Cây lúa: đặc điểm, sinh trưởng, nguồn gốc, phân loại

Cây lúa (Oryza spp.) là một trong năm loại cây lương thực hàng đầu thế giới, cùng với ngô (Zea mays L.), lúa mì (Triticum sp.), sắn (Manihot esculenta Crantz) và khoai tây (Solanum tuberosum L.).

I. Đặc điểm thực vật học cây lúa

Các giống lúa Việt Nam có những đặc điểm như chiều cao, thời gian sinh trưởng (dài hay ngắn), chịu thâm canh, chụi chua mặn, chống chụi sâu bệnh … khác nhau. Song cây lúa Việt Nam đều có những đặc tính chung về hình thái, giải phẫu và đều có chung các bộ phận rễ, thân, lá bông và hạt.

Hình thái cây lúa

1. Rễ lúa

Bộ rễ lúa thuộc loại rễ chùm. Những rễ non có màu trắng sữa, rễ trưởng thành có màu vàng nâu và nâu đậm, rễ đã già có màu đen.

– Thời kỳ mạ: Nếu mạ gieo thưa, rễ mạ có thể dài 5-6 cm. Tiêu chuẩn của mạ tốt là bộ rễ ngắn, nhiều rễ trắng.

– Thời kỳ sau cấy: Bộ rễ tăng dần về số lượng và chiều dài ở thời kỳ đẻ nhánh, làm đòng

– Thời kỳ trỗ bông: Bộ rễ đạt giá trị tối đa vào thời kỳ trỗ bông. Số lượng rễ có thể đạt tới 500 – 800 cái. Chiều dài rễ đạt 2- 3 km/ cây khi cây được trồng riêng trong chậu.

Trên đồng ruộng, phạm vi ra rễ chỉ ở những mắt gần lớp đất mặt (0-20 cm là chính). Khi cấy lúa quá sâu (>5 cm), cây lúa sẽ tạo ra 2 tầng rễ, trong thời gian này cây lúa chậm phát triển giống như hiện tượng lúa bị bệnh ngẹt rễ. Cấy ở độ sâu thích hợp (3-5cm) sẽ khắc phục được hiện tượng trên.

Để tạo điều kiện cho bộ rễ phát triển tốt, cần làm cỏ sục bùn điều chỉnh lượng nước hợp lí, tạo điều kiện cho tầng đất vùng rễ thông thoáng, bộ rễ phát triển mạnh, cây lúa sinh trưởng tốt, chống chịu được sâu bệnh, nâng xuất cao.

2. Thân lúa

a/ Hình thái

– Thân 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 cũng dài nhất. Một lóng dài hơn 5 mm được xem là lóng dài.

– Số lóng dài: Từ 3-8 lóng. Theo giải phẫu ngang lóng, lóng có một khoảng trống lớn gọi là xoang lỏi.

– Chiều cao cây, thân:

* Chiều cao thân

• Được tính từ gốc đến cổ bông.
• Chiều cao thân và chiều cao cây liên quan đến khả năng chống đổ của giống lúa.

b/ Nhánh lúa

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…Cây lúa có nhiều nhánh, tỷ lệ nhánh hữu hiệu cao, năng suất sẽ cao.

3. Lá lúa

* Hình thái

– Lá lúa điển hình gồm: bẹ lá, phiến lá, lá thìa và tai lá.

+ Bẹ lá: là phần đáy lá kéo dài cuộn thành hình trụ và bao phần non của thân.

+ Phiến lá: hẹp, phẳng và dài hơn bẹ lá ( trừ lá thứ hai).

+ Lá thìa: là vảy nhỏ và trắng hình tam giác.

+ Tai lá: Một cặp tai lá hình lưỡi liềm

Lá được hình thành từ các mầm lá ở mắt thân. Tốc độ ra lá thay đổi theo thời gian sinh trưởng và điều kiện ngoại cảnh.

– Thời kỳ mạ non: trung bình 3 ngày ra được 1 lá.

– Thời kỳ mạ khỏe: từ lá thứ 4, tốc độ ra lá chậm lại, 7-10 ngày ra được 1 lá.

– Thời kỳ đẻ nhánh: 5-7 ngày /1lá ở vụ mùa.

– Cuối thời kỳ đẻ nhánh – làm đòng: khoảng 12 – 15 ngày / lá. cây lúa trỗ bông cũng là lúc hoàn thành lá đòng.

Số lá trên cây phụ thuộc chủ yếu vào giống, thời vụ cấy, biện pháp bón phân và quả trình chăm sóc. Thường số lá của các giống :

• Giống lúa ngắn ngày: 12 – 15 lá
• Giống lúa trung ngày: 16 – 18 lá
• Giống lúa dài ngày : 18 – 20 lá

* Chức năng của lá

Lá ở thời kỳ nào thường quyết định đến sinh trưởng của cây trong thời kỳ đó. Ba lá cuối cùng thường liên quan và ảnh hưởng trực tiếp đến thời kỳ làm đòng và hình thành hạt.

*Chức năng của bẹ lá

– Chống đỡ cơ học cho toàn cây

– Dự trữ tạm thời các Hydratcacbon rước khi lúa trỗ bông

Lá làm nhiệm vụ quang hợp, chăm sóc hợp lí, dảm bảo cho bộ lá khỏe, tuổi thọ lá (nhất là lá đòng), lúa sẽ chắc hạt, năng suất cao.

4. Hoa Lúa

Các bộ phận của hoa

Quá trình thụ phấn, thụ tinh và hình thành hạt lúa:

Lúa là loại cây tự thụ phấn. Sau khi bông lúa trỗ một ngày thì bắt đầu quá trình thụ phấn. Vỏ trấu vừa hé mở từ 0-4 phút thì bao phấn vỡ ra, hạt phấn rơi vào đầu nhuỵ và hợp nhất với noãn ở bên trong bầu nhuỵ để bầu nhuỵ phát triển thành hạt.

