Phân loại lúa và giống lúa trên Thế giới

Kết quả của sự tiến hoá và ảnh hưởng của hệ thống chọn tạo giống qua hàng ngàn năm đã hình thành một tập đoàn các giống lúa, các loại hình sinh thái rất đa dạng phong phú. Để sử dụng có hiệu quả nguồn gen quý giá này nhiều nhà khoa học ở các nước khác nhau trên thế giới đã công bố nghiên cứu, tập hợp và phân loại cây lúa trồng như sau:

Phân loại theo hệ thống phân loại học thực vật:

Hệ thống phân loại này coi cây lúa như tất cả các cây cỏ khác trong tự nhiên. Nó được sắp xếp theo hệ thống chung của phân loại thực vật học là ngành Divisio, lớp classis, bộ ordines, họ familia, chi genus, loài species và biến chủng varieties

Để rõ thêm thì có thể sử dụng các đơn vị trung gian như họ phụ subfamilia, loài phụ subspecies, theo hệ thống phân loại này thì cây lúa được sắp sếp theo trình tự sau đây:

Ngành - Divisio: Angiospermae - thực vật có hoa

Lớp - Classis: Monocotyledones - lớp một lá mầm

Bộ - Ordines: Poales (Graminae) - hòa thảo có hoa

Họ - Familia: Poacae (Graminae) - hòa thảo

Họ phụ - Subfamilia: Poidae -hòa thảo ưa nước

Chi - Genus: Oryza

Loài - Speccie: Oryza sativa - Lúa trồng

Loài phụ - Subspeccies

Subsp: japonica: Loài phụ Nhật Bản

Subsp: indica: Loài phụ Ấn Độ

Subsp: Javanica: Loài phụ Java

Biến chủng: Varietas: Var. Multica - Biến chủng hạt mỏ cong

Việc phân loại theo hệ thống phận loại thực vật, giúp ích lớn cho việc hệ thống hoá một số lượng khổng lồ các dạng hình của cây lúa. Hệ thống này giúp các nhà khoa học phân biệt lai xa và lai gần. Việc tiến hành phép lai giữa các loài phụ ở cây lúa trồng, đã được coi là lai xa. Ví dụ: lai giữa loài phụ Indica với loài phụ Japonica. Song khó khăn hơn là việc lai giữa loài Oryza sativa với các loài lúa dại. Ví dụ lai Oryza sativa với Oryza fatua để đưa gen chịu mặn của Oryza fatua vào lúa trồng.

Cho đến nay phân loại cây lúa theo hệ thống phân loại thực vật của loài lúa trồng Oryza sativa L đã đạt được sự thống nhất. Theo các tài liệu chính thức thì loài Oryza sativa L gồm: 3 loài phụ, 8 nhóm biến chủng và 284 biến chủng. 

Phân loại cây lúa theo hệ thống của nhà chọn giống:

Các nhà chọn giống sử dụng dụng hệ thống phân loại cây lúa nhằm dễ dàng sử dụng các kiểu gen của cây lúa trồng, thiết thực phục vụ cho các mục tiêu tạo ra giống mới với năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu tốt hơn. Hệ thống phân loại này có đặc điểm sau:

- Phân loại theo loại hình sinh thái địa lý

Dựa trên cơ sở kiểu gen và môi trường là một khối thống nhất, các vùng sinh thái địa lý khác nhau với sự tác động của con người tới cây lúa khác nhau thì có các nhóm sinh thái địa lý chứa kiểu gen khác nhau. Theo Liakhovkin A.G (1992) cây trồng có 8 nhóm sinh thái địa lý sau đây:

+ Nhóm Đông Á: bao gồm Triều Tiên, Nhật Bản và Trung Quốc. Đặc trưng của nhóm sinh thái địa lý này chịu lạnh rất tốt và hạt khó rụng

+ Nhóm Nam Á: từ Pakistan sang vùng bờ biển phía Nam Trung Quốc đến Bắc Việt Nam. Đặc điểm nổi bật của nhóm sinh thái địa lý này kém chịu lạnh, phần lớn có hạt dài và nhỏ

+ Nhóm Philippin: nhóm lúa điển hình nhiệt đới không chịu lạnh. Toàn bộ vùng Đông Nam Châu Á. Nam Việt Nam nằm trong nhóm này.

