Bài giảng Cây lương thực

1

LỜI NÓI ĐẦU

Sản xuất lương thực là ngành quan trọng của nông nghiệp Việt Nam. Lúa là cây lương

thực quan trọng nhất, chiếm diện tích gieo trồng lớn nhất. Cây lương thực quan trọng thứ hai

là ngô, thứ ba là cây sắn đang có xu hướng gia tăng về diện tích gieo trồng. Việt Nam hiện đã

đạt được an ninh lương thực trên phạm vi quốc gia. Tuy nhiên để đảm bảo được an ninh lương

thực ở cấp hộ gia đình trên phạm vi cả nước vẫn đang còn là một vấn đề lớn, đặc biệt ở miền

núi phía Bắc.

Cây lương thực là môn học bắt buộc nằm trong chương trình đào tạo của nhiều trường

Đại học Nông nghiệp trên cả nước nói chung và được giảng dạy tại khoa Nông lâm trường

Cao đẳng Cộng đồng Lào Cai.

Tập bài giảng Cây lương thực này được biên soạn dùng làm tài liệu giảng dạy cũng

như tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành Cao đẳng Nông lâm kết hợp và Trung cấp Trồng

trọt của trường Cao đẳng Cộng đồng Lào Cai. Kết cấu tập bài giảng Cây lương thực gồm hai

phần là Cây lúa và Cây màu (Cây ngô, Cây khoai lang và Cây Sắn).

Trong quá trình biên soạn tập bài giảng này, chúng tôi đã tham khảo một số tài liệu của

các tác giả. Tuy nhiên, do thời gian, nguồn tư liệu có hạn nên không tránh khỏi những thiếu

sót. Chúng tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của bạn đọc để tập bài giảng Cây

lương thực hoàn chỉnh hơn.

Tác giả

2

PHẦN MỘT: CÂY LÚA

Chương 1. ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT HỌC VÀ SINH VẬT HỌC CÂY LÚA

1.1. NGUỒN GỐC VÀ PHÂN LOẠI

1.1.1. Nguồn gốc

Cây lúa là một trong những cây ngũ cốc có lịch sử trồng trọt lâu đời nhất, là một trong

năm loại cây lương thực chính của thế giới, cùng với ngô, lúa mì (tiểu mạch), sắn (khoai mì)

và khoai tây. Căn cứ vào các tài liệu khảo cổ ở Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam... cây lúa đã có

mặt từ 3000-2000 năm trước công nguyên. Ở Trung Quốc vùng Triết Giang đã xuất hiện cây

lúa 5000 năm, ở hạ lưu sông Dương Tử 4.000 năm. Tuy nhiên, vẫn còn thiếu những tài liệu để

xác định một cách chính xác thời gian cây lúa được đưa vào trồng trọt.

Mặc dù ý kiến cụ thể về nguồn xuất xứ còn khác nhau, chưa thống nhất nhưng có nhiều

tài liệu lịch sử và di tích khảo cổ đã chứng minh về phương diện sinh thái học cây lúa và nghề

trồng lúa đã có từ lâu đời gắn liền với lịch sử phát triển của loài người, nhất là ở Châu Á.

Về nguồn gốc thực vật, cây lúa thuộc họ hoà thảo (Gramineae), chi Oryza. Trong chi

Oryza có nhiều loài, sống một năm hoặc nhiều năm, trong đó chỉ có 2 loài trồng là Oryza

sativa: phổ biến ở Châu Á, chiếm đại bộ phận diện tích trồng lúa, có nhiều giống có đặc tính

tốt, cho năng suất cao và Oryza glaberrima: hạt nhỏ, năng suất thấp, chỉ trồng trên diện tích

nhỏ ở Tây Phi. Lúa trồng hiện nay là do lúa dại qua chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo lâu

đời hình thành.

Quá trình hình thành loài lúa trồng có thể được khái quát như sau: Trong thời tiền sử,

các bộ lạc sinh sống trong vùng có lúa dại O. fatua đã thuần hoá nó và trồng nó ở những nơi xa

nhau và độc lập với nhau. Trước hết, họ hái lượm ở các vùng tự nhiên có O. fatua mọc. Đến

những năm gần đây, nông dân ta ở Nam bộ vẫn còn đi gặt “lúa ma” ở Đồng Tháp Mười.

Những nông dân ở bán đảo Đông Dương có thể là những người đầu tiên đã đem hạt O. fatua

“gieo” quanh nơi cư trú. Chiến tranh, sự trao đổi, sự kết hợp nhiều lần của các bộ lạc và việc

hình thành những hình thức đầu tiên của nhà nước đã làm hỗn tạp với mức độ khác nhau

những loại hình Oryza fatua đã thuần hoá, đã làm đa dạng hoá các loại hình lúa bắt đầu được

gieo trồng. Từ đó nảy sinh vô số các loại hình và các giống lúa khác nhau mà ngày nay theo

phân loại của Carl Linné đã được gọi tên chung là Oryza sativa.

1.1.2. Phân loại

Có thể coi Linné là người đầu tiên đặt nền móng cho việc phân loại Oryza. Trong cuốn

“Các loài thực vật” (Species Plantanlm, 1753), Linné đã mô tả loài Sativa trồng ở Ấn Độ

(Goutchin G.G. 1935). Việc phân loại chỉ Oryza có nhiều ý kiến khác nhau:

- Roshevits R.U. (1931) chia chi Oryza ra làm 19 loài.

- Chaherjee, (1948) chia làm 23 loài.

- Richharia R, (1960) chia làm 18 loài.

- Gkose R.L.M và cộng sự (1962) chia làm 24 loài.

- Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế IRRI (1963) đã phân chi Oryza làm 19 loài

Nói chung các loài Oryza đều là những cây ưa đầm lầy, trừ Oryza meyriana và một số

loại hình thuộc loài Oryza oficinalis có khả năng sinh sống ở những khu rừng ẩm thấp và trong

những thung lũng ẩm.

3

Đối với lúa trồng, cũng có nhiều cách phân loại khác nhau:

- Theo điều kiện sinh thái, Kato (1930) chia lúa trồng thành 2 nhóm lớn là Japonica (lúa

cánh) và Indica (lúa tiên). Đinh Dĩnh (1958) cho rằng lúa cánh bắt nguồn từ Trung Quốc nên

gọi là Suno - Japonica. Goutchin lại chia ra 3 loài phụ: Indica, japoica và Brevis.

- Theo thời gian sinh trưởng, Roxburg chia ra các giống lúa trồng ở Ấn Độ thành hai

nhóm chín sớm và chín muộn mà không quan tâm về hình thái. Watt, căn cứ vào vụ trồng ở Ấn

Độ chia thành lúa thu và lúa đông.

- Theo mùa vụ gieo cấy trong năm và thời gian sinh trưởng, người Trung Quốc chia lúa

trồng thành lúa sớm và lúa muộn hoặc lúa xuân và lúa mùa.

- Theo điều kiện tưới và gieo cấy, người ta chia lúa trồng thành 2 nhóm là lúa nước và

lúa cạn.

- Dựa vào cấu tạo hạt, Komik và Atefeld phân chia lúa ở Java (Indonexia) thành lúa tẻ

(utilissma) và lúa nếp (glutinosa).

Tóm lại, việc phân loại lúa là vấn đề phức tạp vì nó phân bố rộng, được trồng trọt trong

những điều kiện khác nhau về thời tiết, đất đai... Đến nay, trong nhiều điều kiện sinh thái khác

nhau, lúa trồng cũng đã hình thành ra nhiều loại hình và nhiều giống lúa có đặc trưng khác nhau.

1.2. ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT HỌC CÂY LÚA

1.2.1. Rễ lúa

Rễ lúa thuộc loại rễ chùm mọc từ đốt

thân, rễ chính làm nhiệm vụ hút nước, dinh

dưỡng mọc từ đốt dưới mặt đất, các đốt trên mặt

đất hình thành nên các rễ bất định (Rễ khí sinh).

Vùng rễ có hai lớp: lớp rễ mặt và lớp

rễ thường ăn sâu hơn. Lớp rễ mặt phát triển

theo chiều ngang từ những đốt trên và phát

triển mạnh hơn lớp rễ dưới vì đủ oxy và dinh

dưỡng. Rễ con hay rễ nguyên thuỷ thường

chết trong vòng 1 tháng, rễ già chuyển màu

nâu, rễ non và rễ mới có màu trắng.

Hình 1.1 Rễ lúa

Rễ phát triển chủ yếu trong vùng tầng đất cày khoảng 18cm (lúa có tưới) chỉ những rễ

to khỏe có thể xuyên qua tầng đế cày sâu hơn 18 cm.