Thời gian thụ phấn kể từ khi vỏ trấu mở ra đến khi khép lại kéo dài khoảng 50-60 phút. Thời gian thụ tinh kéo dài 8 giờ sau thụ phấn.

Trong ngày thời gian hoa lúa nở rộ thường vào 8-9 giờ sáng khi có điều kiện nhiệt độ thích hợp, đủ ánh sáng, quang mây, gió nhẹ. Những ngày mùa hè, trời nắng to có thể nở hoa sớm vào 7 – 8 gờ sáng. Ngược lại nếu trời âm u, thiếu ánh sáng hoặc gặp rét hoa phơi màu muộn hơn, vào 12 – 14 giờ.

Sau thụ tinh phôi nhũ phát triển nhanh để thành hạt. Khối lượng hạt gạo tăng nhanh trong vòng 15- 20 ngày sau trỗ, đồng thời với quá trình vận chuyển và tích luỹ vật chất, hạt lúa vào chắc và chín dần.

5. Bông và hạt lúa

Thời gian hình thành bông kể từ khi cây lúa bắt đầu phân hoá đòng cho đến khi lúa trỗ. Thời kỳ này nếu được chăm bón tốt , cây lúa đủ dinh dưỡng bông lúa sẽ phát triển đấy đủ giữ nguyên được đặc tính của giống. Thời gian phát triển bông ở giống ngắn ngày ngắn hơn ở giống dài ngày.

– Hạt lúa gồm: Gạo lức và vỏ trấu.

+ Gạo lức gồm : phôi và phôi nhũ.

+ Vỏ trấu gồm: Trấu trên và trấu dưới. Trấu dưới lớn hơn trấu trên và bao khoảng hai phần ba bề mặt gạo lức trưởng thành.

Ở ẩm độ 0%, một hạt lúa nặng khoảng 12 – 44 mg. Chiều dài, rộng, độ dày của hạt thay đổi nhiều giữa các giống.

Quá trình chín của hạt gồm : chín sữa, chín sáp và chín hoàn toàn. Thời gian chín từ 30 – 35 ngày tuỳ theo giống, môi trường và biện pháp canh tác.

II. 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.

• Đối với lúa cấy: Bao gồm thời gian ở ruộng mạ và thời gian ở ruộng lúa cấy.
• Đối với lúa gieo thẳng: Được tính từ thời gian gieo hạt đến lúc thu hoạch.

Ở miền Trung, các giống lúa có thời gian sinh trưởng từ 85 – 130 ngày tùy theo giống ngắn ngày, trung ngày hay dài ngày.

1. Giai đoạn nảy mầm

Điều kiện ảnh hưởng đến sự nẩy mầm:

• Sức nẩy mầm của hạt: Thu hoạch lúa đảm bảo độ chín, bảo quả tốt sức nảy mầm của hạt tốt hơn. Hạt giống có vỏ trấu mỏng thường hút nước nhanh hơn giống vỏ dày, do đó thời gian nảy mầm thường ngắn hơn.
• Độ ẩm: Hạt giống nảy mầm khi hàm lượng nước của hạt đạt 25- 35% (không nẩy mầm nếu hàm lượng nước của hạt dưới 13%). Tốc độ hút nước của hạt phụ thuộc vào nhiệt độ không khí và nhiệt độ nước. Trong điều kiện thời tiết lạnh vụ đông xuân, nên ngâm hạt giống với nhiệt độ nước 25 – 30⁰C để rút ngắn thời gian ngâm. Tuy nhiên thời gian ngâm quá dài, hạt hút nhiều nước, tinh bột trong hạt gạo phân giải thành đường rồi hoà tan trong nước làm tiêu hao chất dự trữ trong hạt. Đồng thời, hạt dễ bị chua, thối hoặc mầm yếu.
• Nhiệt độ: nhiệt độ giới hạn thấp nhất là 10 -12⁰C , nhiệt độ thích hợp là 30 – 35^oC, nhiệt độ lớn hơn 40⁰C có hại cho sự nảy mầm .

Khi hạt nảy mầm cũng cần phải có đủ lượng không khí, chủ yếu là oxy cho mầm và rễ mầm phát triển.

Do vậy, trong kỹ thuật ngâm ủ, người ta điều tiết quan hệ nước, oxy để khống chế sự phát triển của mầm và rễ. Kinh nghiệm ”ngày ngâm đêm ủ” cũng là một biện pháp điều tiết sự phát triển của mầm và rễ cho phù hợp.

2. Giai đoạn mạ

– Được tính từ khi cây lúa bắt đầu nảy mầm đến khi có 2-3 lá thật (sau sạ 10-15 ngày)

– Cây sống tự dưỡng. (Sử dụng dinh dưỡng trong hạt)

– Cần nhiều nước.

– Khả năng tự đền bù kém.

– Mẫn cảm với điều kiện ngoại cảnh.

– Phát triển thân lá chậm.

3. Giai đoạn đẻ nhánh

Điều kiện bình thường sau cấy 5 -7 ngày cây lúa có thể bén rễ hồi xanh, chuyển sang đẻ nhánh. Trời âm u, thiếu ánh sáng, nhiệt độ thấp, thời gian bén rễ hồi xanh kéo dài 15 -20 ngày.

Thời kỳ đẻ nhánh, cây lúa sinh trưởng nhanh và mạnh về rễ và lá . Thời kỳ này quyết định đến sự phát triển diện tích lá và số bông.

– Được tính từ khi cây lúa bắt đầu đẻ nhánh đầu tiên đến khi kết thúc đẻ nhánh (giai đoạn này khoảng 30-40 ngày tuy theo TGST của giống)

– Cây lúa phát triển thân, lá, rễ mạnh, tốc độ ra lá nhanh. Cần nhiều dinh dưỡng, nước, không khí, ánh sáng; Khả năng tự đền bù lớn.

