Tài liệu đánh giá đặc điểm nông sinh học của 4 dòng lúa đột biến (cl4, cl4, cl91, cl92) trồng vụ xuân 2012 tại cao minh, phúc yên, vĩnh phúc

Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh LỜI CẢM ƠN Bằng tất cả sự kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin trân thành cảm ơn TS.GVC Dương Tiến Viện đã trực tiếp hướng dẫn và định hướng cho tôi trong suốt quá trình làm khóa luận. Cảm ơn thầy cô, các cán bộ phòng thí nghiệm khoa Sinh - KTNN, các thầy cô trong tổ Sinh - KTNN và gia đình, anh chị bạn bè đã giúp đỡ ủng hộ, động viên và tạo mọi điều kiện để tôi có thể hoàn thành khóa luận này. Để đề tài được hoàn thiện hơn rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm Người thực hiện Vương Thị Nhung Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả nghiên cứu trong khóa luận này với đề tài “Đánh giá đặc điểm nông sinh học của 4 dòng lúa đột biến (CL4, CL5, CL91, CL92) trồng vụ xuân tại Cao Minh, Phúc Yên, Vĩnh Phúc” là của riêng tôi không trùng với kết quả nghiên cứu của bất kỳ tác giả nào khác. Trong quá trình làm đề tài có trích dẫn một số dẫn liệu của một số tác giả. Tôi xin phép tác giả được trích dẫn bổ sung cho khóa luận. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về kết quả của đề tài trước Hội đồng bảo vệ. Hà Nội, ngày tháng năm Người thực hiện Vương Thị Nhung Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT IRRI: : Viện nghiên cứu lúa quốc tế (International rice research institute) FAO : Tổ chức lương thực và nông nghiệp liên hiệp quốc(Food and agricuture organnization) IAEA : Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (International Atomic Energy Agency) P : Khối lượng 1000 hạt TGST : Thời gian sinh trưởng Nxb : Nhà xuất bản VFA : Hiệp hội Lương thực Việt Nam KD18 : Khang dân 18 ĐC : Đối chứng Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa ở Việt Nam từ năm 2000 - 2012 .................................................................................... 16 Bảng 2.1.Chỉ tiêu, phương pháp xác định khả năng sinh trưởng của các dòng lúa.......................................................................................... 23 Bảng 2.2. Chỉ tiêu, phương pháp đánh giá một số đặc điểm hình thái của các dòng lúa ................................................................................... 24 Bảng 2.3. Chỉ tiêu, phương pháp đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng lúa ............................................................................. 25 Bảng 2.4. Chỉ tiêu, phương pháp đánh giá khả năng chống chịu sâu bệnh của các dòng lúa ............................................................................. 26 Bảng 3.1. Khả năng sinh trưởng của các dòng lúa đột biến trồng vụ xuân 2012 tại Cao Minh, Phúc Yên, Vĩnh Phúc ...................................... 28 Bảng 3.2. Đặc điểm hình thái lá của các dòng đột biến................................. 30 Bảng 3.3. Đặc điểm hình thái cây của các dòng đột biến .............................. 32 Bảng 3.4: Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng lúa đột biến ....... 35 Bảng 3.5. Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng lúa đột biến ....... 37 Bảng 3.6. Khả năng nhiễm sâu bệnh của các dòng, giống lúa đột biến trồng vụ xuân 2012 ......................................................................... 39 Biểu đồ 3.1: Chiều cao cây, chiều dài bông .................................................. 33 Biểu đồ 3.2: Số bông/m , số hạt/bông .......................................................... 35 Biểu đồ 3.3: Khối lượng 1000 hạt, năng suất lý thuyết ................................. 