Khảo sát sự hạn chế phát triển bệnh vàng lùn trên cây lúa chế phẩm ENXIN 4.5HP ( EXIN R )

hư năng suất của cây lúa. Từ đĩ dẫn đến nhiều vấn đề nảy sinh khác như thiếu lương thực, nơng dân thất thu, đĩi khổ,… Hiện nay, bệnh vàng lùn đang là một trong những vấn đề nan giải của người nơng dân trồng lúa trên cả nước ta. Nhận thức được vấn đề trên, nhiều nhà khoa học đã cho ra nhiều loại thuốc hĩa học nhằm hạn chế khả năng lây lan của bệnh, tuy nhiên lại nảy sinh vấn đề về an tồn lương thực, thực phẩm và mơi trường. Do vậy, xu hướng chung hiện nay là sử dụng các loại thuốc cĩ nguồn gốc từ sinh vật, gọi chung là chế phẩm sinh học. Chúng vừa cĩ khả năng hạn chế sự phát triển của bệnh, vừa khơng gây hại cho sức khỏe con người và khơng ảnh hưởng đến mơi trường xung quanh. Tuy nhiên, việc sử dụng chế phẩm sinh học nhằm ngăn chặn bệnh vàng lùn hiện nay vẫn là một vấn đề rất mới mẻ, và chúng cĩ thật sự hiệu quả như những nhà sản xuất vẫn quảng cáo? Từ những thắc mắc trên, với sự hướng dẫn của thầy Hứa Quyết Chiến, tơi đã thực hiện đề tài: “Khảo sát sự hạn chế phát triển bệnh vàng lùn trên cây lúa của chế phẩm Exin R”. 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Khảo sát tính hiệu quả của chế phẩm Exin R đến khả năng phục hồi của cây lúa nhiễm bệnh vàng lùn. CHƯƠNG II GIỚI THIỆU VỀ CÂY LÚA 2.1 NGUỒN GỐC VÀ PHÂN LOẠI 2.1.1 Nguồn gốc Cây lúa trồng Oryza sativa là một loại cây thân thảo, 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 trơi giạt lục địa. Lồi cây hoang dại này sau đĩ được con người chọn lọc và thuần hố tạo thành cây lúa trồng như hiện nay. Các lồi thuộc chi Oryza đều là họ hàng với cây lúa trồng ngày nay. Hiện nay chi Oryza cĩ khoảng 21 lồi, tuy nhiên số lượng lồi này khơng đồng nhất và thay đổi tùy theo người nghiên cứu như 19 lồi theo Roschiwicz (1950), 23 lồi theo Erygin P.S (1960), 25 lồi theo Grist D. H (1960), … Trong đĩ cĩ hai lồi đã được thuần hố là lồi Oryza sativa (lúa châu Á) và lồi Oryza glaberrima (lúa châu Phi). Trong đĩ lồi Oryza sativa là được trồng phổ biến nhất. Lồi lúa châu Phi Oryza glamerrima đã được gieo trồng trong khoảng thời gian từ 1500 đến 800 năm trước cơng nguyên tại lưu vực châu thổ sơng Niger, sau đĩ nĩ được mở rộng tới Senegal, tuy nhiên việc gieo trồng giống lúa này sau đĩ giảm dần do sự du nhập của các giống lúa châu Á. Tổ tiên của giống lúa châu Á cĩ thể là một loại lúa hoang phổ biến (lồi Oryza rufipogon) và các nhà khoa học tin rằng cĩ thể nĩ cĩ nguồn gốc tại khu vực xung quanh chân núi Hymalayas, với lồi indica ở phía Ấn Độ và lồi Japonica ở phía Trung Quốc. Theo một số nhà khoa học từ trung tâm khởi nguyên là Ấn Độ và Trung Quốc, cây lúa được phát triển về cả hai hướng Đơng 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 Đơng Nam châu Âu từ Bắc Italia. Hiện cĩ rất nhiều giả thuyết khác nhau về nơi đầu tiên tiến hành việc gieo trồng lúa. Cĩ 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 Đơng Nam Á mới chính là quê hương của cây lúa trồng ngày nay. Người ta tìm thấy được những cây lúa hoang vẫn cịn mọc quanh năm ở khu vực Assam và Nepal. Dường như là nĩ đã xuất hiện ở khu vực này cách