Hoạt động sinh lý của cây lúa

1.2.2. Hoạt động sinh lý của cây lúa

năng suất kinh tế = năng suất sinh học × hệ số kinh tế.

Nghiên cứu đặc điểm sinh lý quá trình hình thành năng suất là nghiên cứu quá trình hình thành, tích lũy chất khô (carbohydrate) trong cây và trong hạt. Năng suất sinh học của cây lúa phụ thuộc vào các yếu tố như cường độ quang hợp, thời gian quang hợp, diện tích lá. Để nâng cao năng suất kinh tế của cây lúa thì ngoài các biện pháp nâng cao năng suất sinh học phải chọn giống lúa tốt có hệ số kinh tế cao, và phải tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để huy động tối đa các chất hữu cơ về tích lũy ở cơ quan kinh tế (hạt thóc) như biện pháp tưới nước, bón phân, bố trí thời vụ hợp lý, phòng trừ sâu bệnh [26].

* Cường độ quang hợp và hiệu suất quang hợp

Quang hợp là quá trình cơ bản quyết định 90-95% năng suất cây trồng. Do vậy tăng cường hoạt động quang hợp đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện năng suất cây trồng. Theo Ishii và cộng sự (1977) thì cây lúa thuộc nhóm thực vật có chu trình quang hợp theo con đường C₃, tuy nhiên nghiên cứu của Hegde và Joshi (1974) cho rằng có cả hai chu trình quang hợp C₃ và C₄ trong cây lúa chịu hạn [106].

+ Cường độ quang hợp: được tính bằng lượng CO₂ cây hấp thụ hoặc lượng O₂ cây thải ra hay lượng chất hữu cơ cây tích lũy được trên một đơn vị diện tích lá trong một đơn vị thời gian. So với các loại cây C₃ khác, cây lúa có cường độ quang hợp tương đối cao trên đơn vị diện tích lá: 10-20 mg CO₂/dm²/1 giờ (tài liệu cũ), tài liệu sau này thì khoảng 40-50 mg CO₂/dm²/1 giờ [106]. Cường độ quang hợp càng cao thì khả năng đồng hóa CO₂ càng lớn, tuy nhiên đây là một chỉ tiêu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống, giai đoạn sinh trưởng, điều kiện ngoại cảnh (cường độ ánh sáng, nhiệt độ, nồng độ CO₂...). Do vậy khi xác định cường độ quang hợp của cây lúa phải đặt trong một điều kiện cụ thể [26].

+ Hiệu suất quang hợp: là lượng chất khô cây tích lũy được trên 1m² lá trong thời gian một ngày đêm. Hệ số hiệu suất quang hợp tỷ lệ thuận với quá trình quang hợp và tỷ lệ nghịch với quá trình hô hấp. Hiệu suất quang hợp đánh giá khả năng tích lũy chất khô của quần thể cây trồng nên nó phản ánh năng suất cây trồng. Thường thì giai đoạn phát triển nào của cây có hoạt động quang hợp mạnh nhất thì có hiệu suất quang hợp cao nhất [26].

* Hàm lượng diệp lục

Ở thực vật bậc cao, diệp lục là nhóm sắc tố chính tham gia vào quá trình quang hợp, bởi vì nó có khả năng hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời, di trú tạm thời năng lượng ánh sáng hấp thụ trên mức độ điện tử và biến năng lượng hấp thụ ấy thành năng lượng hóa học, trong khi đó các loại sắc tố khác không thể thực hiện đầy đủ quá trình hấp thụ và biến đổi năng lượng ánh sáng như vậy được. Trong đó diệp lục a (C₅₅H₇₂O₅N₄Mg) và diệp lục b (C₅₅H₇₀O₆N₄Mg) là nhóm sắc tố chính tham gia vào quá trình quang hợp của cây trồng [26]. Diệp lục a hấp thụ ánh sáng xanh-tím (blue-violet) và da cam-đỏ (orange-red) ở bước sóng 675 nm, trong khi đó diệp lục b hấp thụ ánh sáng xanh (green) ở bước sóng 640 nm. Trong điều kiện ánh sáng quang hợp thấp thì cây sản sinh ra nhiều diệp lục b hơn diệp lục a để tăng cường khả năng quang hợp của cây [68]. Tỷ lệ diệp lục a/b được dùng như chỉ thị đánh giá sự hấp thu nitơ trong lá, vì tỷ lệ này liên quan trực tiếp với đến khả năng thu nhập ánh sáng của phức hợp diệp lục-protein (phần lớn là diệp lục b) trong hệ thống quang hoá II [68, 103].