+ Nhóm Trung Á: bao gồm toàn bộ các nước Trung Á. Đây là nhóm lúa hạt to, khối lượng 1000 hạt đạt trên 32g, chịu lạnh và chịu nóng

+ Nhóm Iran: bao gồm toàn bộ các nước Trung Đông xung quanh Iran, đây là nhóm sinh thái địa lý với các loại hình chịu lạnh điển hình, hạt to, đục và gạo dẻo.

+ Nhóm Châu Âu: bao gồm toàn bộ các nước trồng lúa ở Châu Âu như Nga, Italia, Tây Ban Nha... là nhóm sinh thái địa lý với các loại hình Japonica chịu lạnh, hạt to, gạo dẻo nhưng kém chịu nóng.

+ Nhóm Châu Phi: nhóm lúa trồng thuộc loại Oryza glaberrima

+ Nhóm Châu Mỹ latinh: gồm các nước Trung Mỹ và Nam Mỹ: là nhóm lúa cây cao, thân to, khoẻ, hạt to, gạo trong và dài, chịu ngập, chống đổ tốt.

- Phân loại nguồn gốc hình thành

Cơ sở chính để phân loại là nguồn gốc hình thành và phương pháp tạo giống. theo quan điểm này cây lúa có các nhóm quần thể sau:

+ Nhóm quần thể địa phương: Bao gồm các giống địa phương được hình thành trong một khoảng thời gian rất dài ở từng địa phương khác nhau. So với nhóm sinh thái địa lý thì nhóm quần thể địa phương có phạm vi hẹp hơn và thường gắn liền với một hoặc một vài tộc người, một khu vực địa lý. Các giống lúa Tám xoan, nếp hoa vàng, nếp cẩm, nếp nương và rất nhiều giống thu thập được ở vùng sinh sống của đồng bào các dân tộc thiểu số ở nước ta thuộc nhóm này.

+ Nhóm quần thể lai: Được tạo ra bởi phương pháp lai trong các chương trình chọn giống khác nhau. Đây là nhóm giống có nhiều tính trạng tốt phù hợp với yêu cầu của các chương trình tạo giống hiện đại và được sử dụng rất rộng rãi ở tất cả các vùng trồng lúa.

+ Nhóm quần thể đột biến: Bao gồm các loại hình được tạo ra bằng phương pháp đột biến (đột biến tự nhiên và nhân tạo). Đặc điểm nổi bật của nhóm này là chứa các gen mới do quá trình đột biến gen tạo ra. Sự tham gia của gen lùn đột biến tự nhiên đã tạo ra kiểu cây lúa năng suất cao dẫn đến cuộc cách mạng xanh làn thứ 2 ở Châu Á nhiệt đới trong những năm 1965 1975 và vẫn tiếp tục cho đến ngày nay.

+ Nhóm quần thể tạo ra bằng công nghệ sinh học: Nhóm này gồm các giống được tạo ra bằng phương pháp chuyển ghép gen, nuôi cấy bao phấn hoặc chọn dòng tế bào. Đây là nhóm quần thể hoàn toàn nhân tạo, có thể đáp ứng các mục tiêu riêng rẽ của các chương tình tạo giống.

+ Nhóm các dòng bất dục đực: Là một nhóm đặc biệt chứa kiểu gen gây bất dục đực. Phổ biến có hai kiểu bất dục đực là bất dục đực tế bào chất và bất dục đực chức năng di truyền nhân. Các dòng bất dục đực đựoc sử dụng làm mẹ để tạo các giống lúa lai với tiềm năng năng suất cao.

- Phân loại theo các tính trạng đặc trưng: Hệ thống phân loại này được áp dụng rất rộng rãi để sắp xếp tập đoàn các giống lúa thông qua tính trạng đặc trưng. Các giống được xếp cùng nhóm đều có chung một tính trạng đặc trưng nào đó và được gọi là một tập đoàn. Các tập đoàn phổ biến gồm có:

+ Tập đoàn năng suất cao: Tập hợp tất cả các giống có tiềm năng cho năng suất cao. Đây là tập đoàn lớn nhất, quan trọng nhất và phổ biến nhất.

+ Tập đoàn chất lượng cao: Tập hợp các giống có chất lượng gạo cao theo yêu cầu của từng vùng khác nhau trên thế giới. Tập đoàn này cung cấp nguồn gen cho chọn tạo giống có chất lượng gạo cao hoặc các giống đặc sản.

+ Tập đoàn giống chống bệnh: Gồm các tập đoàn đặc hiệu như tập đoàn giống chống bệnh đạo ôn, tập đoàn giống chống bệnh bạc lá, tập đoàn giống chống bệnh khô vằn, tập đoàn giống chống bệnh đốm sọc vi khuẩn, ...

+ Tập đoàn giống chống chịu sâu: Gồm các tập đoàn đặc hiệu như tập đoàn kháng rầy nâu, tập đoàn chống chịu sâu đục thân, tập đoàn chống chịu tuyến trùng v.v...

+ Tập đoàn chống chịu hạn: Tập hợp các giống có khả năng chịu hạn ở các thời kỳ khác nhau từ mọc đến chín bao gồm cả hạn đất và hạn không khí.

+ Tập đoàn chống chịu chua, mặn, phèn: Đất ven biển thường có cả 3 yếu tố bất lợi là chua, mặn, phèn nên các giống có khả năng chịu chua, mặn, phèn được xếp vào một nhóm.

+ Tập đoàn chống chịu úng ngập: Tập hợp các giống có khả năng chịu được ngập trong một thời gian dài hoặc các giống sinh trưởng nhanh, cây cao, cứng cây có khả năng chịu úng tốt.

+ Tập đoàn giống với thời gian sinh trưởng đặc thù: Người ta sắp xếp các giống có cùng thời gian sinh trưởng vào một tập đoàn và phân thành các tập đoàn đặc thù.

Phân loại lúa theo đặc điểm thực vật học (hình thái sinh học):

- Lúa tiên: Hạt nhỏ, dài, lông ngoài vỏ trấu ngắn và thưa, thân cao, mềm, yếu, lá nhỏ, dài màu xanh nhạt, góc độ lá đòng nhỏ, kém chịu phân, dễ đổ nhưng chịu nóng, chịu hạn và chống chịu sâu bệnh tốt, năng suất thấp, cơm cứng, gạo nấu nở. Thường được phân bố chủ yếu ở những vùng phía Nam châu Á như: Ấn Độ, Việt Nam, Cămpuchia, Indonexia, … ở các vùng có nhiệt độ trung bình > 170C và ở độ cao < 1750m.

- Lúa cánh: Do lúa tiên chuyển hó a thành. Hạt tròn, lông ngoài vỏ trấu dày và dai, mật độ đóng hạt trên bông cao, thân thấp, cứng, lá xanh đậm, góc độ lá đòng lớn. Khả năng chống đổ tốt. Khả năng chống chịu nóng và sâu bệnh kém, năng suất cao cơm dẻo, độ nở kém. Thường được phân bố ở những vùng phía Bắc Châu Á như Bắc Trung Quốc, Nhật Bản, các vùng lúa Á nhiệt đới và các miền cao nguyên nhiệt đới có nhiệt độ trung bình < 70C và ở độ cao > 2000m.

Dựa vào đặc tính hình thái, phân loại theo hệ thống phân loại của IRRI, 1996 

- Phân loại theo chiều cao cây: 

+ Nhóm cây thấp: khi chiều cao cây < 110cm

+ Nhóm cây trung bình: khi chiều cao cây 110 ÷ 130 cm

+ Nhóm cây cao: khi chiều cao cây > 130cm

- Lá: Thẳng hoặc cong rủ, bản lá to hay nhỏ, dày hay mỏng

- Bông: Loại hình nhiều bông, bông to hay nhỏ, bông túm hay bông xòe, cổ bông hở hay kín, thoát lá đòng hay không, khoe bông hay giấu bông, dày nách hay thưa nách, ....

- Phân loại theo chiều dài hạt gạo: Gồm có các nhóm lúa có chiều dài hạt gao Rất dài, dài, trung bình và ngắn (bảng 1.10)

Bảng phân loại theo chiều dài hạt gạo

Bảng phân loại theo dạng hạt gạo

- Phân loại lúa theo thời gian sinh trưởng: Gồm có các nhóm thời gian sinh trưởng sau 

+ Nhóm A0: Dưới 95 ngày

+ Nhóm A1: Từ  95 ÷ 109 ngày 

+ Nhóm A2: Từ 110 ÷ 125 ngày

+ Nhóm trung mùa: Từ 126 ÷ 135 ngày

+ Nhóm lúa mùa

* Nhóm mùa sớm: Từ 136 ÷ 145 ngày và phản ứng yếu với ánh sáng ngày ngắn.  