38 Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời cam đoan Danh mục các chữ viết tắt Danh mục các bảng biểu MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài.............................................................................. 1 2. Mục đích, yêu cầu nghiên cứu của đề tài .................................................... 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .................................................... 3 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa ............................................................... 4 1.1.1. Nguồn gốc cây lúa .......................................................................... 4 1.1.2. Phân loại lúa .................................................................................. 7 1.2. Vị trí của cây lúa trong đời sống và nền kinh tế quốc dân ...................... 10 1.3. Một số đặc điểm nông sinh học của cây lúa ........................................... 11 1.3.1. Lá lúa và khả năng quang hợp...................................................... 11 1.3.2. Thân lúa và khả năng đẻ nhánh .................................................... 13 1.3.3. Thời gian sinh trưởng phát triển của cây lúa ................................ 13 1.4. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và ở Việt Nam. ........................ 14 1.4.1. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới ....................................... 14 1.4.2. Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam ......................................... 15 1.5. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng đột biến trong chọn tạo giống lúa trên thế giới và Việt Nam. ...................................................................... 17 1.5.1. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng đột biến trong chọn tạo giống lúa trên thế giới ............................................................................................ 17 1.5.2. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng đột biến trong chọn tạo giống lúa ở Việt Nam ....................................................................................... 18 Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................ 21 2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 21 2.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu .......................................................... 22 2.4. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 22 2.4.1. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng............................................ 22 2.4.2. Phương pháp thu thập số liệu ....................................................... 22 2.4.3. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................ 26 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Đặc điểm nông sinh học của các dòng lúa đột biến ................................ 28 3.1.1. Khả năng sinh trưởng của các dòng lúa đột biến .......................... 28 3.1.2. Đặc điểm hình thái lá của các dòng đột biến ................................ 30 3.1.3. Đặc điểm hình thái cây của các dòng đột biến .............................. 31 3.2. Các yếu tố cấu thành năng suất .............................................................. 34 3.3. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các dòng, giống lúa đột biến trồng vụ xuân 2012....................................................................................... 