Khảo sát ảnh hưởng của SALICYLIC ACID trong việc phòng bệnh khô vằn ( RHIZOCTONIA SOLANI ) hại lúa

au 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. 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. 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. 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 – 25oC) 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 – 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. 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. 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 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 – 3000oC, giống nhiệt đới cần từ 3500 – 4500OC. 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. 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 CO2 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 C3. Do đó lúa có điểm bù CO2 cao và có quá trình quang hô hấp. Nhiệt độ tối thích cho quang hợp ở giống lúa Indica là khoảng 25 – 35oC. Cường độ quang hợp của lá lúa là khoảng 40 – 50 mgCO2/dm2/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 – 34oC. Ngoài ra, các yếu tố như nồng độ CO2, 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. Đạm được cây hấp thụ dưới hai dạng là NH4+ và NO3-. Ở các ruộng lúa ngập nước, cây hấp thu đạm chủ yếu dưới dạng NH4+. 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. 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. 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 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) Bảng 1.3 - Sản lượng gạo (nghìn tấn) của một số nước trên thế giới từ 1961 – 2005. (theo FAO) Bảng 1.4. Diện tích trồng lúa ở các nước trên thế giới (nghìn ha) (theo FAO) Hình 1.3 – Phần trăm sản lượng gạo các nước trên thế giới từ 1999 – 2003 Như vậy có đến 85% sản lượng lúa trên thế giới tập trung ở 8 nước, đều nằm ở khu vực châu Á (Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Bangladesh, Việt Nam, Thái Lan, Myanmar và Nhật). 1.8.2. Tại Việt Nam Nước ta thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa nên rất thuận lợi cho nghề trồng lúa. Nước ta có hai vùng trồng lúa chính là đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long. Trước năm 1945 diện tích trồng lúa ở hai khu vực này là 1,8 triệu và 2,7 triệu ha với sản lượng là khoảng 2,4 và 3,0 triệu tấn. Sau thời kì đổi mới đất nước, cây lúa Việt Nam đã có những bước phát triển thần kỳ. Từ vị thế một đất nước phải nhập khẩu hàng năm khoảng 0,8 triệu tấn, Việt Nam đã vươn lên là một trong những nước xuất khẩu lúa gạo hàng đầu của thế giới. Hiện nay, sản lượng lúa gạo của cả nước đạt khoảng 33 – 34 triệu tấn, trong đó xuất khẩu khoảng 8 triệu tấn thóc, tương đương với khoảng 5 triệu tấn gạo, còn lại là sử dụng trong nước và bổ sung cho dự trữ quốc gia. Khu vực đồng bằng sông Hồng mỗi năm có hai vụ lúa chính là vụ chiêm và vụ mùa. Ở khu vực miền Nam có ba vụ là Đông xuân, Hè thu và vụ ba. 1.8.3. Tình hình xuất – nhập khẩu gạo trên thế giới Hàng năm trên thế giới có khoảng 20 triệu tấn gạo lưu thông dưới dạng hàng hoá. Theo FAO thì sản lượng gạo hàng hoá trên thế giới năm 2006 là khoảng 27,6 triệu tấn so với 29 triệu tấn năm 2005. Theo FAO thì năm 2005 thế giới sản xuất được 628 triệu tấn gạo. Các nước xuất khẩu gạo Thái Lan: Là nước xuất khẩu gạo lớn nhất thế giới, hàng năm nước này xuất khấu từ 7 – 8 triệu tấn gạo. Việt Nam: Sản lượng gạo xuất khấu hàng năm là khoảng 5 triệu tấn. Ấn Độ: khoảng 4 triệu tấn được xuất đi hàng