Đặc điểm sinh thái của cây lúa - Phần 2

ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU-THỦY VĂN

2. 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 (quang kỳ).

2.1. Cường độ ánh sáng:

Cường độ ánh sáng ảnh hưởng trực tiếp đến sự quang hợp của cây lúa, thể hiện chủ yếu bằng năng lượng ánh sáng mặt trời chiếu trên đơn vị diện tích đất (lượng bức xạ). Bức xạ mặt trời gồm: ánh sáng trực xạ (ánh sáng chiếu trực tiếp), ánh sáng phản xạ (ánh sáng phản chiếu), ánh sáng tán xạ (ánh sáng khuyếch tán) và ánh sáng thấu qua…đều có tác dụng nhất định đối với quang hợp của quần thể ruộng lúa (Hình 3.1). Thông thường, cây lúa chỉ sử dụng được khoảng 65% năng lượng ánh sáng mặt trời chiếu tới ruộng lúa. Trong điều kiện bình thường, lượng bức xạ trung bình từ 250-300 cal/cm2/ngày thì cây lúa sinh trưởng tốt và trong phạm vi nầy thì lượng bức xạ càng cao thì quá trình quang hợp xảy ra càng mạnh. Bức xạ mặt trời ảnh hưởng lớn đến các giai đọan sinh trưởng khác nhau và năng suất lúa, đặc biệt ở các giai đoạn sau.

Hình 3.1. Sơ đồ cân bằng bức xạ sóng ngắn trên ruộng lúa lúc trổ bông với chỉ số diện tích lá = 5 (Bức xạ hoạt động quang hợp được thể hiện bằng phần gạch chéo) 

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. Kết quả từ nhiều thí nghiệm cho thấy, 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. 

Ở ĐBSCL, lượng bức xạ hàng năm rất dồi dào, đáp ứng đủ yêu cầu sinh trưởng và phát triển của cây lúa gần như quanh năm. Số giờ nắng toàn năm trung bình lên tới 2000 – 2400 giờ. Suốt các tháng mùa khô, số giờ nắng vượt quá 200 giờ mỗi tháng, nhất là tháng 3, trung bình có 7 – 8 giờ nắng mỗi ngày. Trong những tháng mùa mưa, lượng bức xạ tương đối thấp (7 – 8 giờ nắng/ngày), nhất là vào tháng 6 và 9. Do đó, nếu bảo đảm được các yếu tố khác nhất là nước tưới, thì trồng lúa trong mùa nắng (vụ Đông Xuân) sẽ có tiềm năng cho năng suất cao hơn mùa mưa (vụ Hè Thu và Thu Đông). Ngoài ra, điều kiện canh tác, chế độ nước, dinh dưỡng, mật độ gieo cấy và kiểu hình cây lúa khác nhau có ảnh hưởng đến quá trình quang hợp, sử dụng ánh sáng mặt trời của ruộng lúa rất nhiều.

2.2. Quang kỳ: 

Quang kỳ là khoảng thời gian chiếu sáng trong ngày tính từ lúc bình minh đến lúc hoàng hôn.

Lúa là cây ngày ngắn, cho nên quang kỳ ngắn điều khiển sự phát dục của cây lúa. Nó chỉ làm đòng và trổ bông khi gặp quang kỳ ngắn thích hợp (các giống lúa quang cảm). 

Quang kỳ thay đổi nhiều theo vĩ độ và theo mùa trong năm (Hình 3.2). Ở vĩ độ 44 độ Bắc  (gần giới hạn phía Bắc vùng trồng lúa Nhật Bản), độ dài ngày trong năm thay đổi từ 9-15 giờ 30 phút. Tuy nhiên, tại xích đạo nó chỉ thay đổi từ 12 giờ 6 phút đến 12 giờ 8 phút, chỉ khác biệt có 2 phút. So với cây ở vùng ôn đới, các cây vùng nhiệt đới nhạy cảm hơn đối với sự khác biệt nhỏ trong độ dài ngày (Chang, J. H, 1968). 