Cấu tạo rễ gồm có rễ và lông hút, cắt ngang cho thấy trung tâm rễ có cấu tạo rỗng, có

các ống dẫn nước (thông thường có 5 ống), các tế bào vỏ rễ và lông hút. Lông hút là những

ống nhỏ, kéo dài ở phần đầu của rễ, có chức năng hút nước và dinh dưỡng vào rễ, lông hút tồn

tại thời gian ngắn và những lông hút mới liên tục xuất hiện (hình

Bộ rễ của các giống lúa phát sinh ở các vùng sinh thái khác nhau có phân bố, độ dài,

khả năng ăn sâu khác nhau. Sự phân bố của rễ phụ thuộc vào độ sâu của lớp đất mặt, tầng đế

cày càng sâu rễ ăn càng sâu, lượng không khí trong đất, dinh dưỡng, lượng nước và biện pháp

canh tác.

Rễ ăn sâu khả năng hút tăng, do vậy biện pháp kỹ thuật như làm đất, bón phân, làm cỏ

là vô cùng quan trọng tác động đến sự phát triển của bộ rễ.

4

Hình 1.2 Cấu tạo rễ lúa

1.2.2. Thân lúa

Thân được tính từ mặt đất đến đỉnh sinh trưởng trong thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng, và

đến đốt cổ bông ở thời kỳ sinh trưởng sinh thực.

Chiều cao thân phát triển theo các giai đoạn sinh trưởng của lúa và đạt chiều cao cuối

cùng khi lúa trỗ hoàn toàn. Chiều cao thân được tính từ mặt đất đến cổ bông, chiều cao cây

được tính từ mặt đất đến hạt đỉnh đầu bông. Chiều cao phụ thuộc vào giống và môi trường.

Căn cứ vào chiều cao cây người ta phân lúa thành ba nhóm chính là:

- Nhóm cao cây có chiều cao trên 120 cm, nhóm này chủ yếu là giống địa phương và một

số giống dài ngày như tẻ tép, tám, nếp tan nhe, tan lả, tẻ nương.

- Nhóm lúa có chiều cao trung bình từ 100 đến 120 cm chủ yếu là các giống lúa cải tiến.

- Nhóm thấp cây có chiều cao dưới 100 cm những giống cải tiến, ngắn ngày.

1.2.3. Lóng và đốt

Số lóng và số đốt với các giống lúa là khác nhau do bản chất di truyền của lúa quy định.

Số lóng và số đốt tuơng đối ổn định và ít bị biến động bởi môi trường. Giống ngắn ngày có

khoảng 13 - 15 đốt và 4 - 5 lóng; giống trung ngày có khoảng 16 - 18 đốt và 5 - 6 lóng; giống

dài ngày có khoảng 20 - 21 đốt và 7 - 8 lóng. Chiều dài lóng được tính bằng khoảng cách giữa

hai đốt. Lóng gốc thường ngắn, thành dày và lóng trên thường dài hơn nhưng đường kính nhỏ

dần, độ dày mỏng hơn lóng phía dưới.

1.2.4. Nhánh lúa

Nhánh được hình thành từ lách lá, nhánh được hình thành từ thân lúa là nhánh cơ bản,

nhánh đẻ từ lách lá thứ 2 là nhánh cơ bản thứ nhất, tiếp theo là nhánh cơ bản thứ 3, thứ 4…

Từ nhánh cơ bản lại hình thành nhánh gọi là nhánh cấp hai, các nhánh cấp 2 phía ngoài tán

cây có khả năng đẻ nhánh và hình thành nhánh cấp 3. Nhánh cơ bản có sức sinh trưởng mạnh

hơn nhánh cấp 2 và cấp 3 nên có khả năng tạo bông, hạt cũng nhiều hơn. Các nhánh cấp 2 và

cấp 3 thường đẻ muộn, sinh trưởng yếu nên thường là nhánh vô hiệu hoặc bông nhỏ ít hạt

hơn nhánh cơ bản.

5

Khả năng đẻ nhánh là một đặc điểm di truyền của giống nhưng phụ thuộc vào môi

trường và dinh dưỡng. Theo Bùi Huy Đáp (1970), trong điều kiện vụ mùa, cấy thưa, đủ dinh

dưỡng giống lúa Tám lùn có thể đẻ được 200 nhánh, và có đến 180 nhánh có khả năng hình

thành bông. Vụ chiêm, giống chiêm canh có thể đẻ được 113 nhánh và có 101 nhánh thành

bông. Các giống lúa cải tiến có thể đẻ 5 - 25 nhánh trong điều kiện thâm canh theo quy trình kỹ

thuật của giống.

Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (1996) phân chia khả năng đẻ nhánh của các giống lúa cải

tiến trong điều kiện canh tác bình thường thành 5 mức:

- Khả năng đẻ nhánh rất cao trên 25 nhánh/khóm

- Khả năng đẻ nhánh tốt 20 đến 25 nhánh/khóm

- Khả năng đẻ nhánh trung bình 10 đến 19 nhánh/khóm

- Khả năng đẻ nhánh thấp 5 đến 9 nhánh/khóm

- Khả năng đẻ nhánh rất thấp <5 nhánh/khóm

1.2.5. Lá lúa

Trên thân chính lúa có bao lá mầm, lá nguyên thuỷ chỉ

có bẹ lá không có phiến lá và lá hoàn chỉnh. Một lá hoàn

chỉnh gồm bẹ lá, phiến lá, lưỡi lá, cổ lá và tai lá, lá được mọc

từ các đốt. Phần từ bẹ lá gắn với thân mở ra hình thành bản lá

gọi là cổ lá.

Số lá trên thân chính lúa có khoảng 12 - 18 lá tuỳ theo

giống, những giống thời gian sinh trưởng ngắn số lá từ 12 - 15

lá, những giống thời gian sinh trưởng dài có 16 - 18 lá.

Cấu tạo lá dạng lưỡi mác, trên mặt gân lá xếp song

song và ổn định về số lượng gân. Lông trên lá là một đặc

điểm đặc thù của giống, mật độ và chiều dài của lớp lông

không khác nhau lớn giữa các loại lá trong cùng một cây. Góc

độ lá và độ uốn cong của lá rất khác nhau đổi với mỗi giống

Hình 1.3 Cấu tạo lá lúa

và loài.

Tác giả Nguyễn Văn Hiển cho rằng có thể phân làm ba nhóm dựa trên góc độ lá đòng:

- Góc lớn: Góc độ lá đòng > 60^o,

- Góc trung bình: Góc độ lá đòng từ 30 – 59^o,

- Góc nhỏ: Góc độ lá đòng < 29^o.

Góc độ lá của giống địa phương rất lớn, xoè ngang nó là hạn chế của giống do sự che

khuất của lá làm giảm khả năng quang hợp. Một trong những yếu tố để giống cải tiến đạt năng

suất cao đó là lá đứng, góc lá nhỏ (trung bình từ 5 – 15^o), đặc điểm này giúp cây lúa tăng khả

năng tiếp nhận ánh sáng và tăng khả năng quang hợp tạo ra lượng vật chất hữu cơ cao hơn.

Màu sắc lá lúa rất đa dạng có màu xanh nhạt đến xanh đậm, một số giống lá có màu tím

hoặc sọc tím. Màu sắc lá cũng thay đổi mạnh theo môi trường đặc biệt thay đổi khi thay đổi

chế độ nước, phân bón, nhiệt độ và ánh sáng.

Chiều dài lá được tính từ gốc lá đến ngọn lá, những lá đầu thường có chiều dài ngắn

hơn những lá sau và lá dài nhất là lá thứ 3 tính từ lá đòng xuống. Chiều dài và chiều rộng lá

đòng cũng như hình dạng lá là một tính trạng đặc thù của giống, đa số các giống lúa đều có bản

6

lá phẳng, một số giống bản lá uốn cong còn gọi là lá uốn cong lòng mo như giống C70.

Chiều dài lá đòng: được chia thành 3 mức (theo tác giả Nguyễn Văn Hiển)

- Nhóm lá đòng dài: > 35cm.

- Nhóm lá đòng trung bình: 25 - 35cm.

- Nhóm lá đòng ngắn: < 25cm.

Chiều dài lá đòng các giống địa phương biến động từ 23 - 44cm, chiều rộng lá đòng

trung bình biến động từ 1 - 2,5cm , thay đổi theo môi trường và kỹ thuật canh tác các giống cải

tiến lá đòng ngắn hơn.

Trình tự ra lá: Khi lá thứ nhất bắt đầu mở, lá thứ 2 xuất hiện và khi lá thứ nhất mở hoàn

toàn lá thứ hai nhú và bắt đầu mở. Tốc độ ra lá phụ thuộc vào giống, mùa vụ và nhiệt độ môi

trường, nhiệt độ thích hợp khoảng 24 - 27^oC.

1.2.6. Cơ quan sinh sản

Cấu tạo hoa lúa: đốt cổ bông đến gốc bông hoa, trục bông, gié cấp 1, gié cấp 2, trên gié

mang các hoa lúa.