đây khoảng 1400 năm trước cơng nguyên trước khi nĩ được thuần hố và trồng ở Ấn độ cách đây khoảng 1000 năm trước cơng nguyên. Cây lúa được nhắc đến lần đầu tiên trong sách Yajur veda (1500 – 800 năm trước cơng nguyên) và sau đĩ nĩ 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 cơng nguyên. Giống lúa Oryza sativa đã được đưa vào trồng ở Nhật Bản và Triều Tiên cách đây khoảng 1000 năm trước cơng nguyên. Giống lúa này cũng đã được đưa vào Trung Đơng vào những năm 800 trước cơng nguyên, nửa sau thế kỷ 15 nĩ đã đến Ý, Pháp, và đến Nam Mỹ vào thế kỷ 18. 2.1.2 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 cĩ rất nhiều hình thức khác nhau. 2.1.2.1 Theo hệ thống phân loại thực vật Đây là hệ thống phân loại chung của tất cả các lồi thực vật. Theo đĩ thì cây lúa được phân loại như sau Giới: Plantae Thực vật. Ngành: Angiospermae Thực vật cĩ hoa Lớp: Monocotyledones Một là mầm (Liliopsida) Bộ: Poales Hồ thảo cĩ hoa. Họ: Poaceae Hồ thảo. Chi: Oryza Lúa Lồi: Oryza sativa Lúa Châu Á. Oryza glaberrima Lúa Châu Phi. Ngồi ra lúa cịn được phân chia theo các lồi phụ. Ở châu Á hiện nay cĩ ba lồi phụ được trồng chủ yếu, được phân chia theo hàm lượng tinh bột trong hạt là lồi Indica (hàm lượng tinh bột cao), lồi Japonica (hàm lượng tinh bột thấp) và lồi Javanica (cĩ hàm lượng tinh bột trung bình). Riêng về chi Oryza lại cĩ nhiều ý kiến phân loại khác nhau như Rĩhevits R.U (1931) chia Oryza thành 19 lồi, Chaherjee (1948) chia thành 23 lồi …. Riêng viện Nghiên cứu Lúa quốc tế IRRI đã phân chia oryza thành 19 lồi là: sativa L, austrliensis Domin, angustifolia Hubbard, abta Swallen, brachyantha, breviligulata, coaretata, eichingeri, glaberrima, latifolia, longiglumia, meyeriana, minuta, officinalis, perrieri, punctata, ridleyi, schlechteri, tisseranti. 2.1.2.2 Một số hệ thống phân loại khác Theo vùng sinh thái, địa lý cĩ : nhĩm châu Á, nhĩm châu Au, nhĩm châu Phi,…. Theo nguồn gốc hình thành: nhĩm địa phương, nhĩm lúa lai, nhĩm 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. ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI VÀ SINH HỌC CỦA CÂY LÚA 2.2.1 Đặc điểm hình thái Hạt lúa: Đây là thành phần quan trọng nhất của cây lúa. Hạt lúa bao gồm vỏ trấu, mày trấu, râu, nội nhũ và phơi. Nội nhũ (hạt gạo) là nguồn dự trữ chất dinh dưỡng cho mầm sau này. Hình 2.1 - Hình dạng tổng quát của cây lúa Cây mạ: Cây mạ hồn 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: 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 cĩ một lá lúa hình thành. Rễ lúa: Rễ lúa cĩ dạng chùm, giúp cho lúa đứng vững trong mơi trường, hút nước và chất dinh dưỡng cung cấp cho cây. Thân lúa: Cĩ hai loại là thân giả và thân thật. Thân giả do các bẹ lá kết lại tạo thành. Thân thật gồm các lĩng thân nối tiếp nhau qua các mắt. Thường mỗi cây lúa cĩ từ 4 đến 6 lĩng. 