Hình 3.2. Biến thiên độ dài ngày trong năm ở các vĩ độ khác nhau trên Bắc bán cầu (Yoshida, 1981).

Dựa vào phản ứng đối với quang kỳ, người ta phân biệt sinh trưởng của cây lúa ra làm 2 pha: 

* Pha dinh dưỡng căn bản (Basic vegertative phase – BVP): là giai đọan sinh trưởng sớm, khi cây còn non không bị ảnh hưởng bởi quang kỳ. Ở hầu hết các giống lúa pha nầy dài khoảng 10 – 63 ngày. Một cách đơn giản để ước tính thời gian nầy là lấy số ngày từ nẩy mầm đến trổ bông ở quang kỳ tối hảo (số ngày đến trổ ngắn nhất) trừ cho 35 ngày. Điều này giả định rằng thời gian từ tượng khối sơ khởi đến trổ bông là 35 ngày. 

* Pha cảm ứng quang kỳ (Photoperiod-sensitive phase-PSP): là giai đoạn cảm ứng với ngày ngắn để ra hoa. Từ đặc tính cảm ứng này người ta đưa ra khái niệm quang kỳ tối hảo và  quang kỳ tới hạn. Quang kỳ tối hảo là độ dài ngày mà ở đó thời gian từ gieo đến trổ bông ngắn nhất đối với hầu hết các giống lúa. Quang kỳ tối hảo của lúa biến thiên từ 9-10 giờ. Quang kỳ dài hoặc ngắn hơn quang kỳ tối hảo đều làm chậm sự trổ bông và sự chậm trể này tùy thuộc vào sự mẫn cảm của giống. Quang kỳ tới hạn là quang kỳ dài nhất mà ở đó cây vẫn còn có thể trổ bông được và dài hơn quang kỳ này cây không thể trổ bông đối với hầu hết các giống lúa. Quang kỳ tới hạn của lúa biến thiên từ 12-14 giờ tùy giống. Độ dài của pha cảm ứng quang kỳ (PSP) được xác định bằng cách lấy thời gian sinh trưởng dài nhất (trong điều kiện quang kỳ tới hạn) trừ cho thời gian sinh trưởng ngắn nhất (trong điều kiện quang kỳ tối hảo). Độ dài của PSP là thước đo sự mẫn cảm của giống đối với quang kỳ. Quang kỳ tới hạn càng ngắn, PSP càng dài và quang kỳ tối hảo ngắn cũng gắn liền với PSP dài (Vergara và Chang, 1976). Trong điều kiện quang kỳ dài liên tục, một số giống vẫn ở trong tình trạng sinh trưởng dinh dưỡng sau 12 năm trồng, do quang kỳ dài vượt quá mức quang kỳ tới hạn. 

Ở ĐBSCL, quang kỳ trong năm biến thiên từ 10:00-13:30 giờ/ngày. Mùa đông ngày ngắn - ngắn nhất là ngày đông chí (22/12 dl), mùa hè dài hơn và dài nhất là ngày hạ chí (22/6 dl). Các giống lúa có cảm ứng với quang kỳ ngắn (quang cảm) chỉ trổ bông vào những thời điểm nhất định trong năm, lúc mà quang kỳ bắt đầu ngắn dần từ sau ngày thu phân (23/9 dl). Các giống lúa địa phương trồng ở ĐBSCL phần lớn đều có đặc tính này nên gọi là lúa mùa (lúa trổ và chín theo mùa). Thí dụ: lúa Trắng Tép trổ vào cuối tháng 11 dl và chín vào cuối tháng 12 dl hay lúa Tài Nguyên trổ vào cuối tháng 12 dl và chín vào cuối tháng giêng dl, cho dù gieo cấy ở các thời điểm sớm muộn khác nhau (Hình 3.3).

Hình 3.3. Đặc tính quang cảm của các giống lúa mùa tiêu biểu ở ĐBSCL 

Do đó, đối với lúa mùa, khái niệm thời gian sinh trưởng không có giá trị nhiều, mà chính thời điểm lúa trổ hoặc lúa chín mới là yếu tố quan trọng trong sản xuất. 