Trong một vụ, các trà cấy sớm có thời gian đẻ nhánh dài hơn các trà cấy muộn. Thúc đạm sớm, quá trình đẻ nhánh sớm. Bón phân nhiều, muộn, thời gian đẻ nhánh kéo dài. Mật độ gieo cấy thưa thời gian đẻ nhánh dài hơn so với cấy dày. Tuổi mạ non thời gian đẻ nhánh dài hơn so với mạ già.

Trên cây lúa chỉ có những nhánh đẻ sớm, ở vị trí mắt đẻ thấp, có số lá nhiều, điều kiện dinh dưỡng thuận lợi mới có điều kiện phát triển đầy đủ để trở thành nhánh hữu hiệu (nhánh thành bông).

Giai đoạn này cần chăm sóc hợp lí để đảm bảo số nhánh hữu hiệu, số lá và số bông, tránh bón phân nhiều, bón muộn làm cho lúa đẻ nhánh lai rai thường làm tăng tỷ lệ nhánh vô hiệu, ảnh hưởng đến tiêu hao dinh dưỡng cũng như tăng cường sự phá hoại của sâu bệnh.

4. Giai đoạn đứng cái – làm đòng

– Cây lúa chuyển từ giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng sang giai đoạn sinh trưởng sinh thực.

– Là thời kỳ quyết định số hạt trên bông.

– Cần nhiều dinh dưỡng, nước,…

– Khả năng tự đền bù, chống chịu với điều kiện ngoại cảnh kém.

– Cây lúa có sự thay đổi về hình thái bên trong và bên ngoài:

* Bên ngoài:

+ So le lá, gút đầu lá.

+ Cây lúa tròn mình, có hiện tượng vàng sinh lý.

* Bên trong: Đỉnh sinh trưởng cây lúa hình thành tượng khối sơ khởi ( gọi là tim đèn hoặc đòng đất).

5. Giai đoạn trỗ – chín

– Khi đòng đã hoàn chỉnh cây lúa bắt đầu trỗ. Toàn bộ bông lúa thoát ra khỏi bẹ lá đòng là quá trình trỗ

-Trên một bông, những hoa ở đầu bông và đầu gié nở trước, các hoa ở gốc bông thường nở cuối cùng.

– Trình tự nở hoa có liên quan đến trình tự vào chắc. Những hoa gốc bông nở cuối cùng, nên vào chắc muộn và khi gặp điều kiện bất thuận thường dễ bị lép và khối lượng hạt thấp.

– Thời kỳ quyết định đến tỷ lệ hạt chắc, trọng lượng hạt.

– Thời kỳ này cây lúa rất mẫn cảm với điều kiện ngoại cảnh (ánh sáng, nhiệt độ, nước, dinh dưỡng, sâu bệnh.. )

Khi đòng đã hoàn chỉnh cây lúa bắt đầu trỗ. Toàn bộ bông lúa thoát ra khỏi bẹ lá đòng là quá trình trỗ xong với thời gian 4-6 ngày. Thời gian trỗ càng ngắn càng có khả năng tránh được các điều kiện thời tiết bất thuận. Cùng với quá trình trỗ bông, có giống vừa nở hoa vừa thụ phấn ngay, nhưng cũng có giống phải chờ trỗ xong mới tiến hành nở hoa thụ phấn.

III. Tầm quan trọng của việc sử dụng giống tốt

Vì sao phải chọn hạt giống tốt?

Sự nảy mầm của phôi và sự phát triển của cây mạ đến khi có 3 lá mầm dựa chủ yếu vào hạt thóc giống. Như vậy nếu hạt giống tốt, chứa một lượng dinh dưỡng đầy đủ sẽ làm cho hạt thóc giống nảy mầm, phát triển tốt và đồng đều. Hạt thóc khỏe, không có bệnh tồn dư cũng sẽ không truyền bệnh cho cây mạ.

Hạt giống tốt cũng làm cho cây mạ tốt hơn, khỏe hơn, mập hơn và phát triển nhiều rễ hơn. Khi cấy ra ruộng, cây mạ khỏe hơn sẽ mọc nhanh hơn cây mạ yếu.

Một hạt giống khỏe phụ thuộc vào nhiều yếu tố, ngoài nguồn dinh dưỡng đầy đủ, không có bệnh tồn dư, hạt thóc phải có Sức nảy mầm tốt. Sức nảy mầm của hạt giống phụ thuộc rất nhiều vào quá trình chín và điều kiện bảo quản hạt giống. Sau khi chín trên đồng ruộng, hạt lúa có khả năng nảy mầm (có giống nảy mầm ngay trên bông lúa ngoài ruộng), cũng có những giống cần qua thời kỳ ngủ nghỉ thì mới nảy mầm được.

Điều kiện bảo quản cũng ảnh hưởng rất lớn đến sức nảy mầm của hạt giống. Nếu bảo quản không tốt, sức nảy mầm của hạt thóc có thể giảm nhiều chỉ trong vài tháng sau khi thu hoạch. Nhưng nếu bảo quản tốt, đặc biệt là trong điều kiện khô lạnh (trong kho lạnh dưới 15⁰ thì thóc giống có thể để qua 1 – 2 năm vẫn có sức nảy mầm tốt) Đánh giá giống lúa sức nảy mầm tốt là phải đạt trên 95% ngoài đồng ruộng.

IV.  Nguồn gốc và phân loại lúa

1. Nguồn gốc

a/ Nơi xuất phát lúa trồng: Nơi xuất phát lúa trồng còn nhiều ý kiến khác nhau, nhưng thống nhất về các nơi phát sinh (các trung tâm phát sinh) cây lúa trồng như sau:

– Đông Nam Châu Á: Là nơi cây lúa đã được trồng sớm nhất, ở thời đại đồ đồng, nghề trồng lúa đã rất phồn thịnh.

– Cây lúa trồng ngày nay có thể được thuần hóa từ nhiều nơi khác nhau thuộc Châu Á, trong đó phải kể đến Myanma, Việt Nam, Trung Quốc, Ấn Độ.