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. Bơng lúa: Đây là cơ quan tạo hạt, được hình thành ở chĩp trên cùng của thân. Bơng lúa gồm cĩ trục bơng, gié cấp 1, gié cấp 2, …Mỗi bơng lúa cĩ khoảng 100 – 150 hoa, một số giống cĩ thể đạt tới 600 hoa trên một bơng. Sau khi bơng lúa trổ một ngày thì bao phấn sẽ nở. Hoa lúa nở rộ nhất vào khoảng 9 – 10 giờ sáng. 2.2.2 Đặc điểm sinh học của cây lúa 2.2.2.1. Đời sống cây lúa Hình 2.2 - Một dạng đồng lúa tại đồng bằng sơng Cửu Long Trong suốt đời sống của mình, cây lúa trải qua ba giai đoạn khác nhau để hồn 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 khơng đổi ở tất cả các giống lúa, với khoảng 30 ngày trong giai đoạn sinh sản và khoảng 35 ngày trong giai đoạn chín. 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 lĩng. Thời gian của giai đoạn tăng trưởng thay đổi tùy theo giống lúa. Giai đoạn sinh sản Giai đoạn này bắt đầu từ lúc tượng địng và chấm dứt khi lúa trổ bơng. Giai đoạn này kéo dài khoảng 35 ngày. Giai đoạn sinh sản lại được chia thành 3 giai đoạn nhỏ là làm địng, trổ bơng và nở hoa. Giai đoạn chín Giai đoạn này bắt đầu từ lúc trổ bơng và kéo dài trong khoảng 30 ngày. Trong giai đoạn này hạt lúa bắt đầu tích lũy tinh bột và hình thành phơi. Giai đoạn này cũng được chia thành 3 giai đoạn nhỏ là chín sữa, chín sáp và chín hồn tồn. 2.2.2.2 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: Thời kỳ nẩy mầm Đời sống cây lúa bắt đầu bằng quá trình nẩy mầm. Mầm lúa phát triển từ phơi trong hạt. Cấu tạo của phơi gồm cĩ trục phơi, rễ phơi và mầm phơi. Quá trình nẩy mầm bắt đầu khi hạt lúa hút nước, độ ẩm trong hạt tăng, hoạt động của các men hơ hấp và phân giải cũng tăng theo. Diễn ra cùng lúc với nĩ là quá trình chuyển hĩa tinh bột thành glucoza, protein thành axit amin. Các chất này giúp cho tế bào phơi phân chia, lớn lên, trục phơi trương to, đẩy mầm và rễ ra khỏi vỏ trấu, hạt nứt nanh rồi nẩy mầm. Tiếp theo đĩ là sự hình thành của lá. Thời gian từ lúc hạt nẩy mầm đến khi cĩ 3 lá thật là thời gian hạt sử dụng chủ yếu các chất dinh dưỡng trong hạt. 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 cĩ 4 lá thật đến khi nhổ cấy. Ở thời kỳ này, chiều cao và kích thước cây mạ tăng rõ rệt, cĩ thể ra được 4 – 5 lứa rễ… nên tính chống chịu của cây lúa cũng tăng lên rất nhiều. 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 bơng và năng suất lúa. Một số kết quả thí nghiệm cho thấy trong điều kiện cấy 1 – 2 dãnh và cấy thưa, cây lúa cĩ thể đẻ được 20 – 30 nhánh. Thời kỳ làm đốt, làm địng Trên đồng ruộng, sau khi đẻ đạt số nhánh tối đa, cây lúa sẽ chuyển sang thời kỳ làm đốt, làm địng. Thời gian của quá trình này dài hay ngắn tùy theo giống lúa, thường là từ 25 – 60 ngày. Thời gian này cũng cĩ liên quan đến số lĩng kéo dài trên thân nhiều hay ít. Đối với các giống ngắn ngày thì thời gian này là từ 25 – 30 ngày, giống dài ngày là khoảng 40 – 45 ngày. Thời kỳ trổ bơng, 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 bơng, 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 hồn tồn (hạt chắc cứng, vỏ trấu từ màu vàng chuyển sang vàng nhạt, trọng lượng hạt đạt tối đa). 