Giáo trình Cây lúa

244 trang ngocly 2910

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Cây lúa", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_cay_lua.pdf

Nội dung text: Giáo trình Cây lúa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG BỘ MÔN TÀI NGUYÊN CÂY TRỒNG GIÁO TRÌNH CÂY LÚA Biên soạn: Nguyễn Ngọc Đệ Cần Thơ/2008
THÔNG TIN VỀ TÁC GIẢ PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG CỦA GIÁO TRÌNH 1. THÔNG TIN VỀ TÁC GIẢ Họ và tên: NGUYỄN NGỌC ĐỆ Sinh năm: 22/8/1956 Cơ quan công tác: Bộ môn: Tài nguyên cây trồng Khoa: Viện NC Phát triển ĐB Trường: Đại học Cần Thơ Địa chỉ Email để liên hệ: nnde@ctu.edu.vn 2. PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG Giáo trình có thể dùng tham khảo cho những ngành nào: Nông học, Trồng trọt, Bảo vệ thực vật, Quản lý đất đai Có thể dùng cho các trường nào: Đại học Cần Thơ, Đại học Nông Lâm Tp. HCM, Các Đại học khác có chuyên ngành đào tạo như trên Các từ khóa (Đề nghị cung cấp 10 từ khóa để tra cứu): Giống lúa, bệnh hại lúa, sâu hại lúa, sinh lý lúa, sinh trưởng lúa, kỹ thuật canh tác lúa, chất lượng lúa gạo, sinh thái cây lúa, bảo quản lúa gạo, chọn tạo giống lúa Yêu cầu kiến thức trước khi học môn này: Sinh lý thực vật, Nông hóa thổ nhưỡng, Bảo vệ thực vật đại cương, Trồng trọt đại cương Đã xuất bản in chưa, nếu có thì Nhà xuất bản nào: Đã xuất bản quyết định xuất bản số 720/QĐ-ĐHQGTPHCM, ngày 03/12/2008. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh. 1
MỤC LỤC THÔNG TIN TÁC GIẢ 1 MỤC LỤC 2 DANH SÁCH HÌNH 11 DANH SÁCH BẢNG 17 CẢM TẠ 19 MỞ ĐẦU 20 CHƯƠNG 1: VỊ TRÍ KINH TẾ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TRIỂN VỌNG CỦA NGÀNH LÚA 21 1.1. VỊ TRÍ KINH TẾ CỦA LÚA GẠO 23 1.1.1. Giá trị dinh dưỡng 23 1.1.2. Giá trị sử dụng 25 1.1.3. Giá trị thương mại 26 1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT LÚA GẠO TRÊN THẾ GIỚI 27 1.3. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT LÚA GẠO Ở NƯỚC TA VÀ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 34 1.4. NHỮNG TIẾN BỘ GẦN ĐÂY VÀ TRIỂN VỌNG CỦA NGÀNH TRỒNG LÚA 38 1.5. CÂU HỎI ÔN TẬP 40 1.6. BÀI ĐỌC THÊM 41 CHƯƠNG 2: NGUỒN GỐC VÀ PHÂN LOẠI LÚA 42 2.1. NGUỒN GỐC 42 2.1.1. Nơi xuất phát lúa trồng 42 2.1.2. Tổ tiên lúa trồng 43 2.1.3. Lịch sử ngành trồng lúa 45 2.2. PHÂN LOẠI LÚA 46 2.2.1. Theo đặc tính thực vật học 46 2.2.2. Theo sinh thái địa lý 47 2.2.3. Theo đặc tính sinh lý: Tính quang cảm 49 2.2.3.1. Nhóm lúa quang cảm 49 2.2.3.2. Nhóm lúa không quan cảm 50 2.2.4. Theo điều kiện môi trường canh tác 50 2.2.5. Theo đặc tính sinh hoá hạt gạo 51 2.2.6. Theo đặc tính của hình thái 52 2.3. CÂU HỎI ÔN TẬP 53 2
2.4. BÀI ĐỌC THÊM 53 CHƯƠNG 3: HÌNH THỂ HỌC VÀ SỰ SINH TRƯỞNG CỦA CÂY LÚA 54 3.1. CÁC GIAI ĐOẠN SINH TRƯỞNG CỦA CÂY LÚA 54 3.1.1. Giai đoạn tăng trưởng 55 3.1.2. Giai đoạn sinh sản 56 3.1.3. Giai đoạn chín 56 3.2. HẠT LÚA VÀ SỰ NẨY MẦM 59 3.2.1. Hạt lúa 59 3.2.1.1. Vỏ lúa 59 3.2.1.2. Hạt gạo 59 3.2.2. Sự nẩy mầm 60 3.3. MẦM LÚA VÀ MẠ NON 61 3.4. RỄ LÚA 62 3.4.1. Rễ mầm 62 3.4.2. Rễ phụ (còn gọi là rễ bất định) 62 3.5. THÂN LÚA 64 3.6. LÁ LÚA 67 3.6.1. Phiến lá 67 3.6.2. Bẹ lá 68 3.6.3. Cổ lá 68 3.7. BÔNG LÚA 70 3.7.1. Hình thái và cấu tạo 70 3.7.2. Quá trình phát triển của đồng lúa và sự trổ bông 71 3.8. HOA LÚA 72 3.8.1. Hình thấy và cấu tạo 72 3.8.2. Sự phơi màu, thụ phấn và thụ tinh 73 3.9. CÂU HỎI ÔN TẬP 75 3.10. BÀI ĐỌC THÊM 75 CHƯƠNG 4: ĐẶC ĐIỂM SINH THÁI CÂY LÚA 76 4.1. ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU – THỦY VĂN 76 4.1.1. Nhiệt độ 76 4.1.1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp 77 4.1.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ cao 77 4.1.2. Ánh sáng 78 4.1.2.1. Cường độ ánh sáng 78 3
4.1.2.2. Quang kỳ 79 4.1.3. Lượng mưa 82 4.1.4. Gió 83 4.1.5. Thủy văn 84 4.1.5.1. Vùng lúa nổi 86 4.1.5.2. Vùng lúa cấy 2 lần 86 4.1.5.3. Vùng cấy lúa 1 lần 86 4.2. ĐIỀU KIỆN ĐẤT ĐAI 86 4.2.1. Yêu cầu đất đai 86 4.2.2. Đất trồng lúa ở Đồng Bằng Sông Cửu Long 87 4.3. THỜI VỤ - VÙNG TRỒNG LÚA Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 89 4.3.1. Canh tác lúa cổ truyền 89 4.3.1.1. Vùng lúa nổi 89 4.3.1.2. Vùng lúa cấy 2 lần 90 4.3.1.3. Vùng lúa cấy 1 lần 91 4.3.2. Các hệ thống canh tác trên đất lúa hiện nay 94 4.3.2.1. Vùng phù sa nước ngọt 95 4.3.2.2. Vùng nước trời nhiễm mặn 97 4.4. CÂU HỎI ÔN TẬP 99 CHƯƠNG 5: ĐẶC ĐIỂM SINH LÝ CÂY LÚA 100 5.1. TÍNH MIÊN TRẠNG CẢU HẠT LÚA 100 5.1.1. Nguyên nhân 100 5.1.2. Ảnh hưởng đến sản xuất 100 5.1.3. Phương pháp pháp miên trạng 101 5.2. QUANG HỢP VÀ HÔ HẤP 101 5.2.1. Quang hợp 101 5.2.2. Hô hấp 105 5.3. DINH DƯỠNG KHOÁNG CỦA CÂY LÚA 107 5.3.1. Đất ngập nước và dinh dưỡng khoáng của cây lúa 107 5.3.2. Chất đạm (N) 108 5.3.3. Chất lân (P) 111 5.3.4. Chất Kali (K) 112 5.3.5. Chất Silic (Si) 113 5.3.6. Chất sắt (Fe) 114 5.4. CÂU HỎI ÔN TẬP 116 4
5.5. BÀI ĐỌC THỀM 116 CHƯƠNG 6: CẢI TIẾN GIỐNG LÚA 117 6.1. SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ CÔNG TÁC CẢI TIẾN GIỐNG LÚA 117 6.2. CÁC QUAN ĐIỂM VỀ KIỂU HÌNH CÂY LÚA NĂNG SUẤT CAO 119 6.2.1. Khái niệm về kiểu cây chịu phân 119 6.2.2. Khái niệm về kiểu cây lúa lý tưởng 119 6.2.3. Quan điểm của các nhà nông học 120 6.2.4. Kiểu cây lúa cho các vùng sinh thái 121 6.2.5. Quan điểm tổng hợp 122 6.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIỐNG LÚA 123 6.3.1. Phục tráng giống 123 6.3.1.1. Chọn lọc dòng thuần 123 6.3.1.2. Chọn lọc hỗn hợp 123 6.3.2. Lai tạo 124 6.3.2.1. Các phương pháp lại giống lúa 124 6.3.2.2. Phương pháp chọn lọc các thế hệ con lai 126 6.3.3. Phương pháp sử dụng lúa ưu thế lai 128 6.3.3.1. Điều kiện sử dụng lúa ưu thế lai 128 6.3.3.2. Vật liệu di truyền cần thết 128 6.3.3.3. Quy trình sản suất hạt ưu thế lai 129 6.3.4. Phương pháp gây đột biến 132 6.3.5. Phương pháp cấy mô 133 6.4. TIẾN TRÌNH CÔNG TÁC CẢI TIẾN GIỐNG LÚA 134 6.4.1. Xác định mục đích của chương tình cải tiến giống lúa 134 6.4.2. Các nguồn vật liệu ban đầu 135 6.4.3. Lai tạo và chọn lọc 135 6.4.4. Quan sát sơ khởi 135 6.4.5. Trắc nghiệm hậu kỳ 135 6.4.6. So sánh năng suất 135 6.4.7. Thử nghiệm khu vực hóa 135 6.4.8. Sản xuất thử 136 6.4.9. Sản xuất đại trà 137 6.5. CÔNG TÁC GIỐNG LÚA Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 137 6.6. SƠ LƯỢC CÁC ĐẶT TÊN GIỐNG LÚA 138 6.7. CÂU HỎI ÔN TẬP 140 5
6.8. BÀI ĐỌC THỀM 140 CHƯƠNG 7: KỸ THUẬT CANH TÁC 141 7.1. CỞ SỞ KỸ THUẬT TĂNG NĂNG SUẤT LÚA 141 7.1.1. Các thành phần năng suất lúa 141 7.1.2. Các biện pháp kỹ thuật tăng năng suất lúa 143 7.1.2.1. Số bông trên đơn vị diện tích 143 7.1.2.2. Số hạt trên bông 143 7.1.2.3. Tỉ lệ hạt chắc 144 7.1.2.4. Trọng lượng hạt 144 7.1.3. Những trở ngại chính làm giảm năng suất lúa trên đồng ruộng 145 7.1.4. Kỹ thuật tối đa háo năng suất lúa 146 7.1.4.1. Khái niệm về cây lúa lý tưởng 146 7.1.4.2. Kỹ thuật canh tác lúa hình chữ V 146 7.2. KỸ THUẬT CANH TÁC LÚA 149 7.2.1. Phương pháp sạ thẳng 149 7.2.1.1. Sạ ướt (sạ sát, sạ mộng) 151 7.2.1.2. Sạ khô 154 7.2.1.3. Sạ ngầm 155 7.2.1.4. Sạ chay 157 7.2.1.5. Sạ gởi 158 7.2.2. Phương pháp cấy 160 7.2.2.1. Làm mạ 160 7.2.2.2. Chuẩn bị đất 161 7.2.2.3. Cấy lúa 161 7.2.2.4. Bón phân 162 7.2.2.5. Chăm sóc 162 7.2.3. Lúa tái sinh (lúa chét) 163 7.2.3.1. Điều kiện để chét thành công 163 7.2.3.2. Kỹ thuật canh tác lúa chét 164 7.3. CÂU HỎI ÔN TẬP 166 7.4. BÀI ĐỌC THÊM 166 CHƯƠNG 8: THU HOẠCH VÀ BẢO QUẢN 167 8.1. THU HOẠCH 167 8.1.1. Thời điểm thu hoạch 167 8.1.2. Chọn ruộng để làm giống 167 6
8.1.3. Khử lẫn giống 167 8.1.4. Phương pháp thu hoạch 168 8.1.4.1. Gặt lúa 169 8.1.4.2. Cắt lúa 169 8.1.5. Ra hạt 170 8.1.5.1. Đập bồ 170 8.1.5.2. Đập cặp 170 8.1.5.3. Đạp lúa 171 8.1.5.4. Suốt lúa 171 8.1.6. Làm sạch hạt (Giê lúa) 173 8.2. PHƠI SẤY LÚA 174 8.2.1. Nguyên tắc cơ bản của việc phơi sấy 174 8.2.2. Các phương pháp sấy 175 8.2.2.1. Phơi nắng 175 8.2.2.2. Sấy lúa 176 8.3. BẢO QUẢN HẠT LÚA 177 8.3.1. Nguyên nhân làm giảm chất lượng hạt giống khi bảo quản 177 8.3.2. Các phương pháp bảo quản hạt giống 178 8.4. CÂU HỎI ÔN TẬP 179 8.5. BÀI ĐỌC THÊM 179 CHƯƠNG 9: PHẨM CHẤT HẠT 180 9.1. TỔNG QUAN VỀ PHẨM CHẤT HẠT 180 9.2. ĐẶC TÍNH PHẨM CHẤT HẠT LÚA 180 9.2.1. Ẩm độ hạt 180 9.2.2. Độ sạch 181 9.2.3. Độ rặt giống 181 9.2.4. Kích thước hạt 181 9.2.5. Hạt rạn nứt 181 9.2.6. Hạt non 181 9.2.7. Hạt hư 182 9.2.8. Ngã màu vàng (“giàu hơi”, “ẩm vàng”) 182 9.3. ĐẶC TÍNH PHẨM CHẤT HẠT GẠO 182 9.3.1. Đặc tính vật lý 182 9.3.1.1. Độ xay xát 182 9.3.1.2. Gạo trọng 183 7
9.3.1.3. Độ trắng 184 9.3.1.4. Dạng hạt 184 9.3.1.5. Bạc bụng 184 9.3.2. Đặc tính hóa học 185 9.3.2.1. Hàm lượng amylose 185 9.3.2.2. Độ trở hồ 187 9.3.2.3. Độ bền thể gel 187 9.3.2.4. Hàm lượng protein 189 9.3.2.5. Mùi thơm 189 9.4. GIÁ TRỊ THƯƠNG PHẨM 190 9.5. CHẤT LƯỢNG NẤU NƯỚNG 191 9.6. CHÁT LƯỢNG VỀ MẬT KHẨU VỊ 192 9.7. SỰ LÃO HÓA CỦA HẠT GẠO 193 9.8. GẠO ĐỒ (LUỘC SƠ – PARBOILING) 193 9.9. SẢN PHẨM CHẾ BIẾN TỪ GẠO 194 9.10. TIÊU CHUẨN CHÁT LƯỢNG GẠO 194 9.10.1. Tiêu chuẩn Philippines 195 9.10.2. Tiêu chuẩn Thái Lan 196 9.10.3. Tiêu chuẩn Mỹ 196 9.10.4. Tiêu chuẩn Việt Nam 197 9.11. CÂU HỎI ÔN TÂP 198 9.12. BÀI ĐỌC THÊM 198 CHƯƠNG 10: CÁC THIỆT HẠI TRÊN RUỘNG LÚA 199 10.1. CÔN TRÙNG HẠI LÚA (Insects) 199 10.1.1. Rầy nâu (Brown planthopper: Nilaparvata lugens Stal.) 199 10.1.2. Rầy lưng trắng (White-back planthopper: Sogatella furcifera) 201 10.1.3. Rầy xanh (Green leafhopper: Nephotettix spp.) 201 10.1.4. Rầy bông (Zig-zag leafhopper: Recilia dorsalis) 201 10.1.5. Bọ xít hôi (Bọ hút) (Rice bug: Leptocorisa oratorius) 202 10.1.6. Bọ gai (Hispa: Hispa armigera) 203 10.1.7. Bọ xít đen (Rice black bug: Scotinophora lurida) 203 10.1.8. Bù lạch (Thrips: Baliothrips biformis) 203 10.1.9. Dễ nhũi (Mole cricket: grylotalpa africana) 204 10.1.10. Sâu đục thân (Stemborrer, còn gọi là sâu nách hay sâu ống) 205 10.1.11.Sâu cuốn lá, sâu xếp lá 206 8
10.1.11.1. Sâu cuốn lá nhỏ (Leaf roller: Cnaphalocrosis medinalis) 206 10.1.11.2. Sâu cuốn lá lớn (Leaf roller: Pelopidas mathias) 207 10.1.12. Sâu sừng xanh và sâu đo xanh 207 10.1.13. Sâu phao (sâu đeo) (Caseworm: Nymphula depunctalis) 208 10.1.14. Sâu keo (Cutworm: Spodoptera litura) và sâu cắn chẻn (Armyworms: Pseudoletia unipuncta, Spodotera mauritia) 208 10.1.15. Dòi đục lá (ruồi đục lá) (Whorl maggot: Hydrellia Philippina) 209 10.1.16. Muỗi gây lá hành (Gall midge: Orseolia oryzae) 209 10.1.17. Sâu phao đục bẹ (New rice caseworm) 210 10.2. BỆNH HẠI LÚA (Diseases) 211 10.2.1. Bệnh do nấm (Fungus diseases) 211 10.2.1.1. Bệnh cháy lá (Đạo ôn: Rice blast) 211 10.2.1.2. Bệnh đốm nâu (Brown spot) 212 10.2.1.3. Bệnh gạch nâu (Narrow brown leaf spot) 212 10.2.1.4. Bệnh thang vàng (Trổ trái: False smut) 212 10.2.1.5. Bệnh đốm vằn (Sheath blight) 213 10.2.1.6. Bệnh thối bẹ (Sheath rot) 214 10.2.1.7. Bệnh thối thân (Stem rot) 214 10.2.1.8. Bệnh lúa von (Lúa đực, mạ đực: Bakanane diseases) 215 10.2.2. Bệnh do vi khuẩn (Bacterial diseases) 215 10.2.2.1. Bệnh cháy bìa lá (bạc hà: Bacterial leaf blight) 215 10.2.2.2. Bệnh sọc trong (hay lá trong: Bacterial leaf streak) 216 10.2.3. Bệnh do siêu vi khuẩn (virus diseases) 217 10.2.3.1. Bệnh do rầy nâu truyền 217 10.2.3.2. Bệnh do rầy xanh truyền 218 10.2.3.3. Bệnh do rầy bông truyền 218 10.2.4. Bệnh do tuyến trùng (Nematode diseases) 219 10.2.4.1. Bệnh tiêm đọt sần 219 10.2.4.2. Bệnh bướu rễ 219 10.3. CÁC TRIỆU CHỨNG DINH DƯỠNG BẤT THƯỜNG 220 10.3.1. Độc do mặn 220 10.3.2. Độc do phèn 221 10.3.3. Độc do chất hữu cơ 221 10.3.4. Các triệu chứng dinh dưỡng bất thường khác 222 10.4. NHỮNG THIỆT HẠI KHÁC 222 9
10.4.1. Bệnh vàng lá chín sớm 222 10.4.2. Bệnh lem lép hạt 223 10.4.3. Nhện ghé (Oligonycus oryzae) 224 10.4.4. Ốc bươu vàng (Golden appple snail: Pomacea canaliculata (Lamarck) 224 10.4.5. Sự đổ ngã 225 10.4.6. Chim và chuột 225 10.5. CÂU HỎI ÔN TẬP 226 10.6. BÀI ĐỌC THÊM 226 TÀI LIỆU THAM KHẢO 227 BÀI ĐỌC THÊM: NÂN CAO TIỀM NĂNG NĂNG SUẤT LÚA 231 I. TÓM LƯỢC 231 II. MỞ ĐẦU 231 III. GIA TĂNG TỐC ĐỘ QUANG HỢP 231 IV. GIA TĂNG SINH KHỐI 232 V. GIA TĂNG CHỈ SỐ THU HOẠCH 232 VI. CÁC THÀNH PHẦN NĂNG SUẤT 233 VII. GIA TĂNG PHẦN TRĂM HẠT NẨY 234 VIII. CÁC YẾU TỐ GIỚI HẠN VIỆC TẠO HẠT 238 1. Sự cung cấp carbohydrate 238 2. Tốc độ tạo hạt 239 3. Lực “kéo của sức chứa” thấp 239 4. Giới hạn về cấu trúc 240 IX. KIỂU CÂY ĐỀ NGHỊ 240 1. Nhảy chồi kém 240 2. Bông to 241 3. Thân dầy 241 4. Bông chỉ có nhánh ghé bậc nhất 241 5. Bó mạch cuống hoa lớn 241 6. Cở hạt trung bình 241 7. Lá dầy và thẳng đứng 241 8. Quang hợp cao dưới điều kiện PAR thấp 241 9. Hô hấp duy trì thấp 242 10. Thời gian sinh trưởng trung bình 242 11. Chiều cao cây trung bình 242 X. CÁC YÊU CẦU PHÁT TRIỂN CHỦ YẾU 242 10