39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 42 PHỤ LỤC Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cùng với lúa mì, ngô, lúa gạo là một trong những cây lương thực lâu đời nhất, được trồng phổ biến nhất trên thế giới. Lúa là cây trồng thân thiết lâu đời nhất của nhân dân ta và nhiều dân tộc khác trên thế giới, đặc 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 mỳ của Châu Âu và Bắc Mỹ. Tuy nhiên có thể nói, trên khắp thế giới, ở đâu cũng dùng đến lúa gạo hoặc các sản phẩm từ lúa gạo. Khoảng 40% dân số thế giới lấy lúa gạo là nguồn lương thực chính. Trên thế giới có hơn 110 quốc gia có sản xuất và tiêu thụ lúa gạo ở các mức độ khác nhau. Năm 1980, chỉ riêng Châu Á đã có hơn 1,5 tỷ dân sống nhờ lúa gạo chiếm trên 2/3 dân số Châu Á [3]. Đối với Việt Nam sản xuất lúa gắn liền với sự phát triển nông nghiệp. Kinh nghiệm sản xuất lúa đã hình thành, tích lũy và phát triển cùng với sự hình thành và phát triển của dân tộc. Đến nay nghề trồng lúa nước ở Việt Nam vẫn không ngừng phát triển và có một vị trí hết sức quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Vì vậy ở nước ta việc phát triển mở rộng nghề trồng lúa nước nâng cao chất lượng lúa gạo là cần thiết để đảm bảo an ninh lương thực và phát triển kinh tế đất nước. Nhưng với tình hình hiện nay, theo định hướng chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp, diện tích đất dành cho sản xuất lúa ngày càng giảm dân số thế giới và trong nước đang tăng nhanh kéo theo mở rộng diện tích sinh hoạt và sản xuất. Ngoài ra thế giới còn phải gánh chịu những biến đổi về khí hậu toàn cầu gây khô hạn, bão lụt, quá trình đô thị hóa. Điều này gây nên áplực cho sản xuất nông nghiệp trong nước cũng như trên thế giới đặc biệt làsản xuất lương thực. 1 Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh Chúng ta không thể tăng năng suất lúa theo hướng mở rộng diện tích gieo trồng mà phải tìm hướng khác. Trong hệ thống các biện pháp kỹ thuật để tăng năng suất thì sử dụng giống có năng suất cao là biện pháp quan trọng và hiệu quả nhất. Vì thế công tác chọn tạo giống có vai trò then chốt. Để đạt được mục tiêu chúng ta phải đưa nhanh tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất nông ngiệp, áp dụng nhanh chóng các thành tựu vào chọn giống. Một trong những thành tựu ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến và thực tiễn sản xuất đó là việc tạo ra các giống cây trồng mới bằng phương pháp gây đột biến. Và đây cũng chính là nhiệm vụ đặt ra cho các nhà khoa học và các nhà chọn giống là tạo ra các giống lúa có năng suất cao phẩm chất tốt, phổ thích ứng rộng, chống chịu sâu bệnh cao. Xuất phát từ tình hình thực tiễn, đồng thời bổ sung thêm nguồn giống cho địa phương tạo ra giống lúa năng suất cao chất lượng giống tốt, chống chịu sâu bệnh cao chúng tôi tiến hành đề tài: “Đánh giá đặc điểm nông sinh học của 4 dòng lúa đột biến (CL4, CL5, CL91, CL92) trồng vụ xuân 2012 tại Cao Minh, Phúc Yên, Vĩnh Phúc”. 2. Mục đích, yêu cầu nghiên cứu của đề tài 2.1. Mục đích Đánh giá đặc tính nông sinh học và khả năng chống chịu sâu bệnh của 4 dòng lúa đột biến (CL4, CL5, CL91, CL92), qua đó lựa chọn dòng ưu tú có tiềm năng, năng suất cao. 2.2. Yêu cầu - Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của các dòng lúa thí nghiệm. - Đánh giá năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng thí nghiệm. - Đánh giá khả năng chống chịu sâu bệnh đồng ruộng của các dòng lúa thí nghiệm. 2 Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh - Tuyển chọn một số dòng có triển vọng được gieo trồng tại Cao Minh, Phúc Yên, Vĩnh Phúc và một số nơi khác. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần cung cấp các dữ liệu khoa học về các đặc điểm nông sinh học, hình thái, khả năng chống chịu sâu bệnh và các chỉ tiêu chất lượng của các dòng đột biến. - Góp phần tuyển chọn được một số dòng lúa có triển vọng: thời gian sinh trưởng ngắn, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt, năng suất cao, chất lượng tốt có thể đưa đi khảo nghiệm, phát triển sản xuất trong thời gian tới. 3 Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa 1.1.1. Nguồn gốc cây lúa Cây lúa trồng (Ozyza sativa L.) là loài thân thảo sống hàng năm trên thời gian sinh trưởng của các giống lúa dài ngắn khác nhau trong khoảng 60 250 ngày (Nguyễn Văn Hoan, 1995) [5]. Trên thế giới có hai loài lúa trồng được xác định từ thời cổ đại cho đến ngày nay. Đó là loài lúa trồng Châu Á (Oryza sativa) và loài lúa trồng Châu Phi (Oryza glaberrima). Loài lúa trồng Châu Phi đã được xác định nguồn gốc ở vùng thung lũng thượng nguồn sông Niger (ngày nay thuộc Mali). Loài lúa trồng Châu Á có nguồn gốc xuất phát đầu tiên ở đâu vẫn là đề tài tranh luận của các nhà khoa học thế giới và ngày càng sáng tỏ với những khai quật khảo cổ học có tính đột phá và những phương pháp phân tích hiện đại dựa trên cơ sở phân tích phóng xạ và AND. Có 4 giả thuyết về nơi phát xuất đầu tiên của cây lúa trồng Châu Á, đó là: nguồn gốc Trung Quốc, nguồn gốc Ấn Độ, nguồn gốc Đông Nam Á và giả thuyết Đa trung tâm phát sinh. - Giả thuyết nguồn gốc cây lúa trồng từ Ấn Độ Giả thuyết này được chứng minh dựa trên di vật cổ nhất là hạt lúa và vỏ trấu được tìm thấy trên đồ gốm và trầm tích phân bò ở Koldihwa, Uttar Pradhesh, có niên đại phóng xạ 6.570 và 4.530 B.C. (Vishnu-Mittre 1976; Sharma et al. 1980). Với niên đại đó vẫn muộn hơn nhiều so với các di vật cây lúa tìm thấy ở Trung Quốc. 4 Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh - Giả thuyết nguồn gốc cây lúa trồng từ Trung Quốc Theo giả thuyết này thì Trung Quốc là nước có bằng chứng liên quan đến cây lúa trồng sớm nhất trên thế giới được công nhận. Để khẳng định lại điều này, trong năm 2011, một nỗ lực kết hợp của Đại học Standford (Mỹ), Đại học New York (Mỹ), Đại học Washington (Mỹ) và Đại học Purdue (Mỹ) đã cung cấp bằng chứng để kết luận rằng lúa thuần ở Châu Á có nguồn gốc duy nhất ở thung lũng sông Dương Tử của Trung Quốc. Nhưng tùy thuộc vào đồng hồ phân tử được sử dụng bởi các nhà khoa học, thời gian xuất hiện cây lúa trồng đầu tiên ở Trung Quốc cách nay từ 8.200 đến 13.500 năm. Điều này phù hợp với các dữ liệu khảo cổ học nổi tiếng về đề tài này. Tuy nhiên, trong năm 2003, ở Hàn Quốc khám phá nhiều hạt gạo cháy ở tỉnh Chungbuk có niên đại phóng xạ khoảng 15.000 năm (IRC, 2003), nhưng nước này không thể là trung tâm nguồn gốc phát sinh của cây lúa trồng Châu Á và Hàn Quốc không chứng minh được các hạt gạo khai quật đó là lúa hoang hay lúa trồng. Do đó cho đến hiện nay Trung Quốc vẫn là nước có bằng chứng cây lúa trồng sớm nhất thế giới. - Giả thuyết cây lúa trồng có nguồn gốc từ Đông Nam Á Trong vùng Đông Nam Á gồm cả Việt Nam, còn rất ít công cuộc khai quật trên diện tích rộng lớn để nghiên cứu so với các hoạt động khảo cổ qui mô tại hai quốc gia lớn: Trung Quốc và Ấn Độ. Vì vậy các giả thuyết về cây lúa trồng có nguồn gốc từ vùng Đông Nam Á và các cuộc khảo cổ học quy mô của vùng này chưa có tiếng vang để tạo sức thuyết phục đối với các nhà khảo cổ học khác trên thế giới. Giả thuyết cây lúa trồng có nguồn gốc ở Châu Á được chứng minh thuyết phục nhất bởi Higham (1989) báo cáo vỏ chấu và liềm gặt lúa bằng vỏ sò được tìm thấy ở Khok Phanom Di gần vùng vịnh Thái Lan, có niên đại 5 Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh phóng xạ 6.000 - 4.000 năm TCN. Di chỉ này có tương quan đến di chỉ văn hóa Hòa Bình ở Việt Nam nhưng niên đại vẫn thấp hơn các di vật cây lúa trồng ở