Cây lúa trải qua 10 giai đoạn sinh trưởng, phát triển như sau:
1. Giai đoạn trương hạt
Giai đoạn ngâm ủ hạt giống là giai đoạn quan trọng trong việc xử lý mầm bệnh trên hạt giống, hạn chế sự lây lan và phát triển mầm bệnh trên đồng ruộng.
Tiến hành xử lý hạt giống bằng nước sạch theo quy tắc pha 3 sôi, 2 lạnh (54oC). Việc ngâm ủ hạt giống sẽ phá ngủ nghỉ, kích thích quá trình nảy mầm của hạt giống. Khi hạt giống đã hút đủ lượng nước cần thiết, hạt sẽ nứt nanh và nảy mầm.
2. Giai đoạn nảy mầm
Hạt đã hút no nước được vớt ra, đãi sạch và ủ hạt từ 24 - 30 giờ. Trong suốt quá trình ngâm ủ, trong hạt xảy ra các hoạt động hoạt hoá tinh bột, protein và các chất béo để biến đổi thành những chất đơn giản cung cấp dinh dưỡng nuôi phôi, các tế bào phôi phân chia lớn lên thành mầm và rễ mầm, trục phôi trương to, đẩy mầm và rễ mầm ra khỏi vỏ trấu, kết thúc giai đoạn nảy mầm.
Điều kiện ảnh hưởng đến sự nẩy mầm:
- Sức nẩy mầm của hạt: Thu hoạch lúa đảm bảo độ chín, bảo quản tốt sức nảy mầm của hạt tốt hơn. Hạt giống có vỏ trấu mỏng thường hút nước nhanh hơn giống vỏ dày, do đó thời gian nảy mầm thường ngắn hơn.
- Độ ẩm: Hạt giống nảy mầm khi hàm lượng nước của hạt đạt 25 - 35% (không nẩy mầm nếu hàm lượng nước của hạt dưới 13%). Tốc độ hút nước của hạt phụ thuộc vào nhiệt độ không khí và nhiệt độ nước. Trong điều kiện thời tiết lạnh vụ Đông Xuân, nên ngâm hạt giống với nhiệt độ nước 25 - 30 oC để rút ngắn thời gian ngâm. Tuy nhiên thời gian ngâm quá dài, hạt hút nhiều nước, tinh bột trong hạt gạo phân giải thành đường rồi hoà tan trong nước làm tiêu hao chất dự trữ trong hạt. Đồng thời, hạt dễ bị chua, thối hoặc mầm yếu.
- Nhiệt độ: nhiệt độ giới hạn thấp nhất là 10 -12oC , nhiệt độ thích hợp là 30 -35oC, nhiệt độ lớn hơn 40oC có hại cho sự nảy mầm .
Khi hạt nảy mầm cũng cần phải có đủ lượng không khí, chủ yếu là oxy cho mầm và rễ mầm phát triển.
Do vậy, trong kỹ thuật ngâm ủ, người ta điều tiết quan hệ nước, oxy để khống chế sự phát triển của mầm và rễ. Kinh nghiệm ”ngày ngâm đêm ủ” cũng là một biện pháp điều tiết sự phát triển của mầm và rễ cho phù hợp.
3. Giai đoạn đẻ nhánh
Điều kiện bình thường sau cấy 5 - 7 ngày cây lúa có thể bén rễ hồi xanh, chuyển sang đẻ nhánh. Trời âm u, thiếu ánh sáng, nhiệt độ thấp, thời gian bén rễ hồi xanh kéo dài 15 - 20 ngày, thậm chí 25 - 30 ngày ở vụ Đông Xuân phía Bắc.
Thời kỳ đẻ nhánh, cây lúa sinh trưởng nhanh và mạnh về rễ và lá. Thời kỳ này quyết định đến sự phát triển diện tích lá và số bông.