DANH SÁCH HÌNH Hình Tên hình Trang 1.1 Các quốc gia sản xuất và tiêu thụ lúa gạo trên thế giới 21 1.2 Mức tiêu thụ gạo bình quân trên đầu người của một số nước Châu Á 23 1.3 Biến động giá gạo các loại trên thị trường thế giới từ 1991-1998 27 1.4 Phân bố các quốc gia trồng lúa trên thế giới 28 1.5 Phân bố năng suất lúa trên thế giới 31 1.6 Sản lượng lúa sản xuất và lượng gạo xuất khẩu hằng năm của Việt Nam 35 2.1 Nơi xuất xứ lúa trồng 43 2.2 Lịch sử tiến hoá của các loài lúa trồng 44 2.3 Phân bố lúa trồng trên thế giới 48 2.4 Phân loại lúa trên thế giới theo địa hình và chế độ nước 51 3.1 Biểu đồ sinh trưởng của một giống lúa 120 ngày không quang cảm 54 3.2 Các kiểu sinh trưởng khác nhau của cây lúa 55 3.3 Sự tích luỹ carbohydrate trong các bộ phận khác nhau qua các giai đoạn 57 sinh trưởng của cây lúa 3.4 Sự phát triển của hạt lúa qua các giai đoạn sau khi trổ 57 3.5 So sánh 3 giai đoạn sinh trưởng của cây lúa có thời gian sinh trưởng 58 khác nhau 3.6 Cấu tạo của một hạt lúa 59 3.7 Cấu tạo của một hạt gạo 59 3.8 Các thời kỳ nẩy mầm của hạt lúa 60 3.9 Cây mạ non và cách tính tuổi lá trên cây lúa 61 3.10 Phẩu thức cắt ngang của rễ lúa trưởng thành 62 3.11 Các loại rễ lúa 62 3.12 Sự phát triển của rễ lúa trong những điều kiện mực nước ngầm khác 63 nhau 11
3.13 Phẩu thức cắt ngang của lóng trên thân và gốc 64 3.14 Các rễ bất định trên than cây lúa nước sâu và lúa nổi 65 3.15 Cấu tạo một đơn vị tăng trưởng của cây lúa, thân chính và chồi 65 3.16 Sự sinh trưởng đồng hạng của chồi, lá và rễ cây lúa và các kiểu ra chồi 66 của cây lúa khi có 13 lá 3.17 Phẩu thức cắt ngang của phiến lá 67 3.18 Phẩu thức cắt ngang của bẹ lá 68 3.19 Hình thái của cổ lá với tai lá và thìa lá 68 3.20 Hình thái, kích thước và tuổi thọ của từng lá lúa 69 3.21 Hình thái và cấu tạo của một bông lúa 70 3.22 Các giai đoạn phát triển của đòng lúa 71 3.23 Trình tự phát triển đòng trên một bụi lúa 72 3.24 Hình thái và cấu tạo một hoa lúa 73 3.25 Sự phơi màu và sự thụ phấn 74 4.1 Sơ đồ cân bằng bức xạ song ngắn trên ruộng lúa lúc trổ bông với LAI=5 78 4.2 Biến thiên độ dài ngày trong năm ở các vĩ độ khác nhau trên Bắc bán 79 cầu 4.3 Đặc tính quang cảm của các giống lúa mùa tiêu biểu ở ĐBSCL 80 4.4 Biểu đồ thuỷ văn và lượng mưa hằng năm ở ĐBSCL 82 4.5 Sự cân bằng nước ở vùng rễ ruộng lúa nước 83 4.6 Lịch sử phát triển diện tích lúa, các vùng trồng lúa và các kiểu canh tác 85 lúa cổ truyền ở ĐBSCL trong những năm 1970s 4.7 Các nhóm đất chính ở ĐBSCL 87 4.8 Cơ cấu thời vụ các vùng trồng lúa cổ truyền của ĐBSCL trong những 93 năm 1970s 4.9 Hệ thống thuỷ lợi ở ĐBSCL 94 4.10 Cơ cấu thời vụ các vùng trồng lúa của ĐBSCL hiện nay 96 4.11 Các vùng sinh thái nông nghiệp chính ở ĐBSCL 97 12
5.1 Tương quan giữa cường độ ánh sáng và quang hợp của lá lúa 104 5.2 Ảnh hưởng của góc lá trên sự quang hợp và LAI thích hợp của quần thể 105 ruộng lúa 5.3 Sự phát triển của cây lúa ở các mức đạm bón khác nhau 109 5.4 Con đường biến đổi chất đạm trong ruộng lúa ngập nước 111 5.5 Những thay đổi về nồng độ của lân hoà tan trong dung dịch đất theo thời 112 gian ngập nước 5.6 Hiện tượng thiếu đạm, lân và kali 113 5.7 Sơ đồ tế bào biểu bì của lá lúa với vai trò của silic 113 5.8 Hiện tượng thiếu silic và thiếu Mg trên cây lúa 114 5.9 Hiện tượng thiếu sắt và thừa sắt 114 5.10 Biến thiên nồng độ Fe++ trong dung dịch đất sau khi ngập nước 115 6.1 Các kiểu cây lúa cho tương lai 121 6.2 Sơ đồ phương pháp trồng dồn 126 6.3 Sơ đồ phương pháp chọn lọc theo gia phả 127 6.4 Sơ đồ tổng quát của chương trình rút ngắn các thế hệ lai (RGA) 128 6.5 Cơ sở di truyền của việc sử dụng lúa ưu thế lai 129 6.6 Sơ đồ tổng quát tiến trình công tác chọn tạo giống có sự tham gia của 136 người dân 6.7 Trình tự khảo nghiệm và công nhận giống cây trồng 139 6.8 Trình tự các công đoạn lai giống lúa truyền thống 140 7.1 Sơ đồ đóng góp tương đối của các thành phần năng suất lúa qua từng 142 thời kỳ sinh trưởng khác nhau 7.2 Khái niệm về sự sụt giảm năng suất lúa từ ruộng nông dân so với năng 145 suất tiềm năng và năng suất thí nghiệm 7.3 Lược đồ biểu thị cơ sở kỹ thuật canh tác hình chữ V 147 7.4 Đặc điểm các biện pháp canh tác lúa sạ ở ĐBSCL 150 7.5 Sạ vãi và sạ hàng rất phổ biến ở ĐBSCL hiện nay 152 7.6 Các thời kỳ bón phân và điều chỉnh mực nước ruộng cho lúa sạ ướt với 153 13
giống lúa có thời gian sinh trưởng 100 ngày 7.7 Các thời kỳ bón phân và điều chỉnh mực nước ruộng cho lúa sạ khô với 155 giống có thời gian sinh trưởng 100 ngày 7.8 Các thời kỳ bón phân và điều chỉnh mực nước ruộng cho lúa sạ ngầm 156 với giống có thời gian sinh trưởng 100 ngày 7.9 Các thời kỳ bón phân và điều chỉnh mực nước ruộng cho lúa sạ chay với 158 giống có thời gian sinh trưởng 100 ngày 7.10 Các thời kỳ bón phân và điều chỉnh mực nước ruộng cho lúa sạ gởi giữa 159 giống lúa có thời gian sinh trưởng 100 ngày và giống lúa mùa địa phương 7.11 Các thời kỳ bón phân và điều chỉnh mực nước ruộng cho lúa cấy với 162 giống có thời gian sinh trưởng 120 ngày 7.12 Các thời kỳ bón phân cho vụ lúa chét 165 7.13 Kỹ thuật cắt rạ và sinh trưởng của vụ lúa chét 165 8.1 Ruộng lúa không đồng đề so với ruộng rặt giống 168 8.2 Máy gặt xếp dãy 168 8.3 Thu hoạch lúa bằng vòng gặt 169 8.4 Cắt lúa bằng liềm 169 8.5 Đập lúa bằng bồ 170 8.6 Đập cặp 171 8.7 Đạp lúa trên sân bằng trâu hay bò 171 8.8 Suốt lúa bằng máy suốt bán cơ giới 172 8.9 Đập lúa bằng máy suốt 172 8.10 Máy gặt đập liên hợp 173 8.11 Giê lúa 174 8.12 Ảnh hưởng của ẩm độ hạt và phương pháp phơi sấy trên chất lượng xay 174 chà của lúa 8.13 Phơi lúa dùng ánh nắng mặt trời 175 8.14 Các kiểu sấy lúa 176 8.15 Một số nông cụ cầm tay dùng trong sản xuất lúa ở ĐBSCL 179 14
9.1 Tiến trình xay xát chế biến gạo 183 9.2 Phân cấp hạt gạo theo độ lớn và vị trí của vết đục 184 9.3 Cấu trúc của amylase 186 9.4 Cấu trúc của amylopectin 186 10.1 Hình dạng và vòng đời của rầy nâu và rầy nâu nhỏ 200 10.2 Hình dạng của rầy lưng trắng 201 10.3 Hình dạng và trứng của rầy xanh 201 10.4 Hình dạng rấy bông 202 10.5 So sánh kích thước rầy bông, rầy nâu và rầy xanh 202 10.6 Rầy Châu Mỹ 202 10.7 Bọ xít hôi và cách gây hại 202 10.8 Bọ gai 203 10.9 Bọ xít đen 203 10.10 Bù lạch và cách gây hại 204 10.11 Dế nhũi và cách gây hại 204 10.12 Triệu chứng thiệt hại, trứng, ấu trùng và thành trùng của các loại sâu đục 205 thân 10.13 Sâu cuốn lá nhỏ và sâu xếp lá 206 10.14 Sâu cuốn lá lớn 207 10.15 Sâu sừng và sâu đo 207 10.16 Sâu phao 208 10.17 Sâu keo và sâu cắn chẻn 208 10.18 Dòi đục lá 209 10.19 Muỗi gây lá hành 209 10.20 Sâu phao đục bẹ 210 10.21 Bệnh cháy lá 210 10.22 Bệnh đốm nâu 212 15
10.23 Bệnh gạch nâu 212 10.24 Bệnh than vàng 212 10.25 Bệnh đốm vằn 213 10.26 Bệnh thối bẹ 214 10.27 Bệnh thối than 214 10.28 Bệnh lúa von 215 10.29 Bệnh cháy bìa lá 216 10.30 Bệnh sọc trong 216 10.31 Các bệnh siêu vi khuẩn do rầy nâu truyền 217 10.32 Các bệnh siêu vi khuẩn do rầy xanh truyền 218 10.33 Các bệnh siêu vi khuẩn do rầy bông truyền 218 10.34 Bệnh tiêm đọt sần 219 10.35 Bệnh bướu rễ trên lúa 220 10.36 Ngộ độc do mặn 220 10.37 Ngộ độc sắt 221 10.38 Triệu chứng ngộ độc chất hữu cơ 222 10.39 Triệu chứng thiếu các nguyên tố đại lượng 222 10.40 Triệu chứng thiếu các nguyên tố vi lượng 223 10.41 Bệnh vàng lá chín sớm 223 10.42 Bệnh lem lép hạt 223 10.43 Nhện gié và cách phá hại 224 10.44 Ốc bươu vàng hại lúa 225 10.45 Các đối tượng dịch hại khác trên lúa 225 16
DANH SÁCH BẢNG Bảng Tựa bảng Trang 1.1 Ước lượng số người dùng lúa gạo như là nguồn lương thực chính ở 22 một số nước Châu Á 1.2 Thành phần hoá học của lúa gạo so với 3 loại hạt ngũ cốc 24 1.3 So sánh thành phần hoá học của gạo trắng và cám 25 1.4 Giá xuất khẩu gạo so với lúa mì và bắp từ năm 1955-1990 26 1.5 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa trên thế giới qua các năm 29 1.6 Các quốc gia có diện tích sản xuất lúa lớn nhất thế giới 30 1.7 Các quốc gia có năng suất lúa cao nhất thế giới 31 1.8 Các quốc gia có sản lượng lúa lớn nhất thế giới 32 1.9 Các quốc gia xuất khẩu gạo quan trọng trên thế giới 33 1.10 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa ở Việt Nam qua các năm 34 1.11 Thị trường xuất khẩu gạo chủ yếu của Việt Nam 36 1.12 Giá gạo xuất khẩu của Việt Nam so với một số nước 36 1.13 Số lượng là giá trị gạo xuất khẩu của Việt Nam 37 1.14 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa ở ĐBSCL 38 1.15 Diễn biến xu hướng cải tiến giống lúa 39 2.1 Các loài Oryza với số nhiễm sắc thể, kiểu gien và phân bố đại lý 46 2.2 Đặc trưng hình thái và sinh lý tổng quát của 3 nhóm giống lúa 48 2.3 Phân loại gạo dựa vào hàm lượng amylose trong tinh bột 51 2.4 Phân loại dựa vào chiều dài hạt gạo và tỷ lệ dài/ngang 52 3.1 Các giai đoạn phát triển của đòng lúa 71 4.1 Đáp ứng của cây lúa đối với nhiệt độ ở các giai đoạn sinh trưởng 76 5.1 So sánh các đặc tính quang hợp của cây C-3 và cây C-4 102 5.2 Một số đặc trưng về quang hợp của cây lúa 103 17
6.1 Đặc tính các kiểu cây lúa cho tương lai 121 6.2 Diện tích và năng suất lúa ưu thế lai ở Việt Nam 132 6.3 Diện tích và năng suất sả xuất hạt giống lúa ưu thế lai ở Việt Nam 133 6.4 Các giống lúa đột biến thành công 133 7.1 Sự đóng góp của các thành phần năng suất vào năng suất lúa 142 9.1 So sánh hiệu quả của 4 hệ thống xay xát lúa 183 9.2 Phân loại gạo theo dạng hạt 184 9.3 Phân loại gạo dựa vào hàm lượng amylose 185 9.4 Tương quan giữa nhiệt độ hoá hồ và độ tan rã của gạo 187 9.5 Phân loại gạo theo độ bền thể gel 188 9.6 Phân loại các giống gạo tẻ ở các nước Á Châu dựa trên hàm lượng 188 amylose, độ trở hồ và độ bền thể gel 9.7 Biến thiên các tính trạng phẩm chất hạt theo mùa vụ tạo Cần Thơ 190 9.8 Tiêu chuẩn chất lượng gạo của Philippines 195 9.9 Tiêu chuẩn gạo xuất khẩu Thái Lan 196 9.10 Tiêu chuẩn gạo xuất khẩu của Mỹ 196 9.11 Tiêu chuẩn chất lượng gạo xuất khẩu của Việt Nam 197 10.1 Các bệnh siêu vi khuẩn trên lúa 217 18
CẢM TẠ Xin chân thành cảm tạ Gs.Ts.Võ Tòng Xuân, Cựu Giám Đốc Viện Nghiên Cứu và Phát Triển Hệ Thống Canh Tác, Đại Học Cần Thơ, đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong tiến trình biên soạn và sửa chữa bổ sung giáo trình này. Cảm ơn Cô Quỳnh Như đã giúp đưa bản thảo vào máy vi tính. Cảm ơn các bạn đồng nghiệp đã có nhiều đóng góp quý báu cả về tư liệu, hình ảnh và giúp đỡ tôi trong quá trình chuẩn bị giáo trình nầy. Giáo trình này không thể hoàn thành nếu không có sự động viên, hỗ trợ chân tình về cả tinh thần lẫn vật chất của Kim Oanh và Ngọc Đức, Ngọc Điền. Hy vọng đây là món quà cho cả gia đình. Kính dâng lên ba má và gia đình tôi. Nguyễn Ngọc Đệ 19
MỞ ĐẦU Lúa là cây lương thực quan trọng nhất của nước ta và đặt biệt là ở Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL). Trồng lúa là một nghề truyền thống của nhân dân Việt Nam từ rất xa xưa, có lẽ khi người Việt cổ xưa bắt đầu công việc trồng trọt thì cây lúa đã được quan tâm đầu tiên. Kinh nghiệm sản xuất lúa đã hình thành, tích lũy và phát triển cùng với sự hình thành và phát triển của dân tộc ta. Những tiến bộ của khoa học kỹ thuật trong nước và thế giới trên lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất lúa đã thúc đẩy mạnh mẽ ngành trồng lúa nước ta vươn lên bắt kịp trình độ tiên tiến của thế giới. Những năm gần đây, Việt Nam đã tham gia vào thị trường lúa gạo quốc tế với sản lượng gạo xuất khẩu hàng năm đứng thứ 2 – 4 trong số các nước xuất khẩu gạo nhiều nhất thế giới. ĐBSCL là vựa lúa lớn nhất của cả nước, đã góp phần quan trọng trong thành quả chung đó. Trường Đại Học Cần Thơ – “một Trung Tâm Văn hóa Khoa học và Kỹ thuật của ĐBSCL” đã có những đóng góp tích cực cho sản xuất lúa trong vùng, dưới nhiều hình thức khác nhau, trong đó chức năng đào tạo đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật cho ĐBSCL là hết sức quan trọng. Từ sau ngày giải phóng đến nay, Trường đã cung cấp cho ĐBSCL hàng ngàn kỹ sư trồng trọt, hàng chục thạc sĩ, tiến sĩ và còn tiếp tục đào tạo hàng năm. Trong chương trình đào tạo, cây lúa bao giờ cũng chiếm một tỷ trọng đáng kể. Nhu cầu về một tài liệu chuẩn, cập nhật hóa và ĐBSCL hóa để sinh viên tham khảo là hết sức cần thiết. Do đó, bằng kiến thức và kinh nghiệm cá nhân và nỗ lực học hỏi ở đồng nghiệp, cộng với việc tra cứu sách báo, tài liệu trong và ngoài nước, chúng tôi cố gắng soạn thảo giáo trình nầy nhằm phục vụ yêu cầu trên. Giáo trình nầy được phát triển dựa trên Giáo trình cây lúa đã được xuất bản trong Tủ sách Đại Học Cần Thơ năm 1994, có sửa chữa, bổ sung và cập nhật. Những thay đổi quan trọng là sự sắp xếp lại các chương hợp lý hơn, bổ sung chương “Phẩm chất hạt”, tăng cường tài liệu tham khảo, bổ sung kiến thức từng phần và hình ảnh minh hoạ. Mặc dù chúng tôi đã cố gắng rất nhiều trong việc biên soạn và sửa chữa, giáo trình cũng không tránh khỏi những sai sót nhất định. Mong các đồng nghiệp và bạn đọc vui lòng đóng góp để giáo trình ngày càng tốt hơn, đáp ứng yêu cầu đào tạo của nhà trường. Nguyễn Ngọc Đệ 20