– Tại những nơi phát sinh cây lúa, hiện còn nhiều lúa dại và ở đó dễ tìm được đầy đủ bộ gen của cây lúa. Từ các nơi phát sinh này, cây lúa đã lan ra các vùng lân cận và lan đi khắp thế giới với sự giao lưu của con người. Tới các nơi mới với các điều kiện sinh thái mới và sự can thiệp của con người thông qua quá trình chọn tạo mà cây lúa ngày nay có rất nhiều giống với các đặc trưng đặc tính đa dạng đủ đáp ứng được các yêu cầu khác nhau của loài người.

Trong cuốn “Cây lúa miền Bắc Việt Nam” xuất bản năm 1964, tác giả Bùi Huy Đáp có viết: “Nếu Việt Nam không phải là trung tâm duy nhất xuất hiện cây lúa trồng thì Việt Nam cũng là một trong những trung tâm sớm nhất của Đông Nam Á được nhiều nhà khoa học gọi là quê hương cây lúa trồng.

b/ Tổ tiên lúa trồng

Tổ tiên của lúa trồng là lúa hoang dại, qua quá trình chọn lọc tự nhiên và nhân tạo lâu đời biến thành. Lúa dại có một số đặc điểm tự nhiên: Thân nhánh mọc xòe hay bò nổi trên mặt nước, hạt có râu dài và rất dễ rụng, tỷ lệ kết hạt thấp, phản ứng chặt với ánh sáng ngày ngắn.

Tập đoàn lúa dại rất phong phú, sống trong điều kiện sinh thái rất khác nhau, chúng có đặc trung hình thái và đặc tính sinh học rất gần với lúa trồng, nhất là lúa tiên (một trong nhưng dạng hình của lúa tẻ) như thân lá nhỏ, đẻ nhánh mạnh, bông xòe, hạt nhỏ, dễ rụng. Ở Đồng Bằng Sông Cửu Long cũng có loài lúa dại thường được gọi là lúa trời hay lúa ma. Chúng mọc tự nhiên và ra hoa vào cuối năm, bông ngắn, hạt có râu dài, dễ rụng, gạo đỏ. Vùng Biển Hồ Căm Pu Chia có loại lúa nổi cao cây, loại này được coi là loại hình trung gian giữa lúa dại và lúa trồng. Một số tác giả như Đinh Dĩnh, Bùi Huy Đáp, Đinh Văn Lữ.. cho rằng Oryza Fatua là loại lúa dại gần nhất và được coi là tổ tiên của lúa trồng hiện nay.

Lúa tẻ có nhiều đặc trưng, đặc tính giống lúa dại nên lúa tẻ là loại hình có trước, sau đó có thể do sự khác nhau về phong tục, tập quán, điều kiện xã hội ở các vùng trồng lúa nên đã hình thành ra lúa nếp. Như vậy, quá trình diễn biến lâu dài và phức tạp, lúa dại đã biến đổi thành lúa trồng và từ lúa trồng đã hình thành ra nhiều loại hình khác nhau. Sự đa dạng phong phú đó đã tạo điều kiện thuận lợi cho người trồng trọt được các giống, loại hình phù hợp với điều kiện đất đai, khi hậu, thời tiết và tập quán canh tác.

c/ Lịch sử ngành trồng lúa

Manh nha trong lòng văn hóa Hòa Bình, thời đá giữa, tiền nông nghiệp Hòa Bình Việt Nam đã có những tiến bộ về chất với cuộc cách mạng đá mới được coi như gắn liền với sự phát triển nghề trồng lúa nước ở Đông Nam Á. Cách mạng đá mới đã sản xuất ra những công cụ đá mài tốt hơn, thích hợp với việc làm ruộng bằng rìu đá đã được cải tiến dần. Văn hóa Bắc Sơn có rìu hai vai, văn hóa Hạ Long có rìu có nấc, văn hóa Phùng Nguyên có rìu tứ diện. Rồi chuyển tiếp từ thời đá sang thời đồng thau. Công cụ bằng đồng đã tạo điều kiện cho nghề trồng lúa thời các vua Hùng có bước tiến nhảy vọt khai thác sông Hồng, sông Mã, sông Lam để trồng lúa. Lúa nước đã phát triển mạnh và trải qua các thời kỳ

– Thời kỳ Văn Lang

Tài liệu khảo cổ học Đông Sơn tích lũy được ngày càng phong phú cho phép nhận định tương đối rõ về nghề trồng lúa nước ta trong thời kỳ dựng nước, thời kỳ các vua Hùng với nước Văn Lang. Công cụ trồng lúa từ rìu bằng đá, rìu bằng đồng, lưỡi cày Đông Sơn, lưỡi cày Vạn Thắng, lưỡi cày Sơn Tây, lưỡi cày Cổ Loa. Lưỡi cày Cổ Loa to nhất, rõ ràng là đã do trâu bò kéo.

Ngoài rìu đồng, lưỡi cày đồng còn có cuốc, thuổng, hái. Với công cụ bằng đồng đã chuyên dùng: cuốc, thuổng, lưỡi cày, người ta khai thác các châu thổ thuận lợi hơn để trồng lúa. Thời Văn Lang lúa trồng Oryza sativa đã phát triển mạnh. Đầu tiên là lúa nếp, sau đó là lúa tẻ. Trồng lúa trên cao thì đốt rẫy, chọc lỗ bỏ hạt, trồng lúa ở ruộng thấp, phát cây ngâm xuống ruộng cho nhừ rồi trồng lúa. Cùng với cây lúa một số ngành nghề khác như chăn nuôi, dệt vải, kiếm cá… cũng phát triển. Tóm lại, nông nghiệp Văn Lang đã định hình, có trình độ phát triển nhất định với cây lúa nước là cây trồng chủ yếu.

Người Văn Lang đã để lại cho chúng ta những thông điệp qua những di vật mà  chúng  ta đã phát hiện và sẽ phát hiện được ở trong lòng đất. Tìm hiểu và giải mã các thông điệp đó, chúng ta có thêm căn cứ về buổi bình minh hào hùng của đất nước và  nghề trồng lúa  lâu đời ở nước ta.