Trung Quốc. - Giả thuyết cây lúa trồng có nguồn gốc đa trung tâm (Erigrin, P.S) Giả thuyết này được chứng minh thuyết phục bởi Chang (1985), chuyên gia di truyền cây lúa của IRRI, ông xem xét lại tất cả tin liệu và các dữ kiện từ khoa học, khảo cổ, sinh học tiến hóa, hệ thống sinh học và lịch sử nông nghiệp để đưa ra kết luận rằng lúa trồng ở châu Á có thể bắt nguồn từ nhiều địa điểm một cách độc lập và đồng bộ, vì những nơi này hiện có nhiều loài lúa dại và lúa trồng cùng sống trong một môi trường. Những địa điểm này khởi đầu từ đồng bằng sông Ganges đến miền bắc Myanmar, miền đông bắc Thái Lan, bắc Lào, bắc Việt Nam, miền nam và tây nam Trung Quốc, và những vùng lân cận khác. Điều này có thể suy diễn cho nền nông nghiệp sơ khai xuất hiện độc lập, vì sự di chuyển xuyên quốc gia hoặc lục địa còn rất giới hạn trong thời kỳ cách nay 10-8 thiên niên kỷ. Giả thuyết này hợp lý hơn cả vì trước khi trồng lúa con người đã thu hoạch lúa hoang để làm lương thực. Khi lúa trồng phát triển vẫn đan xen với lúa hoang và lúa hoang dần mất đi thậm chí nhiều loài đã tiệt chủng. Với giả thuyết này Việt Nam có thể là một trong những nơi phát sinh cây lúa trồng ở Châu Á [20]. Theo phương diện thực vật học, lúa trồng được bắt nguồn từ lúa dại Oryza fatma hình thành qua một giai đoạn chọn lọc nhân tạo lâu dài loài Oryza fatma thường phân bố ở Ấn Độ, Campuchia, nam Việt Nam, vùng đông nam Trung Quốc, Thái Lan và Mianma. Lúa trồng thuộc chi Oryza gồm 22 loài với 22 hay 48 NST trong đó chỉ có hai loài lúa trồng là Oryza sativa hiện chiếm ưu thế trong sản xuất và Oryza Glaberrima chỉ được trồng với diện tích nhỏ ở Tây Phi 6 Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh 1.1.2. Phân loại lúa Có nhiều cách phân loại khác nhau: * Theo phân loại học thực vật Cây lúa trồng Oryza sativa L. có vị trí phân loại như sau: Giới (Regnum) : Plantae - Thực vật Ngành (Diviso) : Angisermac - Thực vật có hạt Lớp (Classic) : Moncotyledunes - Lớp một lá mầm Bộ (Ordo) : Poales (Graminales) - Hòa thảo Họ (Familia) : Poaceae - Hòa thảo Họ phụ (Pryzoideae) - Hòa thảo ưa nước Chi (Genus): Ozyza - Lúa Loài (species) : Ozyza sativa - Lúa trồng Tùy theo đặc điểm và tiêu chí khác nhau mà các nhà khoa học phân loại lúa trồng Ozyza sativa L. theo các quan điểm khác nhau: * Phân loại theo hệ thống chọn tạo giống Việt Nam dùng hệ thống phân loại theo Kato và Guschin [11].  Theo Guschin (1934 - 1943) có 3 loài phụ: + Loài phụ Ấn Độ (O.subsp.Indica) : Phân bố ở các nước nhiệt đới, hạt lúa dài thân cao, mềm, lá dài, mỏng, xanh nhạt, ít chịu phân, dễ đổ, chịu sâu bệnh khá, năng suất thấp, gạo ngon, mẫn cảm với chu kỳ ánh sáng. + Loài phụ Nhật Bản (O.subsp.Japonica Kato) : Phân bố ở những nơi có vĩ độ cao (Bắc Trung Quốc, Nhật Bản, Triều Tiên,các vùng trồng lúa á nhiệt đới và ôn đới, các cao nguyên nhiệt đới). Có hạt tròn, hạt xếp trên bông dày, thân thấp và cứng, lá cứng, màu xanh đậm, ít bị đổ chịu rét cao nhưng chống chịu sâu bệnh kém, phản ứng với nhiệt độ, gạo bạc bụng dễ cho năng suất cao. + Loài phụ Java (O.subsp.Javanica ): Là loại hình trung gian giữa 7 Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh Indica và Japonica tương đối gần với Indica. Hạt tuy dài nhưng dày và rộng hơn hạt Indica.  