* Nhóm mùa trung: Từ 146 ÷ 155 ngày và phản ứng trung bình với ánh sáng ngày ngắn.   * Nhóm mùa muộn: Trên 155 ngày, phản ứng mạnh với ánh sáng ngày ngắn.

Phân loại lúa theo đặc tính sinh lý: Tính quang cảm

- Nhóm lúa cảm quang: Là nhóm những giống lúa phải trải qua thời gian ngày ngắn nhất định mới trỗ bông và ra hoa được. Hầu hết các giống lúa mùa địa phương đều cảm quang. Có giống cảm quang mạnh, cảm quang trung bình và cảm quang yếu, hay nói cách khác là phản ứng chặt, trung bình hay không chặt với ánh sáng ngày ngắn.

- Nhóm lúa không cảm quang: Là những giống lúa sinh trưởng, phát triển và trỗ bông bình thường trong mọi điều kiện ánh sáng ngắn hay dài.

Theo điều kiện môi trường canh tác: Dựa vào điều kiện sống, được phân thành các nhóm:

- Lúa cạn (lúa rẫy, lúa nương): là loại lúa được trồng trên triền dốc của đồi, núi, không có bờ ngăn giữ nước, luôn luôn không có nước chân, mực thủy cấu sâu, cây lúa sử dụng độ ẩm của nước mưa tự nhiên và một phần lượng nước mưa thấm vào trong đất. 

- Lúa cạn không hoàn toàn hay lúa nước trời: là loại lúa được trồng ở triền thấp hoặc các vùng đồng bằng, không có hệ thống tưới tiêu chủ động, cây sống hoàn toàn bằng lượng nước mưa tại chỗ và mức thủy cấp khá cao có thể cung cấp bổ sung nước cho cây lúa ở vào một số thời điểm nào đó.

- Lúa nước tưới: Là loại lúa trồng trên đất có điều kiện tưới tiêu chủ động. Người ta điều khiển nước phù hợp với nhu cầu từng giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây lúa.

- Lúa nổi: Là loại lúa cao cây và vươn theo mực nước. Toàn bộ các phần cây bên trên mặt nước nằm dài trên mặt nước. Ở mỗi đốt thân trên mặt nước có chùm rễ phụ và có điểm sinh trưởng sẽ mọc thành chồi khi có điều kiện thích hợp, nước xuống tới đâu thì thân ngả dài tới đó, thậm chí nếu cạn sát mặt ruộng thì các rễ phụ ở các đốt bám vào đất để các mầm ở các đốt phát triển thành cây lúa cho bông bình thường.

- Lúa chống chịu với điều kiện môi trường như: Lúa chịu phèn, chịu mặn, ... Là loại lúa trồng trên đất phèn, mặn vẫn cho năng suất, trong khi các giống lúa khác bị ảnh hưởng, thậm chí không cho thu hoạch do phèn mặn.

Theo đặc tính sinh hóa (phẩm chất cơm của) hạt gạo:

- Phân loại theo độ trở hồ của hạt gạo: Có nhóm lúa độ trở hồ cao, trung bình và thấp.

Bảng phân loại theo độ trở hồ của hạt gạo

- Phân loại theo hàm lượng amylose của hạt gạo: Tùy theo hàm lượng amylose trong tinh bột hạt gạo và cấu tạo của tinh bột còn phân biệt lúa nếp (glutinus) và lúa tẻ (utilissima). Tinh bột có hai dạng là amylose và amylopectin. Hàm lượng amylopectin trong thành phần tinh bột hạt gạo càng cao, tức hàm lượng amylose càng thấp thì gạo càng dẻo:

Bảng phân loại theo hàm lượng amylose của hạt gạo

- Phân loại theo mùi thơm: Gồm có 3 nhóm lúa thơm, hơi thơm và không thơm

Bảng phân loại theo mùi thơm của hạt gạo:

Giáo trình cây lương thực