2.3 ĐẶC ĐIỂM SINH THÁI, SINH LÝ 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: 2.3.1 Nhiệt độ Lúa là loại cây ưa nĩng. Tổng nhiệt độ cần thiết cho cây lúa hồn thành chu trình sống thay đổi tùy theo giống lúa. Giống ơn đới là 25 – 30oC, giống nhiệt đới cần từ 35– 45OC. Các thời kỳ sinh trưởng khác nhau cĩ một yêu cầu khác nhau về nhiệt độ. Sự khác nhau đĩ được thể hiện dưới bảng sau: Bảng 2.1 Yêu cầu nhiệt độ cho các giai đoạn sinh trưởng của lúa Thời kì Nhiệt độ (0C) Tối thiểu Tối thích Tối đa Nẩy mầm 10 - 12 30 - 35 40 Mạ 15 25 - 30 40 Đẻ nhánh, làm đồng 16 25 -30 40 Trổ bong, làm hạt 17 28 – 30 40 (Nguồn: Bùi Huy Giáp, 1957) 2.3.2 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 (ngơ, 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%. 2.3.3 Ánh sáng Ánh sáng cũng là một yếu tố cĩ ảnh hưởng khơng 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 cĩ thời gian sinh trưởng khoảng 130 ngày cần khoảng 1000 giờ ánh sáng. Thời gian chiếu sáng và bĩng tối trong một ngày đêm cĩ tác dụng rõ rệt đến quá trình phân hĩa địng và trổ bơng. 2.3.2 Đặc điểm sinh lý của cây lúa 2.3.2.1 Quang hợp Quang hợp là một chức năng quan trọng của cây xanh. Dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời, nhờ cĩ diệp lục, cây xanh đồng hĩa 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: hv 6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 ↑ + 6H2O diệp lục Cây lúa là cây quang hợp theo con đường C3. Do đĩ lúa cĩ điểm bù CO2 cao và cĩ quá trình quang hơ 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 bão hịa ánh sáng trong quang hợp của cây lúa là khoảng 50klux, cường độ quang hợp đạt tối đa trong khoảng 40 – 60 klux. Khi đầy đủ ánh sáng thì nhiệt độ thích hợp nhất cho quang hợp là khoảng 18 – 34oC. Ngồi 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. 2.3.2.2 Dinh dưỡng khống Dinh dưỡng đạm Đạm đĩng vai trị 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 khơ 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 đĩ 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 bơng và hạt ít, năng suất giảm. Khi thừa đạm sẽ làm cho lá to, dài, phiến lá mỏng, nhánh đẻ vơ hiệu nhiều, lúa trổ muộn, cây cao dễ bị đổ ngã. Dinh dưỡng lân Lân chiếm 0,1 – 0,5% chất khơ của cây. Lân cĩ 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 bơng và chín sớm. Khi thiếu lân, lá lúa cĩ màu xanh đậm, bản lá nhỏ hẹp, lá dài ra và mềm yếu, rìa mép lá cĩ màu vàng tía. Thiếu lân làm cho lúa đẻ nhánh ít, quá trình trổ bơng và chín bị chậm lại và kéo dài, số lượng lúa lép tăng làm năng suất giảm rõ rệt. Dinh dưỡng Kali Kali xúc tiến sự di chuyển các chất đồng hĩa và gluxit trong cây. Kali giúp cho lúa chịu được điều kiện khí hậu lạnh của mơi 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 cĩ những đốm màu nâu đỏ, lá khơ dần từ dưới lên một cách nhanh chĩng. Thiếu Kali trong giai đoạn làm địng sẽ làm cho các gié bơng bị thối hĩa cao, số lượng hạt ít, trọng lượng hạt giảm, chất lượng hạt kém.. Lúa thiếu kali cịn rất dễ bị bệnh tiêm lửa. GIÁ TRỊ CỦA CÂY LÚA 2.4.1 Giá trị kinh tế Lúa là cây lương thực cĩ sản lượng cao nhất trên thế giới. Kế đến là cây bắp và lúa mì. Cĩ 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 cơng dụng chính của cây lúa là cung cấp lương thực cho thế giới. Nhưng ngồi vai trị là nguồn lương thực cây lúa cịn được sử dụng trong các lĩnh vực khác như: Trong cơng nghiệp: gạo được dùng để sản xuất các loại rượu, bia như sake, volka, cồn, …. Trong chăn nuơi: sản phẩm phụ của quá trình sản xuất lúa gạo cĩ thể dùng làm thức ăn cho gia súc. Trong y học: Nhiều nghiên cứu cho thấy những sản phẩm từ lúa gạo cĩ tác dụng chống bệnh ung thư, tinh dầu từ cám gạo cĩ chứa vitamin E và khống chất cĩ khả năng chống sự oxy hố. Trong mỹ phẩm: tinh bột gạo, tinh dầu cám cĩ thể được sử dụng trong mỹ phẩm và những sản phẩm vệ sinh. Những sản phẩm này cĩ tác dụng giữ ẩm, dưỡng da và tĩc. 