LUẬN VĂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA SALICYLIC ACID TRONG VIỆC PHÒNG BỆNH KHÔ VẰN (RHIZOCTONIA SOLANI) HẠI LÚA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
o0o








ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA SALICYLIC ACID TRONG VIỆC PHÒNG
BỆNH KHÔ VẰN (RHIZOCTONIA SOLANI) HẠI LÚA


Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
Mã số ngành: 111




GVHD: CN Hứa Quyết Chiến
SVTH: Nguyễn Trí Hiếu
MSSV: 105111025

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7.năm 2009
LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được luận văn này, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình
đến:
Thầy KS Hứa Quyết Chiến đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy và động viên em
trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Các thầy cô, cán bộ, nhân viên trong Viện Sinh học Nhiệt đới TP Hồ Chí Minh
đã hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất, trang thiết
bò, … giúp em hoàn thành đề tài này.
Quý thầy cô Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học trường Đại Học Kỹ
Thuật Công Nghệ TP. Hồ Chí Minh đã giảng dạy và truyền đạt cho em những kiến
thức quý báu trong suốt 4 năm học vừa qua
Các bạn bè và gia đình đã không ngừng động viên tôi trong suốt quá trình học
tập và nghiên cứu.


Xin chân thành cảm ơn!
Nguyễn Trí Hiếu
i



MỤC LỤC
Danh mục Trang
Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1. Giới thiệu về cây lúa trồng hiện nay 2
1.1. Nguồn gốc và phân loại 2

1.1.1 Nguồn gốc 2
1.1.2 Phân loại 3
1.2. Đặc điểm hình thái của cây lúa 4
1.3. Đặc điểm sinh học của cây lúa 6
1.3.1 Đời sống cây lúa 6
1.3.2. Quá trình sinh trưởng – phát triển của cây lúa 7
1.4. Đặc điểm sinh thái của cây lúa 8
1.4.1. Nhiệt độ 9
1.4.2. Nước 9
1.4.3. Ánh sáng 9
1.5. Đặc điểm sinh lý của cây lúa 10
1.5.1. Quang hợp 10
1.5.2 Dinh dưỡng khoáng 10
1.6. Giá trị kinh tế của cây lúa 12
ii



1.7. Giá trị dinh dưỡng của cây lúa 13
1.8. Tình hình trồng và sản xuất lúa gạo trên thề giới và ở Việt Nam 13
1.8.1. Trên thế giới 13
1.8.2. Tại Việt Nam 17
1.8.3. Tình hình xuất nhập khẩu lúa gạo trên thế giới 18
2. Bệnh khô vằn trên lúa 18
2.1. Lịch sử phân bố và tình hình dịch bệnh 18
2.2. Triệu chứng của bệnh 19
2.3. Thiệt hại 21
2.4. Tác nhân gậy bệnh 22
2.5. Đặc điểm phát sinh – phát triển của bệnh 23
2.6. Chu trình bệnh 24

2.6.1. Lưu tồn 24
2.6.2. Chu kỳ bệnh 24
2.7. Ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh đến sự phát triển bệnh 25
2.7.1. Ẩm độ và nhiệt độ 25
2.7.2. Phân bón 26
2.8. Biện pháp phòng trừ 26
2.8.1. Sử dung biện pháp canh tác hợp lý 26
iii



2.8.2. Dùng giống có khả năng chống chịu bệnh 27
2.8.3. Dùng thuốc hóa học 29
3. Nấm Rhizoctonia Solani 30
3.1. Lịch sử, phân loại, và phân bố 30
3.2. Đặc điểm của nấm 31
3.2.1 Hình dạng của nấm 31
3.2.2. Đặc tính sinh lý 35
3.2.3. Nhóm tiếp hợp 36
3.3. Triệu chứng bệnh do nấm gây ra 38
3.4. Tính biến dị của nấm 39
4. Sơ lược về cơ chế tác động của chế phẩm Exin R 39
4.1. Tính kháng của cây trồng 39
4.2. Salicylic acid và quá trình trao đổi chất 41
4.3. Quá trình tổng hợp Salicylic acid trong cây 42
Chương 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1. Vật liệu 45
2.1.1. Giống lúa VN99-3 45
2.1.2. Nấm bệnh 45
2.1.3. Chế phẩm phòng bệnh cây trồng Exin R 45

iv



2.1.4. Thuốc đặc trị bệnh khô vằn Vivadamy SDD 45
2.2. Phương pháp 45
2.2.1. Phương pháp phân lập nấm bệnh 45
2.2 2. Phương pháp tạo giá thể để cấy nấm 46
2.2.3. Phương pháp điều tra, đánh giá bệnh trên cây 46
2.2.4. Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại 48
2.2.5. Phương pháp định lượng đường tổng số 49
2.2.6. Phương pháp định lượng Nitơ tổng số 51
2.2.7. Phương pháp định lượng Kalium tổng số 54
2.2.8 Phương pháp phân tích hoạt tính catalase 57

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
3.1. Kết quả điều tra đánh giá bệnh 65
3.1.1. Tỷ lệ bệnh 65
3.1.2 Chỉ số bệnh 66
3.2. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại 67
3.3. Kết quả phân tích hoạt tính catalase 74
3.4. Kết quả phân tích hàm lượng đạm tổng số 75
3.5. Kết quả phân tích hàm lượng Phosphor tổng số 76
v



3.6. Kết quả phân tích hàm lượng đường tổng số 77
3.7. Kết quả phân tích hàm lượng Kali tổng số 78

Chương 4. Kết luận và đề nghị
4.1. Kết luận 81
4.2. Đề nghị 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC











vi



DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

AU Đơn vị cường độ
DC Mẫu lúa không bị nhiễm bệnh khô vằn.
Ex – R Mẫu lúa không bị nhiễm bệnh khô vằn được xử lý Exin R.
Ex + R Mẫu lúa bị nhiễm bệnh được xử lý Exin R.
FAO Food and Agriculture Organization
IRRI International Research Rice Institute
PGA Potato glucose agar.
R Mẫu lúa bị nhiễm bệnh khô vằn không được xử lý thuốc.

SAR Systemic Acquired Resistance.
T + R Mẫu lúa nhiễm bệnh khô vằn được xử lý thuốc đặc trị.
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TB Trung bình
UI Đơn vị hoạt độ của enzyme.




vii



DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 1.1. Yêu cầu về nhiệt độ cho các giai đoạn sinh trưởng của lúa 9
Bảng 1.2. Sản lượng gạo của một số nước trên thế giới từ 1961 – 2005 14
Bảng 1.3: Sản lượng gạo của một số nước trên thế giới từ 1961 – 2005 15
Bảng 1.4. Diện tích trồng lúa ở một số nước trên thế giới 16
Bảng 1.5. Sự tương quan giữa tỷ lệ bụi lúa bị nhiễm bệnh và thiệt hại đến năng suất
lúa 21
Bảng 1.6. Tỷ lệ thiệt hại năng suất của lúa khi có dưới 50% bụi lúa bị nhiễm
bệnh 22
Bảng 1.7. sự phân cấp bệnh dựa trên tỷ lệ bẹ lá bị bệnh 29
Bảng 1.8. So sánh giữa sử dụng tính kháng và thuốc bệnh 46
Bảng 3.9. Kết quả tỷ lệ bệnh 65
Bảng 3.10. Kết quả chỉ số bệnh 66
Bảng 3.11. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại 67
Bảng 3.12. Kết quả phân tích hoạt tính catalase 74
Bảng 3.13. Hàm lượng đạm tổng số 75

Bảng 3.14. Hàm lượng phospho tổng số 76
Bảng 3.15. Hàm lượng đường tổng số 77
Bảng 3.16. Hàm lượng Kali tổng số 78
viii



DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Hình dạng tổng quát của cây lúa 5
Hình 1.2. Một dạng đồng lúa tại Đồng bằng sông Cửu Long 6
Hình 1.3. Phần trăm sản lượng gạo các nước trên thế giới từ 1999 – 2003 17
Hình 1.4. Vết bệnh trên bẹ lá và cổ bông lúa 20
Hình 1.5. Vết bệnh trên lá lúa 21
Hình 1.6. Chu trình sống của nấm Rhizoctonia solani 25
Hình 1.7. Khuẩn lạc của nấm Rhizoctonia solani 32
Hình 1.8. Các tế bào đa nhân 33
Hình 1.9. Hình dạng của hạch nấm 33
Hình 1.10. Hạch nấm 34
Hình 1.11. Các dạng khuẩn ty của nấm 35
Hình 1.12. Các phản ứng phòng vệ của cây trồng 40
Hình 1.13. Quá trình sinh tổng hợp Salicylic acid 43
Hình 1. Các lô lúa thí nghiệm
Hình 2. Giá thể để cấy nấm khi cho lây nhiễm
Hình 3. Máy chưng cất đạm
Hình 4. Các tế bào tạo bào tử của nấm
Hình 5. Hạch nấm sau khi cấy 6 ngày
Hình 6. Các sợi nấm sau khi cấy được 3 ngày

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU













Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu

SVTH: Nguyễn Trí Hiếu 2




1. GIỚI THIỆU VỀ CÂY LÚA TRỒNG HIỆN NAY
1.1. Nguồn gốc và phân loại
1.1.1. Nguồn gốc
Cây lúa trồng Oryza sativa hiện nay là một loại cây thân thảo, hàng năm với
thời gian sinh trưởng từ 60 – 250 ngày tuỳ theo giống.
Người ta cho rằng tổ tiên của chi lúa Oryza hiện nay là một loại cây hoang dại
trên siêu lục địa Gondwana xuất hiện cách đây ít nhất là 130 triệu năm và phát tán
rộng khắp các châu lục trong quá trình trôi giạt lục địa.
Loài cây hoang dại này sau đó được con người chọn lọc và thuần hoá tạo thành
cây lúa trồng như hiện nay.
Các loài thuộc chi Oryza đều là họ hàng với cây lúa trồng ngày nay. Hiện nay
chi Oryza có khoảng 21 loài, tuy nhiên số lượng loài này không đồng nhất và thay
đổi tùy theo người nghiên cứu như 19 loài theo Roschiwicz (1950), 23 loài theo
Erygin P.S (1960), 25 loài theo Grist D. H (1960), … Trong đó có hai loài đã được
thuần hoá là loài Oryza sativa (lúa châu Á) và loài Oryza glaberrima (lúa châu Phi).
Trong đó loài Oryza sativa là được trồng phổ biến nhất.
Loài lúa châu Phi Oryza glamerrima đã được gieo trồng trong khoảng thời gian
từ 1500 đến 800 năm trước công nguyên tại lưu vực châu thổ sông Niger, sau đó nó
được mở rộng tới Senegal, tuy nhiên việc gieo trồng giống lúa này sau đó giảm dần
do sự du nhập của các giống lúa châu Á.
Tổ tiên của giống lúa châu Á có thể là một loại lúa hoang phổ biến (loài Oryza
rufipogon) và các nhà khoa học tin rằng có thể nó có nguồn gốc tại khu vực xung
quanh chân núi Hymalayas, với loài indica ở phía Ấn Độ và loài Japonica ở phía
Trung Quốc.
Theo một số nhà khoa học thì từ trung tâm khởi nguyên là Ấn Độ và Trung

Quốc, cây lúa được phát triển về cả hai hướng Đông và Tây.
Cho đến thế kỷ thứ nhất, cây lúa tới được Địa Trung hải. Đến đầu thế kỷ 15 cây
lúa đến các nước Đông Nam châu Âu từ Bắc Italia.
Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu

SVTH: Nguyễn Trí Hiếu 3




Hiện có rất nhiều giả thuyết khác nhau về nơi đầu tiên tiến hành việc gieo trồng
lúa. Có ý kiến cho rằng cây lúa được hình thành đầu tiên ở vùng Tây Bắc Ấn Độ,
Myanmar, Thái Lan, Lào, Nam Trung Quốc và Việt Nam. Một số ý kiến khác lại cho
là vùng đầm lầy Đông Nam Á mới chính là quê hương của cây lúa trồng ngày nay.
Người ta tìm thấy được những cây lúa hoang vẫn còn mọc quanh năm ở khu
vực Assam và Nepal. Dường như là nó đã xuất hiện ở khu vực này cách đây khoảng
1400 năm trước công nguyên trước khi nó được thuần hoá và trồng ở An độ cách đây
khoảng 1000 năm trước công nguyên.
Cây lúa được nhắc đến lần đầu tiên trong sách Yajur veda (1500 – 800 năm
trước công nguyên) và sau đó nó được nhắc đến thường xuyên trong các ghi chép
bằng tiếng Phạn của người Ấn Độ.
Ở nước ta thì nhiều khả năng cây lúa đã xuất hiện và được trồng phổ biến vào
thời kỳ đồ đồng cách đây khoảng 4000 năm trước công nguyên.
Giống lúa Oryza sativa đã được đưa vào trồng ở Nhật Bản và Triều Tiên cách
đây khoảng 1000 năm trước công nguyên. Giống lúa này cũng đã được đưa vào
Trung Đông vào những năm 800 trước công nguyên, nửa sau thế kỷ 15 nó đã đến Ý,
Pháp, và đến Nam Mỹ vào thế kỷ 18.
1.1.2. Phân loại
Với kỹ thuật chọn lọc, lai tạo giống, con người đã tạo ra được rất nhiều giống
lúa khác nhau. Và hiện nay việc phân loại chúng cũng có rất nhiều hình thức khác

nhau.
1.1.2.1 Theo hệ thống phân loại thực vật
Đây là hệ thống phân loại chung của tất cả các loài thực vật. Theo đó thì cây
lúa được phân loại như sau
Giới: Plantae Thực vật.
Ngành: Angiospermae Thực vật có hoa
Lớp: Monocotyledones Một là mầm (Liliopsida)
Bộ: Poales Hoà thảo có hoa.
Họ: Poaceae Hòa thảo.
Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu

SVTH: Nguyễn Trí Hiếu 4




Chi: Oryza Lúa
Loài: Oryza sativa Lúa Châu Á.
Oryza glaberrima Lúa Châu Phi.
Ngoài ra lúa còn được phân chia theo các loài phụ. Ở châu Á hiện nay có ba
loài phụ được trồng chủ yếu, được phân chia theo hàm lượng tinh bột trong hạt là
loài Indica (hàm lượng tinh bột cao), loài Japonica (hàm lượng tinh bột thấp) và loài
Javanica (có hàm lượng tinh bột trung bình).
Riêng về chi Oryza lại có nhiều ý kiến phân loại khác nhau như Róhevits R.U
(1931) chia Oryza thành 19 loài, Chaherjee (1948) chia thành 23 loài ….
Riêng viện Nghiên cứu Lúa quốc tế IRRI đã phân chia oryza thành 19 loài là:
sativa L, austrliensis Domin, angustifolia Hubbard, abta Swallen, brachyantha,
breviligulata, coaretata, eichingeri, glaberrima, latifolia, longiglumia, meyeriana,
minuta, officinalis, perrieri, punctata, ridleyi, schlechteri, tisseranti.
1.1.2.2 Một số hệ thống phân loại khác

Theo vùng sinh thái, địa lý có: nhóm châu Á, nhóm châu Âu, nhóm châu Phi
Theo nguồn gốc hình thành: nhóm địa phương, nhóm lúa lai, nhóm lúa đột
biến ,
Theo vụ mùa gieo cấy: lúa mùa, lúa chiêm, lúa xuân, lúa sớm, lúa muộn,
Theo chất lượng và hình dáng hạt: lúa tẻ và lúa nếp.
1.2. Đặc điểm hình thái của cây lúa
Hạt lúa: Đây là thành phần quan trọng nhất của cây lúa. Hạt lúa bao gồm vỏ
trấu, mày trấu, râu, nội nhũ và phôi. Nội nhũ (hạt gạo) là nguồn dự trữ chất dinh
dưỡng cho mầm sau này.
Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu

SVTH: Nguyễn Trí Hiếu 5





Hình 1.1. Hình dạng tổng quát của cây lúa

Cây mạ: Cây mạ hoàn chỉnh gồm ba bộ phận là lá, rễ và thân. Để cây mạ tăng
trưởng tốt thì cần cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng, nước, ánh sáng và nhiệt độ (23 –
25
o
C) thích hợp.
Lá: bao gồm các bộ phận là phiến lá, bẹ lá, cổ lá, tai lá và thìa là. Đây là nơi
diễn ra quá trình quang hợp tổng hợp chất hữu cơ cho cây. Số lượng và màu sắc của
lá lúa thay đổi theo giống. Bình thường cứ 7 ngày là có một lá lúa hình thành.
Rễ lúa: Rễ lúa có dạng chùm, giúp cho lúa đứng vững trong môi trường, hút
nước và chất dinh dưỡng cung cấp cho cây.
Thân lúa: Có hai loại là thân giả và thân thật. Thân giả do các bẹ lá kết lại tạo

thành. Thân thật gồm các lóng thân nối tiếp nhau qua các mắt. Thường mỗi cây lúa
có từ 4 đến 6 lóng.
Chồi: Sau khi cấy khoảng 10 ngày thì chồi bắt đầu xuất hiện và số chồi đạt tối
đa vào khoảng 50 – 60 ngày sau cấy. Khả năng nảy chồi thay đổi tùy theo giống lúa.
Bông lúa: Đây là cơ quan tạo hạt, được hình thành ở chóp trên cùng của thân.
Bông lúa gồm có trục bông, gié cấp 1, gié cấp 2, …Mỗi bông lúa có khoảng 100 –
Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu

SVTH: Nguyễn Trí Hiếu 6




150 hoa, một số giống có thể đạt tới 600 hoa trên một bông. Sau khi bông lúa trổ một
ngày thì bao phấn sẽ nở. Hoa lúa nở rộ nhất vào khoảng 9 – 10 giờ sáng.
1.3. Đặc điểm sinh học của cây lúa
1.3.1. Đời sống cây lúa

Hình 1.2. Một dạng đồng lúa tại đồng bằng sông Cửu Long
Trong suốt đời sống của mình, cây lúa trải qua ba giai đoạn khác nhau để hoàn
thành chu kỳ phát triển là giai đoạn tăng trưởng, giai đoạn sinh sản và giai đoạn chín.
Sự khác biệt trong quá trình sinh trưởng của cây lúa được căn cứ vào số ngày
trong giai đoạn tăng trưởng. Giai đoạn sinh sản và chín hầu như không đổi ở tất cả
các giống lúa, với khoảng 30 ngày trong giai đoạn sinh sản và khoảng 35 ngày trong
giai đoạn chín.
1.3.1.1 Giai đoạn tăng trưởng
Giai đoạn này được chia làm 4 giai đoạn nhỏ là giai đoạn nẩy mầm, giai đoạn
mạ, giai đoạn đẻ nhánh và giai đoạn hình thành lóng. Thời gian của giai đoạn tăng
trưởng thay đổi tùy theo giống lúa.
1.3.1.2 Giai đoạn sinh sản

Giai đoạn này bắt đầu từ lúc tượng đòng và chấm dứt khi lúa trổ bông. Giai
đoạn này kéo dài khoảng 35 ngày.
Giai đoạn sinh sản lại được chia thành 3 giai đoạn nhỏ là làm đòng, trổ bông và
nở hoa.
Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu

SVTH: Nguyễn Trí Hiếu 7




1.3.1.3 Giai đoạn chín
Giai đoạn này bắt đầu từ lúc trổ bông và kéo dài trong khoảng 30 ngày. Trong
giai đoạn này hạt lúa bắt đầu tích lũy tinh bột và hình thành phôi.
Giai đoạn này cũng được chia thành 3 giai đoạn nhỏ là chín sữa, chín sáp và
chín hoàn toàn.
1.3.2. Quá trình sinh trưởng – phát triển của lúa
Quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa diễn ra qua năm thời kỳ sau:
1.3.2.1 Thời kỳ nẩy mầm
Đời sống cây lúa bắt đầu bằng quá trình nẩy mầm. Mầm lúa phát triển từ phôi
trong hạt. Cấu tạo của phôi gồm có trục phôi, rễ phôi và mầm phôi.
Quá trình nẩy mầm bắt đầu khi hạt lúa hút nước, độ ẩm trong hạt tăng, hoạt
động của các men hô hấp và phân giải cũng tăng theo. Diễn ra cùng lúc với nó là quá
trình chuyển hóa tinh bột thành glucoza, protein thành axit amin. Các chất này giúp
cho tế bào phôi phân chia, lớn lên, trục phôi trương to, đẩy mầm và rễ ra khỏi vỏ
trấu, hạt nứt nanh rồi nẩy mầm.
Tiếp theo đó là sự hình thành của lá. Thời gian từ lúc hạt nẩy mầm đến khi có 3
lá thật là thời gian hạt sử dụng chủ yếu các chất dinh dưỡng trong hạt.
1.3.2.2 Thời kỳ mạ
Thời kỳ mạ dài hay ngắn tùy thuộc vào giống lúa và mùa vụ. Thời kỳ mạ được

chia thành hai thời kỳ nhỏ là thời kỳ mạ non và thời kỳ mạ khỏe:
Thời kỳ mạ non: là thời kỳ từ lúc gieo đến khi ra ba lá thật. Thời kỳ này
thường kéo dài từ 7 – 10 ngày. Trong thời kỳ này dinh dưỡng của cây mạ chủ yếu
dựa vào chất dự trữ trong hạt.
Thời kỳ mạ khỏe: tính từ lúc cây mạ có 4 lá thật đến khi nhổ cấy. Ở thời kỳ
này, chiều cao và kích thước cây mạ tăng rõ rệt, có thể ra được 4 – 5 lứa rễ… nên
tính chống chịu của cây lúa cũng tăng lên rất nhiều.



Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu

SVTH: Nguyễn Trí Hiếu 8




1.3.2.3 Thời kỳ đẻ nhánh
Sau khi cấy, cây lúa bén rễ hồi xanh rồi bước vào thời kỳ đẻ nhánh. Ở thời kỳ
đẻ nhánh 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.
Đẻ nhánh là một đặc tính sinh học của cây lúa, liên quan chặt chẽ đến quá trình
hình thành bông và năng suất lúa. Một số kết quả thí nghiệm cho thấy trong điều kiện
cấy 1 – 2 dãnh và cấy thưa, cây lúa có thể đẻ được 20 – 30 nhánh.
1.3.2.4 Thời kỳ làm đốt, làm đòng
Trên đồng ruộng, sau khi đẻ đạt số nhánh tối đa, cây lúa sẽ chuyển sang thời
kỳ làm đốt, làm đòng.
Thời gian của quá trình này dài hay ngắn tùy theo giống lúa, thường là từ 25 –
60 ngày. Thời gian này cũng có liên quan đến số lóng kéo dài trên thân nhiều hay ít.
Thời gian làm đòng dài hay ngắn cũng phụ thuộc vào giống lúa. Đối với các

giống ngắn ngày thì thời gian này là từ 25 – 30 ngày, giống dài ngày là khoảng 40 –
45 ngày.
1.3.2.5 Thời kỳ trổ bông, tạo hạt
Đây là thời kỳ sinh trưởng phát triển cuối cùng của cây lúa, quyết định trực tiếp
đến năng suất lúa. Thời kỳ này bao gồm các quá trình trổ bông, nở hoa, thụ phấn, thụ
tinh, hình thành hạt và chín.
Quá trình chín của hạt lại được chia thành các giai đoạn là chín sữa (chất dinh
dưỡng trong hạt ở dạng lỏng, màu trắng như sữa), chín sáp (chất dịch trong hạt dần
đặt lại, hạt cứng dần), chín hoàn toàn (hạt chắc cứng, vỏ trấu từ màu vàng chuyển
sang vàng nhạt, trọng lượng hạt đạt tối đa).
1.4. Đặc điểm sinh thái của cây lúa
Cũng như mọi cây trồng khác, quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa
cũng chịu ảnh hưởng rất lớn của điều kiện ngoại cảnh, đặc biệt là khí hậu và thời tiết.
Sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa chịu ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu sau


Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu

SVTH: Nguyễn Trí Hiếu 9




1.4.1. Nhiệt độ
Lúa là loại cây ưa nóng. Tổng nhiệt độ cần thiết cho cây lúa hoàn thành chu
trình sống thay đổi tùy theo giống lúa. Giống ôn đới là 2500 – 3000
o
C, giống nhiệt
đới cần từ 3500 – 4500
O

C.
Các thời kỳ sinh trưởng khác nhau có một yêu cầu khác nhau về nhiệt độ. Sự
khác nhau đó được thể hiện dưới bảng sau
Bảng 1.1. yêu cầu nhiệt độ cho các giai đoạn sinh trưởng của lúa

1.4.2. Nước
Cây lúa là cây ưa nước điển hình. Đây là thành phần chủ yếu trong cây lúa, giúp
cho cây lúa thực hiện các quá trình sinh lý trong cây, tạo điều kiện cung cấp chất
dinh dưỡng cho cây một cách thuận lợi cũng như làm giảm độ mặn, độ chua, cỏ dại
trong đồng ruộng.
Nhu cầu nước của cây lúa cao hơn so với một số cây trồng khác (ngô, lúa mì,
…) để tạo một đơn vị thân lá cây lúa cần 400 – 450 đơn vị nước. Để tạo một đơn vị
hạt cần 350 đơn vị nước.
Hạt lúa nảy mầm tốt khi ẩm độ đạt từ 25 – 28%.
1.4.3. Ánh sáng
Ánh sáng cũng là một yếu tố có ảnh hưởng không nhỏ đến sinh trưởng và năng
suất lúa. Cường độ ánh sáng ảnh hưởng trực tiếp đến quang hợp và năng suất lúa.
Theo Hoomaw và Vergarai B, các giống lúa nhiệt đới có thời gian sinh trưởng
khoảng 130 ngày cần khoảng 1000 giờ ánh sáng.
Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu

SVTH: Nguyễn Trí Hiếu 10




Thời gian chiếu sáng và bóng tối trong một ngày đêm có tác dụng rõ rệt đến quá
trình phân hóa đòng và trổ bông.
1.5. Đặc điểm sinh lý của cây lúa
1.5.1. Quang hợp