năm. Ngoài ra còn có một số nước như Mỹ, Pakistan. Các nước nhập khẩu gạo: Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, philippin, … 2. BỆNH KHÔ VẰN TRÊN LÚA 2.1. Lịch sử, phân bố và tình hình dịch bệnh Bệnh được Miyake mô tả đầu tiên vào năm 1910 tại Nhật Bản. Tuy nhiên sau đó người ta được biết là Shirai đã mô tả bệnh này vào năm 1906. Ngoài ra, bệnh còn được mô tả ở một số nước khác như Philippines (Reinking, 1918; Pao, 19265), Srilanka (1932), Trung Quốc và các quốc gia châu Âu khác (1934). Hiện nay, người ta nhận thấy bệnh có địa bàn phân bố rất rộng ở tất cả các nước trồng lúa vùng châu Á và một số nước khác như Brazil, Venezuela, Surinam, Madagasca và Mỹ. Gây hại bằng bảo tử đảm được ghi nhận lần đầu tiên ở Bắc Ấn Độ (Saksena và chaubey, 1972 – 1973). Hiện nay bệnh khô vằn được xem là một bệnh rất nghiêm trọng, ảnh hưởng rất lớn đến nền nông nghiệp của các nước. Ở Nhật Bản, bệnh có thể làm cho năng suất lúa giảm đi 20 – 25% (theo Hori, 1969), và ảnh hưởng đến khoảng 120.000 – 190.000ha lúa. Ở Mỹ, năng suất có khi giảm đến 50% khi sử dụng các giống dễ nhiễm. Theo IRRI, bệnh khô vằn làm thiệt hại khoảng 6% năng suất lúa ở các nước châu Á nhiệt đới. Trong những năm gần đây, do việc sử dụng các giống lúa cao sản nảy chồi nhiều và việc dùng nhiều phân bón (đặc biệt là phân đạm) đã làm gia tăng ẩm độ trong quần thể ruộng lúa, tạo điều kiện thuận lợi cho bệnh phát triển và ảnh hưởng ngày càng nghiêm trọng đến nền sản xuất lúa. Ở nước ta hiện nay, bệnh khô vằn được xếp vào loại bệnh nghiêm trọng thứ hai sau đạo ôn, bệnh gây hại chủ yếu trên lúa hè thu và lúa mùa. Riêng ở đồng bằng sông Cửu Long, bệnh có mặt ở nhiều nơi, gây hại trên tất cả các vụ lúa, nhưng nặng nề nhất là vụ hè thu. Trong những năm gần đây, bệnh trở thành mãn tính trên các đồng ruộng đặc biệt là ở các tỉnh như Long An, Tiền Giang, An Giang (theo khoa nông nghiệp trường ĐH Cần Thơ). Hiện nay trên thế giới chưa có giống lúa nào kháng được bệnh này. 2.2. Triệu chứng của bệnh Bệnh thường xuất hiện khi cây lúa được khoảng 45 ngày tuổi trở về sau và thường nhất là khi cây lúa được 60 ngày tuổi. Thỉnh thoảng bệnh cũng có thể xuất hiện trên mạ. Bệnh gây hại ở một số bộ phận của lúa như bẹ lá, phiến lá và cổ bông. Nhưng chủ yếu vẫn là ở bẹ lá, đặc biệt là ở các bẹ lá gần mặt nước hoặc các bẹ lá già ở dưới gốc lúa. Đối với bẹ lá: lúc đầu xuất hiện các vết bệnh nhỏ có hình trứng hoặc hình bầu dục, dài khoảng 10mm, có màu xám xanh và hơi ướt nước. Sau 2 hoặc 3 ngày, các vết bệnh lớn lên, vết bệnh chuyển từ xám xanh sang xám nhạt, có viền nâu đỏ hoặc tím nhạt xung quanh, kích thước vết bệnh không đều. Khi bệnh nặng, cả bẹ lá và phần lá phía trên bị chết lụi do các vết bệnh này làm gián đoạn sự lưu thông nước và các chất dinh dưỡng đến nuôi lá. Đối với vết bệnh trên lá cũng tương tự như ở bẹ lá, thường vết bệnh lan rộng ra rất nhanh chiếm hết cả phiến lá. Các lá già ở dưới hoặc sát mặt nước là nơi rất dễ phát sinh bệnh. Vết bệnh ở cổ bông thường là các vết kéo dài bao quanh cổ bông, hai đầu vết bệnh có màu xám loang ra, phần giữa vết bệnh màu lục sẫm co tóp lại. Nếu bệnh xuất hiện lúc lúa đang trổ thì hạt lúa sẽ có chất lượng kém, năng suất sẽ giảm. Thường thì bệnh xuất hiện trước tiên ở các bẹ lá sau đó mới lan dần lên các bộ phận ở phía trên bao gồm cả phiến lá và cổ bông. Nhiều vết bệnh nhỏ kết hợp lại tạo thành các vết bệnh lớn. Kích thước và màu sắc của vết bệnh phụ thuộc vào điều kiện môi trường. Khi những cây