Mỗi hoa lúa được cấu tạo bởi vỏ trấu to, vỏ trấu nhỏ, râu, nhị, nhuỵ, mày hoa, đế hoa và

cuống hoa. Số hoa trên một bông biến động rất lớn từ vài chục hoa đến 400 hoa hoặc hơn tuỳ

giống và môi trường, điều kiện canh tác, trung bình số hoa trên một bông từ 70 đến 120 hoa.

Cấu tạo hoa gồm: 2 vỏ trấu (vỏ trấu lớn

và vỏ trấu nhỏ), trên vỏ trấu thường có các

đường gân và rãnh, đường gân và rãnh sâu hay

lớn tuỳ thuộc giống. Ngoài những gân và rãnh

trên vỏ trấu có lớp lông và gai nhỏ, đặc điểm

này là một cấu tạo có tác dụng bảo vệ hạt và

hoa, mật độ lông dày hay thưa, dài hay ngắn là

một đặc điểm di truyền của giống. Nhiều giống

trên đầu vỏ trấu có râu đặc biệt là các giống lúa

thuộc loài phụ Japonica.

Hình dạng hoa và kích thước hoa lúa

hình thành nên hình dạng kích thước hạt thóc

và gạo sau này. Hoa thường có màu xanh nhạt

như các giống cải tiến hiện nay Q5, khang dân,

CR203, C70.

Hình 1.7 Cấu tạo hoa lúa

Trong một hoa lúa có 6 nhị đực (gồm chỉ nhị và bao phấn), vỏ bao phấn cấu tạo chủ yếu

là cellulose và một bao phấn cấu tạo hai mảnh vỏ, trong bao phấn chứa hạt phấn.

Nhụy phân thành hai nhánh có hình dạng như hai cái chổi lông là các núm nhụy, với

cấu tạo này nhụy dễ dàng nhận được phấn khi phấn chín rơi xuống đầu nhụy. Bầu nhụy chứa

túi phôi, trong túi phôi chứa nhân đối cực, nhân phân cực, và tế bào trứng.

Sau thụ phấn, thụ tinh mỗi hoa phát triển thành một hạt thóc vẫn mang đặc điểm về kích

thước, hình dạng của hoa. Đặc điểm này rất quan trọng đối với chất lượng hạt, đặc biệt là chất

lượng thị trường vì dạng hạt thóc quyết định dạng hạt gạo, tuy nhiên màu sắc hạt gạo không

hoàn toàn như màu sắc vỏ trấu nhưng hình dạng và kích thước hạt thóc là quyết định hình dạng

và kích thước hạt gạo.

7

CÂU HỎI ÔN TẬP

1. Cây lúa có nguồn gốc từ đâu? Phân loại cây lúa?

2. Trình bày đặc điểm các bộ phận cây lúa?

3. Nêu cấu tạo hoa lúa?

8

Chương 2. YÊU CẦU SINH THÁI VÀ SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN

CỦA CÂY LÚA

2.1. NHIỆT ĐỘ VỚI SỰ SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA CÂY LÚA

Chế độ nhiệt ảnh hưởng lớn nhất không chỉ đến quá trình sinh trưởng phát triển của lúa

mà nó còn ảnh hưởng đến kiểu sinh trưởng của cây lúa. Trong thời gian sinh trưởng của lúa

nhiệt độ trung bình, tổng nhiệt độ, phạm vi chênh lệch nhiệt độ ngày đêm, thay đổi nhiệt độ

ban ngày hoặc tổng hợp của các yếu tố trên đều có tương quan đến năng suất và chất lượng hạt

(Moomaw và Vergara, 1965). Nhiệt độ nguyên lý cho nảy mầm, đẻ nhánh, ra hoa, chín được

trình bày ở bảng sau:

Giai đoạn sinh trưởng

Nhiệt độ nguyên lý (⁰C)

Thấp

16-19

12-35

16

Cao

45

Tối ưu

18-40

25-30

25-28

31

Nảy mầm

Cây con

35

Ra rễ

35

Ra lá

7-12

9-16

15

45

Đẻ nhánh

33

25-31

-

Bắt đầu phân hoá hoa

Các bước phân hoá hoa

Nở hoa

-

15-20

22

30

-

35-36

>30

30-33

20-29

Chín

12-18

Nguồn Yoshida,1978

Nhiệt độ cho đẻ nhánh tối ưu là 32-34^oC. Miền Trung và Đồng Bằng Sông Cửu Long

thường mức nhiệt độ này ở vụ mùa. Đồng Bằng Sông Hồng vụ mùa cũng có một số ngày đạt

được mức nhiệt độ này trong thời kỳ đẻ nhánh.

Các giai đoạn sinh trưởng khác nhau yêu cầu nhiệt độ khác nhau, nhìn chung nhiệt độ

giai đoạn chín thấp hơn cho năng suất cao hơn, bởi vì nhiệt độ thấp giai đoạn này có nghĩa là

keo dài thời gian tích luỹ vào hạt.

2.1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp

Nhiệt độ thấp gây hại đến cây lúa ở vùng nhiệt độ thấp và Châu Á (Kaneda,1972), nhiệt

độ thấp là điều kiện bất lợi cho sản xuất lúa.

Giai đoạn mẫn cảm với nhiệt độ thấp là giai đoạn nở hoa và giai đoạn sau phân bào

giảm nhiễm gây ra bất dục (Satake và Hayase, 1970). Nhiệt độ thấp 15 - 17^oC gây bất dục ở

những giống chịu lạnh và 17 - 19^oC ở những giống kém chịu lạnh trong giai đoạn phân bào

giảm nhiễm. Tóm lại nhiệt độ thấp 15 - 20^oC trong giai đoạn này gây ra bất dục và tỷ lệ lép cao

đối với lúa.

Nhiệt độ không khí và nhiệt độ nước tưới thấp đều ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát

triển và sản xuất lúa, biểu hiện của lúa bị hại do nhiệt độ thấp:

- Tỷ lệ nảy mầm thấp

9

- Sinh trưởng chậm và biến màu lá mạ

- Sinh trưởng còi cọc, giảm chiều cao và khả năng đẻ nhánh

- Trỗ chậm

- Không trỗ thoát

- Nở hoa kéo dài bởi vì trỗ không đều

- Suy thoái hoa

- Chín không đều

- Bất dục

- Tỷ lệ lép cao

Miền Bắc và Bắc Trung Bộ nhiệt độ thấp đầu vụ xuân là một trở ngại cho sản xuất lúa,

khó khăn trong làm mạ. Nhiệt độ thấp đặc biệt ảnh hưởng đến sản xuất lúa vụ xuân ở các tỉnh

miền núi phía Bắc, vì vùng này nhiệt độ thấp hơn và kéo dài. Nhiệt độ thấp ngoài gây chết mạ

còn kéo dài thời gian sinh trưởng của lúa vụ xuân và như vậy chậm hoặc ảnh hưởng đến thời

vụ của vụ mùa.

Ngày nay đã có nhiều tiến bộ kỹ thuật như các giống lúa ngắn ngày gieo cấy vụ xuân

muộn, kỹ thuật làm mạ như mạ sân, mạ dapo, mạ tunnel chống rét cho mạ đã hạn chế được

thiệt hại do chết mạ trong vụ xuân. Những năm trời rét đậm, kéo dài và rét muộn vẫn còn gây

ảnh hưởng đến sản xuất lúa vụ xuân sớm và xuân muộn.

2.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ cao

Nhiệt độ cao ảnh hưởng đến quá trình vào chắc của hạt, khi nhiệt độ cao cũng gây ra bất

dục và tỷ lệ lép cao, giai đoạn trỗ của lúa là giai đoạn mẫn cảm nhất đối với nhiệt độ cao

(Satake và Yoshida, 1978).

Nhiệt độ cao giai đoạn trước trỗ ảnh hưởng mạnh và có tương quan giữa số ngày nhiệt

độ cao trước và sau trỗ với tỷ lệ đậu hạt. Khi nhiệt độ cao 5 ngày liên tục sẽ cho tỷ lệ đậu hạt

75% nếu mỗi ngày 4 giờ có nhiệt độ 35^oC, nếu 38^oC trong 4 giờ tỷ lệ đậu hạt giảm còn 55% và

nếu tăng lên 41^oC trong 2 giờ tỷ lệ đậu hạt chỉ còn 15%.

Các giống khác nhau phản ứng với nhiệt độ cao khác nhau. Satake và Yoshida (1977)

thí nghiệm 2 giống CT80 và CT50 ở nhiệt độ cao, giống CT80 có tỷ lệ đậu hạt là 80% còn

giống CT 50 tỷ lệ thấp hơn chỉ đậu hạt 50% trong cùng một điều kiện nhiệt độ. Nhiệt độ tối đa

thông thường là 35 - 41^oC.

Nhiệt độ cao trong thời gian nở hoa thiệt hại nhất đến tỷ lệ đậu hạt sau đó đến trước nở

hoa và thiệt hại thấp nhất là nhiệt độ cao sau nở hoa. Như vậy hai vấn đề để khắc phục nhiệt độ

cao là giống chống chịu và giống có thời điểm nở hoa phù hợp, tập trung vào buổi sáng.

2.2. ÁNH SÁNG VỚI SỰ SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA CÂY LÚA

2.2.1. Bức xạ

Bức xạ mặt trời là bức xạ năng lượng từ mặt trời được đo bằng cal/cm²/giờ, ghi nhận

bức xạ bằng độ dài bước sang phần nhìn thấy (380 – 720nm) của tổng số lượng năng lượng

cho quang hợp. Trong thời kỳ chín của cây trồng ở vùng nhiệt đới lượng bức xạ tập trung và

đạt trung bình khoảng 350 cal/cm²/ngày. Lúa trồng vào mùa khô trong điều kiện có tưới sẽ có

thể có lượng bức xạ lớn hơn mùa mưa.

10

Stansel và cộng sự (1965) gợi ý rằng cây lúa yêu cầu lượng bức xạ lớn nhất từ khi trỗ

đến 10 ngày trước khi chín. Ở Châu Á có tương quan chặt giữa lương bức xạ của 45 ngày

trước thu hoạch với năng suất lúa (De Datta, 1970). Thí nghiệm sớm nhất chỉ ra rằng có tương

quan rất chặt giữa năng suất lúa và lượng bức xạ trong 30 ngày trong thời gian sinh trưởng và

tiếp đó nghiên cứu của De Datta xác nhận của tương quan chặt giữa tích luỹ chất khô và năng

suất hạt.

Những kết luận này chỉ ra rằng, lượng bức xạ nhận được sớm từ giai đoạn bắt đầu phân

hoá hoa đến khi chín là rất quan trọng cho tích luỹ vật chất khô. Theo Murata (1966), kết quả

tích luỹ tinh bột ở lá và ở thân bắt đầu 10 ngày trước trỗ, tích luỹ tinh bột vào hạt trong 30

ngày sau trỗ và tổng thời kỳ này là 40 ngày trước chín và có thể xem là thời kỳ tạo hạt.

2.2.2. Độ dài ngày

Độ dài ngày tự nhiên hoặc quang chu kỳ ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây lúa bao

gồm độ dài ngày đêm và thời gian chuyển tiếp sáng và tối xen kẽ, độ dài ngày liên quan đến

thời gian mặt trời mọc và lặn. Lúa là cây ngắn ngày và mẫn cảm với quang chu kỳ, ngày dài có

thể ngăn cản sự ra hoa (Vergara và Chang, 1976).

Với các giống cảm quang, các giống địa phương cảm quang cho năng suất rất ổn định

qua các năm tuy nhiên năng suất của một số giống không cao. Độ dài ngày và cảm quang cũng

tạo khả năng nhận được nhiều năng lượng mặt trời cũng là một yếu tố quan trọng đối với năng

suất lúa.

2.3. ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC VÀ ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ

2.3.1. Lượng nước

Nhu cầu nước vô cùng quan trọng đối với lúa, nhu cầu này khác nhau giữa các nhóm

giống như lúa nước, lúa cạn, lúa chịu nước sâu hay lúa nổi.

Nhu cầu nước của lúa cũng khác nhau giữa các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của cây

11

như nếu thiếu nước ở giai đoạn sinh trưởng sinh thực có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng

suất lúa cả lúa cạn và lúa có tưới. Bị hạn ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển của cây nhưng

quá giới hạn làm chết cây. Những giống lúa cạn có thể phục hồi khi tưới nước hay có mưa,

nhưng những giống lúa có tưới khả năng phục hồi kém hay không thể phuc hồi.

Mưa đầu vụ cung cấp nước cho gieo hạt, lượng mưa thấp hoặc cao đều ảnh hưởng đến

tỷ lệ nảy mầm. Giai đoạn đẻ nhánh lúa cần lượng nước lớn hơn và giảm dần đến khi chín. Giai

đoạn đẻ nhánh thiếu nước hay thừa nước (nước quá sâu) cũng hạn chế khả năng đẻ nhánh của

lúa, giai đoạn trỗ thiếu nước dẫn đến hiện tượng nghẹn đòng không trỗ thoát, tỷ lệ lép cao, giai

đoạn vào chắc thiếu nước cũng dẫn đến tỷ lệ lép cao giảm năng suất.

Nước bên cạnh cung cấp cho các hoạt động trao đổi chất của cây nó còn có tác dụng

điều hoà không khí quần thể ruộng lúa, hạn chế cỏ dại, sâu bệnh, cung cấp oxy cho bộ rễ lúa

phát triển và điều hoà độ ẩm không khí.

Nước ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển của lúa và là yếu tố quyết định đến sản xuất

lúa. Nhu cầu về nước qua các thời kỳ sinh trưởng phát triển của cây lúa cũng khác nhau:

- Thời kỳ nảy mầm: hạt lúa khi bảo quản thường phải giữ độ ẩm 13%, khi ngâm ủ hạt thóc

hút nước đạt 22% thì có thể hoạt động và nảy mầm tốt khi độ ẩm đạt 25 - 28%. Những giống lúa

cạn lại được gieo khô khi đất đủ ẩm hoặc trời mưa có nước mới nảy mầm và mọc được.

- Thời kỳ mạ: từ sau gieo đến mạ mũi chông thì chỉ cần giữ ruộng đủ ẩm. Trong điều kiện

như vậy rễ lúa được cung cấp nhiều oxy để phát triển và nội nhũ cũng phân giải thuận lợi hơn.

Khi cây mạ được 3-4 lá thì có thể giữ ẩm hoặc để một lớp nước nông cho đến khi nhổ cấy.

- Thời kỳ ruộng cấy: từ sau cấy đến khi lúa chín là thời kỳ cây lúa rất cần nước. Nếu

ruộng khô hạn thì các quá trình sinh trưởng gặp trở ngại rõ rệt. Ngược lại nếu mức nước trong

ruộng quá cao, ngập úng cũng không có lợi: cây lúa đẻ nhánh khó, cây vươn dài, yếu ớt, dễ bị

đổ và sâu bệnh. Người ta còn dùng nước để điều tiết sự đẻ nhánh vô hiệu của ruộng lúa.

2.3.2. Độ ẩm không khí

Độ ẩm tương đối là chỉ hơi nước trong không khí, nó là tỷ lệ phần trăm giữa áp suất hơi

nước và áp suất hơi nước bão hoà tại một nhiệt độ hiện có. độ ẩm tương đối được đo bằng ẩm

kế. Đố ẩm ảnh hưởng trước hết đến thay đổi bức xạ mặt trời và nhiệt độ dẫn đến ảnh hưởng

đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của lúa. ẩm độ trung bình trước thu hoạch có xu hưởng

ngược lại với lượng bức xạ trong cùng một thời kỳ, bởi vậy tương quan giữa độ ẩm và năng

suất là không cao, tuy nhiên nếu thời gian ẩm kéo dài là điều kiện để bệnh phát triển.

2.4. SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY LÚA

2.4.1. Các thời kỳ sinh trưởng - phát triển của cây lúa

Trong toàn bộ đời sống cây lúa, có thể chia ra 2 thời kỳ sinh trưởng chủ yếu là sinh

trưởng dinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực.

- Thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng tính từ lúc gieo đến lúc làm đòng. Trong thời kỳ này,

cây lúa chủ yếu hình thành và phát triển các cơ quan dinh dưỡng như ra lá, phát triển rễ, đẻ

nhánh... Ở lúa cấy có thể phân ra thời kỳ mạ và thời kỳ đẻ nhánh ở ruộng cấy.

- Thời kỳ sinh trưởng sinh thực là thời kỳ phân hoá, hình thành cơ quan sinh sản bắt đầu từ

lúc làm đòng cho đến khi thu hoạch. Bao gồm các quá trình làm đòng, trổ bông và hình thành hạt.

Thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng có ảnh hưởng trực tiếp đến việc hình thành số bông,

12

thời kỳ sinh trưởng sinh thực quyết định việc hình thành sổ hạt trên bông, tỷ lệ hạt chắc và

trọng lượng 1000 hạt. Có thể xem thời kỳ từ trỗ đến chín là thời kỳ ảnh hưởng trực tiếp nhất

đến năng suất thu hoạch.

Về mặt nông học có thể chia 3 thời kỳ: Sinh trưởng dinh dưỡng từ lúc nảy mầm; sinh

trưởng sinh thực từ làm đòng đến trổ bông và thời kỳ chín từ trổ đến thu hoạch. Với giống có

thời gian sinh trưởng 120 ngày, trong điều kiện nhiệt đới, thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng là 60

ngày, làm đòng 30 ngày và chín 30 ngày.

Thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng thường biến động mạnh nhất. Thời kỳ làm đòng biến

động trong khoảng 30 - 40 ngày tuỳ theo giống ngắn ngày hay dài ngày. Thời kỳ chín biến

động chủ yếu theo nhiệt độ: 30 ngày ở vùng nhiệt đới và 65 ngày những vùng lạnh như

Hokkaido (Nhật) hoặc New South Wales (Australia).

Sự khác nhau và biến động về thời lượng trong các thời kỳ sinh trưởng là cơ sở để áp

dụng các hệ thống biện pháp kỹ thuật khác nhau.

Sự khác nhau về thời gian sinh trưởng chủ yếu là ở thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng, phụ

thuộc giống và điều kiện ngoại cảnh. Những giống chín sớm có thời kỳ sinh trưởng dinh

dưỡng ngắn, chúng có thể làm đòng trước khi đạt số nhánh tối đa, thời gian làm đốt và làm

đòng trùng nhau, thậm chí phân hoá đòng rồi mới làm đốt. Ngược lại ở giống dài ngày thường

đạt số nhánh tối đa và làm đốt trước làm đòng.

- Thời gian sinh trưởng của cùng một giống có thể khác nhau đôi chút giữa lúa cấy và lúa

gieo thẳng. Lúa cấy thường chín muộn hơn lúa gieo 7 - 10 ngày do phải mất thời gian bén rễ.

- Ở lúa gieo thẳng thời kỳ bắt đầu đẻ nhánh sớm hơn so với lúa cấy vì bộ rễ không bị

tổn thương do nhổ cấy. Tuy nhiên, số nhánh đẻ ở lúa gieo thường thấp hơn so với lúa cấy mỗi

cây ở lúa gieo thường đẻ 2-5 nhánh, còn ở lúa cấy có thể đạt tới 10-30 nhánh.

Nắm được quy luật sinh trưởng, Phát triển của cây lúa, chúng ta có thể chủ động áp

dụng các biện pháp kỹ thuật theo hướng có lợi nhất cho quá trình sinh trưởng, phát triển nhằm

tạo năng suất cao.

2.4.2. Các giai đoạn quan trọng và các biện pháp kỹ thuật cần tác động

2.4.2.1. Thời kỳ nảy mầm

Đời sống cây lúa bắt đầu bằng quá trình nẩy mầm, tiếp theo là thời kỳ mạ, đẻ nhánh.

Mầm lúa phát triển từ phôi trong hạt. Phôi nằm ở phía bụng của hạt, có khối lượng không đáng

kể so với khối lượng toàn hạt. Cấu tạo của phôi gồm cô trục phôi, rễ phôi và mầm phôi.

Bình thường hạt lúa bảo quản trong kho không thể nảy mầm vì hàm lượng nước trong

hạt thấp (dưới 13% trọng lượng hạt). Nếu có các điều kiện thuận lợi về độ ẩm, nhiệt độ, oxy thì

hạt có thể nảy mầm.

a. Quá trình nảy mầm

Hạt hút nước, độ ẩm trong hạt tăng, hoạt động của các men hô hấp và phân giải cũng

tăng lên rõ rệt. Dưới tác dụng của men amylase, tinh bột chuyển hoá thành đường glucose. Một

phần glucose dùng đề hô hấp, một phần chuyển đến miền sinh trưởng của phôi, tái tạo thành

xenlulose, cần thiết cho sự hình thành màng tế bào mới, một phần của glucose cũng có thể kết

hợp với asparagin tạo thành thoát mới.

Prôtêin dưới tác dụng của men protease và peptose chuyển hoá thành pepton rồi thành

axit quan. Phần lớn axit quan được tổng hợp thành sinh chất giúp cho phôi phát triển.

13

Sau khi phôi được cung cấp glucose, axit quan... các tế bào phôi phân chia, lớn lên, trục

phôi trương to đẩy mầm và rễ ra khỏi vỏ trấu, hạt nứt nanh rồi nảy mầm.

Hình 2.1. Quá trình nảy mầm của hạt

Khi hạt nảy mầm, đầu tiên xuất hiện lá bao hình vảy, không có diệp lục, thứ đến là lá

không hoàn toàn (chỉ có bẹ chưa có phiến lá) cũng không có diệp lục. Cuối cùng mới xuất hiện

các lá thật có đầy đủ bẹ lá, phiến lá, có khả năng hình thành diệp lục. Những lá ban đầu thường

ngắn và nhỏ. Người ta tính số lá từ lá thật thứ nhất trở đi.

Đồng thời với quá trình nảy mầm, từ phôi cũng xuất hiện 1 rễ phôi (hay rễ mộng, rễ

hạt). Rễ này dài, sau phát triển các lông tơ giúp hạt hút nước trong thời kỳ đầu.

Thời kỳ từ lúc hạt nảy mầm cho đến khi có 3 lá thật (khoảng 10-12 ngày là thời kỳ hạt

sử dụng chủ yếu các chất dự trữ trong hạt. Chỉ từ khi có 4 lá và 4-5 rễ phụ cây mạ mới có thể

sống hoàn toàn tự lập.

b. Điều kiện ảnh hưởng đến sự nảy mầm

- Sức nảy mầm của hạt

Hạt lúa muốn nảy mầm phải có sức nảy mầm tốt. Sức nảy mẩm phụ thuộc vào quá trình

chín và điều kiện bảo quản sau này. Nói chung, sau khi chín trên đồng ruộng, hạt lúa có khả

năng nảy mầm, cũng có những giống cần qua thời kỳ ngủ nghỉ. Một số giống lúa chiêm trước

đây, khi chín vào nhiệt độ cao có mưa, dễ rơi rụng hoặc có thể nảy mầm ngay trên ruộng.

Nhưng cũng có những giống chín sinh lý chậm, sau khi thu hoạch về phải bảo quản qua 1 vụ

mới đem gieo cấy lại, nhưng giống lúa này muốn gieo cấy ngay phải có biện pháp xử lý ngủ

nghỉ để xúc tiến quá trình nảy mầm.

Khả năng hút nước, nảy mầm của hạt còn phụ thuộc vào vỏ trấu. Những giống có vỏ trấu

mỏng thường hút nước nhanh hơn giống vỏ dày, do đó thời gian nảy mầm thường ngắn hơn.

Ngoài ra, sức nảy mầm của hạt còn chịu ảnh hưởng rất lớn của điều kiện bảo quản.

Trong điều kiện bảo quản tốt hạt giống có thể qua 1-2 năm vẫn có sức nảy mầm tốt. Nếu bảo

quản trong điều kiện khô lạnh (dưới 15⁰C) có thể giữ hạt giống được lâu hơn.

- Ngoại cảnh

+ Độ ẩm:

Nếu không hút nước đạt độ ẩm thích hợp, hạt lúa không thể nảy mầm được. Hạt giống bảo

quản trong kho, thường có độ ẩm dưới 13%. Khi ngâm nước, trong 18 giờ đầu hạt hút nước

tương đối nhanh, lúc hạt hút nước đạt độ ẩm 22 - 25% có thể nảy mầm. Tốc độ hút nước của hạt

phụ thuộc vào nhiệt độ không khí và nhiệt độ nước. Mạ chiêm xuân Ở miền Bắc trong điều kiện

14

thời tiết lạnh có thể ngâm trong nước có nhiệt độ 25 - 30^oC để rút ngắn thời gian ngâm.

Hạt giống ngâm chưa đạt độ ẩm thích hợp thì khó nảy mầm. Khi hạt nảy mầm lượng

nước trong hạt khoảng 30 - 40% tuỳ theo nhiệt độ. Nhưng ngược lại, thời gian ngâm quá dài,

hạt hút nhiều nước, tinh bột trong hạt phân giải thành đường rồi hoà tan trong nước làm tiêu

hao chất dự trữ trong hạt đồng thời dễ làm cho hạt bị chua, mầm bệnh phát triển, hạt sẽ bị thối

hoặc mầm yếu.

Nhu cầu về nước để hạt nảy mầm cũng còn phụ thuộc vào giống. Các giống lúa cạn, lúa

chịu hạn, có khả năng hút nước và nảy mầm tốt trong điều kiện đất tương đối khô. Ngược lại

các giống lúa chịu nước sâu, có thể nảy mầm tốt trong điều kiện thừa nước.

Khi xử lý ngâm ủ mạ, cần tuỳ theo đặc điểm của giống để có thời gian ngâm ủ phù hợp

giúp cho hạt nảy mầm nhanh và đều.

+ Nhiệt độ

Hạt hút nước đạt độ ẩm cần thiết phải có nhiệt độ phù hợp mới có thể nảy mầm. Nhiệt

độ giới hạn thấp nhất đối với quá trình nảy mầm là 10 - 12^oC. Hạt nảy mầm tốt nhất trong điều

kiện 30 - 35^oC. Trên 40^oC không có lợi cho quá trình nảy mầm. Nói chung vụ hè thu, vụ mùa

ngâm ủ trong điều kiện nhiệt độ cao, hạt dễ nảy mầm, thời gian ngâm ủ ngắn. Trái lại vụ chiêm

xuân ở miền Bắc, ngâm ủ trong điều kiện nhiệt độ thấp nên thời gian ngâm ủ thường kéo dài.

Có thể sử dụng rơm rạ bao tải phủ lên khối hạt để giữ nhiệt. Trong quá trình ủ, bản thân khối

hạt hô hấp cũng tạo ra nhiệt lượng đề xúc tiến nảy mầm.

Ngâm ủ với khối lượng hạt giống ít, dễ bị thiếu nhiệt nên hạt nảy mầm chậm. Có thể

dùng nước ấm tưới vào hạt giống để hạt hút ẩm, tăng cường hô hấp sẽ nảy mầm mạnh hơn.

+ Ôxy

Cây lúa vốn sống trong điều kiện mộng ngập nước, nên hạt có thể nảy mầm trong điều

kiện yếm khí hoặc thiếu ôxy. Tuy nhiên trong điều kiện đó hạt chỉ nảy mầm, lá bao kéo dài yếu

ớt. Trong môi trường ấm, hạt nảy mầm nhanh và ra rễ bình thường. Oxy cần thiết cho quá trình

hô hấp của hạt, giúp cho quá trình phân giải vật chất trong hạt và phân chia tế bào mới. Nếu

thiếu oxy, tế bào kéo dài, các lá ban đầu dài ra yếu ớt. Có đủ oxy rễ mới phát triển được.

Thí nghiệm cho thấy, khi hạt nảy mầm khống chế tỷ lệ oxy khác nhau thì sự phát triển

của mầm và rễ cũng khác nhau: Nếu lượng oxy là 0,2% sau 10 ngày chiều dài mầm tăng 72

lần, rễ tăng 36 lần, nếu lượng oxy là 20,8% thì số liệu tương ứng là 19 và 226 lần. Điều đó cho

thấy khi hạt nảy mầm, oxy có ảnh hưởng chủ yếu đến sự phát triển.

Trong kỹ thuật ngâm ủ, người ta điều tiết quan hệ nước - oxy để khống chế sự phát triển

của mầm và rễ theo yêu cầu. Kinh nghiệm "ngày ngâm đêm ủ" cũng làm một biện pháp điều

tiết sự phát triển của mầm và rễ cho phù hợp. Gần đây quy trình ngâm ủ theo phương pháp mới

của các chuyên gia Nhật Bản, tiến hành ngâm hạt giống trong môi trường chua (pH: 5-5,5)

yếm khí để hạn chế rễ phát triển.

2.4.2.2. Thời kỳ mạ

Đối với lúa gieo thẳng (lúa sạ), sau thời kỳ nảy mầm là thời kỳ cây con rồi bước vào

thời kỳ đẻ nhánh khi cây có khoảng 4 - 5 lá. Còn ở lúa cấy phải qua thời kỳ mạ.

Thời kỳ mạ dài hay ngắn tuỳ thuộc theo giống lúa và mùa vụ. Đối với các giống địa

phương, thời kỳ mạ ở vụ mùa khoảng 40 - 45 ngày, vụ chiêm khoảng 50 - 60 ngày và lúa ngắn

ngày khoảng 25 - 30 ngày. Gần đây với các giống lúa mới ngắn ngày, kết hợp với kỹ thuật làm

mạ mới, nói chung thời kỳ mạ được rút ngắn nhiều. Ví dụ trà xuân muộn làm mạ nền, mạ sân,

15

tuổi mạ chỉ để 15 - 18 ngày, hay theo quy trình kỹ thuật của chuyên gia Nhật, tuổi mạ 2,5 - 3 lá

ứng với thời gian 7 - 10 ngày trong vụ mùa.

Căn cứ vào đặc điểm sinh trưởng của cây mạ, có thể chia thời kỳ mạ ra 2 thời kỳ nhỏ:

thời kỳ mạ non và thời kỳ mạ khoẻ.

a. Thời kỳ mạ non

Thời kỳ mạ non đối với mạ được tính từ lúc gieo đến khi ra được 3 lá thật. Nếu điều

kiện thuận lợi sau gieo 7 - 10 ngày là kết thúc thời kỳ này. Nếu thời tiết bất thuận (gặp rét,

hạn...) thời kỳ này sẽ kéo dài hơn. Đặc điểm chính của thời kỳ này là phôi nhũ tiếp tục phân

giải để cung cấp cho mầm và rễ, vì thế tốc độ hình thành các lá đầu tương đối nhanh. Tuy

nhiên kích thước lá còn nhỏ nên nhu cầu dinh dưỡng không đáng kể. Mặt khác, ở dưới mặt đất,

sau khi gieo, rễ phôi tiếp tục phát triển và có thể hình thành vài lứa rễ đầu tiên nhưng số lượng

rễ cũng không nhiều.

Do đó, sau khi gieo muốn cho cây mạ sinh trưởng thuận lợi, cần giữ ẩm cho ruộng mạ,

tránh bị ngập hoặc hạn. Thời kỳ này dinh dưỡng của cây mạ chủ yếu dựa vào chất dự trữ trong hạt

nên chưa cần bón thúc. Ngoài ra cũng cần chú ý là thời kỳ này cây mạ còn nhỏ, yếu, khả năng

chống chịu kém. Vì vậy cần tạo điều kiện để cây mạ có khả năng chống chịu rét, sâu bệnh...

b. Thời kỳ mạ khoẻ

Thời kỳ mạ khoẻ tính từ khi cây mạ có 4 lá thật cho đến khi nhổ cấy. Nói chung thời kỳ

này thường dài hơn so với thời kỳ mạ non.

Kết thúc thời kỳ 3 lá, cây mạ chuyển sang thời kỳ sống tự lập, chất dự trữ trong phôi nhũ

đã sử dụng hết, cây mạ phải trực tiếp đồng hoá dinh dưỡng từ môi trường để sống và phát triển.

Ở thời kỳ này, chiều cao, kích thước cây mạ cũng tăng rõ, có thể ra được 4 - 5 lứa rễ...

do có khả năng chống chịu cũng tăng lên rõ rệt.

Thời kỳ mạ khoẻ thường kéo dài đến khi cây mạ có khoảng 5 - 6 lá đối với những giống

có thời gian sinh trưởng trung bình và 6 - 7 lá đối với những giống dài ngày hơn.

Vụ chiêm xuân Ở miền Bắc, thời kỳ này cũng biến động theo thời tiết hàng năm. Những

năm rét nhiều, mạ sinh trưởng chậm, số lá ra được ít nên thời kỳ này thường kéo dài. Ngược

lại, nhưng năm trời ấm, mạ sinh trưởng mạnh, tốc độ ra lá nhanh, sớm đạt được tuổi mạ cấy,

cần có biện pháp hãm mạ để tránh mạ già, mạ ống.

Tóm lại, thời kỳ mạ tuy thời lượng không nhiều (và có xu hướng ngày càng rút ngắn)

nhưng lại có ý nghĩa đáng kể trong toàn bộ quá trình sinh trưởng của cây lúa. Tạo được mạ tốt,

mạ khoẻ làm cơ sở cho quá trình đẻ nhánh và các quá trình sinh trưởng tiếp theo.

2.4.2.3. Thời kỳ đẻ nhánh

Sau khi cấy, cây lúa bén rễ hồi xanh rồi bước vào thời kỳ đẻ nhánh. Đây là thời kỳ có ý

nghĩa đáng kể trong toàn bộ đời sống cây lúa và quá trình tạo năng suất sau này.

Quá trình bén rễ hồi xanh nhanh hay chậm liên quan trực tiếp đến quá trình đẻ nhánh

sớm hay muộn. Nói chung nếu điều kiện ngoại cảnh thuận lợi, sau cấy 5 - 7 ngày cây lúa có

thể bén rễ hồi xanh, chuyển sang đẻ nhánh (ở vụ mùa). Trong điều kiện bất thuận lợi như trời

lạnh, âm u, thiếu ánh sáng, thời gian bén rễ hồi xanh kéo dài 15 - 20 ngày, có khi 25 - 30 ngày

(vụ chiêm ở miền Bắc).

Ở thời kỳ đẻ nhánh, nói chung cây lúa sinh trưởng nhanh và mạnh. Trong thời kỳ này

cây lúa tập trung vào các quá trình phát triển của bộ rễ, ra lá và đẻ nhánh. Thời kỳ đẻ nhánh là

thời kỳ quyết định đến sự phát triển diện tích lá và số bông. Do đó cần chú ý đến các biện pháp

16

kỹ thuật nhằm làm tăng diện tích lá để tăng khả năng quang hợp và tăng số bông là yếu tố quan

trọng đề tăng năng suất lúa.

Thời gian đẻ nhánh của cây lúa từ sau khi lúa bén rễ hồi xanh đến khi làm đốt, làm

đòng. Thời gian này dài hay ngắn phụ thuộc thời vụ, giống và biện pháp kỹ thuật canh tác. Vụ

lúa Chiêm dài ngày, thời gian đẻ nhánh có thể kéo dài trên 2 tháng, vụ Mùa thời gian đẻ nhánh

khoảng 40 - 45 ngày, vụ Xuân thời gian đẻ nhánh ngắn hơn vụ Chiêm, vụ Hè Thu thời gian đẻ

nhánh ngắn nhất 20 - 25 ngày.

Trong một vụ, trà cấy sớm thời gian đẻ nhánh dài hơn trà cấy muộn. Ngoài ra các biện

pháp bón phân, tưới nước... khác nhau cũng ảnh hưởng đến thời gian đẻ nhánh. Ví dụ: Thúc

đạm sớm, đẻ nhánh sớm; bón nhiều phân, bón thúc muộn, thời gian đẻ nhánh kéo dài. Mật độ

gieo cấy thưa thời gian đẻ nhánh dài hơn cấy dày, tuổi mạ non thời gian đẻ nhánh dài hơn so

với mạ già.

Trong thời gian đẻ nhánh nói chung, có thể phân ra thời gian đẻ nhánh hữu hiệu (nhánh

thành bông) và thời gian đẻ nhánh vô hiệu. Thời lượng của chúng thay đổi tuỳ theo giống, thời

vụ và các biện pháp kỹ thuật áp dụng.

2.4.2.4. Thời kỳ làm đốt, làm đòng

Trên đồng ruộng, sau khi đạt số nhánh tối đa, cây lúa chuyển sang thời kỳ làm đốt làm

đòng (thời kỳ sinh trưởng sinh thực). Ở thời kỳ này, cây lúa tiếp tục ra nhưng lá cuối cùng, các

nhánh vô hiệu cũng lụi dần, các nhánh tốt được phát triển hoàn chỉnh để trở thành nhánh hữu

hiệu (bông lúa). Hoạt động sinh trưởng của cây lúa tập trung cho quá trình làm đốt, làm đòng.

a. Thời gian làm đốt - làm đòng

Thời gian làm đốt, làm đòng sớm hay muộn, dài hay ngắn có liên quan chặt chẽ đến thời

kỳ trổ bông.

Những giống ngắn ngày có thời gian làm đốt khoảng 25 - 30 ngày, trung bình khoảng 30

- 40 ngày, giống dài ngày có thể kéo dài 50 - 60 ngày. Thời gian làm đốt dài hay ngắn thường

có liên quan đến số lóng kéo dài trên thân nhiều hay ít.

Thời gian bắt đầu làm đốt thường cũng có quy luật nhất định. Ở vụ mùa, cây lúa thường

làm đốt vào trung tuần tháng 8, trước khi làm đòng 7 - 10 ngày đến 20 ngày tuỳ giống (khi cây

lúa có 2 - 3 đất thì làm đòng). Ở vụ chiêm thường làm đốt vào trung tuần tháng 3, trước khi

làm đòng khoảng 5 - 7 ngày (khi cây lúa có 1 - 2 đốt thì làm đòng). Các giống lúa ngắn ngày

trong vụ xuân, hè thu, mùa thường cùng bước vào quá trình làm đốt, làm đòng. Do đó thời gian

làm đốt làm đòng bằng nhau. Đôi khi cũng có trường hợp cây lúa phản hoá đòng rồi mới làm

đốt, trong trường hợp có thời gian làm đốt ngắn hơn làm đòng.

Thời gian làm đòng dài hay ngắn chủ yếu phụ thuộc vào giống. Những giống ngắn ngày

thời gian làm đòng khoảng 25 - 30 ngày. Gióng trung ngày khoảng 30 - 35 ngày, giống dài

ngày khoảng 40 - 45 ngày.

b. Quá trình làm đốt

Thân lúa được phát triển từ trục phôi. Trong thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng (thời kỳ mạ

đẻ nhánh), thân lúa là thân giả do các bẹ lá tạo thành. Từ thời kỳ làm đốt trở đi (thực chất là

quá trình kéo dài của các lóng), thân lúa chính thức mới hình thành, số lóng kéo dài và chiều

dài các lóng sẽ quyết định chiều cao cây.

Khi cây lúa đẻ nhánh đạt được số nhánh tối đa, thì quá trình làm đốt cũng bắt đầu. Quá

trình làm đốt thường được tính từ khi lóng thứ nhất ở gốc thân kéo dài (từ 0,5cm trở lên).

17

Những lóng ở dưới gốc thường ngắn, tốc độ phát triển chậm. Các lóng trên dài hơn và tốc độ

phát triển cũng nhanh hơn. Sự phát triển của lóng trên cũng có quan hệ chặt chẽ với quá trình

trổ bông.

Sự phát triển của các lóng đốt quyết định chiều cao cây và có liên quan đến khả năng

chống đổ. Hiện nay, các giống lúa mới thấp cây đang thay thế các giống lúa cũ cao cây chúng

có khả năng chống đổ tết khi đầu tư thâm canh để đạt năng suất cao.

c. Quá trình làm đòng

Quá trình làm đòng là quá trình phân hoá và hình thành cơ quan sinh sản, có ảnh hưởng

trực tiếp đến quá trình hình thành năng suất lúa. Ở thời kỳ này, cây lúa có những thay đổi rõ rệt

về mặt hình thái, màu sắc lá, hoạt động sinh lý, khả nămg chống chịu ngoại cảnh...

Các bước phân hoá đòng

Quá trình phân hoá đòng là một quá trình biến đổi phức tạp về mặt hình thái và sinh lý

Việc phân chia các bước phân hoá đòng cung có nhiều ý kiến khác nhau. Matsushima (Nhật)

chia quá trình phân hoá đòng thành 21 bước, một số tác giả khác chia ra 5 - 7 bước. Đào Thế

Tuấn chia 5 bước, Đinh Văn Lữ chia 6 bước.

Theo Đinh Dĩnh (Trung Quốc), quá trình phân hoá đòng có 8 bước:

Bước 1: Phân hoá điểm sinh trưởng (1 - 2 ngày)

Điểm sinh trưởng nằm ở đọt thân cây lúa, ở ngoài có lá bao. Khi lá bao phân hoá, điểm

sinh trưởng chưa phình to. Khi lá bao lớn lên thì điểm sinh trưởng cũng dần phình to lên rõ rệt.

Khi ở chân điểm sinh trưởng xuất hiện những vân ngang là kết thúc thời kỳ này.

Bước 2: Phân hoá gié cấp 1 (2 - 4 ngày)

Những vân trên điểm sinh trưởng là thể nguyên thuỷ của lá bao ở gốc gié cấp 1. Điểm

sinh trưởng tiếp tục lớn lên và phân hoá gié cấp 1. Khi chỗ sinh ra lá bao thứ nhất xuất hiện

lông trắng là kết thúc bước này.

Bước 3: Phân hoá gié cấp 2 và hoa (4 - 6 ngày)

Sau khi gié cấp 1 phân hoá xong thì phân hoá gié cấp 2 từ nách lá bao của gié cấp 1, rồi

trên gié cấp 2 xuất hiện hoa theo thứ tự từ dưới tên trên. Đồng thời ở bao gốc hoa sinh ra nhiều

lông trắng phủ kín bông non.

Bước 4: Hình thành nhị và nhụy (5 - 6 ngày)

Khi hoa trên gié cấp 2 phân hoá xong thì hoa trên gié cấp 1 xuất hiện nhị và nhụy. Lúc

này số hoa trên bông đã được xác định. Trục bông, các gié lớn lên rõ rệt. Hoa hình thành nhị,

nhuỵ rồi bao phấn.

Bước 5: Hình thành tế bào mẹ hạt phấn (4 - 6 ngày)

Lúc nhị và nhụy xuất hiện thì mày trấu cũng lớn lên tương đối nhanh, độ dài của nó

vượt quá 1/2 vỏ trấu trong (vỏ trấu bụng) và vỏ trấu ngoài (vỏ trấu lưng). Khi vỏ trấu trong và

vỏ trấu ngoài gần sát nhau thì bao phấn chia 2 phòng rồi 4 phòng; nhụy cũng đã phân hoá hình

thành đầu núm nhụy. Vỏ trấu lớn nhanh gấp đôi chiều dài mày trấu. Lúc này xuất hiện tế bào

mẹ hạt phấn.

Bước 6: Phân chia giảm nhiễm của tế bào mẹ hạt phấn (1 - 3 ngày)

Sau khi tế bào mẹ hạt phấn hình thành xong thì tiến hành phân bào giảm nhiễm. Quá trình

phân chia 2 lần, tạo thành 2 rồi 4 tế bào, mất khoảng 1 - 2 ngày. Lúc này bao phấn có màu vàng rõ

rệt, đầu nhụy nổi lên những điểm hình núm nhỏ, chiều dài của hoa đạt 1/2 chiều dài cuối cùng.

18

Bước 7: Tích luỹ các chất trong hạt phấn (6 - 7 ngày)

Sau khi hạt phấn phát triển thành hình cầu nhỏ, màng ngoài của hạt phấn dần dần hình

thành, thể tích tăng lên, xuất hiện lỗ nảy mầm, các chất trong hạt phấn dần dần đầy lên. Lúc

này chiều dài của vỏ trấu tăng nhanh, khi gần ngừng thì chiều ngang của hạt cũng tăng nhanh,

vỏ trấu silic hoá, hình thành diệp lục, nhị và nhụy lớn nhanh, mày trấu thoái hoá.

Bước 8: Hoàn thành hạt phấn (3 - 4 ngày)

Trước trổ bông 1 - 2 ngày, các chất trong hạt phấn tích luỹ đầy đủ, vỏ trấu xuất hiện

diệp lục - nhị lớn nhanh; trong hạt phấn tiến hành phần chia hạch đực và hạch dinh dưỡng.

Trước lúc hoa nở hạch đực mới sinh ra. Đến đây kết thúc quá trình phân hoá và phát triển của

hoa lúa.

Trong quá trình phân hoá và phát triển của đòng từ bước 1 đến bước 3 (phân hoá hoa),

kích thước đòng còn rất nhỏ, dài từ 0,04 - 0,05cm. Bắt đầu từ bước 4 đòng phát triển và lớn lên

rõ rệt. Đến bước 6 chiều dài đòng có thể đạt 8 - 12cm, khoảng 1/2 chiều dài bông sau này. Sự

phát triển này không khác nhau nhiều giữa các giống.

2.4.2.5. Thời kỳ trổ bông, làm hạt

Đây là thời kỳ sinh trưởng phát triển cuối cùng của cây lúa, có liên quan quyết định trực

tiếp đến quá trình tạo năng suất, .trong đó chủ yếu quyết định tỷ lệ hạt chắc và trọng lượng hạt.

Đây cũng là thời kỳ mà điều kiện ngoại cảnh có tác động rõ rệt và trực tiếp đến năng suất. Thời

kỳ trổ bông - làm hạt bao gồm các quá trình trổ bông, nở hoa, thụ phấn, thụ tinh, hình thành hạt

và chín.

a. Quá trình trổ bông, nở hoa, thụ phấn

Đòng lúa sau khi phân hoá hình thành xong thì trổ ra ngoài do sự phát triển nhanh của

lóng trên cùng. Khi toàn bộ bông lúa thoát ra khỏi bẹ lá đòng là kết thúc quá trình trổ. Thường

mất khoảng 5-6 ngày, nhưng có giống chỉ trỗ trong vòng 2 - 3 ngày. Thời gian trổ càng ngắn

càng có khả năng tránh được các điều kiện bất thuận. Cùng với quá trình trổ bông, có giống

tiến hành nở hoa thụ phấn ngay, nhưng cũng có giống phải chờ trổ xong mới tiến hành nở hoa

thụ phấn. Trên một bông, những hoa ở đầu bông và đầu gié thường nở trước, các hoa ở gốc

bông thường nở hoa cuối cùng.

Trình tự nở hoa có liên quan đến trình tự vào chắc, những hoa gốc bông nở cuối cùng

nên cùng vào chắc muộn và khi gặp điều kiện bất thuận thường dễ bị lép hoặc có trọng lượng

hạt thấp.

* Thời gian nở hoa.

Trong ngày hoa thường nở rộ vào 8 - 9 giờ sáng khi có điều kiện nhiệt độ thích hợp, đủ ánh

nắng, quang mây, gió nhẹ. Những ngày mùa hè, trời nắng to có thể nở hoa sớm vào 7 - 8 giờ sáng.

Ngược lại nếu trời âm u, thiếu ánh sáng hoặc gặp rét hoa phơi màu muộn hơn, vào 12 - 14 giờ.

* Quá trình nở hoa - phơi màu

Khi nở hoa phơi màu, vảy cá hút nước trương to lên, đồng thời với áp lực của vòi nhị

làm cho vỏ trấu mở ra. Khi vỏ trấu vừa hé mở từ 0 - 4 phút thì bao phấn vỡ ra, hạt phấn rơi vào

đầu nhụy. Đó là quá trình thụ phấn.

Sau đó vòi nhị vươn dài ra nhanh đẩy bao phấn ra ngoài vỏ trấu (quá trình phơi màu). Sau

cùng vòi nhị héo rũ và bao phấn rụng đi. Quá trình nở hoa thụ phấn đã hoàn thành. Thời gian bắt

đầu nở hoa cho đến đến lúc vỏ trấu khép lại mất khoảng 50 - 60 phút. Do đặc điểm cấu tạo và nở

hoa thụ phấn ở cây lúa tuyệt đại bộ phận là tự thụ phấn, tỷ lệ giao phấn thường không quá 2%.

19

* Quá trình thụ tinh

Sau quá trình thụ phấn là quá trình thụ tinh và hình thành hạt. Trong điều kiện bình

thường hạt phấn rơi xuống đầu nhuỵ, sau 15 phút ống phấn bắt đầu dài ra. Trong vòng 10- 15

phút sau ống phấn đã dài gấp mấy lần đường kính hạt phấn, các chất trong hạt phấn dồn vào

ống phấn.

Sau thụ phấn 2 giờ, ống phấn tới đầu nhuỵ, sau 4 giờ ống phấn vào phôi châu, qua lỗ

noãn sào vào tới phôi nang, ống phấn trương to lên rồi vỡ ra, giải phóng ra 2 hạch đực, trong

đó 1 hạch đực sẽ kết hợp với trứng, còn hạch kia sẽ kết hợp với hạch thứ cấp Trứng sau thụ

tinh sẽ phát triển thành phôi, hạch thứ cấp sau phát triển thành phôi nhũ (hạt gạo). Đó là quá

trình thụ tinh kép. Quá trình thụ tinh kéo dài 8 giờ sau thụ phấn.

* Phát triển của phôi

Sau thụ tinh, phôi phát triển khá nhanh, 24 giờ sau trứng đã phân chia thành 4 - 8 tế bào,

7 ngày sau có thể phân biệt rõ mầm và bao mầm nguyên thuỷ. Sau 8 - 10 ngày các bộ phận của

phôi như trục phôi, mầm và rễ, phôi đã có thể phân biệt rõ. Sau 2 tuần phôi đã phát triển xong,

nằm ở dưới bụng hạt.

Về kích thước, sau thụ tinh 24 giờ, chiều dài, rộng của phôi là 0,051 x 0,042mm. Sau 10

ngày là 1,471 x 0,663mm và đến khi chín khoảng 1,790 x 0,890mm.

* Phát triển của phôi nhũ

Sau thụ tinh, phôi nhũ cũng phát triển nhanh. Sau 4 ngày tế bào phôi nhũ đã phân chia

xong và bất đầu tích luỹ tinh bột, sau 7 ngày hình thành tầng dextrin, sau 10 ngày tích luỹ

nhanh hydrat cacbon. Lúc này hạt gạo hình thành rõ và chín dần. Hạt gạo lúc đầu phát triển

theo chiều dài, sau đó đến chiều rộng và bề dày.

Trọng lượng hạt gạo tăng nhanh trong vòng 15-20 ngày sau trụ, đồng thời với quá trình

vận chuyển và tích luỹ vật chất về hạt.

b. Quá trình chín của hạt

Dựa vào sự biến đổi về hình dạng, màu sắc, chất dự trữ và trọng lượng hạt, có thể chia

quá trình chín của hạt ra làm 3 thời kỳ chín sữa, chín sáp và chín hoàn toàn.

* Chín sữa:

Sau phơi màu 5-7 ngày, chất dự trữ trong hạt ở dạng lỏng, trắng như sữa. Hình dạng hạt

đã hoàn thành, lưng hạt có màu xanh. Trọng lượng hạt tăng nhanh ở thời kỳ này, có thể đạt 75

- 80% trọng lượng cuối cùng.

* Chín sáp:

Ở thời kỳ này, chất dịch trong hạt dần đặc lại, hạt cứng. Màu xanh ở lưng hạt dần dần

chuyển sang màu vàng. Trọng lượng hạt tiếp tục tăng lên.

* Chín hoàn toàn:

Thời kỳ này hạt chắc cứng, vỏ trấu từ màu vàng chuyền sang vàng nhạt. Trọng lượng

hạt đạt tối đa.

Nói chung thời kỳ chín kéo dài khoảng 30-40 ngày tuỳ theo giống và thơi vụ. Đã là thời

kỳ quyết định trọng lượng hạt và ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tạo thành năng suất lúa.

20