– Thời Bắc thuộc

Trong thời kỳ Bắc thuộc, đi đôi với đấu tranh chống áp bức bóc lột giành độc lập dân tộc, nhân dân ta còn kiên trì đấu tranh với thiên nhiên để sinh tồn, phát triển sản xuất và trồng lúa. Mặc dù bị kìm hãm hơn một nghìn năm, nhưng nghề trồng lúa của nước ta vẫn có những bước tiến rõ rệt như dùng phân để bón cho ruộng lúa. Dùng giống lúa mới để trồng và thay lưỡi cày đồng bằng lưỡi cày sắt và một năm đã trồng 2 vụ, 3 vụ lúa (Sách Quảng Chi của Quách Nghĩa Cung, thế kỷ 3 và sách Tế Dân yếu thuật của Giả tứ Hiệp, thế kỷ 4).

Ngoài lúa, nghề làm vườn, chăn nuôi, buôn bán cũng phát triển, từ sự giao lưu buôn bán đã thúc đẩy và nâng cao trình độ nông nghiệp và thủ công nghiệp, trong đó có kỹ thuật sử dụng  trâu bò cày kéo. Như vậy thời Bắc thuộc nông dân ta đã biết chọn lựa những gì phù hợp và có lợi hơn trong sản xuất lúa của nước ta như giống lúa, phân bón, nông cụ, …

– Thời kỳ độc lập với các vương triều

+ Thời vua Lê Đại Hành: Năm 979 vua Lê Đại Hành chú ý phát triển kinh tế, nhất là nông nghiệp và nghề trồng lúa, giao thông thủy bộ được mở mang, kênh Thanh Ngọc được đào để thuyền bè đi lại và lấy nước tưới ruộng.

+ Triều Lý (1009-1825): Nông nghiệp thời Lý có bước phát triển mới và nhà nước có nhiều chính sách chăm lo phát triển nông nghiệp. Vua cũng thân chinh đi cày ruộng tịch điền và thăm nông dân gặt hái, quan tâm đến lao động nông nghiệp. Có chế độ rèn luyện cho Tiểu hoàng nam từ 17 tuổi. Quân lính hàng tháng được thay phiên nhau về quê sản xuất nông nghiệp. Người phiêu bạt đi các nơi đều được trở về quê hương nhận ruộng cày cấy. Trâu bò được bảo vệ chặt chẽ vì là liên quan đến sức kéo nông nghiệp. Nhà Lý cũng mở rộng việc khai hoang và xây  dựng thủy lợi. Nhà Lý đã thắng lợi trong kháng chiến chống Tống (1075 – 1077) với sức mạnh đoàn kết của dân tộc và sự hậu thuẫn của nghề trồng lúa và kinh tế phát triển.

+ Triều Trần

Nghề trồng lúa và sản xuất nông nghiệp tiếp tục phát triển. Đồng ruộng và đường xá mở rộng thêm với các công trình khai hoang của nhân dân và của nhà nước, các công trình thủy lợi phát triển, đã thúc đẩy nghề trồng lúa ngày càng phát triển. Dưới triều Trần, sau chiến thắng quân Nguyên – Mông, triều đình lấy lại ruộng đất để cấp cho các vương hầu.

+ Triều Lê

Chăm lo phát triển kinh tế và có nhiều biện pháp thúc đẩy nông nghiệp và nghề trồng lúa phát triển. Nhà Lê coi trọng công tác thủy lợi và đê điều, chống hạn, chống lụt, đắp thêm một số đê mới và đào thêm nhiều sông ngòi. Cho đến thế kỷ XIX diện tích ruộng ở Đồng bằng sông Cửu Long mới có khoảng 20 vạn ha. Công trình đào thêm sông ngòi ở Đồng bằng sông Cửu Long cũng được chú ý.

– Thời Pháp Thuộc

Viện nghiên cứu Nông – Lâm được thành lập năm 1925, các công trình nghiên cứu nông nghiệp đã được triển khai và áp dụng ở các trại thực nghiệm.

Cục Túc – Mễ Đông dương được thành lập để đảm nhận các công việc nghiên cứu khoa học và triển khai các kết quả nghiên cứu về lúa, trại nghiên cứu về lúa đặt ở vùng lúa và một số tỉnh trồng lúa. Kết quả nghiên cứu về lúa và công nghệ trồng lúa như thực vật học, sinh lý học, phân loại học, đất lúa, sâu bệnh hại lúa, công việc xay chà, phẩm chất của gạo, … đã được xuất bản ở các tạp chí nước ngoài và cuốn sách “cây lúa”, có giá trị gần ngang với các sách về lúa trên thế giới thời ấy.

Các trại nghiên cứu lúa ở các địa phương phải đảm trách các công việc

Thu thập các giống lúa

Lọc giống, chọn ra những dòng tốt

So sánh các dòng đã chọn được Nhân giống sơ bộ

Nhân giống đại trà

Đồng thời với đào tạo cán bộ nông nghiệp đã có những bộ phận khuyến nông để phát triển sản xuất. Qua kinh nghiệm lâu đời, nông dân đã xác định những kỹ thuật trồng lúa với các khâu chủ yếu từ làm đất, đến gặt lúa và đã xác định những việc chính cần làm như: nước, phân, cần, giống và cải tiến cấy, cày, làm đất, chăm sóc v.v…

– Sau cách mạng tháng tám đến nay

Việc cải tiến kỹ thuật ngày càng mở rộng và chuyển nhanh thành phong trào 5 tấn lúa/ha/năm. Ruộng thí nghiệm thâm canh đã xuất hiện khắp nơi, đó là nơi học tập rút kinh nghiệm của cán bộ và quần chúng, là nơi nông dân tiếp thu tiến  bộ khoa học kỹ thuật mới.  Năng suất lúa đã lên trên 5 tấn/ha/năm cấy 2 vụ. Tiếp theo phong trào “5 tấn” là phong trào “cách mạng xanh”, vấn đề sản xuất lúa an toàn, Ngày nay, nhiều giống lúa mới ra đời với năng suất trên dưới 10tấn/ha/vụ, phẩm chất gạo dẻo, thơm, nhiều loại thuốc bảo vệ thực vật phục vụ cho sản xuất lúa ra đời. Vấn đề lúa sạch, lúa an toàn và bảo vệ môi trường bền vững lại là vấn đề thời sự đáng quan tâm.

2.  Phân loại lúa

Kết quả của sự tiến hoá và ảnh hưởng của hệ thống chọn tạo giống qua hàng ngàn năm đã hình thành một tập đoàn các giống lúa, các loại hình sinh thái rất đa dạng phong phú. Để sử dụng có hiệu quả nguồn gen quý giá này nhiều nhà khoa học ở các nước khác nhau trên thế giới đã công bố nghiên cứu, tập hợp và phân loại cây lúa trồng như sau:

a/ Phân loại theo hệ thống phân loại học thực vật

Hệ thống phân loại này coi cây lúa như tất cả các cây cỏ khác trong tự nhiên. Nó được sắp xếp theo hệ thống chung của phân loại thực vật học là ngành Divisio, lớp classis, bộ ordines, họ familia, chi genus, loài species và biến chủng varieties

Để rõ thêm thì có thể sử dụng các đơn vị trung gian như họ phụ subfamilia, loài phụ subspecies, theo hệ thống phân loại này thì cây lúa được sắp sếp theo trình tự sau đây:

• Ngành – Divisio: Angiospermae – thực vật có hoa
• Lớp – Classis: Monocotyledones – lớp một lá mầm
• Bộ – Ordines: Poales (Graminae) – hòa thảo có hoa
• Họ – Familia: Poacae (Graminae) – hòa thảo
• Họ phụ – Subfamilia: Poidae -hòa thảo ưa nước
• Chi – Genus: Oryza
• Loài – Speccie: Oryza sativa – Lúa trồng
• Loài phụ – Subspeccies
• Subsp: japonica: Loài phụ Nhật Bản
• Subsp: indica: Loài phụ Ấn Độ
• Subsp: Javanica: Loài phụ Java
• Biến chủng: Varietas: Var. Multica – Biến chủng hạt mỏ cong

Việc phân loại theo hệ thống phận loại thực vật, giúp ích lớn cho việc hệ thống hoá một số lượng khổng lồ các dạng hình của cây lúa. Hệ thống này giúp các nhà khoa học phân biệt lai xa và lai gần. Việc tiến hành phép lai giữa các loài phụ ở cây lúa trồng, đã được coi là lai xa. Ví dụ: lai giữa loài phụ Indica với loài phụ Japonica. Song khó khăn hơn là việc lai giữa loài Oryza sativa với các loài lúa dại. Ví dụ lai Oryza sativa với Oryza fatua để đưa gen chịu mặn của Oryza fatua vào lúa trồng.

Cho đến nay phân loại cây lúa theo hệ thống phân loại thực vật của loài lúa trồng Oryza sativa L đã đạt được sự thống nhất. Theo các tài liệu chính thức thì loài Oryza sativa L gồm: 3 loài phụ, 8 nhóm biến chủng và 284 biến chủng.

b/ Phân loại cây lúa theo hệ thống của nhà chọn giống

Các nhà chọn giống sử dụng dụng hệ thống phân loại cây lúa nhằm dễ dàng sử dụng các kiểu gen của cây lúa trồng, thiết thực phục vụ cho các mục tiêu tạo ra giống mới với năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu tốt hơn. Hệ thống phân loại này có đặc điểm sau:

– Phân loại theo loại hình sinh thái địa lý

Dựa trên cơ sở kiểu gen và môi trường là một khối thống nhất, các vùng sinh thái địa lý khác nhau với sự tác động của con người tới cây lúa khác nhau thì có các nhóm sinh thái địa lý chứa kiểu gen  khác nhau. Theo  Liakhovkin A.G (1992) cây trồng có 8 nhóm sinh  thái địa lý sau đây:

+ Nhóm Đông Á: bao gồm Triều Tiên, Nhật Bản và Trung Quốc. Đặc trưng của nhóm sinh thái địa lý này chịu lạnh rất tốt và hạt khó rụng

+ Nhóm Nam Á: từ Pakistan sang vùng bờ biển phía Nam Trung Quốc đến Bắc Việt Nam.

Đặc điểm nổi bật của nhóm sinh thái địa lý này kém chịu lạnh, phần lớn có hạt dài và nhỏ

+ Nhóm Philippin: nhóm lúa điển hình nhiệt đới không chịu lạnh. Toàn bộ vùng Đông Nam Châu Á. Nam Việt Nam nằm trong nhóm này.

+ Nhóm Trung Á: bao gồm toàn bộ các nước Trung Á. Đây là nhóm lúa hạt to, khối lượng 1000 hạt đạt trên 32g, chịu lạnh và chịu nóng

+ Nhóm Iran: bao gồm toàn bộ các nước Trung Đông xung quanh Iran, đây là nhóm sinh thái địa lý với các loại hình chịu lạnh điển hình, hạt to, đục và gạo dẻo.

+ Nhóm Châu Âu: bao gồm toàn bộ các nước trồng lúa ở Châu Âu như Nga, Italia, Tây Ban Nha… là nhóm sinh thái địa lý với các loại hình Japonica chịu lạnh, hạt to, gạo dẻo nhưng kém chịu nóng.

+ Nhóm Châu Phi: nhóm lúa trồng thuộc loại Oryza glaberrima

+ Nhóm Châu Mỹ latinh: gồm các nước Trung Mỹ và Nam Mỹ: là nhóm lúa cây cao, thân to, khoẻ, hạt to, gạo trong và dài, chịu ngập, chống đổ tốt.