CHƯƠNG 1: VỊ TRÍ KINH TẾ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TRIỂN VỌNG CỦA NGÀNH TRỒNG LÚA 1.1 Giá trị kinh tế của lúa gạo. 1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới. 1.3 Tình hình sản xuất lúa gạo ở nước ta và ĐBSCL 1.4 Những tiến bộ gần đây và triển vọng của ngành trồng lúa. Lúa là cây trồng thân thiết, lâu đời nhất của nhân dân ta và nhiều dân tộc khác trên thế giới, đặt biệt là các dân tộc ở Châu Á. Lúa gạo là loại lương thực chính của người dân Châu Á, cũng như bắp của dân Nam Mỹ, hạt kê của dân Châu Phi hoặc lúa mì của dân Châu Âu và Bắc Mỹ. Tuy nhiên có thể nói, trên khắp thế giới, ở đâu cũng có dùng đến lúa gạo hoặc các sản phẩm từ lúa gạo. Khoảng 40% dân số trên thế giới lấy lúa gạo làm nguồn lương thực chính. Trên thế giới có hơn 110 quốc gia có sản xuất và tiêu thụ gạo với các mức độ khác nhau (Hình 1.1). Lượng lúa được sản xuất ra và mức tiêu thụ gạo cao tập trung ở khu vực Châu Á. Năm 1980, chỉ riêng ở Châu Á đã có hơn 1,5 tỷ dân sống nhờ lúa gạo, chiếm trên 2/3 dân số Châu Á (Bảng 1.1). Con số nầy theo ước đoán đã tăng lên gần gấp đôi. Đối với những người này, lúa gạo là nguồn năng lương chính cho cuộc sống hàng ngày của họ. Các quốc gia sản xuất và tiêu thụ gạo trên thế giới 91-194 kg thóc/người/năm (16) 51-90 (14) 21-50 (21) <20 (60) Không có sản xuất lúa (116) Hình 1.1. Các quốc gia sản xuất và tiêu thụ lúa gạo trên thế giới (FAO, 1997) 21
Bảng 1.1. Ước lượng số người dùng lúa gạo như là nguồn lương thực chính ở một số nước Châu Á Dân số Người ăn gạo Quốc Gia (Triệu) Tỉ lệ (%) Số người (Triệu) Trung Quốc 956 63 601 Ấn Độ 660 65 429 Indonesia 147 80 118 Nhật Bản 116 70 81 Bangladesh 90 90 81 Pakistan 80 30 24 Việt Nam 50 90 45 Philippines 49 75 37 Thái Lan 48 80 38 Nam Triều Tiên 38 75 29 Miến Điện 35 90 32 Đài Loan 17 70 12 Sri Lanka 15 90 14 Nepal 15 60 9 Kampuchia 9 90 8 Tổng Cộng 2325 67 1559 Nguồn: Huke, 1980. Đặc biệt đối với dân nghèo: gạo là nguồn thức ăn chủ yếu. Các nước nghèo thường dùng gạo là nguồn lương thực chính, khi thu nhập tăng lên mức tiêu thụ gạo có xu hướng giảm xuống, thay thế bằng các loại thức ăn cung cấp nhiều protein và vitamin hơn là năng lượng. Bangladesh và Thái Lan có mức tiêu thụ gạo cao nhất vào những năm 1960 (tương đương 180 kg/người/năm), đến năm 1988 giảm xuống còn khoảng 150 kg. Pakistan và Trung Quốc có mức tiêu thụ gạo bình quân thấp do sử dụng các ngũ cốc thay thế khác như bắp và lúa mì (Hình 1.2). 22
200.00 180.00 m 160.00 ă 140.00 i/n 120.00 ườ 1960 100.00 80.00 1988 o/ng ạ 60.00 40.00 Kg g 20.00 0.00 l h a ia ia a s d s in d s an n e n e p la I n a ep istan ine iwan i lad Ch J Korea N k p a a g do T h n Pa T a In B Philip Hình 1.2. Mức tiêu thụ gạo bình quân trên đầu người của một số nước Châu Á Ở Việt Nam hiện nay mức tiêu thụ gạo bình quân vẫn còn ở mức cao, khoảng 120 kg/người/năm. Theo số liệu của Bộ Nông Nghiệp Mỹ (USDA, 2007), tổng nhu cầu tiêu thụ gạo trung bình hằng năm của cả thế giới ước từ 410 triệu tấn (2004-2005), đã tăng lên đến khoảng 424,5 triệu tấn (2007), trong khi tổng lượng gạo sản xuất của cả thế giới luôn thấp hơn nhu cầu nầy. Cũng theo cơ quan nầy, hằng năm thế giới thiếu khoảng 2-4 triệu tấn gạo, đặc biệt năm 2003-2004 sự thiếu hụt nầy lên tới 21 triệu tấn. Đối với một số quốc gia như Việt Nam, Thái Lan, Miến Điện (Myanmar), Ai Cập lúa gạo chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, không phải chỉ là nguồn lương thực mà còn là nguồn thu ngoại tệ để đổi lấy thiết bị, vật tư cần thiết cho sự phát triển của đất nước. 1.1. GIÁ TRỊ KINH TẾ CỦA LÚA GẠO 1.1.1. Giá trị dinh dưỡng Gạo là thức ăn giàu dinh dưỡng. So với lúa mì, gạo có thành phần tinh bột và protein hơi thấp hơn, nhưng năng lượng tạo ra cao hơn do chứa nhiều chất béo hơn (Bảng 1.2). Ngoài ra, nếu tính trên đơn vị 1 hecta, gạo cung cấp nhiều calo hơn lúa mì do năng suất lúa cao hơn nhiều so với lúa mì. 23
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của lúa gạo so với 3 loại hạt ngũ cốc Chỉ tiêu Gạo lúa Cao Bắp Gạo lức (Tính trên trọng lượng khô) Mì Lương Protein (Nx6.25) (%) 12,3 11,4 9,6 8,5 Chất béo (%) 2,2 5,7 4,5 2,6 Chất đường bột (%) 81,1 74,0 67,4 74,8 Chất xơ (%) 1,2 2,3 4,8 0,9 Tro (%) 1,6 1,6 3,0 1,6 Năng lượng (cal/100g) 436 461 447 447 Thiamin (B1) (mg/100g) 0,52 0,37 0,38 0,34 Riboflavin (B2) (mg/100g) 0,12 0,12 0,15 0,05 Niacin (B3) (mg/100g) 4,3 2,2 3,9 4,7 Fe (mg/100g) 5 4 10 3 Zn (mg/100g) 3 3 2 2 Lysine (g/16gN) 2,3 2,5 2,7 3,6 Threonine (g/16gN) 2,8 3,2 3,3 3,6 Methionine + Cystine (g/16gN) 3,6 3,9 2,8 3,9 Tryptophan (g/16gN) 1,0 0,6 1,0 1,1 Nguồn: McCanco và Widdowson, 1960: Khan và Eggum, 1978 và Eggum, 1979. Giả sử một người trung bình cần 3200 calo mỗi ngày thì một hecta lúa có thể nuôi 2055 người/ngày hoặc 5,63 người/năm, trong khi lúa mì chỉ nuôi được 3,67 người /năm, bắp 5,3 người/năm. Hơn nữa, trong gạo lại có chứa nhiều acid amin, thiết yếu như: Lysine, Threonine, Methionine, Tryptophan hơn hẳn lúa mì. Trong hạt gạo, hàm lượng dinh dưỡng tập trung ở các lớp ngoài và giảm dần vào trung tâm. Phần bên trong nội nhũ chỉ chứa chủ yếu là chất đường bột (Bảng 1.3). Cám hay lớp vỏ ngoài của hạt gạo chiếm khoảng 10% trọng lượng khô là thành phần rất bổ dưỡng của lúa, chứa nhiều protein, chất béo, khoáng chất và vitamin đặt biệt là các vitamin nhóm B. Tấm gồm có mầm hạt lúa bị tách ra khi xay chà, cũng là thành phần rất bổ dưỡng, chứa nhiều protein, chất béo, đường, chất khoáng và vitamin. 24
Bảng 1.3. So sánh thành phần hóa học của gạo trắng và cám Chỉ tiêu Gạo trắng Cám (Tính trên trọng lượng khô) Tinh bột (% anhydroglucose) 89,8 9,7 Amylose (%) 32,7 6,7 Đường tổng số (% glucose) 0,4 6,4 Sợi thô (xơ) (%) 0,1 9,7 Chất béo (%) 0,6 22,8 Protein thô (%) 7,7 15,7 Tro (%) 0,56 10,6 Lân (%) 0,09 1,7 Fe (mg/100g) 0,67 15,7 Zn (mg/100g) 1,3 10,9 Lyzine (g/16gN) 3,8 5,6 Threonine (g/16gN) 3,7 4,1 Methionne + Cystine (g/16gN) 4,9 4,7 Tryptophan (g/16gN) 1,2 1,2 Thiamin (B1) (mg/100g) 0,07 2,26 Riboflavin (B2) (mg/100g) 0,03 0,25 Niacin (B3) (mg/100g) 1,6 29,8 Nguồn: Eggum, 1979 (Resurreccion và cộng tác viên, 1979; Singh và Juliano, 1977; Cagampang và cộng tác viên, 1976). 1.1.2. Giá trị sử dụng Ngoài cơm ra, gạo còn dùng để chế biến nhiều loại bánh, làm môi trường để nuôi cấy niêm khuẩn, men, cơm mẻ, Gạo còn dùng để cất rượu, cồn, Người ta không thể nào kể hết công dụng của nó. Cám hay đúng hơn là các lớp vỏ ngoài của hạt gạo do chứa nhiều protein, chất béo, chất khoáng, vitamin, nhất là vitamin nhóm B, nên được dùng làm bột dinh dưỡng trẻ em và điều trị người bị bệnh phù thũng. Cám là thành phần cơ bản trong thức ăn gia súc, gia cầm và trích lấy dầu ăn Trấu ngoài công dụng làm chất đốt, chất độn chuồng còn dùng làm ván ép, vật liệu cách nhiệt, cách âm, chế tạo carbon và silic . 25
1.1.3. Giá trị thương mại Trên thị trường thế giới, giá gạo xuất khẩu tính trên đơn vị trọng lượng cao hơn rất nhiều so với các loại hạt cốc khác. Nói chung, giá gạo xuất khẩu cao hơn gạo lúa mì từ 2 – 3 lần và hơn bắp hạt từ 2 – 4 lần. Thời điểm khủng hoảng lương thực trên thế giới vào khoảng những năm 1970 đã làm giá cả các loại ngũ cốc trên thị trường thế giới tăng vọt đột ngột: giá gạo từ 147 dola/tấn (1972) tăng lên đến 350 dola/tấn (1973), lúa mì từ 69 (1972) lên 137 dola/tấn (1973) và bắp từ 56 (1972) lên 98 dola/tấn (1973). Giá gạo đạt đỉnh cao vào năm 1974 là 542 dola/tấn, trong khi gạo thơm đặc sản Basmati (gạo số 1 thế giới) lên đến 820 dola/tấn. Sau đó, giá gạo giảm dần và tăng lên trở lại trên 430 dola/tấn trong những năm 1980 – 1981 để rồi giảm xuống và có khuynh hướng ổn định ở khoảng 200 – 250 dola/tấn, tức vẫn ở mức gấp đôi giá lúa mì và gấp 3 bắp. Nhìn chung, từ năm 1975-1995 giá gạo thế giới biến động khá lớn và ở mức cao. Giá gạo thế giới trong những năm 90 biến động khá lớn, trong đó năm 1993 thấp nhất, sau đó tăng dần lên và tương đối ổn định từ năm 1997-1998. Giá gạo Việt Nam (5% tấm) bán trên thị trường thế giới ở mức trung bình từ 220-290 dola/tấn. Từ năm 2000 trở đi, giá gạo thế giới tăng đều và ổn định ở mức 10% năm (Bảng 1.4). Bảng 1.4. Giá xuất khẩu gạo (dollar/tấn) so với lúa mì và bắp từ năm 1955 – 1990 Năm Gạoa Gạo lúa mì b Bắp c 1955 142 62 49 1960 125 59 43 1965 136 58 55 1970 144 57 58 1975 363 138 120 1980 434 191 125 1985 216 173 112 1990 291 183 114 1995* 352 2000* 177 2001* 186 2002* 194 2003* 215 2004* 268 2005* 290 2006* 293 Nguồn: IRRI, 1990. Ghi chú: a. Gạo trắng 5% tấm; b. Gạo mì số 1 tiêu chuẩn Canada; c. Bắp vàng số 2. Số liệu từ năm 1995 trở đi (*) theo Wailes và Chavez, 2006 26
US$/tấn Hình 1.3. Biến động giá gạo các loại trên thị trường thế giới từ 1991-1998 (IRRI, 2005) 1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT LÚA GẠO TRÊN THẾ GIỚI Diện tích trồng lúa trên thế giới đã gia tăng rõ rệt từ năm 1955 đến 1980. Trong vòng 25 năm này, diện tích trồng lúa trên thế giới tăng bình quân 1,36 triệu ha/năm (Bảng 1.5). Từ năm 1980, diện tích lúa tăng chậm và đạt cao nhất vào năm 1999 (156,77 triệu ha) với tốc độ tăng trưởng bình quân 630.000 ha/năm. Từ năm 2000 trở đi diện tích trồng lúa thế giới có nhiều biến động và có xu hướng giảm dần, đến năm 2005 còn ở mức 152,9 triệu ha. Diện tích trồng lúa tập trung ở Châu Á (khoảng 90%) (Hình 1.4). Các nước có diện tích lúa lớn nhất theo thứ tự phải kể là Ấn Độ, Trung Quốc, Indonesia, Bangladesh, Thái Land. Việt Nam đứng hàng thứ 6 trước Miến Điện (Bảng 1.6). Năng suất lúa bình quân trên thế giới cũng tăng khoảng 1,3 tấn/ha trong vòng 30 năm từ 1955 đến 1985, đặt biệt là từ sau cuộc cách mạng xanh của thế giới vào những năm 1965 – 1970, với sự ra đời của các giống lúa thấp cây, ngắn ngày, không quang cảm, mà tiêu biểu là giống lúa IR5, IR8. Các giống lúa này có yêu cầu kỹ thuật cao hơn, tạo điều kiện cho các nước phát triển tăng nhanh sản lượng lúa bằng con đường tăng năng suất nhờ có điều kiện phát triển hệ thống thủy lợi hoàn chỉnh và đầu tư phân bón, kỹ thuật cao. Do đó, đến những năm 1990 dẫn đầu năng suất lúa trên thế giới là các nước Triều Tiên, Úc, Mỹ, Nhật Bản, Tây Ban Nha (IRRI, 1990). 27
Các quốc gia sản xuất lúa phân theo diện tích (1995) Trên 10 triệu ha (3) >1-10 triệu ha (14) >0,1-1 triệu ha (30) 1-10 triệu tấn (19) >0,1-1 triệu tấn (33) <0,1 triệu tấn (48) Không trồng lúa (116) Hình 1.4. Phân bố các quốc gia trồng lúa trên thế giới (FAO, 1997) Trong đó Nhật Bản và Tây Ban Nha có năng suất lúa dẫn đầu thế giới trong nhiều năm. Trong khi các nước có diện tích lúa lớn, điều kiện tự nhiên khắt nghiệt, thiếu điều kiện đầu tư, cải tạo môi trường canh tác và không thể đầu tư vào nông nghiệp cao, nên năng suất lúa vẫn còn rất thấp và tăng chậm. Điều này làm năng suất lúa bình quân trên thế giới cho đến nay vẫn còn ở khoảng 4,0 – 4,1 tấn/ha, chỉ bằng chừng phân nửa năng suất lúa ở các nước phát triển (Bảng 1.5 và 1.7). 28
Bảng 1.5. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa trên thế giới qua các năm Năm Diện tích Năng suất Sản lượng (triệu ha) (t/ha) (triệu tấn) 1961 115,50 1,87 215,65 1965 124,98 2,03 254,08 1970 133,10 2,38 316,38 1975 141,97 2,51 357,00 1980 144,67 2,74 396,87 1985 143,90 3,25 467,95 1990 146,98 3,53 518,21 1995 149,49 3,66 547,20 1996 150,17 3,78 567,84 1997 151,00 3,82 576,76 1998 151,68 3,82 578,86 1999 156,77 3,89 610,63 2000 153,94 3,89 598,40 2001 151,71 3,94 597,32 2002 147,53 3,85 568,30 2003 147,26 3,98 585,73 2004 150,31 4,06 610,84 2005 152,90 4,12 629,30 Nguồn: FAO, 2006 29
Bảng 1.6. Các quốc gia có diện tích sản xuất lúa lớn nhất thế giới (triệu ha) TT Quốc gia 1990 2000 2001 2002 2003 2004 2005 1 Ấn Độ 42.69 44.71 44.90 41.20 42.50 42.10 43.40 2 Trung Quốc 33.52 30.30 29.14 28.51 26.78 28.62 29.09 3 Indonesia 10.50 11.79 11.50 11.52 11.48 11.92 11.80 4 Bangladesh 10.44 10.80 10.66 10.77 10.73 10.25 10.52 5 Thái Lan 8.79 9.89 10.13 9.99 9.51 9.87 9.98 6 Việt Nam 6.04 7.67 7.49 7.50 7.45 7.45 7.33 7 Myanmar 4.76 6.30 6.41 6.38 6.53 6.86 7.01 8 Philippines 3.32 4.04 4.07 4.05 4.01 4.13 4.20 9 Brazil 3.95 3.66 3.14 3.15 3.18 3.73 3.92 10 Pakistan 2.11 2.38 2.11 2.23 2.46 2.52 2.62 11 Nigeria 1.21 2.20 2.12 2.19 2.21 2.35 2.49 12 Nhật Bản 2.07 1.77 1.71 1.69 1.67 1.70 1.71 Thế giới 147.0 153.9 151.7 147.5 147.3 150.3 152.9 Nguồn: FAO, 2006 Đến năm 2005, theo thống kê của FAO (2006), dẫn đầu năng suất lúa là Mỹ, rồi đến Hy Lạp, El Salvador, Tây nan Nha với trên 7 tấn/ha (Bảng 1.7). Trong đó, El Salvador có mức tăng năng suất rất nhanh trong những năm gần đây. Nhật Bản, Hàn Quốc và Ý có năng suất lúa tương đối cao và ổn định nhất. Việt Nam đứng vào nhóm 20 nước có năng suất cao, đặc biệt là vượt trội trong khu vực Đông Nam Á nhờ thuỷ lợi được cải thiện đáng kể và áp dụng nhanh các tiến bộ kỹ thuật về giống, phân bón và bảo vệ thực vật. Năng suất lúa cao tập trung ở các quốc gia á nhiệt đới hoặc ôn đới có khí hậu ôn hoà hơn, chênh lệch nhiệt độ ngày và đêm cao hơn và trình độ canh tác phát triển tốt hơn. Các nước nhiệt đới có năng suất bình quân thấp do chế độ nhiệt và ẩm độ cao, sâu bệnh phát triển mạnh và trình độ canh tác hạn chế. 30