Quang hợp là một chức năng quan trọng của cây xanh. Dưới tác dụng của ánh
sáng mặt trời, nhờ có diệp lục cây xanh đồng hóa CO
2
và nước để tạo thành các hợp
chất hữu cơ cung cấp cho mọi hoạt động của chúng.
Phương trình của quá trình quang hợp:
Cây lúa là cây quang hợp theo con đường C
3
. Do đó lúa có điểm bù CO
2
cao và
có quá trình quang hô hấp. Nhiệt độ tối thích cho quang hợp ở giống lúa Indica là
khoảng 25 – 35
o
C. Cường độ quang hợp của lá lúa là khoảng 40 – 50 mgCO
2
/dm
2
/h.
Điểm bảo hòa ánh sáng trong quang hợp của cây lúa là khoảng 50klux, cường
độ quang hợp đạt tối đa trong khoảng 40 – 60klux.
Khi đầy đủ ánh sáng thì nhiệt độ thích hợp nhất cho quang hợp là khoảng 18 –
34
o
C.
Ngoài ra, các yếu tố như nồng độ CO
2
, các yếu tố dinh dưỡng đạm, lân, kali
cũng ảnh hưởng đến quá trình quang hợp của cây lúa.
Quang hợp là hoạt động chủ yếu quyết định quá trình sinh trưởng và năng suất

lúa. Muốn tăng năng suất lúa thì cần tạo điều kiện cho hoạt động quang hợp diễn ra
thuận lơi.
1.5.2. Dinh dưỡng khoáng
1.5.2.1 Dinh dưỡng đạm
Đạm đóng vai trò đặc biệt quan trọng đối với năng suất lúa. Đây là yếu tố cơ
bản cần thiết cho quá trình phát triển của rễ, thân và lá. Đạm chiếm từ 1 – 5% trọng
lượng khô của cây.
Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu

SVTH: Nguyễn Trí Hiếu 11




Đạm được cây hấp thụ dưới hai dạng là NH
4
+
và NO
3
-
. Ở các ruộng lúa ngập
nước, cây hấp thu đạm chủ yếu dưới dạng NH
4
+
.
Đạm làm tăng tác dụng quang hợp và xúc tiến mạnh sự đẻ nhánh và tăng diện
tích lá. Đạm được chuyển từ rễ vào cây lúa rồi từ đó kết hợp với các axit hữu cơ tạo
thành axit amin tổng hợp nên protit.
Khi thiếu đạm cây lúa sẽ thấp, đẻ nhánh kém, phiến lá nhỏ, hàm lượng diệp lục
tố giảm, số bông và hạt ít, năng suất giảm.

Khi thừa đạm sẽ làm cho lá to, dài, phiến lá mỏng, nhánh đẻ vô hiệu nhiều, lúa
trổ muộn, cây cao dễ bị đổ ngã.
1.5.2.2 Dinh dưỡng lân
Lân chiếm 0,1 – 0,5% chất khô của cây. Lân có quan hệ chặt chẽ với sự hình
thành diệp lục, protit.
Lân cũng xúc tiến sự phát triển của bộ rễ và tăng số nhánh đẻ, đồng thời làm lúa
trổ bông và chín sớm.
Khi thiếu lân lá lúa có màu xanh đậm, bản lá nhỏ hẹp, lá dài ra và mềm yếu, rìa
mép lá có màu vàng tía.
Thiếu lân làm cho lúa đẻ nhánh ít, quá trình trổ bông và chín bị chậm lại và kéo
dài, số lượng lúa lép tăng làm năng suất giảm rõ rệt.
1.5.2.3 Dinh dưỡng Kali
Kali xúc tiến sự di chuyển các chất đồng hóa và gluxit trong cây. Kali giúp cho
lúa chịu được điều kiện khí hậu lạnh của môi trường khi thiếu ánh sáng mặt trời.
Thiếu Kali cây lúa bị lùn, thấp, lá hẹp, màu xanh tối, hàm lượng diệp lục tố
giảm. Mặt phiến lá của những lá phía dưới có những đốm màu nâu đỏ, lá khô dần từ
dưới lên một cách nhanh chóng.
Thiếu Kali trong giai đoạn làm đòng sẽ làm cho các gié bông bị thoái hóa cao,
số lượng hạt ít, trọng lượng hạt giảm, chất lượng hạt kém
Lúa thiếu kali còn rất dễ bị bệnh tiêm lửa.

Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu

SVTH: Nguyễn Trí Hiếu 12




1.6. Giá trị kinh tế của cây lúa
Lúa là cây lương thực có sản lượng cao nhất trên thế giới. Kế đến là cây bắp và

lúa mì.
Có 40% dân số thế giới sử dụng gạo làm lương thực chính. Châu Á là nơi sản
xuất lúa gạo chính với chỉ số lương thực bình quân trên đầu người là khoảng
200kg/người/năm.
Mặc dù công dụng chính của cây lúa là cung cấp lương thực cho thế giới.
Nhưng ngoài vai trò là nguồn lương thực cây lúa còn được sử dụng trong các lĩnh
vực khác như:
Trong công nghiệp: gạo được dùng để sản xuất các loại rượu, bia như sake,
volka, cồn, ….
Trong chăn nuôi: sản phẩm phụ của quá trình sản xuất lúa gạo có thể dùng làm
thức ăn cho gia súc.
Trong y học: Nhiều nghiên cứu cho thấy những sản phẩm từ lúa gạo có tác
dụng chống bệnh ung thư, tinh dầu từ cám gạo có chứa vitamin E và khoáng chất có
khả năng chống sự oxid hoá.
Trong mỹ phẩm: tinh bột gạo, tinh dầu cám có thể được sử dụng trong mỹ phẩm
và những sản phẩm vệ sinh. Những sản phẩm này có tác dụng giữ ẩm và dưỡng da và
tóc.
Người ta thường trộn tinh bột gạo với mật ong để giữ ẩm cho da và giảm độ
nhờn da mặt. Tinh dầu từ lúa gạo được dùng trong các sản phẩm bảo vệ da chống lại
tia UV và làm dầu gội đầu.
Dịch chiết protein gạo còn có tác dụng ngăn rụng tóc.
Rơm rạ còn được dùng làm thức ăn cho gia súc hoặc làm giá thể trồng nấm.





Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu

SVTH: Nguyễn Trí Hiếu 13

1.7. Giá trị dinh dưỡng của cây lúa
Trong hạt lúa có tương đối đầy đủ các chất dinh dưỡng với hàm lượng khác nhau
cùng với các loại vitamin đặc biệt là vitamin B.
Tinh bột: nay là thành phần chủ yếu của hạt lúa, chiếm khoảng 80 – 90% trọng
lượng của hạt lúa. Có hai loại tinh bột trong hạt lúa là amyloza mạch thẳng (thường
có trong gạo tẻ) và Amylopectin có cấu tạo mạch nhánh (thường hiện diện trong lúa
nếp).
Dựa vào hàm lượng tinh bột này người ta chia lúa thành ba loại khác nhau là
indica, japonica và javanica.
Protein: chiếm tỷ lệ khoảng 6 – 8%, một số giống có thể đạt đến 8,4%. Hàm
lượng này thay đổi tùy theo giống lúa. Lúa nếp có hàm lượng protein cao hơn lúa tẻ.
Lipid: chiếm tỷ lệ không cao, chủ yếu tập trung ở lớp vỏ cám. Hàm lượng lipid
có thể giảm do quá trình chế biến.
Vitamin: Ngoài các chất dinh dưỡng, hạt lúa còn có sự hiện diện của các loại
vitamin (mặc dù hàm lượng rất thấp), đặc biệt là vitamin nhóm B như B1, B2, B6,…
Các vitamin hiện diện nhiều nhất ở phôi và vỏ cám. Tuy nhiên các vitamin dễ bị mất
đi trong quá trình chế biến: giã gạo, xay lúa, …
Ngoài ra trong hạt lúa còn có các thành phần khác như xenluloza (9%), tro (6%)
và nước (12%).
1.8. Tình hình trồng và sản xuất lúa gạo trên thế giới và Việt Nam
1.8.1. Trên thế giới
Cây lúa có nguồn gốc nhiệt đới, vùng phân bố tương đối rộng và khả năng thích
nghi tương đối tốt với môi trường. Tuy nhiên việc trồng lúa phù hợp nhất là ở khu
vực có chi phí nhân công thấp và lượng mưa lớn.
Vì những điều này nên có thể nói châu Á là nơi phù hợp nhất cho việc trồng
lúa. Vì đây là khu vực đông dân cư và chi phí nhân công lại rẻ.

Sản xuất gạo toàn cầu đã tăng lên đều đặn từ 200 triệu tấn năm 1960 đến 618
triệu tấn năm 2005 (khu vực châu Á chiếm khoảng 560 triệu tấn). Trong đó gạo xay
xát chiếm 68% trọng lượng lúa ban đầu. Trong đó 3 quốc gia có sản lượng lúa gạo
Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu

SVTH: Nguyễn Trí Hiếu 14




cao nhất là Trung Quốc (khoảng 183 triệu tấn), Ấn Độ (130 triệu tấn), và Indonexia
(khoảng 54 triệu tấn) (năm 2005 theo IRRI).
Bảng 1.2. Sản lượng gạo (nghìn tấn) của một số nước trên thế giới từ 1961 – 2005.
(theo FAO)




Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu

SVTH: Nguyễn Trí Hiếu 15




Bảng 1.3 - Sản lượng gạo (nghìn tấn) của một số nước trên thế giới từ 1961 – 2005.
(theo FAO)