– Phân loại nguồn gốc hình thành

Cơ sở chính để phân loại là nguồn gốc hình thành và phương pháp tạo giống. theo quan điểm này cây lúa có các nhóm quần thể sau:

+ Nhóm quần thể địa phương: Bao gồm các giống địa phương được hình thành trong một khoảng thời gian rất dài ở từng địa phương khác nhau. So với nhóm sinh thái địa lý thì nhóm quần thể địa phương có phạm vi hẹp hơn và thường gắn liền với một hoặc một vài tộc người, một khu vực địa lý. Các giống lúa Tám xoan, nếp hoa vàng, nếp cẩm, nếp nương và rất nhiều giống thu thập được ở vùng sinh sống của đồng bào các dân tộc thiểu số ở nước ta thuộc nhóm này.

+ Nhóm quần thể lai: Được tạo ra bởi phương pháp lai trong các chương trình chọn giống khác nhau. Đây là nhóm giống có nhiều tính trạng tốt phù hợp với yêu cầu của các chương trình tạo giống hiện đại và được sử dụng rất rộng rãi ở tất cả các vùng trồng lúa.

+ Nhóm quần thể đột biến: Bao gồm các loại hình được tạo ra bằng phương pháp đột biến (đột biến tự nhiên và nhân tạo). Đặc điểm nổi bật của nhóm này là chứa các gen mới do quá trình đột biến gen tạo ra. Sự tham gia của gen lùn đột biến tự nhiên đã tạo ra kiểu cây lúa năng suất cao dẫn đến cuộc cách mạng xanh làn thứ 2 ở Châu Á nhiệt đới trong những năm 1965 – 1975 và vẫn tiếp tục cho đến ngày nay.

+ Nhóm quần thể tạo ra bằng công nghệ sinh học: Nhóm này gồm các giống được tạo ra bằng phương pháp chuyển ghép gen, nuôi cấy bao phấn hoặc chọn dòng tế bào. Đây là nhóm quần thể hoàn toàn nhân tạo, có thể đáp ứng các mục tiêu riêng rẽ của các chương tình tạo giống.

+ Nhóm các dòng bất dục đực: Là một nhóm đặc biệt chứa kiểu gen gây bất dục đực. Phổ biến có hai kiểu bất dục đực là bất dục đực tế bào chất và bất dục đực chức năng di truyền nhân. Các dòng bất dục đực đựoc sử dụng làm mẹ để tạo các giống lúa lai với tiềm năng năng suất cao.

– Phân loại theo các tính trạng đặc trưng: Hệ thống phân loại này được áp dụng rất rộng rãi để sắp xếp tập đoàn các giống lúa thông qua tính trạng đặc trưng. Các giống được xếp cùng nhóm đều có chung một tính trạng đặc trưng nào đó và được gọi là một tập đoàn. Các tập đoàn phổ biến gồm có:

+ Tập đoàn năng suất cao: Tập hợp tất cả các giống có tiềm năng cho năng suất cao. Đây là tập đoàn lớn nhất, quan trọng nhất và phổ biến nhất.

+ Tập đoàn chất lượng cao: Tập hợp các giống có chất lượng gạo cao theo yêu cầu của từng vùng khác nhau trên thế giới. Tập đoàn này cung cấp nguồn gen cho chọn tạo giống có chất lượng gạo cao hoặc các giống đặc sản.

+ Tập đoàn giống chống bệnh: Gồm các tập đoàn đặc hiệu như tập đoàn giống chống bệnh đạo ôn, tập đoàn giống chống bệnh bạc lá, tập đoàn giống chống bệnh khô vằn, tập đoàn giống chống bệnh đốm sọc vi khuẩn, …

+ Tập đoàn giống chống chịu sâu: Gồm các tập đoàn đặc hiệu như tập đoàn kháng rầy nâu, tập đoàn chống chịu sâu đục thân, tập đoàn chống chịu tuyến trùng v.v…

+ Tập đoàn chống chịu hạn: Tập hợp các giống có khả năng chịu hạn ở các thời kỳ khác nhau từ mọc đến chín bao gồm cả hạn đất và hạn không khí.

+ Tập đoàn chống chịu chua, mặn, phèn: Đất ven biển thường có cả 3 yếu tố bất lợi là chua, mặn, phèn nên các giống có khả năng chịu chua, mặn, phèn được xếp vào một nhóm.

+ Tập đoàn chống chịu úng ngập: Tập hợp các giống có khả năng chịu được ngập trong một thời gian dài hoặc các giống sinh trưởng nhanh, cây cao, cứng cây có khả năng chịu úng tốt.

+ Tập đoàn giống với thời gian sinh trưởng đặc thù: Người ta sắp xếp các giống có cùng thời gian sinh trưởng vào một tập đoàn và phân thành các tập đoàn đặc thù.

c/ Phân loại lúa theo đặc điểm thực vật học (hình thái sinh học)

– Lúa tiên: Hạt nhỏ, dài, lông ngoài vỏ trấu ngắn và thưa, thân cao, mềm, yếu, lá nhỏ, dài màu xanh nhạt, góc độ lá đòng nhỏ, kém chịu phân, dễ đổ nhưng chịu nóng, chịu hạn và chống chịu sâu bệnh tốt, năng suất thấp, cơm cứng, gạo nấu nở. Thường được phân bố chủ yếu ở những vùng phía Nam châu Á như: Ấn Độ, Việt Nam, Cămpuchia, Indonexia, … ở các vùng có nhiệt độ trung bình > 17⁰C và ở độ cao < 1750m.

– Lúa cánh: Do lúa tiên chuyển hó a thành. Hạt tròn, lông ngoài vỏ trấu dày và dai, mật độ đóng hạt trên bông cao, thân thấp, cứng, lá xanh đậm, góc độ lá đòng lớn. Khả năng chống đổ tốt. Khả năng chống chịu nóng và sâu bệnh kém, năng suất cao cơm dẻo, độ nở kém. Thường được phân bố ở những vùng phía Bắc Châu Á như Bắc Trung Quốc, Nhật Bản, các vùng lúa Á nhiệt đới và các miền cao nguyên nhiệt đới có nhiệt độ trung bình < 7⁰C và ở độ cao > 2000m.