Kikawa và Kato (1931) phân loại lúa thành 2 loài phụ: + Loài phụ Ấn Độ (O.Subsp.Indica Kato) + Loài phụ Nhật Bản(O.Subsp.Japonica Kato) * Phân loại theo nguồn gốc hình thành: Kiểu phân loại này dựa vào phương pháp tạo ra giống, bao gồm; - Quần thể địa phương - Quần thể lai - Quần thể đột biến - Nhóm quần thể tạo ra bằng công nghệ sinh học - Nhóm các dòng bất dục đực thường đóng vai trò làm mẹ trong lai tạo giống gồm: + Bất dục đực tế bào chất + Bất dục đực nhân * Phân loại theo loại hình sinh thái địa lý Theo Liakhovkin A.G (1992) [5]. Lúa trồng có 8 nhóm sinh thái địa lý: - Nhóm Đông Á: Triều Tiên, Nhật Bản, Trung Quốc. Đặc trưng của nhóm này là chịu lạnh tốt, hạt khó rụng. - Nhóm Nam Á: Từ Pakistan sang vùng bờ biển phía nam Trung Quốc và bắc Việt Nam. Đặc điểm nổi bật của nhóm sinh thái này là chịu lạnh kém, hạt dài và nhỏ. - Nhóm Philippin: Nhóm lúa điển hình nhiệt đới không chịu lạnh. Phân bố ở toàn bộ vùng Đông Nam Á. - Nhóm Trung Á: Các nước Trung Á. Lúa hạt to, chịu lạnh và chịu nóng. 8 Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh - Nhóm Iran: Gồm các nước Trung Đông xung quanh Iran. Hạt chịu lạnh, hạt to, đục và gạo dẻo. - Nhóm Châu Âu: Nga, Italia, Tây Ban Nha... loại hình Japonica chịu lạnh, hạt to gạo dẻo nhưng kém chịu nóng - Nhóm Châu Phi: Lúa trồng thuộc loài Ozyza glaberrima. - Nhóm Châu Mỹ Latinh: Gồm các nước Trung Mĩ và Nam Mĩ. Nhóm cây lúa cao, thân to, khỏe, hạt to, gạo trong và dài, chịu ngập và chống đổ tốt. *Phân loại theo cấu tạo tinh bột Theo cấu tạo tinh bột, lúa trồng gồm hai loại: - Lúa nếp (Glutinosa) - Lúa tẻ (Utilissma) * Phân loại theo các tính trạng đặc trưng (IRRI,1996) [7]: Theo cách phân loại này, các giống được xếp cùng nhóm có chung một tính trạng đặc trưng được gọi là tập đoàn: + Tập đoàn năng suất cao + Tập đoàn chất lượng cao: Những giống có chất lượng cao theo yêu cầu của từng vùng khác nhau trên thế giới, cung cấp nguồn gen cho chọn tạo giống có chất lượng cao, giống đặc sản. +Tập đoàn giống chống sâu bệnh +Tập đoàn giống chống chịu rét + Tập đoàn giống chống hạn hoặc ngập úng +Tập đoàn giống chịu chua, mặn, phèn +Tập đoàn giống có thời gian sinh trưởng đặc thù [4]. Ngoài các kiểu phân loại trên, người ta còn phân loại lúa trồng theo: nguồn gốc hình thành, tính cảm quang, mối quan hệ giữa kiểu gen và kiểu hình, đặc tính sinh hóa hạt gạo, đặc điểm hình thái, mùa vụ trong năm, thời gian sinh trưởng,... 9 Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh 1.2. Vị trí của cây lúa trong đời sống và nền kinh tế quốc dân Lúa là một cây trồng có vai trò và vị trí rất quan trọng trong đời sống và nền kinh tế quốc dân. Diện tích trồng lúa trên thế giới lớn thứ 2 sau lúa mỳ, chiếm 2/3 diện tích đất trồng trọt có tưới nước. Các sản phẩm của cây lúa có các chất cần thiết cho đời sống con người, cho chăn nuôi và công nghiệp chế biến (Mai Thọ Trung, 1990) [11]. * Giá trị dinh dưỡng. Sản phẩm chủ yếu của cây lúa là gạo. Gạo là thức ăn giàu chất dinh dưỡng, thành phần chứa nhiều đường bột và protein + Tinh bột: Chiếm 68 - 70% khối lượng chất khô + Protein: Chiếm 8 - 9% (thay đổi 6-18,5%, cá biệt 25%) + Ngoài ra còn đủ các loại axit amin, kể cả axit amin không thay thế. Lizin và treonin là 2 loại axit amin không thay thế có tỷ lệ thấp trong gạo nhưng so với các loại hạt ngũ cốc khác vẫn giàu hơn. Theo Ivannov giá trị sinh học của protein trong gạo tuy thấp hơn thịt sữa nhưng cao nhất so với các loại ngũ cốc khác. Do vậy, cho đến nay và các năm sau này gạo vẫn là nguồn lương thực chính của 1/2 nhân loại. Nó là loại lương thực quan trọng nhất trong bữa ăn của hàng trăm triệu người Châu Á, Châu Phi, Mỹ Latinh thuộc các nước nhiệt đới và á nhiệt đới [11]. * Giá trị sử dụng Ngoài gạo ra thì các phụ phẩm của cây lúa cũng có giá trị sử dụng khá cao: + Cám hay lớp vỏ ngoài của hạt gạo chiếm khoảng 10% trọng lượng khô, chứa nhiều protein, chất béo, chất khoáng và vitamin, đặc biệt là các Vitamin nhóm B. Nên cám được sử dụng làm bột dinh dưỡng cho trẻ em, điều trị cho người bệnh phù thũng. Dầu cám chất