Bảng 1.7. Các quốc gia có năng suất lúa cao nhất thế giới (t/ha) TT Quốc gia 1990 2000 2001 2002 2003 2004 2005 1 Mỹ 6.20 7.04 7.28 7.37 7.48 7.83 7.44 2 Hy Lạp 6.00 7.00 7.12 7.38 7.00 7.81 7.24 3 El Salvador 4.33 5.79 6.03 5.94 6.78 6.64 7.21 4 Tây Ban Nha 6.32 7.07 7.58 7.22 7.28 7.20 7.05 5 Peru 5.23 6.59 6.69 6.69 6.79 6.44 6.90 6 Nhật Bản 6.33 6.70 6.64 6.58 5.85 6.42 6.65 7 Uruguay 4.45 6.38 6.70 5.86 5.90 6.77 6.60 8 Hàn Quốc 6.21 6.71 6.84 6.35 5.92 6.94 6.57 9 Thổ Nhĩ Kỳ 4.96 6.03 6.10 6.00 5.72 7.00 6.56 10 Ý 6.03 5.58 5.85 6.27 6.41 6.63 6.40 11 Pháp 5.95 5.84 5.36 5.69 5.61 5.71 5.73 12 Việt Nam 3.18 4.24 4.29 4.59 4.64 4.86 4.89 Trung bình thế giới 3.53 3.89 3.94 3.85 3.98 4.06 4.12 Nguồn: FAO, 2006 Các quốcgiatrồng lúa phân theo năng suất >6 tấn/ha (10 nước) >4-6 tấn/ha (21 nước) >2-4 tấn/ha (45 nước) <2 tấn/ha (35 nước) Không trồng lúa (116 nước) Hình 1.5. Phân bố năng suất lúa trên thế giới (FAO, 1997) 31
Mặc dù năng suất lúa ở các nước Châu Á còn thấp nhưng do diện tích sản xuất lớn nên Châu Á vẫn là nguồn đóng góp rất quan trọng cho sản lượng lúa trên thế giới (trên 90%). Các quốc gia dẫn đầu về sản lượng lúa theo thứ tự là Trung Quốc, Ấn Độ, Indoniesia, Bangladesh, Việt Nam, Thái Lan và Myanmar, tất cả đều nằm ở Châu Á. Như vậy, có thể nói Châu Á là vựa lúa quan trọng nhất thế giới. Bảng 1.8. Các quốc gia có sản lượng lúa lớn nhất thế giới (triệu tấn) TT Quốc gia 1990 2000 2001 2002 2003 2004 2005 1 Trung Quốc 191.61 189.81 179.30 176.34 162.30 180.52 182.04 2 Ấn Độ 111.52 127.40 139.90 107.60 132.20 128.00 136.57 3 Indonesia 45.18 51.90 50.46 51.49 52.14 54.09 53.98 4 Bangladesh 26.78 37.63 36.27 37.59 38.36 36.24 39.80 5 Việt Nam 19.23 32.53 32.11 34.45 34.57 36.15 35.79 6 Thái Lan 17.19 25.84 26.52 26.06 29.34 29.30 29.20 7 Myanmar - 21.32 21.92 21.81 23.15 24.72 25.36 8 Philippines 9.89 12.39 12.95 13.27 13.50 14.50 14.60 9 Brazil 7.42 11.09 10.18 10.46 10.33 13.28 13.19 10 Nhật Bản 13.12 11.86 11.32 11.11 9.74 10.91 11.34 11 Mỹ 7.08 8.66 9.76 9.57 9.07 10.54 10.13 12 Pakistan 4.89 7.20 5.82 6.72 7.27 7.54 8.32 Thế giới 518.21 598.40 597.32 568.30 585.73 610.84 629.30 Nguồn: FAO, 2006 Việt Nam có tổng sản lượng lúa hàng năm đứng thứ 5 trên thế giới (Bảng 1.8), nhưng lại là nước xuất khẩu gạo đứng hàng thứ 2 thế giới hiện nay với sản lượng gạo xuất khẩu bình quân trên dưới 4 triệu tấn/năm (Bảng 1.9). Thái Lan luôn là nước xuất khẩu gạo dẫn đầu thế giới, hơn hẳn Việt Nam (thứ 2) cả về số lượng và giá trị, do có thị trường truyền thống rộng hơn và chất lượng gạo cao hơn. Mỹ, Ấn Độ, Pakistan cũng là những nước xuất khẩu gạo quan trọng, sau Việt Nam. Theo IRRI, lúa gạo sản xuất ra chủ yếu là để tiêu dùng nội địa, chỉ có khoảng 6-7% tổng sản lượng lúa gạo trên thế giới được lưu thông trên thị trường quốc tế (IRRI, 2005). 32
Bảng 1.9. Các quốc gia xuất khẩu gạo quan trọng trên thế giới (1000 tấn) TT Các quốc gia và lãnh thổ 2001 2002 2003 2004 2005 1 Thailand 7.521 7.245 7.552 10.000 8.250 2 Việt Nam 3.528 3.245 3.795 4.200 3.900 3 Mỹ 2.541 3.295 3.834 3.000 3.350 4 Ấn Độ 1.936 6.650 4.421 2.800 2.500 5 Pakistan 2.417 1.603 1.958 1.800 2.100 6 Trung Quốc 1.847 1.963 2.583 800 800 7 Uruguay 806 526 675 700 800 8 Ai Cập 705 468 579 700 700 9 Argentina 368 224 170 250 400 10 Miến Điện 670 1.002 388 100 400 11 EU-25 265 359 220 225 300 12 Úc 617 366 141 225 250 Tổng 24.414 27.813 27.550 25.728 24.511 Nguồn: FAO, 2006 Wailes và Chavez (2006), tiên đoán trong vòng 10 năm tới, năng suất lúa thế giới tiếp tục tăng bình quân trên 0,7% hằng năm. Bảy mươi phần trăm tăng trưởng về sản lượng lúa thế giới sẽ từ Ấn Độ (37%), Indonesia, Việt Nam, Thái Lan, Myanmar và Nigeria. Trong khi mức tiêu thụ gạo cũng tăng bình quân 0,7%, tuy nhiên, do tốc độ tăng dân số nhanh hơn nên hằng năm mức tiêu thụ gạo bình quân đầu người sẽ giảm khoảng 0,4% mỗi năm. Ấn Độ và Trung Quốc vẫn sẽ là nước tiêu thụ gạo nhiều nhất và ước khoảng 50% lượng gạo tiêu thụ toàn thế giới. Cân đối giữa sản xuất và tiêu thụ gạo thế giới, ông cũng dự đoán giá gạo thế giới sẽ tăng bình quân 0,3% mỗi năm và lượng gạo lưu thông trên thị trường thế giới cũng gia tăng trung bình 1,8% năm. Khoảng năm 2016, lượng gạo trao đổi toàn cầu sẽ đạt 33,4 triệu tấn (17% cao hơn mức kỹ lục năm 2002). Dù vậy, lượng gạo lưu thông trên thị trường thế giới cũng chỉ chiếm khoảng 7,5% lượng gạo tiêu thụ hằng năm. Cùng với mức tăng năng suất và giảm mức tiêu thụ trên đầu người, Ấn Độ và Thái Lan sẽ là nước xuất khẩu gạo nhiều nhất thế giới. Gạo xuất khẩu từ Pakistan sẽ giảm, trong khi Việt Nam sẽ ổn định vì mức tiêu thụ trong nước tăng nhanh hơn mức sản xuất. Uruguay, Myanmar, và Úc cũng được dự đoán là sẽ tăng lượng gạo xuất khẩu do sự phục hồi sản xuất gần đây. Nhu cầu nhập khẩu gạo trong 10 năm tới của các nước Châu Phi và Trung Đông dự đoán sẽ chiếm gần 42% lượng gạo nhập khẩu trên thế giới. Nigeria dự đoán sẽ nhập khẩu 2,4 triệu tấn vào năm 2016. Sản xuất lúa ở Trung Đông bị trở ngại do thiếu nước, nên các nước Iran, Iraq, Saudi Arabia và Ivory Coast vẫn tiếp tục gia tăng nhập khẩu do tăng dân số và tăng mức tiêu thụ gạo bình quân đầu người. 33
Cũng trong khoảng thời gian nầy, gần 30% sản lượng gạo nhập khẩu của thế giới sẽ thuộc về các nước E.U., Mexico, Hàn Quốc và Philippines. 1.3. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT LÚA GẠO Ở NƯỚC TA VÀ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Trong thời gian chiến tranh, diện tích trồng lúa cả nước dao động trong khoảng 4,40 – 4,90 triệu ha, năng suất có tăng nhưng rất chậm, chỉ khoảng 700 kg lúa/ha trong vòng hơn 20 năm. Sản lượng lúa tổng cộng của 2 miền chỉ trên dưới 10 triệu tấn (Bảng 1.10). Sau ngày giải phóng (1975), cùng với phong trào khai hoang phục hóa, diện tích lúa tăng lên khá nhanh và ổn định ở khoảng 5,5 – 5,7 triệu ha. Năng suất bình quân trong cuối thập niên 1970 giảm sút khá nghiêm trọng do đất đai mới khai hoang chưa được cải tạo, thiên tai và sâu bệnh đặc biệt là những năm 1978 – 1979 cộng với cơ chế quản lý nông nghiệp trì trệ không phù hợp. Bước sang thập niên 1980, năng suất lúa tăng dần do các công trình thủy lợi trong cả nước, đặc biệt là ở ĐBSCL đã bắt đầu phát huy tác dụng. Cơ chế quản lý nông nghiệp thoáng hơn với chủ trương khoán sản phẩm trong sản xuất nông nghiệp. Năm 1982, nước ta đã chuyển từ nước phải nhập khẩu gạo hàng năm sang tự túc được lương thực. Tiếp theo đó là một loạt chính sách cải cách ruộng đất và đổi mới nền kinh tế theo cơ chế thị trường, nông dân được giao quyền sử dụng ruộng đất nên quan tâm, phấn khởi hơn và có toàn quyền quyết định trong các quá trình sản xuất của họ, năng suất tăng lên nhanh chóng. Năng suất lúa đã gia tăng vượt bậc từ dưới 3 tấn/ha trong những năm của thập niên 1980s, lên đến gần 4,9 tấn/ha vào năm 2005. Sản lượng lúa đã tăng hơn 3 lần so với năm 1975. Bảng 1.10. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa ở Việt Nam qua các năm Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (Triệu ha) (t/ha) (Triệu tấn) 1955 4,42 1,44 6,36 1960 4,60 1,99 9,17 1965 4,83 1,94 9,37 1970 4,72 2,15 10,17 1975 4,94 2,16 10,54 1980 5,54 2,11 11,68 1985 5,70 2,78 15,87 1990 5,96 3,21 19,14 1995* 6,77 3,69 24,96 2000* 7,67 4,24 32,53 34
2001* 7,49 4,29 32,11 2002* 7,50 4,59 34,45 2003* 7,45 4,64 34,57 2004* 7,45 4,86 36,15 2005* 7,33 4,89 35,79 Nguồn: Tổng Cục Thống Kê VN, 2005; (*) FAO, 2006 Đến năm 1989, gạo Việt Nam (VN) lại tái hòa nhập vào thị trường lương thực thế giới và chiếm lĩnh ngay vị trí quan trọng là nuớc xuất khẩu gạo đứng hàng thứ 3 rồi 2 trên thế giới sau Thái Lan (Hình 1.6). Từ năm 1997 đến nay, hằng năm nước ta xuất khẩu trung bình trên dưới 4 triệu tấn gạo, đem về một nguồn thu ngoại tệ rất đáng kể. Hiện nay, Việt Nam đứng hàng thứ 6 thế giới về diện tích gieo trồng lúa và đứng hàng thứ 5 về sản lượng lúa. Hạt gạo Việt Nam chẳng những đủ bảo đảm yêu cầu về an ninh lương thực trong nước mà còn góp phần rất quan trọng trong thị trường lúa gạo thế giới. 40000 Sản lượng lúa 35000 n) 30000 ấ 25000 ng (t 20000 ượ 15000 Sản lượng gạo xuất khẩu n l ả 10000 S 5000 0 Gạo xuất khẩu Sản lượng lúa Hình 1.6. Sản lượng lúa sản xuất và lượng gạo xuất khẩu hằng năm của Việt Nam Kết quả phân tích cho thấy thị trường xuất khẩu gạo chính của VN trong 15 năm qua, thứ nhất là các quốc gia Đông Nam Á (chiếm khoảng 40-50% lượng gạo xuất khẩu), thứ hai là các quốc gia Châu Phi (chiếm khoảng 20-30%), một thị trường khá ổn định (Bảng 1.11). Các thị trường khác là Trung Đông và Bắc Mỹ, nhưng lượng gạo xuất khẩu sang các nước nầy không ổn định, đặc biệt là trong giai đoạn 2001-2004. Các thị trường này thường thay đổi theo tình hình chính trị và xã hội. Trong những năm qua, gạo xuất khẩu của VN tăng trưởng về số lượng và chất lượng cũng như mở rộng thị trường. Đến năm 2003, ngoài các thị trường truyền thống của 35
VN như là Iraq, Iran (Trung Đông), thị trường Châu Á (Indonesia, Philipines), VN đã mở rộng và phát triển thêm một số thị trường tiềm năng như là Châu Phi, Mỹ La Tinh và EU. Yếu tố quan trọng ảnh hưởng các doanh nghiệp xuất khẩu gạo của VN là ít kinh nghiệm nên thiếu khả năng duy trì và khai thác các thị trường nhiều biến động này. Đây là thị trường có nhu cầu cao và khả năng thanh toán rất tốt. Nếu họ có mối liên kết tốt hơn và tổ chức thị trường tốt họ sẽ nâng cấp hạng ngạch và giá trị xuất khẩu gạo của VN. Bảng 1.11. Thị trường xuất khẩu gạo chủ yếu của Việt Nam (1000 tấn gạo) TT Quốc Gia 1991 1992 1993 1994 1995 2001 2002 2003 1 Indonesia 58,2 59,6 - 168,7 511,9 510,8 784,8 821,1 2 Philippine - 7,8 2,1 4,0 104,4 603,8 429,4 492,8 3 Malaysia 69,3 234,8 143,9 156,3 147,7 217,7 201,8 600,0 4 Iraq 10,0 93,4 52,5 27,5 90,9 501,6 860,0 283,0 5 Cuba 43,8 58,8 108,0 158,2 200,0 264,8 296,3 250,0 6 Nga 37,9 70,7 76,1 5,1 - 155,4 175,2 65,0 7 Iran - 42,5 61,4 30,9 5,3 - - - 8 Senegal, Congo, 237,1 739,9 460,0 299,3 300,1 - - - Algery Nguồn: FAO và USDA, 2004 Về giá cả, gạo VN đã dần dần được nâng lên tương đương với gạo Thái Lan, vào cùng một thời điểm và cấp loại gạo. Điều nầy cho thấy, chất lượng gạo và quan hệ thị trường của gạo VN đã có thế cạnh tranh ngang hàng với gạo Thái Lan trên thị trường thế giới (Bảng 1.12). Bảng 1.12. Giá gạo xuất khẩu của Việt Nam so với một số nước (giá FOB, USD/tấn) Loại gạo Đầu tháng 12/1997 Cuối tháng 1/1997 Thái 100B (100% gạo nguyên) 285 280 Thái 5% tấm 280 275 Thái 25% tấm 245 245 Việt 5% tấm 275 275 Việt 25% tấm 245 245 Ấn Độ 5% tấm 275 36
Ấn Độ 25% tấm 225 235 Pakistan 15-20% tấm 235 Pakistan 25% tấm 225 230 Nguồn: Bửu và Lang, 2000 Tổng sản lượng và giá trị gạo xuất khẩu của Việt Nam cũng tăng lên rõ rệt kể từ lúc nước ta tham gia thị trường xuất khẩu gạo thế giới, năm 1989 (Bảng 1.13). Bảng 1.13. Số lượng và giá trị gạo xuất khẩu của Việt Nam (Bộ Thương Mại) Lượng gạo xuất khẩu Giá trị Giá bình quân Năm (tấn) (1000 USD) (USD/tấn) 1989 1.372.567 310.249 226 1990 1.478.206 275.390 186 1991 1.016.845 229.875 226 1992 1.953.922 405.132 207 1993 1.649.094 335.651 204 1994 1.962.070 420.861 214 1995 2.025.127 538.838 266 1996 3.047.899 868.417 285 1997 3.682.000 891.342 242 1998 3.793.087 1.006.000 265 Nguồn: Bửu và Lang, 2000 Riêng Đồng Bằng Sông Cửu Long, từ sau 1975 đến nay, việc sản xuất lúa đã vươn lên mạnh mẽ, cùng với sự phát triển của hệ thống thủy lợi và thủy nông nội đồng, cùng những tiến bộ kỹ thuật được áp dụng rộng rãi trên đồng ruộng, trở thành vùng trọng điểm sản xuất lúa xứng đáng của cả nước. Từ vùng lúa nổi mênh mông, An Giang, Đồng Tháp, vùng trũng phèn Đồng Tháp Mười, Tứ Giác long Xuyên, với chỉ một vụ lúa mùa, năng suất thấp và bấp bênh nay đã chuyển dần thành vùng lúa 2-3 vụ ngắn ngày năng suất cao, ổn định; cộng với những hệ thống canh tác đa dạng đã góp phần rất đáng kể vào sản lượng lương thực và lượng nông sản hàng hóa xuất khẩu hàng năm của cả nước. Năng suất bình quân cả năm của toàn đồng bằng đã gia tăng từ 2,28 t/ha (1980) đến 3,64 t/ha (1989) và 4,8 t/ha (2004), cá biệt có một số huyện có thể đạt được năng suất bình quân trên 6,5 t/ha/vụ và 12 – 17 t/ha/năm với 2 – 3 vụ lúa (Bảng 1.14). 37