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 cịn cĩ tác dụng ngăn rụng tĩc. Rơm rạ cịn được dùng làm thức ăn cho gia súc hoặc làm giá thể trồng nấm. 2.4.2 Giá trị dinh dưỡng của cây lúa Trong hạt lúa cĩ 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: là thành phần chủ yếu của hạt lúa, chiếm khoảng 80 – 90% trọng lượng của hạt lúa. Cĩ hai loại tinh bột trong hạt lúa là amyloza mạch thẳng (thường cĩ trong gạo tẻ) và Amylopectin cĩ 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 cĩ thể đạt đến 8,4%. Hàm lượng này thay đổi tùy theo giống lúa. Lúa nếp cĩ hàm lượng protein cao hơn lúa tẻ. Lipid: chiếm tỷ lệ khơng cao, chủ yếu tập trung ở lớp vỏ cám. Hàm lượng lipid cĩ thể giảm do quá trình chế biến. Vitamin: Ngồi các chất dinh dưỡng, hạt lúa cịn cĩ sự hiện diện của các loại vitamin (mặc dù hàm lượng rất thấp), đặc biệt là vitamin nhĩm B như B1, B2, B6,… Các vitamin hiện diện nhiều nhất ở phơi và vỏ cám. Tuy nhiên các vitamin dễ bị mất đi trong quá trình chế biến: giã gạo, xay lúa, … Ngồi ra trong hạt lúa cịn cĩ các thành phần khác như xenluloza (9%), tro (6%) và nước (12%). 2.5 TÌNH HÌNH TRỒNG VÀ SẢN XUẤT LÚA GẠO TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 2.5.1 Trên thế giới Cây lúa cĩ nguồn gốc nhiệt đới, vùng phân bố tương đối rộng và khả năng thích nghi tương đối tốt với mơi trường. Tuy nhiên việc trồng lúa phù hợp nhất là ở khu vực cĩ chi phí nhân cơng thấp và lượng mưa lớn. Vì những điều này nên cĩ thể nĩi châu Á là nơi phù hợp nhất cho việc trồng lúa. Vì đây là khu vực đơng dân cư và chi phí nhân cơng lại rẻ. Sản xuất gạo tồn 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 đĩ gạo xay xát chiếm 68% trọng lượng lúa ban đầu. Trong đĩ 3 quốc gia cĩ 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 2.2 Sản lượng gạo (nghìn tấn) của một số nước trên thế giới từ 1961 – 2005 (theo FAO) Bảng 2.3 Sản lượng gạo (nghìn tấn) của một số nước trên thế giới từ 1961 – 2005 (theo FAO) Bảng 2. 4 Diện tích trồng lúa ở các nước trên thế giới (nghìn ha) (theo FAO) Như vậy cĩ 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). Hình 2.3 - Phần trăm sản lượng gạo các nước trên thế giới từ 1999 – 2003 2.5.2 Tại Việt Nam Nước ta thuộc khu vực nhiệt đới giĩ mùa nên rất thuận lợi cho nghề trồng lúa. Nước ta cĩ hai vùng trồng lúa chính là đồng bằng sơng Hồng và đồng bằng sơng 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 cĩ 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 đĩ xuất khẩu khoảng 8 triệu tấn thĩc, tương đương với khoảng 5 triệu tấn gạo, cịn lại là sử dụng trong nước và bổ sung cho dự trữ quốc gia. Khu vực đồng bằng sơng Hồng mỗi năm cĩ hai vụ lúa chính là vụ chiêm và vụ mùa. Ở khu vực miền Nam cĩ ba vụ là Đơng xuân, Hè thu và vụ ba. CHƯƠNG III BỆNH VÀNG LÙN VÀ TÁC NHÂN GÂY BỆNH 3.1 BỆNH VÀNG LÙN Triệu chứng ban đầu chưa thấy rõ giữa cây bệnh và cây lúa bình thường. Bụi lúa bệnh chỉ hơi ngã màu xanh nhạt, đơi khi cĩ những lá màu vàng đến cam. Thời gian sau cây lúa bệnh cĩ vẽ kém phát triển hơn (lúc này rất dễ nhầm lẫn với hiện tượng kém dinh dưỡng nên nơng dân thường bĩn thêm phân đạm). Nhìn tồn cảnh thấy lúa hồi xanh khơng đều sau khi cấy, lá hẹp và dựng đứng, lá cĩ màu vàng, mềm và hơi rũ hoặc lá cĩ màu xanh đậm cĩ thể cĩ nhiều đốm màu rỉ sắt. Thời kỳ đẻ nhánh, bụi lúa bệnh đẻ quá nhiều nhánh, bụi lúa to hơn, vẫn cĩ chiều cao tương đương với các bụi khác, chưa khác biệt lắm. Càng về sau nhìn tồn cảnh thấy lúa phát triển khơng đều do bụi lúa bị bệnh khơng phát triển chiều cao, cuối cùng các bụi lúa bệnh sẽ khơ và lụi dần như cháy rầy từng chịm (cĩ khác là cĩ khi cịn chen những nhánh lúa cịn xanh trong 1 bụi lúa do bị nhiễm khơng đều ở ruộng mạ). Khi trổ thường khơng cĩ gié hoặc gié cĩ hạt lép. Đĩm bệnh Hình 3.1- Ruộng lúa nhiễm bệnh vàng lùn A) B) Hình 3.2 - So sánh cây lúa nhiễm bệnh vàng lùn và lúa sạch bệnh ( A Bụi lúa nhiễm bệnh, B lúa sạch bệnh) 3.2 TÁC NHÂN GÂY BỆNH Bệnh vàng lùn do virus Rice Grassy Stunt gây ra. Bệnh cĩ thể làm giảm năng suất lúa trên những giống mẫn cảm và khi mật độ rầy trên ruộng cao. Rầy nâu truyền virus gây bệnh từ cây này sang cây khác, từ ruộng này sang ruộng khác. Rầy cĩ khả năng truyền bệnh trong suốt quá trình sống của nĩ sau khi tiếp nhận mầm bệnh khoảng 1 giờ. Đặc điểm phát sinh, phát triển bệnh: - Triệu chứng bệnh xuất hiện khoảng 30 ngày sau khi nhiễm bệnh. - Thời gian ủ bệnh khoảng 20 ngày - Bệnh vàng lùn được truyền qua ấu trùng và thành trùng của rầy nâu. Khơng truyền qua trứng rầy. Khơng lây qua giống, nguồn nước và đất. - Thời gian lưu tồn bệnh vàng lùn: 3 – 30 ngày 3.2.1 Phổ ký chủ Phổ ký chủ của RGSV thu hẹp trên các lồi lúa Oryza spp. và rầy Nilaparvata spp. Trong tất cả các lồi Oryza spp. được thử nghiệm, O. nivara là lồi lúa hoang duy nhất cĩ thể kháng được virus lùn lúa cỏ. 3.2.2 Sự truyền bệnh RGSV khơng được truyền qua hạt của cây lúa bệnh hoặc qua phấn hoa. Virus cũng khơng được truyền bằng cách tiếp xúc giữa cây lúa khoẻ mạnh với cây lúa bệnh, hoặc qua lây bệnh bằng tay. Virus chỉ được truyền bằng rầy nâu (Nilaparvata lugens) và một số lồi rầy khác (N. bakeri, N. muiri). Virus được truyền dạng bền vững qua các tuổi của rầy và nhân mật số trong rầy ký chủ, nhưng khơng được truyền qua trứng rầy. Tỉ lệ rầy nâu N. lugens cĩ thể truyền bệnh khác nhau theo từng vùng trên ruộng lúa, và biến động từ 5 – 60 %. Tỉ lệ rầy truyền bệnh cĩ thể được tăng lên bằng cách chọn lọc và nhân mật số các cá thể rầy cĩ khả năng truyền virus, nhưng lại giảm đi khi khơng cịn áp lực chọn lọc. Với rầy nâu N. lugens, tỉ lệ truyền bệnh khơng khác biệt rõ ràng giữa rầy đực và cái, giữa rầy đen đậm và đen nhạt, giữa rầy cánh dài và cánh ngắn hoặc giữa các biotype 1, 2 và 3. Tuy nhiên rầy non cĩ khả năng truyền bệnh cao hơn và cĩ giai đoạn ủ virus ngắn hơn rầy trưởng thành. Rầy nâu N. lugen cĩ giai đoạn lấy virus tối thiểu (minimum acquisition access period) là 1 giờ, giai đoạn ủ bệnh (latent period) trung bình là 8 ngày (biến đổi từ 3 – 28 ngày), và giai đoạn truyền bệnh tối thiểu (minimum inoculation period) là 9 phút. Rầy nâu một khi nhiễm bệnh sẽ truyền virus cho đến lúc chết. Tuổi thọ trung bình của rầy nâu truyền bệnh là 15,4 ngày và ngắn hơn cĩ ý nghĩa đối với rầy nâu khơng truyền bệnh (17,5 ngày). Virus cĩ thể được phát hiện trong dịch trích từ xác rầy nâu N. lugens bằng phương pháp ELISA. 40 – 50% rầy mang virus được phát hiện bằng phương pháp ELISA cĩ khả năng truyền virus sang cây lúa khác. Kể từ năm 1984, RGSV thường ít xuất hiện và gây thiệt hại tại châu Á. Mặc dù khơng được báo cáo nhiều, sự ít xuất hiện của RGSV cĩ lẽ là do sự thay đổi trong khả năng truyền bệnh của quần thể rầy nâu. Tại Philippines, tỉ lệ rầy nâu cĩ thể lấy và truyền RGSV thay đổi từ 3 – 5% trước năm 1977 sang 0 – 15% trong năm 1984. Từ đây ta cĩ thể giả thiết là một trong những khả năng của sự bùng phát của dịch RGSV tại miền Nam Việt Nam hiện nay là do sự thay đổi về khả năng truyền bệnh của rầy nâu: tỉ lệ rầy cĩ khả năng lấy và truyền virus cĩ thể đã tăng lên đáng kể trong quần thể rầy nâu tại vùng này trong những năm vừa qua. 3.2.3 Cấu trúc thể virus Thể virus bao gồm nhiều đoạn vRNA, vcRNA, protein vỏ virus, và vài phân tử RdRp. Thể virus khĩ được quan sát thấy trong dịch trích thực vật dưới kính hiển vi điện tử. Thể virus sau khi được ly trích cĩ dạng sợi dài cho đến 2 µm và rộng 6 – 8 nm khi được quan sát trong uranyl acetate . Nhiều thể virus cĩ dạng sợi cuộn trịn cĩ chu vi 200 – 2400 nm (trung bình 950 – 1350 nm) cũng được tìm thấy (hình 3.2). Thể virus rộng khoảng 4 nm khi được xem trong phosphotungstate. Lúa bị nhiễm virus cĩ nhiều bĩ sợi được quan sát trong nhân và tế bào chất hoặc trong các thể cĩ màng bao bọc hiện diện ở phần tế bào chất của các tế bào diệp lục. Các thể hình ống đi kèm với các hạt cĩ đường kính 25 nm cịn được tìm thấy trong các tế bào mạch rây của lá lúa bệnh. Các hạt 25 nm tương tự cũng xuất hiện dưới dạng các mảng kết tinh trong các thể béo và khí quản của rầy nâu nhiễm virus. Độ bền trong dịch trích (longevity in vitro – LIV) của RGSV là 12 giờ trong điều kiện nhiệt độ phịng, và hơn 6 ngày ở 4°C. Điểm pha lỗng tối đa (dilution end point – DEP) là 10-2 – 10-3 trong dịch trích lá lúa bệnh, và 10-3 – 10-6 trong dịch trích rầy nâu bệnh. Điểm bất hoạt (thermal inactivation point – TIP) sau 10 phút là 50oC. Khả năng truyền bệnh của dịch trích lúa vẫn cịn sau khi đơng lạnh và rã đơng, và sau khi xử lý với dung mơi hữu cơ. Trong một báo cáo khác, khả năng truyền bệnh của dịch trích lúa bị giảm sau khi đơng lạnh và sau khi xử lý với polyethylene glycol (PEG, trọng lượng phân tử = 6000), chloroform, n – butanol hoặc hổn hợp chloroform : n – butanol tỉ lệ 1:1. Khả năng gây bệnh của dịch trích lá lúa bệnh bị loại bỏ khi trộn cùng với immunoglobulin kháng virus và chích vào rầy nâu . Hình 3.2 Hình hiển vi điện tử của RGSV, xem trong dung dịch uranyl acetate 1%. 3.2.4 Cấu trúc phân tử của bộ gene RGSV cĩ 6 đoạn RNA khác nhau (hình 3.4), trong khi các tenuivirus khác cĩ ít hơn 6 đoạn. Tất cả 6 đoạn RNA của bộ gene virus đều đã được đọc mã. Tổng chiều dài bộ gene của RGSV là khoảng 25 kb. Cả 6 đoạn RNA đều lưỡng tính (ambisense, mã hố protein theo cả 2 chiều dương và chiều bổ sung của phân tử RNA) và đều mang đoạn mã kết thúc dài 17 nucleotide tương tự nhau. Các đoạn mã kết thúc này cĩ khả năng tự cuốn lại và tạo nên cấu trúc hình cán chảo. Đoạn mã theo chiều bổ sung (complementary) của đoạn RNA dài nhất (RNA 1) chứa một ORF mã hố cho một RdRp (enzyme nhân bảng RNA và tạo ra phân tử RNA) tương tự như RdRp của RSV (Rice stripe virus), lồi chuẩn của chi Tenuivirus, và cĩ cùng 37 ± 9% amino acid giống nhau trong tổng số 2140 amino acid. Tuy nhiên, khác với các tenuivirus khác, RNA 1 của RGSV cịn cĩ thêm một ORF ngắn cĩ chiều dương ở gần đầu 5'. 2 protein dự đốn được mã hố bởi RNA 2 chỉ tương tự chút ít với các protein được mã hố bởi RNA 2 của các tenuivirus khác. Các protein dự đốn được mã hố bởi RNA 3 và RNA 4 rất khác biệt so với các protein được biết. Sự khác biệt giữa các protein được mã hố bới các chuỗi RNA 2, 3, 4 5 và 6 cho thấy RGSV rất khác biệt so với các tenuivirus khác. Các đoạn RNA 1, 2, 5, 6 của RGSV, theo thứ tự, là tương đương với RNA 1, 2, 3, 4 của RSV. Protein vỏ (N – nucleocapsid) của RGSV được mã hố bởi đoạn mã theo chiều bổ sung của RNA 5. Hình 3.3 : Hình hiển vi điện tử của RGSV dạng sợi cuộn trịn, xem trong dung dịch uranyl acetate 1%. 3.2.5 Ly trích virus Virus được ly trích từ lúa bệnh bằng cách xử lý dịch trích lá lúa với Mg – bentonite và carbon tetrachloride, sau đĩ xử lý với PEG và Triton X – 100, và ly tâm với dung dịch đường cĩ nồng độ biến đổi (sucrose density gradient centrifugation). Virus cịn cĩ thể được ly trích bằng phương pháp khác cũng tương tự nhưng cĩ một ít khác biệt. Năng suất thu được là 0,5 – 1,5 mg virus cho 300 g lá lúa bệnh. Virus cũng cĩ thể được ly trích bằng cách lọc qua một lớp Celite, xử lý với chloroform và Triton X – 100, ly tâm phân đoạn và ly tâm với dung dịch đường cĩ nồng độ biến đổi. Phương pháp miêu tả sau đã được H. Hibino và T. Omura đề nghị (nguồn: DPV): nghiền lá lúa bệnh trong nitơ lỏng và thêm vào 0,1 M phosphate buffer, pH 7,0 chứa 0,01 M ascorbate và 0,01 M sodium diethyldithiocarbamate. Lắc 4 thể tích của dịch lỏng với 1 thể tích của chloroform trong 2 phút và ly tâm ở 8000 vịng trong 15 phút. Thu lấy lớp dịch lỏng và thêm vào PEG (trọng lượng phân tử = 6000) đến 4% (w/v), NaCl đến 0,2 M, và Triton X – 100 đến 0,1% (v/v). Ly tâm ở 8000 vịng trong 15 phút và hồ tan kết tủa đặc trong 0,1 M phosphate buffer. Xử lý dịch này bằng 10% carbon tetrachloride trong 10 phút và thu lấy dịch lỏng. Lặp lại quá trình này 1 lần, sau đấy ly tâm ở 130.000 vịng trong 2 giờ. Hồ tan kết tủa đặc trong 0,01 M phosphate buffer và ly tâm dịch này ở 8000 vịng trong 15 phút. Nhẹ nhàng trải dịch lỏng này lên một dung dịch đường cĩ nồng độ biến đổi đều từ 10 – 45% hồ tan trong 0,01 M phosphate buffer và ly tâm ở 70.000 g trong 3 giờ. Dịch ly tâm sẽ tạo ra 3 lớp. Tách các lớp này ra. Sau đĩ, các lớp này cĩ thể được cơ đặc bằng cách ly tâm ở 130.000._.