lúa già và chín, các vết bệnh sẽ khô, chuyển sang màu xám bạc đến vàng nâu với viền màu nâu. Hạch nấm sẽ được tạo ra từ các vết bệnh này. Hạch lúc đầu có hình tròn hoặc bầu dục, nằm rải rác hoặc thành từng đám trên vết bệnh. Hạch lúc đầu có màu trắng sau đó chuyển sang màu nâu sẫm. Các hạch nấm này gắn rất lỏng lẻo và dễ dàng rơi ra khỏi cây. Hình 1.4. Vết bệnh trên bẹ lá và cổ bông. Các cây bị nhiễm bệnh tạo ra hạt lúa kém chất lượng làm cho năng suất lúa bị giảm. Ở vùng nhiệt đới, hầu hết các lá của cây bị nhiễm đều bị nấm làm chết. Hình 1.5. Vết bệnh trên lá lúa. 2.3. Thiệt hại Thiệt hại mà bệnh gây ra cho nền nông nghiệp lúa nước là khá nghiêm trọng. Khi bệnh phát triển lên đến lá cờ thì năng suất lúa có thể giảm từ 20 – 25% (Mizura, 1956). Có sự tương quan giữa tỷ lệ buội lúa bị nhiễm bệnh và thiệt hại đến năng suất lúa. Sự tương quan đó như sau Bảng 1.5. Sự tương quan giữa tỷ lệ bụi lúa bị nhiễm bệnh và thiệt hại đến năng suất lúa. (Khoa nông nghiệp Đại học Cần Thơ). % bụi bị nhiễm % năng suất thất thu 5 1.6 50 6,4 – 7,1 100 8,9 – 10,1 Mức độ nghiêm trọng của bệnh còn do việc dùng phân đạm nhiều hay ít hay tính nhiễm của giống. Bảng 1.6. Tỷ lệ thiệt hại năng suất của lúa khi có dưới 50% buội lúa bị nhiễm bệnh (theo Đại học Cần Thơ). Tính nhiễm của giống Bón đạm thấp Bón đạm cao Giống nhiễm 7,5 - 22,7 8,6 – 23,7 Giống kháng vừa 0,4 – 8,8 2,5 – 13,2 Đơn vị: % năng suất thất thu 2.4. Tác nhân gây bệnh Bệnh do nấm Rhizoctonia solani gây ra, đây là giai đoạn vô tính của nấm Pellicuralia sasakii Shirain hay Corticium sasakii. Nấm cũng có giai đoạn sinh sản hữu tính bằng bào tử đảm gọi là thanathephorus. Nấm này có thể tồn tại trong đất trong nhiều năm dưới dạng hạch nấm. Khi có nước hạch nấm sẽ trôi theo dòng nước đi đến các cánh đồng lúa. Khi nó tiếp xúc với cây lúa, nó sẽ bám vào, nẩy mầm và hình thành hệ sợi nấm và di chuyển vào bên trong bẹ lá. Các hệ sợi nấm còn non không có màu, khi trưởng thành chuyển sang màu nâu, đường kính từ 8 – 12μm, thường không có hoặc có vách ngăn không hoàn chỉnh. Có ba dạng hệ sợi nấm (khuẩn ty) là khuẩn ty vượt (runner hyphae), khuẩn ty cầu (lobate hyphae) và dạng sâu chuỗi hạt (moniloid cell). Hạch nấm bao gồm các khuẩn ty liên kết lại, chúng có phần dưới phẳng, hình bán cầu và không đều, màu trắng khi còn non và màu nâu sẫm khi trưởng thành. Đường kính từ 1 – 6mm. Hạch nấm càng lớn khả năng lây bệnh càng cao. Nấm sinh trưởng thích hợp ở nhiệt độ 28 – 32oC, và độ ẩm từ 98 -100%. Ở nhiệt độ dưới 10oC và trên 38oC nấm ngừng sinh trưởng. Hạch nấm hình thành nhiều ở 30 – 32oC, dưới 12oC và trên 40oC nấm ngừng tạo hạch. Nấm là loài bán kí sinh, phạm vi ký chủ rộng với khoảng 180 loài cây trồng khác nhau như lúa, ngô, mía, đại mạch, dâu, gai, ... 2.5. Đặc điểm phát sinh - phát triển của bệnh Ở nhiệt độ cao (24 – 32oC) và ẩm độ từ 98% trở lên hoặc lượng mưa cao thì bệnh phát triển rất mạnh và lây lan rất nhanh. Tốc độ lây lan trên các lá phía trên phụ thuộc nhiều vào thời tiết như lượng mưa, lượng nước trên đồng ruộng và mật độ cấy. Ở giai đoạn mạ đến đẻ nhánh, mức độ bệnh thấp. Bệnh nhiễm nặng nhất là vào giai đoạn làm đòng của cây lúa. Chế độ nước và chế độ phân bón cũng ảnh hưởng đến sự phát triển của bệnh. Sử dụng quá nhiều phân đạm, bón tập trung lúc lúa làm đòng hoặc bón nhiều lần làm cho mức độ bệnh cao (Chen, Chienva2 Uchino, 1963). Nguồn bệnh chủ yếu là hạch nấm tồn tại trong đất và trong các tàn dư cây trồng còn xót lại sau thu hoạch. Hạch nấm có thể tồn tại lâu dài trong đất và quá trình xâm nhiễm xảy ra khi hạch tiếp xúc được với bẹ lá lúa. Sự phát triển của bệnh sau khi tiếp xúc được với ký chủ chịu ảnh hưởng lớn của nhiệt độ, độ ẩm và tính mẩm cảm của giống lúa. Hiện nay chưa có giống lúa nào thể hiện đặc tính kháng bệnh cao (Hsieh, Wu và Shian, 1965). Giống lúa Indica chống chịu bệnh tốt hơn giống Japonica (Shian, lee và Kim, 1965). Việc sử dụng các giống lúa năng suất cao, đẻ nhánh nhiều làm tăng sự phát triển cũng như lây lan của bệnh. Ở nước ta hiện nay chưa có giống lúa nào có khả năng kháng bệnh hoàn toàn, từ giống địa phương đến giống nhập nội. Tóm lại, để bệnh có thể xâm nhiễm và phát triển thì cần phải có các điều kiện sau: − Sự hiện diện của mầm bệnh trong đất. − Sự hiện diện của hạch nấm trong dòng nước. − Độ ẩm tương đối là từ 98 – 100%. − Nhiệt độ từ 28 – 32oC. − Tỷ lệ bón phân đạm cao. − Sự hiện diện của dòng nước. − Cây ký chủ, đặc biệt là các giống lúa có năng suất cao, đẻ nhánh nhiều. 2.6. Chu trình bệnh 2.6.1. Lưu tồn Nấm có thể tồn tại trong đất dưới dạng hạch hay hệ sợi nấm qua nhiều tháng ở các điều kiện khác nhau. Ở đất khô hay đất ẩm, trong phân bò hay rơm rạ hạch nấm có thể tồn tại từ 4 – 21 tháng. Theo T.W. Mew và A. M. Rosale (IRRI, 1989) tỷ lệ hạch nấm giảm đi rất nhiều khi điều kiện ngập nước kéo dài (4 tuần). Theo Park và Bertus (1932) thì ở nhiệt độ phòng, trên đất khô và ẩm, hạch nấm sống được tối thiểu 130 ngày, khi ngâm sâu khoảng 7 – 8cm trong nước máy chúng sống được 224 ngày. Hạch nấm có thể nảy mầm nhiều lần, và sau lần nảy mầm thứ 8 thì hầu hết các hạch đều không còn khả năng nẩy mầm nữa (Gabe Sciumbato và J. E Street). Nấm còn lưu tồn được trên 188 loài ký chủ thuộc 32 họ trong đó có ít nhất 20 loài cỏ dại 2.6.2. Chu kỳ bệnh Hạch nấm tồn tại trong đất, trong thời gian sục bùn, san bằng, làm cỏ và tiến hành các biện pháp canh tác khác, hạch nấm sẽ trôi nổi trên bề mặt nước. Chúng bị lôi cuốn đi hoặc trôi dạt và khi tiếp xúc được với cây lúa chúng sẽ nẩy mầm và bắt đầu sự xâm nhiễm gây bệnh cho lúa. Trước khi xâm nhiễm, nấm thành lập hai cơ cấu là khối khuẩn ty cầu và các gối xâm nhiễm (infection cushion). Từ hai cấu trúc này hình thành nên các vòi xâm nhiễm. Nấm xâm nhập vào bên trong lúa chủ yếu bằng các vòi xâm nhiễm này. Nhờ các vòi xâm nhiễm này, nấm sẽ xâm nhiễm trực tiếp vào cây thông qua khí khẩu hoặc qua biểu bì. Ngay sau khi tạo thành vết bệnh sơ cấp ban đầu, sợi nấm sẽ mọc nhanh chóng trên bề mặt của cây và bên trong các mô của chúng, sau đó nấm tiếp tục phát triển lên trên cũng như sang hai bên và tạo ra các vết bệnh tiếp theo. Khi vết bệnh còn non, sợi nấm hoạt động tích cực và khả năng gây bệnh lúc này là cao nhất. Các vết bệnh già có rất ít sợi nấm. Sự lây bệnh xảy ra ở phạm vi nhiệt độ từ 23 – 35oC và ẩm độ từ 90 – 97%. (Kozaka, 1965). Ở 32oC nấm gây bệnh trong vòng 18 giờ, ở 28oC là 24 giờ với điều kiện giữ ẩm liên tục. (Endo và Memmi, 1933). Tiếp theo sau đó là sự tạo thành hạch nấm từ các vết bệnh này. Hạch nấm sau đó sẽ già, bám lỏng lẻo vào vết bệnh và rơi lại vào trong đất, tồn tại ở đó chờ cơ hội xâm nhiễm cho các vụ mùa tiếp theo. Hình 1.6. Chu trình sống của nấm Rhizoctonia solani 2.7. Ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh đến sự phát triển của bệnh 2.7.1. Ẩm độ và nhiệt độ Theo báo cáo của các nhà khoa học thì bệnh gây hại đặc biệt nghiêm trong ở nhiệt độ và độ ẩm cao. Việc gieo sạ dày, bón nhiều phân làm lúa sinh trưởng dày._.