Dựa vào đặc tính hình thái, phân loại theo hệ thống phân loại của IRRI, 1996

– Phân loại theo chiều cao cây:

+ Nhóm cây thấp: khi chiều cao cây < 110cm

+ Nhóm cây trung bình: khi chiều cao cây 110 ÷ 130 cm

+ Nhóm cây cao: khi chiều cao cây > 130cm

– Lá: Thẳng hoặc cong rủ, bản lá to hay nhỏ, dày hay mỏng

– Bông: Loại hình nhiều bông, bông to hay nhỏ, bông túm hay bông xòe, cổ bông hở hay kín, thoát lá đòng hay không, khoe bông hay giấu bông, dày nách hay thưa nách, ….

– Phân loại theo chiều dài hạt gạo: Gồm có các nhóm lúa có chiều dài hạt gao Rất dài, dài, trung bình và ngắn (bảng 1.10)

Bảng 1. Phân loại theo chiều dài hạt gạo

Phân loại theo dạng hạt gạo: Các nhóm lúa có dạng hạt: Thon dài, thon, bầu tròn (bảng 2)

Bảng 2. Phân loại theo dạng hạt gạo

– Phân loại lúa theo thôøi gian sinh trÚôûng: Gồm có các nhóm thời gian sinh trưởng sau

+ Nhóm A0: Dưới 95 ngày

+ Nhóm A1: Từ 95 ÷ 109 ngày

+ Nhóm A2: Từ 110 ÷ 125 ngày

+ Nhóm trung mùa: Từ 126 ÷ 135 ngày

+ Nhóm lúa mùa

• Nhóm mùa sớm: Từ 136 ÷ 145 ngày và phản ứng yếu với ánh sáng ngày ngắn.
• Nhóm mùa trung: Từ 146 ÷ 155 ngày và phản ứng trung bình với ánh sáng ngày ngắn.
• Nhóm mùa muộn: Trên 155 ngày, phản ứng mạnh với ánh sáng ngày ngắn.

đ/ Phân loại lúa theo đặc tính sinh lý: Tính quang cảm

– Nhóm lúa cảm quang: Là nhóm những giống lúa phải trải qua thời gian ngày ngắn nhất định mới trỗ bông và ra hoa được. Hầu hết các giống lúa mùa địa phương đều cảm Có giống cảm quang mạnh, cảm quang trung bình và cảm quang yếu, hay nói cách khác là phản ứng chặt, trung bình hay không chặt với ánh sáng ngày ngắn.

– Nhóm lúa không cảm quang: Là những giống lúa sinh trưởng, phát triển và trỗ bông bình thường trong mọi điều kiện ánh sáng ngắn hay dài.

e/ Theo điều kiện môi trường canh tác: Dựa vào điều kiện sống, được phân thành các nhóm:

Lúa cạn (lúa rẫy, lúa nương): là loại lúa được trồng trên triền dốc của đồi, núi, không có bờ ngăn giữ nước, luôn luôn không có nước chân, mực thủy cấu sâu, cây lúa sử dụng độ ẩm của nước mưa tự nhiên và một phần lượng nước mưa thấm vào trong đất.

Lúa cạn không hoàn toàn hay lúa nước trời: là loại lúa được trồng ở triền thấp hoặc các vùng đồng bằng, không có hệ thống tưới tiêu chủ động, cây sống hoàn toàn bằng lượng nước mưa tại chỗ và mức thủy cấp khá cao có thể cung cấp bổ sung nước cho cây lúa ở vào một số thời điểm nào đó.

Lúa nước tưới: Là loại lúa trồng trên đất có điều kiện tưới tiêu chủ động. Người ta điều khiển nước phù hợp với nhu cầu từng giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây lúa.

Lúa nổi: Là loại lúa cao cây và vươn theo mực nước. Toàn bộ các phần cây bên trên mặt nước nằm dài trên mặt nước. Ở mỗi đốt thân trên mặt nước có chùm rễ phụ và có điểm sinh trưởng sẽ mọc thành chồi khi có điều kiện thích hợp, nước xuống tới đâu thì thân ngả dài tới đó, thậm chí nếu cạn sát mặt ruộng thì các rễ phụ ở các đốt bám vào đất để các mầm ở các đốt phát triển thành cây lúa cho bông bình thường.

Lúa chống chịu với điều kiện môi trường như: Lúa chịu phèn, chịu mặn, … Là loại lúa trồng trên đất phèn, mặn vẫn cho năng suất, trong khi các giống lúa khác bị ảnh hưởng, thậm chí không cho thu hoạch do phèn mặn.

g/ Theo đặc tính sinh hóa (phẩm chất cơm của) hạt gạo

– Phân loại theo độ trở hồ của hạt gạo: Có nhóm lúa độ trở hồ cao, trung bình và thấp (bảng 3)

Bảng 3. Phân loại theo độ trở hồ của hạt gạo

– Phân loại theo hàm lượng amylose của hạt gạo: Tùy theo hàm lượng amylose trong tinh bột hạt gạo và cấu tạo của tinh bột còn phân biệt lúa nếp (glutinus) và lúa tẻ (utilissima). Tinh bột có hai 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 (bảng 4)

Bảng 4. Phân loại theo hàm lượng amylose của hạt gạo

Phân loại theo mùi thơm: Gồm có 3 nhóm lúa thơm, hơi thơm và không thơm (bảng 5 )

Bảng 5. Phân loại theo mùi thơm của hạt gạo

(Nguồn tài liệu: Kỹ thuật thâm canh lúa tiên tiến, Sở nông nghiệp và PTNT tỉnh Quảng Nam, 2016; Giáo trình cây lương thực;)