Dựa vào tính cảm ứng khác nhau đối với quang kỳ, người ta chia các giống lúa ra làm 3 nhóm: không mẫn cảm, mẫn cảm yếu và mẫn cảm mạnh. 

Phản ứng với quang kỳ	Đặc tính
Không mẫn cảm	PSP rất ngắn (dưới 30 ngày) và BVP thay đổi từ ngắn đến dài.
Mẫn cảm yếu	Thời gian sinh trưởng tăng lên rõ rệt khi quang kỳ dài hơn 12 giờ. PSP có thể vượt quá 30 ngày, nhưng sự trổ bông vẫn xảy ra ở bất kỳ quang kỳ nào.
Mẫn cảm mạnh	Thời gian sinh trưởng tăng lên rõ rệt khi quang kỳ tăng; không thể trổ bông được khi quang kỳ vượt quá mức giới hạn; BVP thường ngắn (không quá 40 ngày).

Không có một ranh giới rõ rệt giữa các nhóm nầy. Mọi sự phân chia đều có tính tương đối. Tuy nhiên, dựa trên cơ sở nầy, ta có thể phân chia các giống lúa địa phương ở đồng bằng Sông Cửu Long thành 3 nhóm chính: 

- Lúa mùa sớm: ít hay không quang cảm, trổ vào tháng 9 – 10 dl như: Sóc So, Sa Mo, Lúa Tiên….  

- Lúa mùa lỡ: quang cảm trung bình, trổ vào tháng 11 dương lịch như: Ba Thiệt, Bông Đinh, Nàng Nhuận, Một Bụi… 

- Lúa mùa muộn: quang cảm mạnh, trổ từ tháng 12 dương lịch như: Trắng Tép, Trời Cho, Châu Hạng Võ, Huyết Rồng, Đuôi Trâu, Tàu Hương, Nàng Tri, Trường Hưng, Tàu Binh…  

Do tính quang cảm, lại phải gieo cấy trước khi nước ngập sâu trên ruộng nên các giống lúa mùa thường có thời gian sinh trưởng rất dài và chỉ trồng được một vụ lúa trong năm. Trong khi các giống lúa mới (lúa cải thiện) được lai tạo và chọn lọc theo hướng không quang cảm hoặc rất ít quang cảm lại ngắn ngày (3 – 4 tháng) nên có thể gieo cấy bất cứ lúc nào trong năm và trồng được nhiều vụ một năm như: NN3A, NN6A, NN7A, NN8A, MTL250, MTL384, MTL392, OM 1490, OM 3536,… Tuy nhiên, trong điều kiện canh tác hoàn toàn dựa vào nước trời, tính quang cảm của lúa rất cần thiết khi sự khởi đầu của mùa mưa không thể dự đoán được, trong khi thường chấm dứt khá ổn định. Một giống lúa quang cảm mạnh sẽ cho thu hoạch khi mùa mưa kết thúc, nước trên ruộng vừa cạn, cho dù xuống giống sớm hay muộn do mùa mưa đến sớm hay trễ. Một giống lúa không quang cảm có thời gian sinh trưởng ổn định, sẽ bị thiệt hại do thiếu nước vào cuối vụ, nếu được trồng trểvì mùa mưa đến muộn. Ngoài ra, hầu hết các giống lúa cổ truyền trong vùng nhiệt đới đều có tính quang cảm nhiều hay ít, có thời gian sinh trưởng dài và cao cây. Khi các giống nầy được trồng sớm và bón đạm cao, chúng có xu hướng ngã đổ nên năng suất hạt thấp. Khi trồng các giống nầy trểhơn, chúng thường có thời gian sinh trưởng ngắn và thấp cây hơn, do đó tăng sự kháng đổ ngã. Kinh nghiệm trồng lúa cấy 2 lần ở vùng trũng thấp thuộc ĐBSCL là một biện pháp canh tác hết sức độc đáo nhằm đối phó với điều kiện môi trường khắc nghiệt và nhằm hạn chế sự sinh trưởng dinh dưỡng quá mức của các giống lúa mùa muộn dài ngày.