lượng cao chế tạo sơn cao cấp, 10 Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh mỹ phẩm, xà phòng,... + Tấm: Sản xuất tinh bột, rượu, cồn, thuốc chữa bệnh,... + Trấu: Ngoài công dụng làm chất đốt, chất độn chuồng còn làm ván ép, vật liệu cách nhiệt, cách âm,... (Nguyễn Ngọc Đệ) [3]. + Rơm rạ: Sản xuất giấy, đồ gia dụng, làm thức ăn cho gia súc, trộn với cây họ đậu làm thức ăn ủ chua,... * Giá trị thương mại Đối với Việt Nam gạo xuất khẩu còn mang lại nguồn ngoại tệ lớn.Trên thi trường thế giới, giá gạo xuất khẩu tính trên đơn vị trọng lượng cao hơn nhiều so với các loại hạt cốc khác. Giá gạo xuất khẩu cao hơn lúa mỳ từ 2-3 lần và hơn bắp hạt từ 2-4 lần.Giá gạo đạt đỉnh cao vào năm 1974 là 542 dola/tấn, trong khi gạo thơm đặc sản Basmati lên đến 820 dola/tấn. Sau đó giá gạo giảm dần và tăng lên 430 dola/tấn trong những năm 1980-1981 để rồi giảm xuống và có khuynh hướng ổn định khoảng 200-250 dola/tấn, tức vẫn ở mức gấp đôi lúa mỳ và gấp 3 lần bắp [3]. 1.3. Một số đặc điểm nông sinh học của cây lúa 1.3.1. Lá lúa và khả năng quang hợp Lá lúa được hình thành từ các mầm lá ở mắt thân. Lá đầu tiên khi hạt nảy mầm hình thành là lá không hoàn toàn (không có phiến lá) còn gọi là bao mầm, người ta không tính lá này. Lá mọc tiếp theo đó được tính là lá thật đầu tiên. Quá trình hình thành của lá qua 4 thời kỳ nhỏ: Mầm lá phân hoá,hình thành phiến lá,hình thành bẹ lá, lá xuất hiện. Một lá của cây lúa bao gồm đầy đủ các chi tiết: bẹ lá, cổ lá, gốc bản lá, thìa lía, tai lá, phiến lá (gồm các gân lá song song). Các lá trên cây lúa phát triển liên tục từ dưới gốc lên trên, mỗi lá phát triển cách nhau một bước. Lá cuối cùng mọc ra gọi là lá đòng. Một giống lúa bao giờ cũng có một số lá nhất định đã được định trong phôi và là đặc điểm của giống. 11 Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh Tuy nhiên với cùng một giống lúa nhất định có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tổng số lá như: khí hậu, thời tiết, biện pháp bón phân, kỹ thăm chăm sóc, thời vụ cấy… Ở nước ta nhóm giống lúa ngắn ngày thường có 12-15 lá, nhóm trung ngày có 16 -18 lá, nhóm dài ngày có 20-21 lá. Thông thường trên cây lúa có khoảng 5 - 6 lá xanh cùng hoạt động, sau giai đoạn hoạt động thì các lá dưới gốc chuyển vàng rồi chết đi, các lá mới lại tiếp tục hoạt động. Tốc độ ra lá thay đổi theo thời gian sinh trưởng và điều kiện ngoại cảnh. Tổng thời gian hình thành 3 lá cuối cùng thường bằng thời gian làm đòng. Các lá lúa trên thân chính được tạo ra cùng một lúc, phát triển kế tiếp nhau từ dưới lên và các lá lúa được sắp xếp so le nhau (mọc cách). Mỗi một lá mới được tạo ra (theo các bước nói trên) trung bình mất 7 ngày [18]. Theo Isi, 1977 [20]: Các loại lúa trồng ngày nay được chọn lọc và cải tiến rất nhiều. Vì vậy chúng có nhiều kiểu hình cây khác nhau nhưng tất cả loại hình cây lúa đều tiến hành quang hợp theo con đường C3. Lúa có cường độ quang hợp thấp hơn ngô (C4). Tuy nhiên do yêu cầu lương thực ngày một tăng, nên trong hơn nửa thế kỷ qua cây lúa đã được cải tiến không ngừng và đã tạo ra được các loại hình thấp cây, lá thẳng, chống được đổ ngã chịu phân đạm cao nên có cường độ quang hợp cao và có tốc độ sinh trưởng cao hơn các loại lúa cũ [8]. Tuy hoạt động quang hợp phụ thuộc vào đặc tính di truyền của từng giống, nhưng các yếu tố ngoại cảnh lại đóng một vai trò rất quan trọng, đó là cường độ và độ dài chiếu sáng, nhiệt độ không khí, hàm lượng CO2, kỹ thuật canh tác trong đó có mật độ và phân bón đóng vai trò khá quan trọng. Quang hợp của cây lúa chủ yếu xác định bằng chỉ số năng lượng mặt trời, cường độ quang hợp trên một đơn vị diện tích lá, chỉ số diện tích lá và thời gian tồn tại của diện tích lá và hướng lá (Yosida,1985) [15]. 12 Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh 1.3.2. Thân lúa và khả năng đẻ nhánh Thân lúa gồm nhiều mắt và lóng. Trước thời kỳ lúa trỗ, thân lúa được bao bọc bởi bẹ lá.Tổng số mắt trên thân chính bằng số lá trên thân cộng thêm 2, chỉ vài lóng ở ngọn dài ra số còn lại ngắn và dày đặc. Lóng trên cùng dài nhất [5]. Các giống có thời gian sinh trưởng trung ngày có khoảng 6 - 7 lóng, giống ngắn ngày có khoảng 4 - 5 lóng. Sự phát triển của các lóng đốt quyết định chiều cao cay và liên quan đến khả năng chống đổ. Hiện nay các giống lúa mới thấp cây đang dần thay thế các giống lúa cao cây vì chúng có khả năng chống đổ tốt hơn (Bùi Huy Đáp) [2]. Khả năng đẻ nhánh là đặc tính của giống. Cấy ngửa tay, cấy nông sẽ tạo điều kiện cho lúa bén rễ, hồi xanh nhanh, đẻ nhánh sớm tập chung. Cây lúa có thể đẻ nhánh khi có 4-5 lá thật. Ở ruộng lúa cấy, sau khi bén rễ hồi xanh cây lúa bắt đầu đẻ nhánh. Lúa kết thúc đẻ nhánh vào thời kỳ làm đốt, làm đòng. Từ cây mẹ đẻ ra nhánh con (cấp 1), nhánh cấp 1 đẻ nhánh cấp 2 , nhánh cấp 2 đẻ nhánh cấp 3. Những nhánh hình thành vào giai đoạn cuối thường là nhánh vô hiệu. Thường thì các giống lúa mới khả năng đẻ nhánh cao, tỷ lệ nhánh hữu hiệu cũng cao hơn các giống lúa cũ, cổ truyền. Khả năng đẻ nhánh của cây lúa phụ thuộc vào giống, nhất là điều kiện chăm sóc, ngoại cảnh,... Nếu cây lúa có nhiều nhánh, tỷ lệ nhánh hữu hiệu cao, năng suất sẽ cao [18]. 1.3.3. Thời gian sinh trưởng phát triển của cây lúa Thời gian sinh trưởng của cây lúa được tính từ khi hạt lúa nảy mầm đến khi chín hoàn toàn, thay đổi tuỳ theo giống và điều kiện ngoại cảnh. TGST của cây lúa được chia làm ba thời kỳ: 13 Khóa luận tốt nghiệp Vương Thị Nhung K35D - Sinh - Thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng gồm 4 giai đoạn: Nảy mầm, mạ, đẻ nhánh, vươn lóng. - Thời kỳ sinh trưởng sinh thực gồm 3 giai đoạn: phân hóa đòng, trỗ bông, phơi màu (nở hoa). - Giai đoạn chín gồm 3 giai đoạn: chín sữa, chín sáp, chín hoàn toàn [5]. Chu kỳ sống của cây lúa kéo dài từ 3-6 tháng. Các tác giả Nhật đưa ra cách tính tuổi cây lúa theo số lá, tạm gọi là cách tính tuổi sinh lý của cây lúa. Những giống lúa hiện đại thường là những giống lúa cực sớm hay sớm, nếu trồng ở vùng nhiệt đới như nam Việt Nam, có thời gian sinh trưởng dao động từ 90-120 ngày. Cũng các giống lúa đố nếu trồng vào mùa có nhiệt độ thấp như vụ đông xuân ở miền Bắc thì thời gian sinh trưởng có thể bị kéo dài thêm 10-15 ngày. Một giống lúa có thời gian sinh trưởng 120 ngày có thể chia làm 3 giai đoạn: giai đoạn sinh trưởng thân lá (60 ngày), giai đoạn sinh dục (30 ngày), giai đoạn chín (30 ngày) [8]. 1.4. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giớivà ở Việt Nam 1.4.1.Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới Lúa được phân bố trên 115 quốc gia, là 1 trong 4 cây lương thực chính trên thế giới và được gieo trồng ở tất cả các châu lục, nhưng tập trung chủ yếu ở châu Á - chiếm gần 90% diện tích và hơn 91% sản lượng lúa thế giới. Diện tích gieo trồng lúa thế giới năm 1997 đạt 152,2 triệu ha. Năm 2000 là 153,7 triệu ha (tăng 10,6 triệu ha so với năm 1976), bình quân hàng năm tăng 0,28%/năm trong giai đoạn 1976-2000. Theo GS.TS.Nguyễn Văn Luật: “Riêng châu Á diện tích trồng gieo trồng lúa năm 2000 đạt 137,6 triệu ha chiếm 89,5% diện tích gieo trồng lúa thế giới. Diện tích gieo trồng lúa năm 2000 tăng 9,5 triệu ha so với năm 1976, tốc độ tăng bình quân hàng năm là 0,3%/năm. Ấn Độ và Trung Quốc là hai nước có diện tích gieo trồng lúa lớn nhất thế giới, trong đó ấn độ chiếm 29% 14