứ cấp. Trong đó, ông mô tả những đạc điểm cơ bản về cấu tạo giải phẫu của các thành phần cấu tạo nên rễ lúa. Khi nghiên cứu, tác giả còn thấy: do sống trong điều kiện ngập nước nên tuổi cây càng cao, số lượng tế bào mô mềm càng giảm, tỷ lệ nước trong tế bào mô mềm giảm, khoảng trống giữa các tế bào càng to dần và hình thành mô thông khí (Bùi Huy Đáp, 1980) [5].
Nguyễn Văn Hoan (2006) trong cuốn “Cẩm nang cây lúa” cũng đã đề cập đến hình thái, cấu tạo, quá trình phát triển, sự sắp xếp của các lá trên thân và vai trò của các loại lá. Tác giả đã bổ sung thêm một số đặc điểm của lá như: phiến lá gồm các gân chạy song song, tùy thuộc vào giống mà phiến lá có các hình dạng khác nhau. Ở các giống cao cây cổ truyền thường gặp loại lá có phiến lá cong đều hình cánh cung, lá mỏng và yếu. Một số giống khác có kiểu lá cong đầu. Các giống lúa cải tiến với kiểu cây hiện đại thì hình dạng của phiến lá đã chuyển thành dạng lá thẳng, bản lá dày, lá tương đối ngắn (Nguyễn Văn Hoan ,2006)[10].
29
Nghiên cứu về hình thái, cấu tạo thân lúa, Nguyễn Văn Hoan cho rằng cây lúa có thân giả (các bẹ lá kết lại với nhau thường dẹt, xốp) và thân thật (các lóng kế tiếp với nhau kế tiếp qua các đốt) phần cuối của thân là bông lúa, thân lúa thường có 4 - 5 lóng dài phân biệt được. Ở các giống phản ứng với ánh sáng ngày ngắn và cấy ở chân ruộng sâu thân lúa có thể có từ 6 - 7 lóng, các lóng này lần lượt phát triển từ lóng thấp đến lóng cao và các lóng sau dài hơn lóng trước, dài nhất là lóng sát bông. Các giống lúa tuy có khác nhau về số lóng song dài nhất đều là 3 lóng và tổng chiều dài 3 lóng này cùng với bông lúa chiếm tới 90 - 95 chiều dài thân; 3 lóng cuối ngắn, to, dầy, cứng cáp thì cây lúa thường có khả năng chống đổ tốt (Nguyễn Văn Hoan, 2006) [10].
Nguyễn Văn Hoan khi nghiên cứu về cấu tạo giải phẫu rễ lúa, tác giả cũng rút ra một số đặc điểm cơ bản giống nghiên cứu của Bùi Huy Đáp. Bên cạnh đó, ông đã bổ sung thêm một số đặc điểm về sự phát triển của lớp lông hút. Theo tác giả lớp lông hút do lớp tế bào biểu bì kéo dài ra mà thành, rễ già thì biểu bì mất đi, lông hút chết dần và tách ra khỏi rễ, ngoại bì hóa bần và không thấm nước. Lúc này rễ đóng vai trò như một cái ống dẫn (Nguyễn Văn Hoan, 2006) [10].
Nguyễn Ngọc Đệ (2008) trong cuốn “ Giáo trình cây lúa” cũng đã đề cập đến hình thái, cấu tạo của lá lúa. Tác giả mô tả một số đặc điểm của lá như: phiến lá gồm các gân chạy song song từ cổ lá đến chót lá. Phiến lá chứa nhiều bó mạch lớn nhỏ và các bọng khí phát triển ở gân chính, đồng thời ở hai mặt lá đều có khí khổng. Mặt trên lá có nhiều lông hạn chế thoát hơi nước và điều hòa nhiệt độ. Các tế bào nhu mô có nhiều hạt diệp lục nơi xúc tác các phản ứng quang hợp của cây lúa.
Nghiên cứu về cấu tạo, giả phẫu thân lúa tác giả cho rằng thân lúa gồm những mắt và lóng nối tiếp nhau. Lóng là phần thân giữa hai mắt và được bẹ ôm chặt, thường các lóng bên dưới ít phát triển nên các mắt rất khít nhau. Chỉ
30
có 3-8 lóng trên cùng vươn dài khi lúa có đòng đòng. Thiết diện lóng có hình tròn hay bầu dục với thành lóng dày hay mỏng, lóng dài hay ngắn tùy thuộc vào giống và điều kiện môi trường. Về cấu tạo bẹ lá là phần ôm lấy thân, bẹ lá có nhiều khoảng trống nối liền với khí khổng ở phiến lá thông với thân và rễ (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008) [7].
Nhìn chung, các tác giả khi nghiên cứu về hình thái - giải phẫu của cây lúa đã mô tả khá đầy đủ, tỉ mỉ về cơ quan sinh dưỡng. Tuy nhiên, về giải phẫu lá, thân, rễ cây thích nghi với các điều kiện ngoại cảnh bất lợi, hay khả năng chống gẫy đổ chưa được các tác giả chú ý nhiều.
31
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG THỜI GIAN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài tôi nghiên cứu giống lúa nếp tan cổ truyền của đồng bào dân tộc Thái, trồng tại xã Thôm Mòn, huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La
GIỐNG NẾP TAN TRÒN GIAI ĐOẠN 8 GIỐNG N87 GIAI ĐOẠN 8
Hình 2.1. Giống lúa nếp tan tròn và giống N87được trồng ở xã Thôm Mòn,huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La
Giống đối chứng là N87, số liệu của giống được tham khảo từ thành viên của nhóm nghiên cứu: Phạm Quốc Cường
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
2.2.1. Địa điểm nghiên cứu
Giống lúa được trồng, theo dõi nghiên cứu tại xã Thôm Mòn, huyện Thuận Châu, Tỉnh Sơn La.
Các chỉ tiêu giải phẫu được thực hiện tại phòng thí nghiệm Bộ môn Thực vật, khoa Sinh học, Trường ĐH Sư phạm Hà Nội.
32
2.2.2. Thời gian nghiên cứu
Đề tài được tiến hành từ tháng 1 năm 2013 đến tháng 10 năm 2013, theo dõi trong vụ Thu đông (15/1 – 27/6/2013) và vụ Xuân hè (1/7 - 10/11/2013)
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
23.1. Cơ sở khoa học và cơ sở thực tiễn
2.3.1.1. Cơ sở khoa học
Cây lúa thuộc họ Lúa (Poaceae) có hoa tự thụ phấn, tỷ lệ giao phấn rất ít nên đặc điểm di truyền tương đối ổn định. Hầu hết các giống lúa địa phương có tính chống chịu cao với một số loài sâu bệnh nguy hiểm và điều kiện ngoại cảnh bất lợi do tính thích nghi cao với các điều kiện địa phương nên thường cho năng suất ổn định.
Giống lúa địa phương là những quần thể rất phức tạp do trao đổi hạt giống trong cộng đồng và giữa các cộng đồng. Cùng với kinh nghiệm chọn lọc, để giống nên các giống địa phương rất đa dạng về di truyền nên đây là nguồn nguyên liệu quý cho cho các kế hoạch cải tiến giống cây trồng (Nguyễn Văn Hiển, 2000) [11].
Các giống cây trồng mới được tạo ra với mục đích khắc phục các nhược điểm của giống cũ và cuối cùng để thỏa mãn nhu cầu của con người. Cơ sở tạo ra các giống mới là củng cố và duy trì các ưu điểm vốn có của các giống cũ bằng cách chọn lọc trực tiếp, sử dụng trong các tổ hợp lai hoặc làm vật liệu để gây đột biến nhằm cải tạo các tính trạng mong muốn và bồi dục chúng thành giống mới. Vì vậy, trước khi muốn tạo ra các giống lúa mới có nhiều ưu điểm cần nghiên cứu những đặc điểm sinh học nông học các giống lúa thuần địa phương mang phẩm chất tốt, từ đó làm cơ sở lai tạo ra các giống mới có phẩm chất tốt, ổn định. .
33
2.3.1.2. Cơ sở thực tiễn
Huyện Thuận Châu là một trong những huyện miền núi nghèo của tỉnh Sơn La, sản xuất nông nghiệp chủ yếu mang tính tự cung tự cấp. Việc sản xuất nông nghiệp trong vùng mang tính chất dựa trên kinh nghiệm lâu năm của người dân là chính, người dân chưa tiếp xúc nhiều với khoa học kỹ thuật tiên tiến nên nông nghiệp trong vùng chưa thực sự phát triển.
Thuận Châu là huyện có nền sản xuất lúa gạo đứng thứ 2 sau huyện Phù Yên của tỉnh Sơn La. Phần lớn địa hình huyện là đồi núi nên Thuận Châu hình thành các tiểu vùng khí hậu khác nhau gây khó khăn cho sản xuất nông nghiệp. Tổng diện tích gieo trồng toàn huyện là 5.053ha, trong đó diện tích lúa nước là 2.319 ha: Chủ yếu là giống N87, N97 chiếm 68%, các giống lúa lai như Nhị ưu 838, Nhị ưu 63, Tẻ thơm TH số 1, Thục hưng 63, Khang dân 18, IR 64 chiếm 29% còn lại là các giống lúa địa phương. Diện tích không có khả năng cấy do thiếu nước là 2734 ha được bà con nông dân chuyển sang trồng lúa nương và một số cây trồng khác như đậu tương, lạc, ngô, sắn,..[2] Hầu hết các giống lúa địa phương được người dân gieo trồng với diện tích nhỏ để giữ giống, trong quá trình sản xuất tập quán canh tác của người dân còn lạc hậu, trình độ hạn chế nên ảnh hưởng năng suất lúa.
Nếp tan tròn là giống lúa địa phương, được người dân trồng từ lâu nhưng phân bố không đều ở các xã của huyện Thuận Châu, hiện tại giống nếp tan tròn chủ yếu được trồng tại xã Thôm Mòn, huyện Thuận Châu. Giống nếp tan tròn là giống lúa cây cao, có khả năng chịu rét và kháng một số loại sâu bệnh khá tốt, phẩm chất hạt gạo cùng hương vị thơm ngon của giống thêm giá trị so với các giống lúa lai hiện trồng trên địa bàn huyện. Theo phương pháp chọn giống cổ truyền, người dân tự để giống nên có giá thành rẻ hơn so với nguồn giống từ các công ty cung cấp giống. Một ưu điểm nữa của giống nếp
34
tan tròn là tính ổn định cao trong di truyền, tuy người dân để giống sau mỗi vụ theo phương pháp thô sơ là cho vào túi, gác lên sàn bếp nhưng năng suất và phẩm chất hạt của giống từ nhiều thế hệ không có hiện tượng thái hóa giống. Nhưng hạn chế của giống là năng suất không cao, và khả năng kháng đổ trong mùa mưa lũ kém.
Việc nghiên cứu các đặc điểm hình thái, giải phẫu, nông học của giống từ đó lấy cơ sở đưa ra các biện pháp kỹ thuật thích hợp cải tạo giống, để giống có năng suất cao hơn giúp cải thiện đời sống cho người dân tại địa phương, và xa hơn là lưu giữ nguồn gen mang phẩm chất tốt, ổn định của giống.
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu ngoài đồng ruộng
Chúng tôi sử dụng phương pháp theo dõi trên ruộng, bao gồm các bước sau:
Bước 1: Chọn ruộng: Chọn một mảnh ruộng có diện tích 100m2, được người dân tộc Thái gieo trồng giống lúa nếp tan tròn, tại xã Thôm Mòn, huyện Thuận Châu, Sơn la
Bước 2: Quá trình làm đất, phương pháp cấy:
- Quá trình làm đất:
- Phương pháp cấy: Mạ gieo khoảng 15 ngày (vụ hè - thu) và khoảng 25 ngày (vụ đông - xuân), lưu ý gieo mạ trong vụ đông xuân có bón thêm phân chuồng giữ ấm cho mạ. Mạ già đưa đi cấy trên ruộng đã làm đất, giống lúa nghiên cứu cấy thẳng, với mật độ khoảng 35 – 36 khóm/m2.
Bước3: Theo dõi đặc điểm về tăng trưởng, các tính trạng hình thái và
thu mẫu lúa các giai đoạn phát triển khác nhau của cây lúa. * Phương pháp nghiên cứu tính trạng hình thái, nông học
(Theo dõi, đánh giá các chỉ tiêu theo quy phạm giá trị khảo nghiệm canh tác và sử dụng giống lúa 10 TCN 558-2002 theo quyết định số 143/2002/BNN - KHCN ngày 6/12/2002)
35
Bảng 2.1: Các giai đoạn phát triển của cây lúa theo mã số
Mã số Giai đoạn 1 Nảy mầm 2 Mạ 3 Đẻ nhánh 4 Vươn long 5 Làm đòng 6 Trỗ bông 7 Chín sữa 8 Vào chắc 9 Chín
2.3.2.1. Phương pháp nghiên cứu tính trạng hình thái (bảng 2.2)
Bảng 2.2: Phƣơng pháp nghiên cứu tính trạng hình thái STT Chỉ tiêu theo dõi Giai đoạn Thang xác định (điểm) Cách xác định 1 Màu sắc gốc bẹ lá 3-9 1-xanh; 2-có sọc tím; 3-tím nhạt; 4-tím Quan sát 2 Màu sắc phiến lá 4 – 6 1- xanh nhạt; 2- xanh; 3-đậm; 4-tím ở đỉnh lá; 5-tím ở mép lá; 6- có đốm tím; 7-tím Quan sát 3 Độ phủ lông trên lá 5-6 1-trơn; 2- trung bình; 3-phủ long Quan sát và dùng ngón tay vuốt từ đỉnh lá
36 xuống gốc má rồi đánh giá 4 Màu sắc cổ lá 4-5 1-xanh nhạt; 2-tím Quan sát 5 Màu sắc thìa lìa 4-5 1-trắng; 2-sọc tím; 3-tím Quan sát 6 Chiều dài lá 3-6 3-ngắn (<25cm); 5-trung bình (25-