Lá chính là cơ quan quang hợp để tạo nên các chất hữu cơ tích lũy vào hạt tạo nên năng suất kinh tế của cây lúa. Có thể nói diện tích lá là một trong những yếu tố quyết định năng suất của cây. Để tăng năng suất cây lúa thì người ta tác động vào 2 yếu tố diện tích lá và thời gian quang hợp của lá. Trong các biện pháp tăng diện tích lá và kéo dài thời gian quang hợp cần chú ý đến các yếu tố như giống, xen canh tăng vụ, mật độ cấy, phân bón đầy đủ và hợp lý, phòng trừ sâu bệnh hại lá [106].

Nhờ quá trình quang hợp nên lượng chất khô (carbohydrate) được hình thành trong cây và hạt lúa. Các carbohydrate được tích lũy trong cây dưới 3 dạng: monosaccharide, oligosaccharide, polysaccaride. Trong đó thì tinh bột thuộc nhóm polysaccharide được tích lũy nhiều trong hạt lúa. Sự hình thành và tích lũy tinh bột trong cây có vai trò quan trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất.

1.2.3. Các thành phần năng suất lúa

Morales (1986) cho rằng số hạt/bông và khối lượng 1.000 hạt là những yếu tố quan trọng nhất trong việc gia tăng năng suất. Trong khi đó, Moeljopawiro (1989), Reuben và Katuli (1989) lại cho rằng số hạt/bông là yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất cấu thành năng suất. Ibrahim và cộng sự (1990) cho rằng số nhánh/bông là yếu tố cần quan tâm nhất khi chọn giống lúa. Mehetre và cộng sự (1994) khẳng định số hạt chắc/bông là yếu tố năng suất cơ bản nhất (trích dẫn theo tài liệu của tác giả Mzengeza, 2011) [79].

Phân tích cơ cấu năng suất lúa, người ta thấy năng suất được quyết định bởi số bông/m², số hạt/bông, tỷ lệ hạt chắc.

Mỗi một giai đoạn phát triển của cây lúa đều liên quan mật thiết đến yếu tố cấu thành năng suất. Hầu như mỗi một yếu tố cấu thành năng suất lúa đều liên quan đến một giai đoạn phát triển cụ thể của cây lúa, mỗi một yếu tố đóng một vai trò khác nhau nhưng đều nằm trong một hệ quả liên hoàn tạo nên hiệu suất cao nhất mà trong đó các yếu tố đều có liên quan mật thiết với nhau. Như vậy mỗi giai đoạn sinh trưởng, phát triển đều liên quan và tạo nên năng suất hạt sau này. Vì vậy, chăm sóc, quản lý tốt ở tất cả các giai đoạn phát triển của cây lúa là điều hết sức cần thiết để nâng cao hiệu suất và năng suất cây lúa. Muốn đạt năng suất cao cần phát huy đầy đủ các yếu tố mà không ảnh hưởng lẫn nhau. Trong một phạm vi nhất định thì tích số của các yếu tố cấu thành năng suất đều đạt đến một mức độ cân bằng, chênh lệch nhau do quá trình tự điều tiết, nhưng nếu một yếu tố vượt quá phạm vi nhất định thì năng suất giảm. Ví dụ như số bông tăng đến một phạm vi mà số hạt/bông và tỷ lệ hạt chắc giảm ít thì năng suất đạt cao, nhưng nếu số bông tăng quá cao, số hạt/bông và tỷ lệ hạt chắc giảm nhiều thì năng suất đạt thấp. Số bông/m² phụ thuộc nhiều vào khả năng đẻ nhánh và mật độ gieo trồng [106].

1.2.4. Ảnh hưởng của một số điều kiện sinh thái đến sinh trưởng, phát triển của cây lúa

Sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa có liên quan mật thiết với điều kiện thời tiết khí hậu. Đó là các yếu tố về nhiệt độ, ẩm độ không khí, lượng mưa và ánh sáng. Các yếu tố này thuận lợi thì sẽ là điều kiện cơ bản để nâng cao năng suất cây trồng và ngược lại [101], [106].