Bảng 1.14. Diện tích, năng suất, sản lượng lúa ở ĐBSCL trong những năm gần đây Năm Diện tích Năng suất Sản lượng (Triệu ha) (t/ha) (Triệu tấn) 1980 2,30 2,28 5,30 1986 2,29 3,09 7,08 1988 2,31 3,29 7,60 1989 2,44 3,64 8,88 1990 2,55 3,73 9,51 2000 3,94 4,03 16,70 2001 3,78 4,24 15,97 2002 3,83 4,62 17,47 2003 3,79 4,62 17,50 2004 3,79 4,80 18,22 Nguồn: Tổng Cục Thống Kê, 2005. Hiện nay, với tổng diện tích gieo trồng lúa gần 3,9 triệu ha, trong tổng số 7,30 triệu ha diện tích gieo trồng lúa cả nước (chiếm 53,4%), Đồng Bằng Sông Cửu Long đã đóng góp hơn 18,2 triệu tấn lúa trong tổng sản lượng khoảng 36 triệu tấn lúa của cả nước, chiếm tỷ lệ 50,5%. Hơn 80% sản lượng gạo xuất khẩu hằng năm là từ đồng bằng sông Cửu Long (Nguyễn Ngọc Đệ, 2006). 1.4. NHỮNG TIẾN BỘ GẦN ĐÂY VÀ TRIỂN VỌNG CỦA NGÀNH TRỒNG LÚA Nói chung, trên thế giới hiện nay đã có rất nhiều tiến bộ trong ngành trồng lúa. Càng ngày càng nhiều ruộng đất đã được cải tạo. Các giống lúa mới năng suất cao, kháng sâu bệnh và thích nghi với nhiều điều kiện môi trường khác nhau đã được sử dụng rộng rãi. Phân bón được áp dụng nhiều hơn và đúng kỹ thuật hơn. Các tiến bộ kỹ thuật trong canh tác lúa được ứng dụng rộng rãi hơn, như sạ hàng, bón đạm theo nhu cầu của cây lúa bằng cách sử dụng bảng so màu lá (1998), ứng dụng IPM (Integrated Pest Management), “3 giảm, 3 tăng” (Giảm giống, giảm phân, giảm thuốc bảo vệ thực vật; tăng năng suất, tăng chất lượng và tăng lợi nhuận) . Vấn đề cơ giới hóa đã được áp dụng rộng rãi trong hầu hết các khâu công việc sản xuất lúa ở các nước tiên tiến. Ở Việt Nam, việc cơ giới hóa đã được đưa vào trong các khâu chuẩn bị đất, ra hạt bằng máy suốt khá phổ biến. Ở một số nơi và trong một số trường hợp, máy phun thuốc trừ sâu và máy gặt lúa cũng đã được áp dụng. Nhưng tiến bộ nổi bật nhất trong ngành trồng lúa ở ĐBSCL là công tác cải tiến giống. Viện nghiên cứu lúa Quốc Tế (IRRI: International Rice Research Institute) ở Philippines đã góp phần hết sức tích cực vào công tác này. Rất nhiều giống lúa “IR” (improved rice) được IRRI phóng thích hoặc thông qua các chương trình chọn tạo giống quốc gia đã và đang được sử dụng rất rộng rãi ở hầu hết các nước Nam và Đông Nam Châu Á. Trong đó, nổi bật nhất là IR8. Có thể nói IR8 đã góp phần hết sức tích cực làm nên cuộc cách mạng xanh trên thế giới những năm thập niên 60. Chương trình đánh giá và sử dụng tài nguyên di truyền trên lúa (GEU: Genetic Evaluation and Utilization) đã 38
được IRRI tiến hành trong nhiều năm với sự hợp tác của nhiều quốc gia đã và đang đóng góp đáng kể vào việc nâng cao năng suất và sản lượng lúa ở các quốc gia Nam và Đông Nam Châu Á, đặc biệt là Việt Nam. Tại ĐBSCL, Trường Đại Học Cần Thơ là cơ quan khoa học đi đầu trong công tác nghiên cứu phục vụ sản xuất lúa ngay từ những ngày đầu sau giải phóng. Kế đến là Trung Tâm Nghiên Cứu Nông nghiệp Long Định, Tiền Giang (trung tâm nầy sau được chuyển đổi thành Viện Nghiên Cứu Cây ăn quả miền Nam). Đến năm 1977, Viện Nghiên cứu Lúa Ô Môn được thành lập đã góp phần đẩy nhanh việc nghiên cứu cải tiến giống và ứng dụng kỹ thuật tiên tiến vào sản xuất. Bên cạnh đó còn có vai trò của Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam (Tp. Hồ Chí Minh). Xu hướng cải tiến giống lúa trên thế giới, nói chung, và ĐBSCL, nói riêng, đã phát triển qua nhiều giai đoạn với mục tiêu và kiểu đánh giá khác nhau (Bảng 1.15). Trong thập niên 60 – 70, mục tiêu chọn tạo giống là nâng cao năng suất chỉ dựa vào ngoại hình của cây lúa mà thôi. Trong suốt thời gian dài, sự ra đời và phát triển các giống lúa ngắn ngày, thấp cây chịu phân, năng suất cao đã tạo điều kiện nâng cao năng suất lúa một cách rõ rệt so với các giống lúa mùa quang cảm, dài ngày cao cây. Tuy nhiên, sự phát triển về mặt diện tích của nó chỉ giới hạn ở một số vùng có điều kiện thâm canh cao, có đủ nước tưới, đất đai đã được cải tạo, sử dụng phân bón cao, Các yêu cầu này không thể có được ở phần lớn diện tích trồng lúa ở các nước đang phát triển thuộc Châu Á, nơi mà điều kiện canh tác lệ thuộc vào nước trời là chủ yếu, đất đai chưa được cải tạo và mức đầu tư của nông dân rất hạn chế. Thêm vào đó, khí hậu nóng ẩm của vùng Nam và Đông Nam Châu Á này đã là điều kiện rất thuận lợi cho sâu bệnh phát triển, nhất là trên các ruộng lúa canh tác nhiều vụ/năm bằng các giống mới này làm năng suất giảm sút rất nghiêm trọng trong những năm cuối của thập niên 70. Bảng 1.15. Diễn biến xu hướng cải tiến giống lúa Giai đoạn Mục tiêu Kiểu đánh giá (Thập niên) Nâng cao năng suất Dựa vào đặc tính hình thái và 1960’s – 1970’s nông học như thân thấp, lá thẳng CÁCH MẠNG XANH đứng, ngắn ngày và không quang cảm. 1980’s Ổn định năng suất Dựa vào các đặc tính kháng sâu bệnh, khả năng chống chịu thích GIỐNG VỚI MÔI nghi với môi trường không thuận TRƯỜNG lợi. 1990’s Nâng cao tiềm năng Dựa vào các đặc tính sinh lý, sinh SINH LÝ VÀ PHẨM năng suất và phẩm hóa của cây lúa. CHẤT chất hạt 2000’s Cải thiện phẩm chất Dựa vào đặc tính di truyền, sinh hạt, mùi thơm và lý và tính chống chịu, đặc biệt đối PHẨM CHẤT VÀ TÍNH tăng cường tính với rầy nâu, bệnh do virus CHỐNG CHỊU chống chịu 39
Điều này đã thôi thúc việc chuyển hướng mục tiêu nghiên cứu là ổn định năng suất bằng giống kháng và chống chịu với sâu bệnh và các điều kiện môi trường khó khăn, nhằm mở rộng diện tích, đồng thời giữ vững được năng suất ở những vùng khó khăn bằng cách lợi dụng những khả năng chống chịu và tính thích nghi với môi trường của giống. Đây cũng là xu hướng cải tiến giống lúa ở đồng bằng sông Cửu Long trong thập niên 80. Trong suốt 3 năm thập niên từ sau ngày mở ra cuôc cách mạng xanh, năng suất lúa bình quân cao trong sản xuất chỉ trên dưới 5 – 6 tấn/ha. Nhằm phá vở cái “trần năng suất” để làm một cuộc cách mạng khác trong năng suất lúa, nhiều nhà khoa học cho rằng mục tiêu này chỉ có thể đạt được thông qua con đường sinh lý và di truyền nhằm cải thiện quá trình sinh lý hóa của cây và cải tiến phẩm chất hạt. Sử dụng lúa ưu thế lai (F1), gây đột biến, công nghệ gien, là những nỗ lực theo hướng gia tăng năng suất và nâng cao chất lượng hạt lúa trong thập niên 90. Sang đầu thập niên 2000, do sự bùng phát của dịch hại trên lúa, đặc biệt là rầy nâu và các bệnh virus do rầy nâu truyền đã làm thiệt hại nghiêm trọng và phức tạp trên diện rộng, việc cải thiện hơn nữa phẩm chất hạt kết hợp tăng cường tính chống chịu đã trở thành mục tiêu của thới kỳ nầy. Trên cơ sở khai thác các nguồn gien sẵn có mà cải thiện đặc tính di truyền của giống kháng côn trùng và bệnh hại, đặc biệt nhắm vào rầy nâu và bệng vàng lùn, lùn xoắn lá, đồng thời đi sâu vào khai thác các giống lúa có phẩm chất cao, bao gồm cả mùi thơm. Việc sử dụng đại trà các hạt giống thuần rặt để nâng cao chất lượng gạo xuất khẩu và tiêu dùng nội địa cũng được chú trọng trong giai đoạn hiên nay. Nhìn vào quá trình phát triển và các tiến bộ trong ngành trồng lúa trong mấy thập niên gần đây và các nổ lực hiện tại, cho phép chúng ta tin tưởng vào triển vọng tốt đẹp của ngành trồng lúa nước ta nói chung và Đồng Bằng Sông Cửu Long nói riêng. Cùng với các chính sách kinh tế đổi mới ngày càng hoàn thiện, người nông dân an tâm, phấn khởi sản xuất, mạng lưới nghiên cứu phục vụ sản xuất và khuyến nông khá phát triển, trình độ kỹ thuật tăng lên, cơ sở hạ tầng ngày càng phát triển, ngành trồng lúa ở nước ta có cơ sở vững chắc để phát triển nhanh chóng hơn làm giàu cho đất nước. Tuy nhiên, trong môi trường hội nhập hiện nay, bên cạnh những lợi thế sẳn có và nhiều cơ hội được mở ra, người nông dân trồng lúa và ngành sản xuất lúa ở đồng bằng sông Cửu Long phải đối mặt với nhiều thách thức mà chỉ có những giải pháp căn cơ, toàn diện và đồng bộ thì mới có thể chiếm được lợi thế phát triển vững chắc và lâu dài. 1.5. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Giá trị dinh dưỡng và giá trị sử dụng của lúa gạo. 2. Kể tên 10 quốc gia sản xuất lúa lớn nhất thế giới. 3. Kể tên 10 quốc gia có năng suất lúa cao nhất thế giới. 4. Phân tích các nguyên nhân dẫn đến việc phát triển sản xuất lúa ở đồng bằng sông Cửu Long từ năm 1975 đến nay. 5. Mô tả diễn biến xu hướng cải tiến giống lúa từ thập niên 1960 đến nay: thời kỳ, mục tiêu và kiểu đánh giá. 40
1.6. BÀI ĐỌC THÊM Nguyễn Ngọc Đệ, 2006. Farmers, Agriculture and Rural Development in the Mekong Delta of Vietnam. Nhà xuất bản Giáo Dục. 41
CHƯƠNG 2: NGUỒN GỐC VÀ PHÂN LOẠI LÚA 2.1 Nguồn gốc 2.1.1. Nơi xuất phát lúa trồng 2.1.2. Tổ tiên lúa trồng 2.1.3. Lịch sử ngành trồng lúa 2.2. Phân loại Cây lúa trồng hiện nay đã trải qua một lịch sử tiến hóa rất lâu dài và khá phức tạp, với nhiều thay đổi rất lớn về đặc điểm hình thái, nông học, sinh lý và sinh thái để thích nghi với điều kiện khác nhau của môi trường thay đổi theo không gian và thời gian. Sự tiến hoá nầy bị ảnh hưởng rất lớn bởi 2 tiến trình chọn lọc: chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo. Hiểu biết về nguồn gốc cây lúa trồng giúp ta hình dung được quá trình tiến hóa và hiểu được điều kiện môi trường cùng những yêu cầu sinh thái tự nhiên mà cây lúa cần cho nhu cầu sinh trưởng và phát triển đặt biệt của nó. Điều này sẽ rất cần thiết cho công cuộc nghiên cứu cải tiến giống và biện pháp kỹ thuật để gia tăng năng suất lúa. 2.1. NGUỒN GỐC Về nguồn gốc cây lúa, đã có nhiều tác giả đề cập tới nhưng cho tới nay vẫn chưa có những dữ liệu chắc chắn và thống nhất. Có một điều là lịch sử cây lúa đã có từ lâu và gắn liền với lịch sử phát triển của nhân dân các nước Châu Á. 2.1.1. Nơi xuất phát lúa trồng Makkey cho rằng vết tích cây lúa cổ xưa nhất được tìm thấy trên các di chỉ đào được ở vùng Penjab Ấn Độ, có lẽ của các bộ lạc sống ở vùng này cách đây khoảng 2000 năm. Vavilov (1926), trong nghiên cứu nổi tiếng của ông về sự phân bố đa dạng di truyền của cây trồng, cho rằng lúa trồng được xem như phát triển từ Ấn Độ. Roschevicz (1931) phân các loài Oryza thành 4 nhóm: Sativa, Granulata, Coarctata và Rhynchoryza, đồng thời khẳng định nguồn gốc của Oryza sativa là một trường hợp của nhóm Sativa, có lẽ là Oryza sativa f. spontanea, ở Ấn Độ, Đông Dương hoặc Trung Quốc. Chowdhury và Ghosh thì cho rằng những hạt thóc hóa thạch cổ nhất của thế giới đã được tìm thấy ở Hasthinapur (Bang Uttar Pradesh - Ấn Độ) vào khoảng năm 1000 – 750 trước Công Nguyên, tức cách nay hơn 2500 năm. Theo Grist D.H cây lúa xuất phát từ Đông Nam Á, từ đó lan dần lên phía Bắc. Gutchtchin, Ghose, Erughin và nhiều tác giả khác thì cho rằng Đông Dương là cái nôi của lúa trồng. De Candolle, Rojevich lại quan niệm rằng Ấn Độ mới là nơi xuất phát chính của lúa trồng. Đinh Dĩnh (Trung Quốc) dựa vào lịch sử phát triển lúa hoang ở trong 42
nước cho rằng lúa trồng có xuất xứ ở Trung Quốc. Một số nhà nghiên cứu Việt Nam lại cho rằng nguồn gốc cây lúa là ở Miền Nam nước ta và Campuchia. Sampath và Rao (1951) cho rằng sự hiện diện của nhiều loại lúa hoang ở Ấn Độ và Đông Nam Á chứng tỏ rằng Ấn Độ, Miến Điện hay Đông Dương là nơi xuất xứ của lúa trồng. Sato (Nhật Bản) cũng cho rằng lúa có nguồn gốc ở Ấn Độ, Việt Nam và Miến Điện. Tuy có nhiều ý kiến nhưng chưa thống nhất, nhưng căn cứ vào các tài liệu lịch sử, di tích khảo cổ, đặc điểm sinh thái học của cây lúa trồng và sự hiện diện rộng rãi của các loài lúa hoang dại trong khu vực, nhiều người đồng ý rằng nguồn gốc cây lúa là ở vùng đầm lầy Đông Nam Á, rồi từ đó lan dần đi các nơi. Thêm vào đó, sự kiện thực tế là cây lúa và nghề trồng lúa đã có từ rất lâu ở vùng này, lịch sử và đời sống của các dân tộc Đông Nam Á lại gắn liền với lúa gạo đã minh chứng nguồn gốc của lúa trồng. Chang (1976), nhà di truyền học cây lúa của Viện Nghiên Cứu lúa Quốc Tế (IRRI), đã tổng kết nhiều tài liệu khác nhau và cho rằng việc thuần hóa lúa trồng có thể đã được tiến hành một cách độc lập cùng một lúc ở nhiều nơi, dọc theo vành đai trải dài từ đồng bằng sông Ganges dưới chân phía đông của dãy núi Hy-Mã-Lạp-Sơn (Himalayas - Ấn Độ), ngang qua Bắc Miến Điện, Bắc Thái Lan, Lào và Việt Nam, đến Tây Nam và Nam Trung Quốc. Hình 2.1. Nơi xuất xứ lúa trồng (Oka, 1964) (1. Bắc Trung Quốc; 2. Ấn Độ-Tây Tạng; 2a. Đông Nam Á; 3. Mông Cổ; 4. Tây Á; 5. Địa Trung Hải; 6. Phi Châu; 7. Trung Mỹ; 8. Nam Mỹ) 2.1.2. Tổ tiên lúa trồng Hai loài lúa trồng hiện nay là Oryza sativa L. ở Châu Á và Oryza glaberrima Steud. ở Châu Phi, mà xuất xứ của nó còn có nhiều nghi vấn. Watt (1892) (theo Oka, 1964) cho rằng tổ tiên của Oryza sativa là loài lúa hoang phổ biến Oryza sativa f. spontanea, và suy luận rằng các giống lúa có hạt trắng không râu đến từ “var. rufipogon” của lúa hoang, các giống lúa ở vùng nước sâu và vùng mặn là từ 43