Thời gian đẻ nhánh phụ thuộc vào giống, thời vụ và biện pháp kỹ thuật canh tác. Thời gian đẻ nhánh có thể kéo dài trên dưới 2 tháng ở vụ Đông Xuân, 40 - 50 ngày ở vụ Mùa, 20 - 25 ngày ở vụ Hè Thu.
Trong một vụ, các trà cấy sớm có thời gian đẻ nhánh dài hơn các trà cấy muộn. Thúc đạm sớm, quá trình đẻ nhánh sớm. Bón phân nhiều, muộn, thời gian đẻ nhánh kéo dài. Mật độ gieo, cấy thưa thời gian đẻ nhánh dài hơn so với gieo, cấy dày. Tuổi mạ non thời gian đẻ nhánh dài hơn so với mạ già.
Trên cây lúa chỉ có những nhánh đẻ sớm, ở vị trí mắt đẻ thấp, có số lá nhiều, điều kiện dinh dưỡng thuận lợi mới có điều kiện phát triển đầy đủ để trở thành nhánh hữu hiệu (nhánh thành bông).
Giai đoạn này cần chăm sóc hợp lý để đảm bảo số nhánh hữu hiệu, số lá và số bông, tránh bón phân nhiều, bón muộn làm cho lúa đẻ nhánh lai rai thường làm tăng tỷ lệ nhánh vô hiệu, ảnh hưởng đến tiêu hao dinh dưỡng cũng như tăng cường sự phá hoại của sâu, bệnh.
4. Giai đoạn phát triển lóng, đốt thân
Trên đồng ruộng sau khi đạt số nhánh tối đa cây lúa chuyển sang thời kỳ làm đốt
* Thời gian làm đốt
- Thời gian làm đốt dài hay ngắn có liên quan chặt chẽ đến thời kỳ trỗ bông, cũng như liên quan đến số lóng kéo dài trên thân nhiều hay ít.
- Giống lúa ngắn ngày có thời gian làm đốt khoảng 25 - 30 ngày, giống lúa trung ngày 30 - 40 ngày và dài ngày khoảng 50 - 60 ngày. Thời gian làm đốt cũng có những quy luật nhất định: ở vụ Mùa, cây lúa làm đốt vào trung tuần tháng 8, trước khi làm đòng 7 đến 20 ngày tuỳ giống; ở vụ Đông Xuân, cây lúa làm đốt vào trung tuần tháng 3, trước khi làm đòng 5 - 7 ngày.
- Thời gian làm đốt, làm đòng của các giống ngắn ngày được bắt đầu cùng một lúc. Do đó thời gian làm đốt làm đòng bằng nhau. Đôi khi cũng có giống lúa phân hoá đòng rồi mới làm đốt, trong trường hợp này thời gian làm đốt ngắn hơn làm đòng.
* Quá trình làm đốt:
- Thân lúa được phát triển từ trục phôi. Trong thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng, thân lúa là thân giả do các bẹ lá tạo thành. Từ thời kỳ làm đốt trở đi, thân lúa chính thức mới hình thành.
- Quá trình làm đốt được tính khi lóng thứ nhất ở gốc thân có chiều dài lớn hơn 0,5 cm . Các lóng ở dưới gốc thường ngắn, tốc độ phát triển chậm. Các lóng trên dài hơn và tốc độ phát triển nhanh hơn.
- Số lóng và kích thước lóng: Số lóng trên thân phụ thuộc vào giống. Giống lúa trung ngày có 6 - 7 lóng, giống lúa ngắn ngày có 4 - 5 lóng.
5. Giai đoạn phân hóa hoa, làm đòng
Giai đoạn làm đòng (từ phân hoá đòng đến đòng già), là quá trình phân hoá và hình thành cơ quan sinh sản, có ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất lúa. Ở thời kỳ này, cây lúa có những thay đổi rõ rệt về hình thái, màu sắc lá, sinh lý, khả năng chống chịu ngoại cảnh.
Quá trình này diễn ra ở đỉnh điểm sinh trưởng của các nhánh cây lúa, có thể nhìn thấy đòng lúa bắng mắt thường khi đòng đã dài 1mm, nông dân gọi là cứt gián.
Sau khi hình thành bông nguyên thủy là giai đoạn vươn dài kết hợp với sự hình hình thành bông, gié và hoa hoàn chỉnh. Lúc này chiều dài của đòng có thể đạt từ 6 - 12cm, bằng 1/2 chiều dài của bông sau này. Đòng lúa lớn dần, phình to và phát triển cả về chiều dài.
Giai đoạn làm đòng kết thúc khi cây lúa có đòng già chuẩn bị trỗ bông. Từ giai đoạn bông nguyên thuỷ cây lúa còn hình thành được ba lá nữa, không kể lá đòng
6. Giai đoạn trỗ bông
Khi đòng đã hoàn chỉnh cây lúa bắt đầu trỗ. Toàn bộ bông lúa thoát ra khỏi bẹ lá đòng là quá trình trỗ xong với thời gian 4 - 6 ngày. Thời gian trỗ càng ngắn càng có khả năng tránh được các điều kiện thời tiết bất thuận. Cùng với quá trình trỗ bông, có giống vừa nở hoa vừa thụ phấn ngay, nhưng cũng có giống phải chờ trỗ xong mới tiến hành nở hoa thụ phấn.
7. Giai đoạn nở hoa, thụ phấn
- Trên một bông, những hoa ở đầu bông và đầu gié nở trước, các hoa ở gốc bông thường nở cuối cùng. Trình tự nở hoa có liên quan đến trình tự vào chắc. Những hoa gốc bông nở cuối cùng, nên vào chắc muộn và khi gặp điều kiện bất thuận thường dễ bị lép và khối lượng hạt thấp.
- Thời gian hoa nở rộ thường vào 8 - 9 giờ sáng khi điều kiện thời tiết thuận lợi.
Khi nở hoa phơi màu, vỏ trấu mở ra. Bao phấn vỡ, hạt phấn rơi vào đầu nhụy, ống phấn vươn dài tới phôi nang, vỡ ra, giải phóng 2 hạch đực: 1 hạch kết hợp với trứng và phát triển thành phôi; hạch đực còn lại kết hợp với hạch thứ cấp và phát triển thành phôi nhũ.
Sau 8 - 10 ngày có thể phân biệt rõ các bộ phận của phôi như trục phôi, mầm và rễ phôi. Sau 2 tuần phôi đã phát triển xong và nằm ở dưới bụng hạt.
Phải mất khoảng một tuần các hoa trên cùng một bông lúa mới nở hết. Sau khi trỗ 10 ngày thì tất cả các hoa trên bông lúa đều được thụ tinh xong, bắt đầu phát triển thành hạt. Những hoa lúa không được thụ tinh, hạt sẽ bị lép.
8. Giai đoạn chín sữa
Giai đoạn chín sữa bắt đầu sau khi phơi màu từ 5 - 7 ngày, chất dự trữ trong hạt lúa ở dạng lỏng và trắng như sữa; hình dạng hạt đã hoàn thành, lưng hạt có màu xanh; trọng lượng hạt trong thời kỳ này tăng rất nhanh, có thể đạt 75 - 80% trọng lượng cuối cùng của hạt thóc.
9. Giai đoạn chín sáp
Giai đoạn chín sáp là giai đoạn mà chất dịch trong hạt thóc dần dần đặc lại, khiến cho hạt lúa cứng; màu xanh ở lưng hạt thóc dần chuyển màu vàng và trong giai đoạn này trọng lượng hạt thóc tiếp tục tăng lên.
10. Giai đoạn chín hoàn toàn
Giai đoạn chín hoàn toàn khi vỏ trấu từ màu vàng chuyển sang vàng nhạt và hạt thóc chắc cứng, cũng là lúc hạt thóc đạt trọng lượng tối đa. Lúc này có thể bắt đầu tiến hành thu hoạch lúa.
Để chăm sóc lúa đạt năng suất lúa cao nhất cần thực hiện đúng quy trình canh tác, phòng trừ dịch hại kịp thời.