* Nhiệt độ

Nhiệt độ có tác dụng quyết định đến tốc độ sinh trưởng của cây lúa. Trong phạm vi giới hạn (20-30⁰C), nhiệt độ càng tăng cây lúa phát triển càng mạnh. Nhiệt độ trên 40⁰C hoặc dưới 17⁰C, cây lúa tăng trưởng chậm lại. Dưới 13⁰C cây lúa ngừng sinh trưởng, nếu kéo dài cây lúa sẽ chết. Phạm vi nhiệt độ mà cây lúa có thể chịu đựng được và nhiệt độ tối hảo thay đổi tùy theo giống lúa, giai đọan sinh trưởng, thời gian bị ảnh hưởng là tình trạng sinh lý của cây lúa. Thời gian bị ảnh hưởng càng dài, cây lúa càng suy yếu thì khả năng chịu đựng càng kém. Nhiệt độ thấp làm giảm hoặc ngưng hẳn sự nẩy mầm của hạt, làm mạ chậm phát triển, cây mạ ốm yếu, lùn lại, lá bị mất màu, trổ trễ, bông bị nghẹn, phần chót bông bị thoái hóa, sự thụ phấn bị đình trệ, khả năng bất thụ cao, hạt lép nhiều và chín kéo dài bất thường. Ở nhiệt độ cao ngọn lá bị khô trắng, trên lá có những dãy và đốm bị mất màu, nở bụi kém, chiều cao giảm, số hạt trên bông giảm, bông lúa bị trắng, hạt thoái hóa nhiều, hạt bất thụ cao, hạt chắc giảm [106].

* Ánh sáng

Ánh sáng ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng, phát triển và phát dục của cây lúa trên 2 phương diện: cường độ ánh sáng và độ dài chiếu sáng trong ngày.

Giai đoạn lúa non: nếu thiếu ánh sáng cây lúa sẽ ốm yếu, màu lá từ xanh nhạt chuyển sang vàng, lúa không nở bụi được.

Thời kỳ phân hóa đòng: nếu thiếu ánh sáng thì bông lúa sẽ ngắn, ít hạt và hạt nhỏ, hạt thoái hóa nhiều, dễ bị sâu bệnh phá hại.

Thời kỳ lúa trổ: thiếu ánh sáng sự thụ phấn, thụ tinh bị trở ngại làm tăng số hạt lép, giảm số hạt chắc và hạt phát triển không đầy đủ (hạt lửng), đồng thời cây có khuynh hướng vươn lóng dễ đổ ngã.

Giai đoạn lúa chín: nếu ruộng lúa khô nước, nhiệt độ không khí cao, ánh sáng mạnh thì lúa chín nhanh và tập trung hơn; ngược lại thời gian chín sẽ kéo dài. Thời kỳ cần năng lượng mặt trời cực trọng nhất đối với lúa là từ lúc phân hóa đòng đến khoảng 10 ngày truớc khi lúa chín, vì sự tích lũy tinh bột trong lá và thân đã bắt đầu ngay từ khoảng 10 ngày trước khi trổ và được chuyển vị vào hạt rất mạnh sau khi trổ [106].

* Lượng mưa

Lượng mưa là một trong những yếu tố khí hậu có tính chất quyết định đến việc hình thành các vùng trồng lúa và các vụ lúa trong năm. Trong mùa mưa ẩm, lượng mưa cần thiết cho cây lúa trung bình là 6 – 7 mm/ngày và 8 – 9 mm/ngày trong mùa khô nếu không có nguồn nước khác bổ sung. Nếu tính luôn lượng nước thấm rút và bốc hơi thì trung bình 1 tháng cây lúa cần một lượng mưa khoảng 200 mm và suốt vụ lúa 5 tháng cần khoảng 1000 mm [106].

1.3. Đặc điểm hình thái, đặc tính hóa sinh của hạt gạo

1.3.1. Đặc điểm hình thái hạt gạo

Bằng cảm quan, chất lượng hạt gạo được đánh giá thông qua tỷ lệ dài/rộng và độ bạc bụng. Hình dạng hạt gạo phụ thuộc vào điều kiện khí hậu mà nơi nó phát triển như: hạt gạo Indica phát triển ở vùng có khí hậu nhiệt đới có hình dạng dài, thon, khô khi nấu, không dẻo chiếm 75% thị trường toàn cầu. Trong khi đó, hạt gạo japonica phát triển ở vùng có khí hậu ôn đới có dạng tròn, mềm khi nấu, dẻo chiếm 10% thị trường thế giới và gạo thơm như Jasmine của Thái Lan và Basmati của Ấn Độ và Pakistan thon và dài hơn hạt Indica chiếm 12-13% thị trường thế giới [84].