“var. coarctata”, vài giống “Aus” và “Aman” (Indonesia) là từ “var. bengaliensis” và các giống lúa có chất lượng cao thơm là từ “var. abuensis”. Sampath và Rao (1951) cho rằng O. perennis Moench (kể cả O. longistaminata) là tổ tiên của cả 2 loài lúa trồng Oryza sativa và Oryza glaberrima. Đinh Văn Lữ (1978), Bùi Huy Đáp (1980) cho rằng Oryza fatua có khả năng là tổ tiên trực tiếp của lúa trồng hiện nay. Sampath (1962) và Oka (1964) xem Oryza perennis Moench, là tổ tiên chung của cả 2 loài lúa trồng ở Châu Á và Châu Phi. Porteres (1956) cho rằng tổ tiên chung của lúa trồng là một loại hình lúa nổi có thể sinh sản bằng căn hành (thân ngầm) nhưng không cho biết tên nó là gì. Sharma và Shastry (1965) thì cho rằng Oryza nivara, một loài lúa hoang hằng niên ở vùng trung tâm Ấn Độ là tổ tiên trực tiếp của loài lúa trồng Châu Á. Chang (1976) đã tổng kết nhiều tư liệu nghiên cứu và đưa ra cơ sở tiến hóa của các loài lúa trồng hiện nay ở Châu Á và Châu Phi như hình 2.1. Tổ tiên chung CHÂU Á CHÂU PHI Lúa hoang rufipogon (AA) longistaminata (AbAb) đa niên spontanea Lúa hoang nivara (AA) barthii (AgAg) hằng niên stapfii Lúa trồng sativa (AA) glaberrima (AgAg) hằng niên Indica Javanica Japonica Hình 2.2. Lịch sử tiến hóa của các loài lúa trồng (Chang, 1975). (AA, AbAb, AgAg): Ký hiệu loại nhiễm sắc thể Theo ông, cả 2 loài lúa trồng đều có chung một thủy tổ, do quá trình tiến hóa và chọn lọc tự nhiên lâu đời, đã phân hóa thành 2 nhóm thích nghi với điều kiện ở 2 vùng địa lý xa rời nhau là Nam – Đông Nam Châu Á và Châu Phi nhiệt đới. Oryza sativa L. tiêu biểu nhóm lúa trồng Châu Á có tổ tiên trực tiếp là Oryza nivara, một loài lúa hoang hằng niên. Oryza glaberrima Steud. cũng tiến hoá từ một loài lúa hoang hằng niên khác, thường gọi là Oryza breviligulata Chev. et Poehr. hoặc là Oryza barthii A. Chev Hai loài cỏ hằng niên O. spontanea và O. stapfii cũng có thể lai tạp với các loài lúa hoang tổ tiên để cho ra các loài lúa trồng tương ứng. Hiện nay, nhiều người tỏ ra đồng ý với quan điểm và giả thuyết này. Oka (1964) cũng cho 1 sơ đồ tương tự, nhưng cho rằng loài trung gian là O. perennis thay vì O. rufipogon và O. longistaminata. 44
2.1.3. Lịch sử ngành trồng lúa Oka (1988) trong quyển “Nguồn gốc lúa trồng” cho rằng việc thuần hoá cây lương thực đã được khởi sự gần 10.000 năm nay. Riêng cây lúa, Candolle (1982) cho rằng việc thuần hoá lúa trồng xãy ra ở Trung Quốc, mặc dù không bác bỏ nguồn gốc của lúa ở Ấn Độ, do có nhiều lúa hoang hiện diện ở đây. Theo nhiều tài liệu của Trung Quốc thì nghề trồng lúa đã có ở Trung Quốc khoảng 2800 – 2700 trước công nguyên. Ở Việt Nam, từ các di chỉ Đồng Đậu và trống đồng Đông Sơn có in hình người giã gạo, cùng với các vỏ trấu cháy thành than đã chứng tỏ ngành trồng lúa đã có cách đây từ 3330 – 4100 năm (Võ Tòng Xuân, 1984). Thêm vào đó, Đinh Văn Lữ (1978) cũng đã cho rằng khoảng 4000 – 3000 trước công nguyên, người ta đã tìm thấy những di tích như bàn nghiền hạt lúa, cối và chày đá giã gạo. De Datta (1981) lại cho rằng ngành trồng lúa ở nhiều khu vực ẩm của Châu Á nhiệt đới và á nhiệt đới có lẽ là bắt đầu khoảng 10.000 năm trước. Trong đó, Ấn Độ có lẽ có lịch sử trồng lúa cổ xưa nhất vì đã có sự hiện diện của rất nhiều loài lúa hoang ở đó. Tuy nhiên, ông cho rằng tiến trình thuần hóa lúa trồng đầu tiên xảy ra ở Trung Quốc. Các biện pháp kỹ thuật như đánh bùn và cấy, đầu tiên được phát triển ở miền Bắc và Trung của Trung Quốc, rồi sau đó truyền sang Đông Nam Châu Á. Canh tác lúa nước có trước việc canh tác lúa rẫy ở Trung Quốc, nhưng ở nhiều vùng đồi núi Đông Nam Châu Á thì việc canh tác lúa rẫy lại có trước lúa nước. Còn về cách thức trồng trọt thì đã tiến hóa từ du canh du cư sang gieo thẳng, ở những ruộng định canh, rồi mới tới biện pháp cấy lúa ở ruộng nước có bờ bao (Chang, 1976). Như vậy, có thể nói rằng lịch sử phát triển ngành trồng lúa bắt nguồn từ Châu Á, rồi từ đó lan tràn ra các vùng khác trên thế giới thông qua nhiều con đường. Không có gì nghi ngờ rằng Nam Châu Á là nơi xuất phát chủ yếu của các giống lúa indica (lúa tiên) mà sau đó được tìm thấy ở xứ Ba Tư cổ đại và nhiều khu vực khác ở Châu Phi. Loại hình japonica (lúa cánh) từ Trung Quốc lan sang Triều Tiên và Nhật Bản. Đến khoảng thập niên 1950, một số nhà nghiên cứu Nhật Bản đã thêm một nhóm thứ 3 là “javanica” để gọi các giống lúa “Bulu” và “Gundil” của Indonesia. Theo Chang và Bardenas (1965) nhóm “Hsien” (Tiên) bao gồm các giống lúa ở Ceylon, Nam và Trung Trung Quốc, Ấn Độ, Java, Pakistan, Philippines, Đài Loan và các khu vực nhiệt đới khác, còn nhóm “Kêng” (Cánh) bao gồm các giống lúa ở miền Bắc và Đông Trung Quốc, Nhật Bản và Triều Tiên. Châu Âu có thể đã tiếp nhận lúa trồng thông qua xứ Ba Tư cổ, khu vực Trung Á hoặc trực tiếp từ Trung Quốc. Các quốc gia Châu Mỹ la tinh nhận lúa trồng chủ yếu từ Tây Ban Nha (Spain) và Bồ Đào Nha (Portugal). Cây lúa cổ xưa ở Mỹ đã đến từ Châu Âu và vùng Viễn Đông. Còn sự du nhập của Oryza sativa L. vào Châu Phi thì thông qua các du khách từ các quần đảo Malayo – Polynesia vài thế kỷ trước công nguyên. Một khả năng khác là từ Sri Lanka và Indonesia thông qua biển Oman rồi tới Somalia, Zanzibar và Kilua (Carpenter, 1978, theo De Datta, 1981). Còn Oryza glaberrima có lẽ xuất xứ từ vùng nhiệt đới Tây Châu Phi, khoảng 1500 năm trước công nguyên (Porteres, 1956, theo De Datta, 1981). 45
2.2. PHÂN LOẠI LÚA 2.2.1. Theo đặc tính thực vật học Lúa là cây hằng niên có tổng số nhiễm sắc thể 2n = 24. Về mặt phân loại thực vật, cây lúa thuôc họ Gramineae (hòa thảo), tộc Oryzeae, chi Oryza. Oryza có khoảng 20 loài phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới ẩm của Châu Phi, Nam và Đông Nam Châu Á, Nam Trung Quốc, Nam và Trung Mỹ và một phần ở Úc Châu (Chang, 1976 theo De Datta, 1981). Trong đó, chỉ có 2 loài là lúa trồng, còn lại là lúa hoang hằng niên và đa niên. Loài lúa trồng quan trọng nhất, thích nghi rộng rãi và chiếm đại bộ phận diện tích lúa thế giới là Oryza sativa L. Loài nầy hầu như có mặt ở khắp nơi từ đầm lầy đến sườn núi, từ vùng xích đạo, nhiệt đới đến ôn đới, từ khắp vùng phù xa nước ngọt đến vùng đất cát sỏi ven biển nhiễm mặn phèn Một loài lúa trồng nữa là Oryza glaberrima Steud., chỉ được trồng giới hạn ở một số quốc gia Tây Phi Châu và hiện đang bị thay thế dần bởi Oryza sativa L. (De Datta, 1981). Tateoka (1963, 1964) (trong Oka, 1988) lại phân biệt 22 loài, trong đó, cũng thống nhất 2 loài lúa trồng O. sativa L. và O. glaberrima Steud. Ông xem dạng lúa Châu Phi (O. perennis Moench) như là một loài riêng, O. barthii A. Chev., và dạng lúa Châu Á và Châu Mỹ thuộc về loài O. rufipogon Griff. Ông cũng bổ sung 2 loài mới: O. longiglumis Jansen và O. angustifolia Hubbard (Bảng 2.1). Bảng 2.1. Các loài Oryza theo Takeoka (1963) với số nhiễm sắc thể, kiểu gien và phân bố địa lý Nhóm/loài 2n Kiểu gien Phân bố địa lý Nhóm Oryzae Sativa L. 24 AA Khắp thế giới, lúa trồng Rufipogon Griff. (=perennis Moench) 24 AA Châu Á, Châu Mỹ Barthii A. Chev. (=longistaminata) 24 AA Châu Phi glaberrima Steud. 24 AA Châu Phi, lúa trồng breviligulata A. Chev. et Roehr. (=barthii 24 AA Châu Phi theo Clayton, 1968) australiensis Domin 24 EE Châu Úc eichingeri A. Peter 24 CC Châu Phi punctata Kotschy 24, 48 BB, BBCC Châu Phi officinalis Wall. 24 CC Châu Á minuta J.S. Presl 48 BBCC Châu Á 46
latifolia Desv. 48 CCDD Châu Mỹ alta Swallen 48 CCDD Châu Mỹ grandiglumis Prod. 48 CCDD Châu Mỹ Nhóm Schlechterianae schlechteri Pilger New Guinea Nhóm Granulatae meyeriana Baill. (=granulata theo Nees et 24 Châu Á Arn. Nhóm Ridleyanae ridleyi Hook. F. 48 Châu Á longiglumis Jansen 48 New Guinea Nhóm Angustifoliae brachyantha A. Chev. et Roehr. 24 FF Châu Phi angustifolia Hubbard 24 Châu Phi perrieri A. Camus 24 Malagasy tisseranti A. Chev. 24 Châu Phi Nhóm Coarctatae Coarctata Roxb. 48 Châu Á Nguồn: Oka, 1988 Trong giáo trình này, chúng ta chỉ thảo luận về loài lúa trồng phổ biến Oryza sativa L. mà thôi. 2.2.2. Theo sinh thái địa lý Từ 200 năm trước công nguyên, các giống lúa ở Trung Quốc được phân thành 3 nhóm: “Hsien”, “Keng” và nếp. Năm 1928 – 1930, các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã đưa lúa trồng thành 2 loại phụ: “indica” và “japonica” trên cơ sở phân bố địa lý, hình thái cây và hạt, độ bất dục khi lai tạo và phản ứng huyết thanh (Serological reaction). Nhóm Indica (= “ Hsien” = lúa tiên) bao gồm các giống lúa từ Sri Lanka, Nam và Trung Trung Quốc, Ấn Độ, Pakistan, Indinesia, Philippines, Đài Loan và nhiều nước khác ở vùng nhiệt đới. Trong khi nhóm Japonica (= “Keng” = lúa cánh) bao gồm các giống lúa từ miền Bắc và Đông Trung Quốc, Nhật Bản và Triều Tiên, nói chung là tập trung ở các vùng á nhiệt đới và ôn đới. Các nhà nghiên cứu Nhật Bản sau đó đã thêm 47
một nhóm thứ 3 “javanica” để đặt tên cho giống lúa cổ truyền của Indonesia là “bulu” và “gundil”. Từ “Janvanica” có gốc từ chữ Java là tên của một đảo của Indonesia. Từ “Japonica” có lẽ xuất xứ từ chữ Japan là tên nước Nhật Bản. Còn “Indica” có lẽ có nguồn gốc từ India (Ấn Độ). Như vậy, tên gọi của 3 nhóm thể hiện nguồn gốc xuất phát của các giống lúa từ 3 vùng địa lý khác nhau. Bảng 2.2 so sánh đặc tính của 3 nhóm này. Bảng 2.2. Đặc trưng hình thái và sinh lý tổng quát của 3 nhóm giống lúa Đặc tính INDICA JAVANICA JAPONICA Thân - Thân cao - Thân cao trung bình - Thân thấp Chồi - Nở bụi mạnh - Nở bụi thấp - Nở bụi trung bình Lá - Lá rộng, xanh nhạt - Lá rộng, cứng, xanh nhạt- Lá hẹp, xanh đậm Hạt - Hạt thon dài, dẹp - Hạt to, dầy - Hạt tròn, ngắn - Hạt hầu như không có - Hạt không có đuôi hoặc - Hạt không đuôi tới có đuôi có đuôi dài đuôi dài - Trấu ít lông và lông ngắn - Trấu có lông dài - Trấu có lông dài và dầy - Hạt dễ rụng - Ít rụng hạt - Ít rụng hạt Sinh học - Tính quang cảm rất - Tính quang cảm rất yếu - Tính quang cảm rất thay đổi thay đổi Nguồn: Chang, 1965. KHÍ HẬU VÀ PHÂN BỐ CỦA CÂY LÚA Nhiệt đới Á nhiệt đới Ôn đới Không trồng lúa Hình 2.3. Phân bố lúa trồng trên thế giới 48
2.2.3. Theo đặc tính sinh lý: Tính quang cảm Lúa, nói chung, là loại cây ngày ngắn, tức là loại thực vật chỉ cảm ứng ra hoa trong điều kiện quang kỳ ngắn. Trong điều kiện nhiệt đới ở Bắc bán cầu, độ dài ngày thay đổi có chu kỳ trong năm tùy theo vị trí tương đối của trái đất và mặt trời, khi trái đất quay trên quỹ đạo của nó. Chúng ta có thể căn cứ vào 4 thời điểm quan trọng nhất trong năm để đánh dấu sự chuyển đổi của độ dài chiếu sáng trong ngày: - Ngày Xuân phân (khoảng 21/3 dl) khi đường đi biểu kiến của mặt trời ở ngay xích đạo của trái đất, ngày và đêm dài bằng nhau. Sau ngày này đường đi biểu kiến của mặt trời lệch dần lên phía Bắc cho nên ở Bắc bán cầu, ngày sẽ dần dần dài hơn đêm. - Ngày Hạ chí (khoảng 22/6 dl) khi đường đi biểu kiến của mặt trời lên đến giới hạn trên cùng ở phía Bắc của trái đất, còn gọi là Bắc chí tuyến. Ngày này dài nhất trong năm ở Bắc bán cầu. Sau ngày này, đường đi biểu kiến của mặt trời lệch dần về phía Nam, ngày trở nên ngắn lại (nhưng ngày vẫn còn dài hơn đêm) ở Bắc bán cầu. - Ngày Thu phân (khoảng 23/9 dl) khi đường đi biểu kiến của mặt trời đã về ngay xích đạo, ngày và đêm lại bằng nhau. Sau ngày này mặt trời tiếp tục lệch dần về phía Nam, ngày ngắn dần lại hơn nữa ở Bắc bán cầu (ngày ngắn hơn đêm) vì phần nhận được ánh sáng mặt trời ở Bắc bán cầu nhỏ hơn phần tối. - Ngày Đông chí (khoảng 22/12 dl) khi đường đi biểu kiến của mặt trời trùng với Nam chí tuyến thì ở Bắc bán cầu ngày sẽ ngắn nhất trong năm. Sau ngày này mặt trời lệch dần về phía Bắc trở về xích đạo đúng ngày xuân phân và tái lập lại chu kỳ mới. Phản ứng đối với quang kỳ (độ dài chiếu sáng trong ngày) thay đổi tuỳ theo giống lúa. Dựa vào mức độ cảm ứng đối với quang kỳ của từng giống lúa, người ta phân biệt 2 nhóm lúa chính: nhóm quang cảm và nhóm không quang cảm. 2.2.3.1. Nhóm lúa quang cảm Nhóm lúa quang cảm là nhóm giống lúa có cảm ứng với quang kỳ, chỉ ra hoa trong điều kiện ánh sáng ngày ngắn thích hợp, nên gọi là lúa mùa, tức lúa chỉ trổ và chín theo mùa. Tùy mức độ mẫn cảm với quang kỳ nhiều hay ít, mạnh hay yếu người ta phân biệt: lúa mùa sớm, mùa lỡ hoặc mùa muộn. Phần lớn các giống lúa cổ truyền của ta đều là giống lúa quang cảm. Các giống lúa cảm ứng yếu với quang kỳ sẽ bắt đầu ra hoa khi ngày bắt đầu ngắn dần sau ngày thu phân, tức tháng 9 – 10 dl và cho thu hoạch tháng 10 – 11 dl như các giống lúa Tiêu, Sóc so, Sa mo, Sa quay (ở ĐBSCL), Ba trăng, Bát ngoạt, Dự, Hẻo, Muối (miền Trung), Tẻ tép, Chanh, Gié nòi, Cà cuống, Cao phú xuyên, Bần (miền Bắc) khi trồng trong điều kiện của ĐBSCL. Các giống này được gọi là lúa mùa sớm. Như vậy, lúa mùa sớm là nhóm giống lúa có quang cảm yếu, trồng trái vụ vẫn trổ được nhưng thời gian sinh trưởng thay đổi không nhiều. Nhóm giống lúa mùa lỡ là những giống lúa có phản ứng trung bình đối với quang kỳ, trổ vào tháng 11 dl và chín vào tháng 12 dl. Trong điều kiện ĐBSCL, lúa mùa lỡ trồng trái vụ có thể trổ được nhưng thời gian sinh trưởng thay đổi nhiều và lúa phát dục không bình thường. Ba thiệt, Nàng nhuận, Một bụi, Trắng hòa bình, Nàng co đỏ, Bông đinh, Tất nợ, Lúa phi, Trái mây thuộc nhóm này. 49
Nhóm giống lúa mùa muộn là những giống lúa có phản ứng rất mạnh đối với quang kỳ. Các giống lúa này chỉ trổ trong khoảng thời gian nhất định trong năm, khi quang kỳ ngắn nhất vào tháng 12 hoặc có khi đến đầu tháng 1 dl. Thời gian sinh trưởng của các giống này thay đổi rất lớn tùy theo thời điểm gieo cấy sớm hay muộn. Một số giống không thể trổ được nếu trồng trái vụ (gieo vào tháng 11 – 12 dl). Tiêu biểu cho nhóm này là các giống Tài nguyên, Nanh chồn, Tàu hương, Nàng thơm muộn, Nếp vỏ gừa, Tàu lai, Thềm đìa, Nàng nghiệp, Tám sanh, Lòng tong, Ngọc chồn, Hầu hết các giống này phân bố ở các vùng trũng nước ngập sâu và rút muộn. Đặc tính quang cảm rất hữu ích trong công tác chọn giống lúa thích nghi với chế độ nước ở một khu vực sản xuất cụ thể. Ở những vùng đất cao, ven biển canh tác nhờ nước mưa, các giống lúa mùa sớm và lỡ tỏ ra rất thích hợp vì chúng trổ và chín khi dứt mưa và nước ngọt đã cạn. Mặn có thể xâm nhập làm thiệt hại các ruộng lúa nếu sử dụng các giống lúa muộn. Ngược lại, ở những vùng trũng, nước ngập sâu và rút muộn khi mùa mưa chấm dứt, các giống lúa mùa muộn mới thích hợp. Các giống lúa mùa sớm trồng trong những vùng nầy sẽ trổ bông khi mực nước trên ruộng còn cao và cho thu hoạch khi ruộng còn nhiều nước gây thất thoát rất lớn. Tuy nhiên, đặc tính quang cảm sẽ gây trở ngại rất lớn cho việc thâm canh tăng vụ vì các giống lúa này chỉ có thể trồng được 1 vụ/năm mà thôi. 2.2.3.2. Nhóm lúa không quang cảm Hầu như các giống lúa mới lai tạo phục vụ cho việc thâm canh tăng vụ hiện nay đều không quang cảm. Các giống lúa này lại ngắn ngày (90 – 120 ngày) hoặc trung mùa (120- 150 ngày) có thời gian sinh trưởng hầu như không thay đổi khi trồng trong các thời vụ khác nhau nên có thể trồng được nhiều vụ 1 năm và có thể trồng bất cứ lúc nào trong năm, miễn bảo đảm đủ nước tưới và yêu cầu dinh dưỡng. IR8, IR20, IR26, TN73 – 2, NN3A, NN6A, các giống lúa MTL250, MTL322, MTL384, MTL392, . hoặc OMCS2000, OM1490, OM3536 IR42 (NN4B), MTL83 đều thuộc nhóm không quang cảm. 2.2.4. Theo điều kiện môi trường canh tác Dựa vào điều kiện môi trường canh tác, đặc biệt là nước có thường xuyên ngập ruộng hay không, người ta phân biệt nhóm lúa rẫy (upland rice) hoặc lúa nước (lowland rice). Trong lúa nước người ta còn phân biệt lúa có tưới (irrigated lowland rice), lúa nước trời (rainfed lowland rice), lúa nước sâu (deepwater rice), hoặc lúa nổi (floating rice) (Hình 2.4). Tùy theo đặc tính thích nghi với môi trường, người ta có lúa chịu phèn, lúa chịu úng, lúa chịu hạn, lúa chịu mặn Tuỳ theo chế độ nhiệt khác nhau, người ta cũng phân biệt lúa chịu lạnh (các giống japonica), lúa chịu nhiệt (các giống indica). 50
Mực nướ c ngầm ướ c ự c n sâu m Độ Lúa cạn (rẫy) Lúa có tưới Lúa nước trời Lúa nước sâu Lúa nổi 10% 45% 30% 11% 4% Hình 2.4. Phân loại lúa trên thế giới theo địa hình và chế độ nước (De Datta, 1981). 2.2.5. Theo đặc tính sinh hóa hạt gạo Tùy theo lượng amylose trong tinh bột hạt gạo, người ta phân biệt lúa nếp và lúa tẻ. Ta biết rằng tinh bột có 2 dạng là amylose và amylopectin. Hàm lượng amylopectin trong thành phần tinh bột hạt gạo càng cao tức hàm lượng amylose càng thấp thì gạo càng dẻo. Chang (1980) đã phân cấp gạo dựa vào hàm lượng amylose như bảng 2.3. Bảng 2.3. Phân loại gạo dựa vào hàm lượng amylose trong tinh bột Cấp Hàm lượng Amylose (%) Loại gạo 0 <3.0 Nếp 1 3.1 – 10.0 Rất thấp (gạo dẽo) 3 10.1 – 15.0 Thấp (dẽo) 5 15.1 – 20.0 Trung Bình (hơi dẽo) 7 20.1 – 25.0 Cao – Trung bình 9 25.1 – 30.0 Cao Nguồn: Chang, 1980. Người ta phân biệt hai nhóm này dựa vào phản ứng ăn màu đối với dung dịch potassium iodide iodine (lg potassium iodide + 0,3g iodine trong 100 ml nước), bột gạo nếp sẽ nhuộm màu nâu đỏ của dung dịch và bột gạo tẻ sẽ có màu xanh thẩm do sự ăn màu của amylose. 51
2.2.6. Theo đặc tính của hình thái Dựa vào đặc tính hình thái của cây lúa, người ta còn phân biệt theo: - Cây: cao (>120 cm) – trung bình (100 – 120 cm) – thấp (dưới 100 cm). - Lá: thẳng hoặc cong rủ, bản lá to hoặc nhỏ, dầy hoặc mỏng. Bảng 2.4. Phân loại dựa vào chiều dài hạt gạo và tỷ lệ dài/ngang Loại hạt Theo FAO đối Theo USDA đối Theo IRRI đối với gạo trắng với gạo lức với gạo lức Theo chiều dài hạt (mm) Rất dài > 7.00 – > 7.50 Dài 6.00 – 6.99 6.6 – 7.5 6.61 – 7.50 Trung bình 5.00 – 5.99 5.5 – 6.6 5.51 – 6.60 Ngắn 3.0 > 3.0 > 3.0 Trung bình – 2.1 – 3.0 2.1 – 3.0 Mập 2.0 – 3.0 < 2.1 1.1 – 2.0 Tròn < 2.0 – < 1.1 - Bông: loại hình nhiều bông (nở bụi mạnh) hoặc to bông (nhiều hạt), dạng bông túm hoặc xòe, cổ bông hở hoặc cổ kính (tùy theo độ trổ của cổ bông so với cổ lá cờ), khoe bông hoặc giấu bông (tùy theo chiều dài và gốc độ lá cờ hay lá đòng và tùy độ trổ của bông ra khỏi bẹ lá cờ), dầy nách hay thưa nách (tùy độ đóng hạt trên các nhánh gié của bông lúa). - Hạt lúa: dài, trung bình hoặc tròn (dựa vào chiều dài và tỉ lệ dài/ngang của hạt lúa). - Hạt gạo: gạo trắng hay đỏ hoặc nâu, tím (màu của lớp vỏ ngoài hạt gạo); có bạc bụng hay không; dạng hạt dài hay tròn. Các đặc tính này rất quan trọng ảnh hưởng tới giá trị thương phẩm của gạo trên thị trường trong và ngoài nước. Như vậy, sau quá trình diễn biến lâu dài và phức tạp lúa hoang đã được thuần hóa thành lúa trồng và lúa trồng đã hình thành nhiều loại hình sinh thái khác nhau từ loại hình đa niên sang hằng niên; từ vùng nhiệt đới nóng ẩm đến những vùng á nhiệt đới và ôn đới; từ vùng đất ngập sâu, đầm lầy lên những vùng cao đất dốc và thường xuyên bị khô hạn; từ dạng lúa tẻ cứng cơm, nở nhiều sang loại hình lúa nếp, dẽo và ít nở; từ dạng cao cây, dài ngày, quang cảm sang loại hình thấp cây, ngắn ngày, không quang cảm. Đó là cả một quá trình chuyển biến của cây lúa để thích nghi và tồn tại trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau và luôn biến đổi. Đó cũng là kết quả của một qúa trình chọn lọc tự nhiên và nhân tạo hết sức tích cực do tác động của môi trường và con người. Hiểu biết điều này sẽ rất hữu ích cho công tác cải tiến giống lúa hiện tại và tương lai. 52
2.3. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Vẽ sơ đồ lịch sử tiến hoá của các loài lúa trồng theo Chang (1975). 2. So sánh các đặc trưng hình thái và sinh lý tổng quát của 3 nhóm giống lúa indica, javanica và japonica. 3. Tính quang cảm của cây lúa và phân loại lúa theo tính quang cảm. 4. Phân loại lúa theo các đặc tính phẩm chất của hạt gạo 2.4. BÀI ĐỌC THÊM 1. Chang, T.T. et al, 1981. Descriptors for rice Oryza sativa L. . IRRI, Philippines. 2. Oka, H.I., 1988. Origin of Cultivated Rice. Japan Scientific Societies Press, Tokyo. ELSEVIER Amsterdam – Oxford – Newyork – Tokyo. 3. Takahashi, N., 1995. Physiology of dormancy. Science of the rice plant. Volume two, Physiology. Edited by Takene Matsuo et al, pp. 45-57. Oryza officinalis Oryza meyeriana Oryza rufipogon Oryza granulata Oryza minuta 53
CHƯƠNG 3: HÌNH THỂ HỌC VÀ SỰ SINH TRƯỞNG CỦA CÂY LÚA 3.1. Các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa 3.2. Hạt lúa và sự nẩy mầm 3.3. Mầm lúa và mạ non 3.4. Rễ lúa 3.5. Thân lúa 3.6. Lá lúa 3.7. Bông lúa 3.8. Hoa lúa Cây lúa thuộc loại Hòa thảo (Graminae), tộc Oryzae, loài Oryza. Trong đó, Oryza sativa L. là tên của lúa trồng phổ biến nhất hiện nay. Hiểu rõ cấu tạo và đặc tính sinh trưởng của các bộ phận cây lúa ta mới có thể có những biện pháp kỹ thuật thích hợp, điều khiển sự sinh trưởng của cây lúa trong từng giai đoạn để đạt năng suất cao nhất. 3.1. CÁC GIAI ĐOẠN SINH TRƯỞNG CỦA CÂY LÚA Đời sống cây lúa bắt đầu từ lúc hạt nẩy mầm cho đến khi lúa chín. Có thể chia làm 3 giai đoạn chính: giai đoạn tăng trưởng (sinh trưởng dinh dưỡng), giai đoạn sinh sản (sinh dục) và giai đoạn chín (Hình 3.1). Hình 3.1. Biểu đồ sinh trưởng của một giống lúa 120 ngày không quang cảm 54
3.1.1. Giai đoạn tăng trưởng Giai đoạn tăng trưởng bắt đầu từ khi hạt nẩy mầm đến khi cây lúa bắt đầu phân hóa đòng. Giai đoạn này, cây phát triển về thân lá, chiều cao tăng dần và ra nhiều chồi mới (nở bụi). Cây ra lá ngày càng nhiều và kích thước lá ngày càng lớn giúp cây lúa nhận nhiều ánh sáng mặt trời để quang hợp, hấp thụ dinh dưỡng, gia tăng chiều cao, nở bụi và chuẩn bị cho các giai đoạn sau. Trong điều kiện đầy đủ dinh dưỡng, ánh sáng và thời tiết thuận lợi, cây lúa có thể bắt đầu nở bụi khi có lá thứ 5-6. Chồi ra sớm trong nương mạ gọi là chồi ngạnh trê. Sau khi cấy, cây mạ mất một thời gian để hồi phục, bén rễ rồi nở bụi rất nhanh, cùng với sự gia tăng chiều cao, kích thước lá đến khi đạt số chồi tối đa thì không tăng nữa mà các chồi yếu bắt đầu rụi dần (chồi vô hiệu hay còn gọi là chồi vô ích), số chồi giảm xuống. Thời điểm có chồi tối đa có thể đạt được trước, cùng lúc hay sau thời kỳ bắt đầu phân hóa đòng tùy theo giống lúa (Hình 3.2). Pha sinh dục Hình 3.2. Các kiểu sinh trưởng khác nhau của cây lúa A: Lúa cực sớm (75-85 ngày); B: Lúa ngắn ngày (90-110ngày); C: Lúa trung mùa (120-150 ngày) PI = Tương khối sơ khởi, F = Trổ bông, H = Thu hoạch Thời gian sinh trưởng của các giống lúa kéo dài hay ngắn khác nhau chủ yếu là do giai đoạn tăng trưởng này dài hay ngắn. Thường các giống lúa rất ngắn ngày và ngắn ngày có giai đoạn tăng trưởng ngắn và thời điểm phân hóa đòng có thể xảy ra trước (A) hoặc ngay khi cây lúa đạt được chồi tối đa (B). Ngược lại, các giống lúa dài ngày (trên 4 tháng) thường đạt được chồi tối đa trước khi phân hóa đòng (C). Đặc biệt, các giống lúa mùa quang cảm mạnh, nếu gieo cấy sớm, thì sau khi đạt chồi tối đa, cây lúa tăng trưởng 55
chậm lại và chờ đến khi có quang kỳ thích hợp mới bắt đầu phân hóa đòng để trổ bông. Thời gian này cây lúa sống chậm, không sản sinh gì thêm gọi là thời kỳ ngưng tăng trưởng, có khi rất dài (hình 3.5). Do đó, đối với các giống lúa quang cảm mạnh, cần bố trí thời vụ gieo cấy căn cứ vào ngày trổ hàng năm của giống, làm thế nào để thời kỳ ngưng tăng trưởng này càng ngắn càng tốt, nhưng phải bảo đảm thời gian từ cấy đến phân hóa đòng ít nhất là 2 tháng, để cây lúa có đủ thời gian nở bụi, bảo đảm đủ số bông trên đơn vị diện tích sau này. Thông thường, số chồi hình thành bông (chồi hữu hiệu hay còn gọi là chồi có ích) thấp hơn so với số chồi tối đa và ổn định khoảng 10 ngày trước khi đạt được chồi tối đa. Các chồi ra sau đó, thường sẽ tự rụi đi không cho bông được do chồi nhỏ, yếu không đủ khả năng cạnh tranh dinh dưỡng, ánh sáng với các chồi khác, gọi là chồi vô hiệu. Trong canh tác, người 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 7 ngày trước khi phân hóa đòng trở đi, để tập trung dinh dưỡng cho những chồi hữu hiệu. 3.1.2. Giai đoạn sinh sản Giai đoạn sinh sản bắt đầu từ lúc phân hóa đòng đến khi lúa trổ bông. Giai đoạn này kéo dài khoảng 27 – 35 ngày, trung bình 30 ngày và giống lúa dài ngày hay ngắn ngày thường không khác nhau nhiều. Lúc này, số chồi vô hiệu giảm nhanh, chiều cao tăng lên rõ rệt do sự vươn dài của 5 lóng trên cùng. Đòng lúa hình thành và phát triển qua nhiều giai đoạn, cuối cùng thoát ra khỏi bẹ của lá cờ: lúa trổ bông. Trong suốt thời gian này, nếu đầy đủ dinh dưỡng, mực nước thích hợp, ánh sáng nhiều, không sâu bệnh và thời tiết thuận lợi thì bông lúa sẽ hình thành nhiều hơn và vỏ trấu sẽ đạt được kích thước lớn nhất của giống, tạo điều kiện gia tăng trọng lượng hạt sau này. 3.1.3. Giai đoạn chín Giai đoạn chín bắt đầu từ lúc trổ bông đến lúc thu hoạch. Giai đoạn này trung bình khoảng 30 ngày đối với hầu hết các giống lúa ở vùng nhiệt đới. Tuy nhiên, nếu đất ruộng có nhiều nước, thiếu lân, thừa đạm, trời mưa ẩm, ít nắng trong thời gian nầy thì giai đoạn chín sẽ kéo dài hơn và ngược lại. Giai đoạn nầy cây lúa trải qua các thời kỳ sau: - Thời kỳ chín sữa (ngậm sữa): các chất dự trữ trong thân lá và sản phẩm quang hợp được 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 dưỡng, tình trạng sinh trưởng, phát triển của cây lúa và thời tiết từ giai đoạn lúa trổ trở đi hết sức quan trọng đối với quá trình hình thành năng suất lúa (Hình 3.3). Kích thước và trọng lượng hạt gạo tăng dần làm đầy vỏ trấu. Bông lúa nặng cong xuống nên gọi là lúa “cong trái me”. Hạt gạo chứa một dịch lỏng màu trắng đục như sữa, nên gọi là thời kỳ lúa ngậm sữa. - Thời kỳ chín sáp: hạt mất nước, từ từ cô đặc lại, lúc bấy giờ vỏ trấu vẫn còn xanh. - Thời kỳ chín vàng: hạt tiếp tục mất nước, 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 rụi dần. - Thời kỳ chín hoàn toàn: Hạt gạo khô cứng lại, ẩm độ hạt khoảng 20% hoặc thấp hơn, tùy ẩm độ môi trường, lá xanh chuyển vàng và rụi dần. Thời điểm thu hoạch tốt nhất là khi 80 % hạt lúa ngã sang màu trấu đặc trưng của giống (Hình 3.4). 56
Hình 3.3. Sự tích lũy carbohydrate trong các bộ phận khác nhau qua các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa Phơi màu Ngậm sữa Vào chắc Chín sáp Chín hoàn toàn Hình 3.4. Sự phát triển của hạt lúa qua các giai đoạn sau khi trổ 57
0 10 35 60 90 ngày GIAI ĐOẠN TĂNG GIAI ĐOẠN GIAI ĐOẠN TRƯỞNG SINH SẢN CHÍN CÂY LÚA 90 NGÀY (không quang cảm) 0 10 40 70 100 ngày GIAI ĐOẠN TĂNG GIAI ĐOẠN GIAI ĐOẠN TRƯỞNG SINH SẢN CHÍN CÂY LÚA 100 NGÀY (không quang cảm) 0 10 60 90 120 ngày GIAI ĐOẠN TĂNG TRƯỞNG GIAI ĐOẠN SINH SẢN GIAI ĐOẠN CHÍN CÂY LÚA 120 NGÀY (không quang cảm) Gieo Mạ Nở bụi Chồi tối đa Làm đòng Trổ Chín PHA CẢM ỨNG QUANG GIAI ĐOẠN TĂNG TRƯỞNG KỲ GIAI ĐOẠN SINH SẢN GIAI ĐOẠN CHÍN CÂY LÚA MÙA (5-6 tháng) (quang cảm) Hình 3.5. So sánh 3 giai đoạn sinh trưởng của cây lúa có thời gian sinh trưởng khác nhau 58
3.2. HẠT LÚA VÀ SỰ NẨY MẦM 3.2.1. Hạt lúa: (đúng hơn là trái lúa) Gồm có: phần vỏ lúa và hạt gạo (Hình 3.6). 3.2.1.1. Vỏ lúa: Vỏ lúa gồm 2 vỏ trấu ghép lại (trấu lớn và trấu nhỏ). Ở gốc 2 vỏ trấu chổ gắn vào đế hoa có mang hai tiểu dĩnh. Phần vỏ chiếm khoảng 20% trọng lượng hạt lúa. Râu 1 2 3 4 5 5 6 Ngang Dầy 1. Gạo lức 2. Trấu trên (nhỏ) 3. Trấu dưới (lớn) Dài 4. Trục hoa 5. Mày (tiểu dĩnh) 6. Cuống hoa Hình 3.6. Cấu tạo của một hạt lúa 3.2.1.2. Hạt gạo: Bên trong vỏ lúa là hạt gạo. Hạt gạo gồm 2 phần: - Phần phôi hay mầm (embryo): nằm ở góc dưới hạt gạo, chổ đính vào đế hoa, ở về phía trấu lớn. Hình 3.7. Cấu tạo của một hạt gạo 59
- Phôi nhũ: chiếm phần lớn hạt gạo chứa chất dự trữ, chủ yếu là tinh bột (phần gạo chúng ta ăn hàng ngày). Bên ngoài hạt gạo được bao bọc bởi một lớp vỏ lụa mỏng chứa nhiều vitamin, nhất là vitamin nhóm B (Hình 3.7). Khi xay xát (giai đoạn chà trắng) lớp nầy tróc ra thành cám mịn. 3.2.2. Sự nẩy mầm Hạt lúa trong khi bảo quản vẫn còn chứa một lượng nước nhất định từ 12-14% trọng lượng khô. Khi ngâm trong nước, hạt hút nước và trương lên, ẩm độ trong hạt gia tăng đến 25% thì có thể nẩy mầm được. Khi ấy tinh bột trong phôi nhũ bị phân giải thành những chất đơn giản để cung cấp cho mầm phát triển. Thời gian hút nước nhanh hay chậm tùy theo hạt giống cũ hay mới, vỏ trấu mỏng hay dầy, nhiệt độ nước ngâm cao hay thấp. Nói chung, nhiệt độ không khí cao, nước ấm, hạt giống cũ hay vỏ hạt mỏng dễ thấm nước thì hạt hút nước nhanh, mau đạt tới ẩm độ cần thiết. Ngâm quá lâu, hạt hút nhiều nước, các chất dinh dưỡng hòa tan và khuyếch tán ra ngoài môi trường làm tiêu hao chất dự trữ trong phôi nhũ, đồng thời làm cho nước ngâm bị chua, hạt bị thối và nẩy mầm yếu. Hàm lượng nước trong hạt thích hợp cho quá trình nẩy mầm biến thiên từ 30-40% tùy điều kiện nhiệt độ. Nhiệt độ thích hợp cho hạt lúa nẩy mầm từ 27-37 0C . Nhiệt độ thấp hoặc cao hơn khoảng nhiệt độ này, hạt lúa sẽ nẩy mầm yếu và thời gian nẩy mầm kéo dài. Trong điều kiện nhiệt độ và ẩm độ thích hợp thì mầm lúa sẽ phát triển xuyên qua vỏ trấu và xuất hiện ra ngoài: hạt nẩy mầm (germination) (Hình 3.8). So với nhiều hạt giống khác thì hạt lúa nẩy mầm cần ít oxy hơn. Trong điều kiện bình thường, sau khi mầm hạt phá vở vỏ trấu thì rễ mầm sẽ mọc ra trước, rồi mới đến thân mầm. Tuy nhiên, nếu bị ngập nước (môi trường yếm khí) thì thân mầm sẽ phát triển trước. Khi lá đầu tiên xuất hiện, thì các rễ thứ cấp sẽ bắt đầu xuất hiện để giúp cây lúa bám chặt vào đất, hút nước và dinh dưỡng (Hình 3.8H). C A D B F H Hình 3.8. Các thời kỳ nẩy mầm của hạt lúa: bắt đầu nẩy mầm (A), mầm hạt phát triển (B), đến khi có lá đầu tiên (C). Nẩy mầm trong điều kiện thoáng khí (D), trong điều kiện yếm khí (F) và sự phát triển của rễ thứ cấp (H) 60
3.3. MẦM LÚA VÀ MẠ NON Lúa là cây đơn tử diệp. Khi hạt nẩy mầm thì rễ mầm (radicle) xuất hiện trước, sau đó đến thân mầm (coleoptile). Thân mầm được bao bọc bởi một lá bao mầm (diệp tiêu), dài khoảng 1 cm. Kế đó, lá đầu tiên xuất hiện, có cấu tạo giống như một lá bình thường nhưng chưa có phiến lá, gọi là lá thứ nhất hay lá không hoàn toàn. Sau đó đến lá thứ 2, lá này có đầy đủ phiến lá và bẹ lá nhưng phiến lá nhỏ và có hình mũi viết rất đặc thù, dài khoảng 2-3 cm. Tiếp tục lá thứ ba, tư, năm, sáu. . . Các lá mọc đối nhau, lá ra sau mọc về phía đối diện với lá trước (Hình 3.9). Trong điều kiện thiếu oxy và thiếu ánh sáng, thân mầm kéo dài ra, ta phân biệt được trung diệp (còn gọi là lóng sơ khởi = mesocotyl), đoạn ở giữa hạt lúa và diệp tiêu (lá bao mầm). A B C Lá 2 (lá thật đầu tiên) A: Cây mạ có 2 lá thật B: Cây mạ có lá thứ 6 C: Cây mạ đến tuổi cấy Nẩy mầm ngoài sáng Nẩy mầm trong tối Hình 3.9. Cây mạ non và cách tính tuổi lá trên cây lúa Người ta đếm số lá trên thân để tính tuổi cây mạ. Cây mạ có bao nhiêu lá là có bấy nhiêu tuổi. Trong giai đoạn đầu, cây lúa ra lá nhanh, trung bình 3-4 ngày một lá. Từ lúc nẩy mầm đến khi cây mạ được 3-4 lá (khoảng 10-12 ngày sau khi nẩy mầm) cây lúa chỉ 61
sử dụng chất dinh dưỡng dự trữ trong hạt gạo (phôi nhũ). Từ tuổi mạ 3,7 trở đi, cây bắt đầu cuộc sống tự dưỡng. Nhiệt độ thích hợp cho cây mạ phát triển là từ 25-30 0C . Dưới 15 0C và trên 40 0C cây ngừng sinh trưởng. Nếu thiếu oxy thì mầm lúa vươn dài nhanh chóng, thân mềm yếu trong khi rễ phát triển chậm, ngắn và ít. 3.4. RỄ LÚA Cây lúa có 2 loại rễ: rễ mầm và rễ phụ 3.4.1. Rễ mầm Rễ mầm (radicle) là rễ mọc ra đầu tiên khi hạt lúa nẩy mầm. Thường mỗi hạt lúa chỉ có một rễ mầm. Rễ mầm không ăn sâu, ít phân nhánh, chỉ có lông ngắn, thường dài khoảng 10-15 cm. Rễ mầm giữ nhiệm vụ chủ yếu là hút nước cung cấp cho phôi phát triển và sẽ chết sau 10-15 ngày, lúc cây mạ được 3-4 lá. Các rễ thứ cấp có thể mọc ra khi rễ mầm bị thiệt hại. Rễ mầm còn có nhiệm vụ giúp hạt lúa bám vào đất khi gieo sạ trên đồng. 3.4.2. Rễ phụ: (còn gọi là rễ bất định) Rễ phụ mọc ra từ các mắt (đốt) trên thân lúa. Mỗi mắt có từ 5-25 rễ phụ, rễ phụ mọc dài, có nhiều nhánh và lông hút. Tại mỗi mắt có 2 vòng rễ: vòng rễ trên to và khỏe, vòng rễ dưới nhỏ và kém quan trọng hơn. Trong giai đoạn tăng trưởng, các mắt này thường rất khít nhau và nằm ở dưới mặt đất, nên rễ lúa tạo thành một chùm, do đó, rễ lúa còn gọi là rễ chùm. Tầng rễ phụ đầu tiên mọc ra ở mắt đầu tiên ngay trên trục trung diệp (mesocotyl). Hình 3.10. Phẩu thức cắt ngang của rễ lúa Hình 3.11. Các loại rễ lúa trưởng thành Ở đất khô rễ mọc thành chùm to, số rễ nhiều hơn, mọc rộng ra và ăn sâu xuống đất có thể đến 1m hay hơn nữa để tăng khả năng hút nước. 62
Ở đất ngập nước, bộ rễ ít ăn sâu đến 40 cm. Bên trong rễ có nhiều khoảng trống ăn thông với thân và lá. Nhờ có cấu tạo đặc biệt này mà rễ lúa có thể sống được trong điều kiện thiếu oxy do ngập nước (Hình 3.10). Ở những nơi ngập nước sâu (vùng lúa nổi), khi rễ phụ mọc ra nhiều ở những mắt gần mặt nước để dễ hút không khí. Đôi khi người ta còn thấy rễ mọc ra từ trục trung diệp khi sạ sâu hoặc hạt được xử lý hóa chất (Hình 3.11). Ở giai đoạn trổ bông, rễ lúa chiếm 10% trọng lượng khô của toàn thân (biến thiên từ 5-30% tùy giống), Ở giai đoạn mạ tỉ lệ nầy vào khoảng 20%. Rễ có nhiệm vụ hút nước và chất dinh dưỡng nuôi cây, giúp cây bám chặt vào đất, cho nên bộ rễ có khỏe mạnh thì cây lúa mới tốt được. Trong điều kiện bình thường rễ non có màu trắng sữa, rễ già sẽ chuyển sang màu vàng, nâu nhạt rồi nâu đậm, tuy nhiên phần chóp rễ vẫn còn màu trắng. Bộ rễ không phát triển, rễ bị thối đen biểu hiện tình trạng mất cân bằng dinh dưỡng trong đất, cây lúa không hấp thu được dinh dưỡng nên còi cọc, lá vàng, dễ bị bệnh và rụi dần nếu không có biện pháp xử lý kịp thời. Sự phát triển của bộ rễ tốt hay xấu tùy loại đất, điều kiện nước ruộng, tình trạng dinh dưỡng của cây và giống lúa. Những giống lúa rẫy (sống ở vùng cao, không ngập nước) hoặc các giống lúa chịu hạn giỏi thường có bộ rễ phát triển mạnh, ăn sâu và rộng, tận dụng được lượng nước hiếm hoi trong đất, độ mọc sâu của rễ tùy thuộc vào mực nước ngầm cao hay thấp (Hình 3.12). Loại V Loại IV Loại III Loại II Loại I Mực nướcngầm Thoát nước tốt Thoát nước kém Hình 3.12. Sự phát triển của rễ lúa trong những điều kiện mực nước ngầm khác nhau 63
3.5. THÂN LÚA Thân lúa (stem) gồm những mắt và lóng nối tiếp nhau, Lóng là phần thân rỗng ở giữa 2 mắt và thường được bẹ lá ôm chặt. Thông thường các lóng bên dưới ít phát triển nên các mắt rất khít nhau, chỉ có khoảng 3-8 lóng trên cùng bắt đầu vươn dài khi lúa có đòng đòng (2-35 cm). Thiết diện của lóng có hình tròn hay bầu dục với thành lóng dày hay mỏng và lóng dài hay ngắn tùy từng loại giống và điều kiện môi trường, đặc biệt là nước (Hình 3.13). Đường kính ngoài Đường kính trong Xoang lõi Bó mạch Bọng khí A B Bó m ạch Hình 3.13. Phẩu thức cắt ngang của lóng trên thân (A) và gốc (B) (A) Rễ bất định (B) Rễ bất định 5 7 10 11 12 Tháng Hình 3.14. Các rễ bất định trên thân cây lúa nước sâu (A) và lúa nổi (B) 64
Cây lúa nào có lóng ngắn, thành lóng dầy, bẹ lá ôm sát thân thì thân lúa sẽ cứng chắc, khó đổ ngã và ngược lại. Nếu đất ruộng có nhiều nước, sạ cấy dầy, thiếu sánh sáng, bón nhiều phân đạm thì lóng có khuynh hướng vươn dài và mềm yếu làm cây lúa dễ đổ ngã. Lúa bị đổ ngã thì sự hút dinh dưỡng và quang hợp bị trở ngại, sự vận chuyển các chất bị cản trở, hô hấp mạnh làm tiêu hao chất dự trữ đưa đến hạt lép nhiều, năng suất giảm. Sự đổ ngã càng sớm, lúa bị thiệt hại càng nhiều và năng suất càng giảm. Đặc biệt ở những vùng nước ngập sâu và lên nhanh, cây lúa có đặc tính vươn lóng rất khỏe để vượt lên khỏi mặt nước, trung bình 2-3 cm/ngày ở các giống lúa nổi. Đồng thời rễ phụ mọc ra rất nhiều ở các mắt trên cao gần mặt nước để hút oxy và dưỡng chất. Thân lúa có khi dài đến 2-5 m và một lóng lúa có thể dài 30-40 cm (Hình 3.14). Những năm lũ lớn nước lên nhanh, khả năng vươn lóng của một số giống lúa nổi có thể đạt tới 5- 8 cm/ngày. Trên thân lúa các mắt thường phình ra. Tại mỗi mắt lúa có mang 1 lá, một mầm chồi và hai tầng rễ phụ. Một đơn vị tăng trưởng của cây lúa gồm 1 lóng, 1 mắt, 2 vòng rễ, 1 lá và 1 chồi, có thể sống độc lập được (Hình 3.15). Thân lúa có nhiệm vụ vận chuyển và tích trữ các chất trong cây. Trong điều kiện đầy đủ dinh dưỡng và ánh sáng, mầm chồi sẽ phát triển thành một chồi thật sự, thoát ra khỏi bẹ lá. Ta phân biệt: - Chồi bậc nhất (chồi sơ cấp): chồi xuất phát từ thân chính. - Chồi bậc hai (chồi thứ cấp): xuất phát từ chồi bậc nhất. - Chồi bậc ba (chồi tam cấp): xuất phát từ chồi bậc hai. Phiến lá Thìa lá Tai lá Mắt Thân Bẹ lá Bẹ lá Lóng Chồi phụ Mắ t (đốt) Lóng Bẹ lá Rễ phụ B A Hình 3.15. Cấu tạo một đơn vị tăng trưởng của cây lúa (A), thân chính và chồi (B) Trong điều kiện thuận lợi, đầy đủ dinh dưỡng và ánh sáng, cây lúa thường bắt đầu mọc chồi đầu tiên ở mắt thứ hai, đồng thời với lá thứ năm trên thân chính (chồi ngạnh trê). Sau đó cứ ra thêm một lá mới thì các chồi tương ứng sẽ xuất hiện. 65
Sự ra lá, ra chồi và ra rễ của cây lúa tuân theo một quy luật nhất định. Quy luật nầy gọi là quy luật sinh trưởng đồng hạng của Katayama về ra lá, ra chồi và ra rễ: khi lá thứ n trên thân chính xuất hiện thì tại mắt lá thứ n – 3 chồi sẽ xuất hiện và rễ phụ cũng mọc ra. Thí dụ: khi lá thứ 5 (n=5) trên thân chính mọc ra, thì chồi và rễ ở mắt thứ 2 cũng xuất hiện (n-3=5-3), khi lá thứ 6 trên thân xuất hiện, thì chồi và rễ ở mắt thứ 3 cũng xuất hiện, v.v Quy luật này không chỉ áp dụng trên thân chính mà trên tất cả các chồi phụ (Hình 3.16). Trường hợp ngoại lệ là khi cây ra lá thứ 4 thì chỉ có rễ ở mắt thứ 1 ra mà không có chồi, vì lúc nầy cây lúa còn quá non mới bắt đầu tự dưỡng nên không đủ dinh dưỡng tích lũy để sinh ra chồi. Theo quy luật nầy, khi cây lúa ra lá thứ 13 (Hình 3.15 C), trong điều kiện thuận lợi (đặc biệt là đầy đủ dinh dưỡng và ánh sáng trong điều kiện nhiệt độ thích hợp) thì cây lá sẽ có 9 chồi bậc nhất, 21 chồi bậc hai, 10 chồi bậc ba và 1 thân chính. Tổng cộng có 41 chồi/bụi. 3 2 3 2 2 1 2 2 3 2 2 1 2 2 1 1 1 1 2 1 2 2 2 1 2 2 3 3 2 3 2 2 1 2 2 3 3 2 3 3 6 0 5 7 5 6 4 4 3 3 2 2 10 1 4 1 9 2 8 7 3 4 6 3 1 2 5 1 4 3 2 A B 1 C Chồi th ứ cấp Chồi sơ cấp Hình 3.16. Sự sinh trưởng đồng hạng của chồi, lá và rễ cây lúa (A và B) và kiểu ra chồi của cây lúa khi có 13 lá (C) (Fujii, 1974) (0: thân chính, 1: chồi cấp 1; 2: chồi cấp 2; 3: chồi cấp 3) Tuy nhiên, trong điều kiện không thuận lợi như gieo sạ quá dày, cấy sâu, nước nhiều, thiếu dinh dưỡng thì mầm chồi sẽ thoái hóa đi mà không phát triển thành chồi được, lúa nở bụi kém. Các chồi mọc sớm sẽ cho bông to và ngược lại. Các chồi mọc quá trễ khi cây lúa sắp bắt đầu phân hóa đòng thường nhỏ yếu và sau đó chết đi mà không thành bông được, gọi là chồi vô hiệu. Trong canh tác người ta hạn chế đến mức thấp nhất số chồi vô hiệu để tập trung dinh dưỡng nuôi các chồi hữu hiệu cho bông tốt sau này. 66