Độ bạc bụng là phần đục của hạt gạo liên quan đến tính dễ gãy trong xay xát. Tuy nhiên độ bạc bụng sẽ biến mất và không ảnh hưởng đến mùi, vị của cơm. Bạc bụng là do sự sắp xếp không chặt chẽ của những hạt tinh bột trong nội nhũ, tạo ra nhiều khoảng trống làm cho hạt gạo bị đục, điều này được cho là có thể do sự trục trặc trong quá trình tạo hạt và phơi sấy. Người ta phân biệt độ bạc bụng dựa vào vị trí của vết đục nằm về phía mầm hạt ở giữa hạt hay ở phía đối diện (lưng) mà chia ra: bụng trắng (white belly), gan trắng (white center) hay lưng trắng (white back) [11]. Độ bạc bụng được chia ra các cấp từ 0 đến 9 dựa vào thể tích vết đục so với thể tích của cả hạt gạo và tỷ lệ số hạt bị bạc bụng [61]. Tỷ lệ bạc bụng cao (như gạo tẻ) sẽ làm tăng tỷ lệ gãy của hạt trong quá trình xay xát [18].

1.3.2. Đặc tính hóa sinh hạt gạo

Chất lượng hạt gạo là một chỉ tiêu quan trọng liên quan đến thị hiếu của người tiêu dùng hiện nay. Trong điều kiện kinh tế ngày càng được cải thiện, đời sống của người dân ngày càng được nâng cao, thì xu hướng “Ăn ngon” càng được chú trọng, do vậy bên cạnh yếu tố năng suất thì yếu tố liên quan đến chất lượng gạo như hàm lượng amylose, độ trở hồ, độ bền thể gel, hàm lượng protein, vitamin, khoáng vi lượng ngày càng được quan tâm [9], [29], [91]. Chất lượng hạt gạo được đánh giá thông qua một số chỉ tiêu như hình dạng hạt gạo, hàm lượng chất dinh dưỡng có trong hạt gạo, độ mềm dẻo của hạt gạo khi nấu thành cơm [18], [48].

Trong hạt gạo, hàm lượng dinh dưỡng tập trung ở các lớp ngoài và giảm dần vào trung tâm. Lớp vỏ ngoài của hạt gạo (cám) chiếm khoảng 10% trọng lượng khô là thành phần rất bổ dưỡng của lúa, chứa nhiều protein, chất béo, khoáng chất và vitaminSo với lúa mì, gạo có thành phần tinh bột và protein hơi thấp hơn, nhưng năng lượng tạo ra cao hơn do chứa nhiều chất béo hơn (Bảng 1.1). Ngoài ra, nếu tính trên đơn vị 1 hecta, gạo cung cấp nhiều calo hơn lúa mì do năng suất lúa cao hơn nhiều so với lúa mì. Một người trung bình cần 3.200 calo mỗi ngày thì một hecta lúa có thể nuôi 2.055 người/ngày hoặc 5,63 người/năm, trong khi lúa mì chỉ nuôi được 3,67 người /năm, bắp 5,3 người/năm. Hơn nữa, trong gạo lại có chứa nhiều acid amin, thiết yếu như: lysine, threonine, methionine, tryptophan… hơn hẳn lúa mì [11], [95].

Bảng 1.1. Thành phần hóa học của lúa gạo so với một số loại cây lương thực khác

(% khối lượng khô)

Cây lương thực	Tinh bột	Protein	Lipid	Chất xơ	Tro
Lúa	62,4	7,9	2,2	9,9	5,7
Lúa mì	63,8	16,8	2,0	2,0	1,8
Ngô	69,2	10,6	4,3	2,0	1,4
Cao lương	71,7	12,7	3,2	1,5	1,6
Kê	59,0	11,3	3,8	8,9	3,6

Каталог: files -> 2016
2016 -> CHÍnh phủ Số: 127/2015/NĐ-cp cộng hòa xã HỘi chủ nghĩa việt nam độc lập Tự do Hạnh phúc
2016 -> BỘ CÔng thưƠng cộng hoà XÃ HỘi chủ nghĩa việt nam
2016 -> V/v ủng hộ chương trình Trường Sa xanh
2016 -> TRƯỜng tiểu học yên hòA
2016 -> CỤC ĐIỀu tiếT ĐIỆn lực cộng hòa xã HỘi chủ nghĩa việt nam
2016 -> THÔng báo công tác tuyển sinh năm họC 2016 2017
2016 -> CÔng đOÀN ĐIỆn lực việt nam
2016 -> Công khai chất lượng giáo dục mầm non thực tế của trường mn sơn Ca Trung Hòa Cầu Giấy, Năm học 2015 2016
2016 -> V/v hướng dẫn quyết toán thuế tncn năm 2015 và cấp mst npt

tải về 1.99 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn: