Nghiên cứu đánh giá một số dòng lúa triển vọng trên đất văn lâm hưng yên

luận văn, thạc sĩ, tiến sĩ, cao học, khóa luận, đề tài

-

NGUYỄN QUỐC PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU ðÁNH GIÁ MỘT SỐ DÒNG LÚA TRIỂN

VỌNG TRÊN ðẤT VĂN LÂM - HƯNG YÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Di truyền và Chọn giống cây trồng

Mã số : 60.62.05 Người hướng dẫn khoa học: TS PHẠM ðỒNG QUẢNG

HÀ NỘI - 2010

LỜI CAM ðOAN

- Tôi xin cam ñoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược ai công bố

- Tôi xin cam ñoan mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn ñã ñược cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc

Hưng Yên, ngày tháng năm 2010

Tác giả luận văn

Nguyễn Quốc Phương

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Phạm ðồng Quảng ñã tận tình hướng dẫn và tạo mọi ñiều kiện ñể tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này

Tôi xin cảm ơn TS Nguyễn Như Hải; PGS TS Nguyễn Văn Hoan; ThS Bùi Trọng Thủy ñã tận tình giúp ñỡ tôi trong quá trình thực hiện thí nghiệm và chỉnh sửa luận văn

Tôi xin gửi lời cảm ơn ñến Khoa Nông học, Viện Sau ðại học, ñặc biệt

là Bộ môn Di truyền và chọn dòng cây trồng - Trường ðHNN Hà Nội ñã giúp

ñỡ rất nhiều cho việc hoàn thành báo cáo

Tôi xin cảm ơn Ban lãnh ñạo Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia, Lãnh ñạo Trạm Khảo kiểm nghiệm giống cây trồng, phân bón Văn Lâm, cán bộ công nhân viên Trạm cùng bạn

bè ñồng nghiệp, người thân và gia ñình ñã tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình hoàn thành luận văn

Luận văn này khó tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất mong nhận ñược những ý kiến ñóng góp của ñồng nghiệp, bạn ñọc và xin trân trọng cảm ơn

Hưng Yên, ngày tháng năm 2010

Tác giả luận văn

Nguyễn Quốc Phương

2.3 Tình hình nghiên cứu bệnh bạc lá lúa (Xanthomonas oryzae pv oryzae) 27

2.4 Phân bón và sử dụng phân bón cho lúa 31

3 ðỐI TƯỢNG, ðỊA ðIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

3.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 39

4.1 ðặc ñiểm sinh trưởng phát triển của các dòng lúa thí nghiệm vụ

4.2 Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng của các dòng lúa thí

4.2.1 Giai ñoạn từ cấy ñến bén rễ hồi xanh 55

4.3 Nghiên cứu ñặc ñiểm lá ñòng của các dòng lúa thí nghiệm vụ

4.8 Một số ñặc ñiểm nông học của các dòng lúa thí nghiệm vụ Xuân

4.8.2 Nhánh hữu hiệu và tỷ lệ nhánh hữu hiệu 72

4.10 Năng suất sinh vật học và hệ số kinh tế của các dòng lúa thí

4.13 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón ñến tăng trưởng số nhánh

của các dòng lúa triển vọng trong vụ Mùa 2010 qua các giai ñoạn

4.14 Ảnh hưởng của phân bón ñến mức ñộ nhiễm sâu bệnh hại trên

ñồng ruộng của các dòng lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 86 4.15 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón ñến số bông trên khóm của

các dòng lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 87 4.16 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón ñến số hạt trên bông của các

4.17 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón ñến tỷ lệ hạt chắc trên bông

của các dòng lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 90 4.18 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón ñến khối lượng 1000 hạt của

các dòng lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 91 4.19 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón ñến năng suất thực thu của

các dòng lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 92 4.17 Tương quan giữa năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 95

TSC Tuần sau cấy TGST Thời gian sinh trưởng VFA Hiệp hội Lương thực Việt Nam

DANH MỤC BẢNG

2.1 Sản xuất lúa gạo các châu lục trên thế giới từ năm 1995 ựến 2007 52.2 Sản xuất lúa gạo Việt Nam từ năm 2005 ựến 2010 82.3 Một số giống lúa nhiễm bệnh bạc lá ở miền Bắc Việt Nam 302.4 Nhu cầu và cân ựối phân bón ở Việt Nam ựến năm 2020 32

3.2 Chủng vi khuẩn dùng ựể lây nhiễm nhân tạo 39

3.4 Phân nhóm hàm lượng amylose theo tiêu chuẩn IRRI (1996) 464.1 đặc ựiểm sinh trưởng của các dòng lúa thắ nghiệm vụ Xuân

4.7 Chiều dài vết bệnh bạc lá bằng lây nhiễm nhân tạo của các

4.8 đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá bằng lây nhiễm nhân tạo

của các dòng lúa thắ nghiệm vụ Xuân 2010 704.9 đặc ựiểm nông học của các dòng lúa thắ nghiệm vụ Xuân

4.10 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất các dòng lúa thí

4.19 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón ñến khối lượng 1000 hạt

của các dòng lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 924.20 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón ñến năng suất thực thu

của các dòng lúa thí nghiệm vụ Mùa 2010 93

4.4 Tương quan giữa năng suất thực thu (NSTT) với các yếu tố cấu

thành năng suất của dòng CS4, KN2 và NN121 ở các mức phân

1 MỞ ðẦU

1.1 ðặt vấn ñề

Cây lúa (Oryza sativa L) là cây trồng quan trọng nhất thuộc nhóm ngũ

cốc, cũng là cây lương thực chính của người dân Việt Nam nói riêng và người dân châu Á nói chung Việt Nam là cái nôi của nền văn minh lúa nước, diện tích ñất trồng lúa trên thế giới chiếm 11% thì tại Việt Nam khắp nơi ñều trồng lúa, nhất là ở các miền ñồng bằng Trên thế giới, số người ñược sống bằng lúa gạo là 50% thì tại Việt Nam là 100% Những vựa lúa lớn của Việt Nam là ðồng bằng sông Hồng, ðồng bằng sông Cửu Long

Trong những năm gần ñây, sản xuất lúa gạo của nước ta có những bước phát triển vượt bậc và ñạt ñược các thành tựu to lớn, góp phần vào sự tăng trưởng chung của nền kinh tế cả nước Năm 2009, sản lượng lúa cả nước ñạt gần 39 triệu tấn, xuất khẩu gạo ñạt hơn 6 triệu tấn, cao nhất từ trước tới nay

ðể ñạt ñược các thành tựu trên, có sự ñóng góp không nhỏ của công tác giống cây trồng Việc áp dụng những giống cây trồng mới có năng suất cao, phẩm chất tốt, chống chịu tốt với ñiều kiện sâu bệnh và ñiều kiện ngoại cảnh bất thuận ñã góp phần làm tăng năng suất, sản lượng, hạ giá thành sản phẩm, cải thiện ñáng kể cuộc sống của người nông dân

Tuy nhiên, ñể có ñược các giống cây trồng tốt ñáp ứng ñược yêu cầu của sản xuất, chúng ta phải tiến hành tốt công tác chọn lọc, khảo nghiệm các giống lúa mới có nhiều ñặc tính nông học tốt, năng suất cao, ñặc biệt là chống chịu tốt với sâu bệnh trong ñiều kiện khí hậu nhiệt ñới nước ta

Ở vùng ðồng bằng sông Hồng, bệnh bạc lá lúa do vi khuẩn

trọng ñối với cây lúa trong ñiều kiện vụ mùa, luôn là nguy cơ tiềm ẩn thành

dịch hại trong các vụ lúa Cho ñến nay vẫn chưa có loại thuốc nào ñặc hiệu ñể phòng trừ bệnh bạc lá lúa

Các giống lúa phổ biến ñược gieo trồng tại ñịa phương trong một thời gian dài sức chống chịu sâu bệnh kém, có năng suất thấp, và có xu hướng giảm dần

ðể góp phần nâng cao hơn nữa hiệu quả của việc trồng lúa, ngoài sự ñóng góp của công tác chọn tạo giống mới có năng suất cao, kháng bệnh tốt thì phân bón cũng là yếu tố hết sức quan trọng Trong ñó mức phân bón có vai trò quyết ñịnh lớn ñến năng suất và hiệu quả kinh tế của ruộng lúa

Do ñó, việc chọn tạo và sử dụng các giống lúa có năng suất cao, ổn ñịnh, kháng bệnh bạc lá là phương pháp kinh tế và hiệu quả nhất

Từ những lý do trên, chúng tôi tiến hành ñề tài: “Nghiên cứu ñánh giá một số dòng lúa triển vọng trên ñất Văn Lâm - Hưng Yên”

1.2 Mục ñích và yêu cầu của ñề tài

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

1.3.1 Ý nghĩa khoa học

Các giống lúa mới nhất là các giống lúa thuần của Việt Nam qua nhiều năm ñã khẳng ñịnh vị trí của mình trong sản xuất, ñược người nông dân dễ tiếp cận và ñánh giá cao Tuy nhiên, các giống mới chọn tạo ra thường nhanh

bị thoái hóa, dễ nhiễm các loại sâu bệnh hại nguy hiểm và không ñáp ứng kịp với trình ñộ thâm canh ngày càng cao của người sản xuất Do vậy ñề tài này sẽ ñóng góp thêm vào kết quả nghiên cứu về tuyển chọn các giống lúa thuần phù hợp với vùng sinh thái, ñảm bảo tính bền vững trong sản xuất nông nghiệp ở vùng ñồng bằng sông Hồng ðây cũng là cơ sở cho sự chỉ ñạo và ñịnh hướng sản xuất lúa cũng như cơ cấu giống cây trồng

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Xác ñịnh ñược 1 - 2 dòng lúa triển vọng có ñặc ñiểm nông học tốt, ngắn ngày, năng suất cao, ổn ñịnh, chống chịu sâu bệnh ñặc biệt có khả năng kháng bệnh bạc lá, phù hợp với ñiều kiện sinh thái và mức thâm canh vùng ðồng bằng sông Hồng

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Sản xuất và tiêu thụ lúa gạo

2.1.1 Sản xuất và tiêu thụ lúa gạo trên thế giới

Với sự phát triển dân số như hiện nay (năm 2009 dân số thế giới khoảng 6,865 tỉ người, dự kiến ñạt 7 tỉ vào năm 2011) thì vấn ñề an ninh lương thực là yêu cầu cấp bách trong những năm trước mắt cũng như lâu dài ðặc biệt, ñối với các nước ñang phát triển (Châu Á, Châu Phi, Khu vực Mỹ

La Tinh) vấn ñề này càng trở nên bức thiết do dân số tăng nhanh, sản lượng lương thực hàng năm thấp

Cho ñến nay lúa vẫn là cây lương thực ñược con người sản xuất và tiêu thụ nhiều nhất Gạo là lương thực quan trọng trong những bữa ăn hàng ngày của người dân ở nhiều quốc gia trên thế giới Tại châu Á, gạo là nguồn cung cấp calori chủ yếu ñóng góp 56% năng lượng, 42,9% protein hàng ngày [48] ðặc biệt quan trọng hơn với những người nghèo, khi mà lương thực cung cấp tới 70% năng lượng và protein thông qua bữa ăn hàng ngày [47]

Vì vậy, tổng sản lượng lúa trong vòng 30 năm qua ñã tăng lên gấp hơn

2 lần: từ 257 triệu tấn năm 1965 lên tới 535 triệu tấn năm 1994 Cùng với nó, diện tích trồng lúa cũng tăng lên ñáng kể, năm 1970 diện tích trồng lúa toàn thế giới là 134.390 triệu ha, ñến năm 1994 con số này ñã lên tới 146.452 triệu

ha Trong ñó, các nước Châu Á vẫn giữ vai trò chủ ñạo trong sản xuất và tiêu thụ lúa gạo.[55] [52]

Châu Á ñược coi là cái nôi của lúa gạo do sản xuất cũng như tiêu thụ chiếm tới trên 90% tổng sản lượng lúa gạo của Thế giới, nơi ñã diễn ra cuộc

“Cách mạng xanh” giữa thế kỷ XX, ở ñây ñã lai tạo ra nhiều giống lúa nước ngắn ngày, năng suất cao, nhờ vậy ñã góp phần thành công trong việc chuyển ñổi cơ cấu cây trồng và cơ cấu mùa vụ theo hướng sản xuất lúa hàng hóa ở nhiều quốc gia Sự nổi bật của khu vực này có ảnh hưởng quyết ñịnh vào

tương lai cũng như quá khứ của tình hình sản xuất lúa gạo trên Thế giới Sản lượng lúa thế giới năm 2008 là 661,811 triệu tấn, có 114 nước trồng lúa, châu

Á chiếm 90% dẫn ñầu là Trung Quốc và Ấn ðộ Năm 1960, năng suất lúa bình quân thế giới 1,04 tấn/ha

Bảng 2.1: Sản xuất lúa gạo các châu lục trên thế giới

từ năm 1995 ñến 2007

Tốc ñộ tăng 1995-

2000

Tốc ñộ tăng 2000-2007

Diện tích (Triệu ha)

Thế giới 149,594 154,167 154,701 156,302 156,953 0,60 0,26 Châu phi 6,995 7,659 8,756 9,483 9,386 1,83 2,95 Châu Mỹ 8,183 7,619 8,102 6,861 6,632 -1,42 -1,96 Châu Á 133,734 138,143 137,207 139,261 140,301 0,65 0,22 Châu Ấu 0,546 0,606 0,576 0,591 0,606 2,11 0,00 Châu Úc 0,137 0,140 0,060 0,106 0,028 0,52 -20,74

Năng suất (tấn/ha)

Thế giới 3,659 3,885 4,084 4,121 4,152 1,10 0,96 Châu phi 2,133 2,282 2,304 2,321 2,502 0,77 1,32 Châu Mỹ 3,568 4,152 4,498 4,928 4,954 2,34 2,56 Châu Á 3,735 3,949 4,166 4,193 4,218 1,10 0,95 Châu Ấu 4,946 5,250 5,803 5,804 5,772 1,61 1,36 Châu Úc 8,469 7,988 6,055 9,326 6,703 -3,30 -2,48

Sản lượng (Triệu tấn)

Thế giới 547,432 598,894 631,868 644,116 651,743 1,44 1,22 Châu phi 14,923 17,477 20,179 22,014 23,483 3,06 4,31 Châu Mỹ 29,197 31,635 36,441 33,809 32,857 2,24 0,54 Châu Á 499,456 545,482 571,544 583,873 591,720 1,36 1,17 Châu Ấu 2,700 3,181 3,344 3,428 3,498 2,16 1,37 Châu Úc 1,156 1,119 0,360 0,992 0,185 -11,00 -22,70

Nguồn: FAOSTAT FAO 3/2009

Nhờ ứng dụng kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp, năng suất lúa luôn luôn ñược cải thiện, ñến năm 2008, năng suất lúa thế giới bình quân ñạt 4,25 tấn/ha Năm 2008, nước sản xuất lúa ñạt năng suất lúa cao nhất là Uruguay: 8,01 tấn/ha, Mỹ: 7,68 tấn/ha và Peru: 7,36 tấn/ha Trong khi ñó nước có sản lượng cao nhất là Trung Quốc, năng suất chỉ ñạt 6,61 tấn/ha và Việt Nam sản lượng ñứng thứ năm, năng suất ñạt 4,88 tấn/ha Nếu năng suất lúa Việt Nam phấn ñấu bằng với Uruguay thì sản lượng sẽ tăng gần gấp ñôi hiện nay

2.1.2 Sản xuất và tiêu thụ lúa gạo ở Việt Nam

Việt Nam là nước có ñiều kiện khí hậu nhiệt ñới, có thể coi là cái nôi hình thành cây lúa Cây lúa ñã trở thành cây lương thực chủ yếu, có ý nghĩa ñáng kể trong nền kinh tế và xã hội nước ta Lúa gạo không chỉ giữ vai trò trong việc cung cấp lương thực nuôi sống con người mà còn là mặt hàng xuất khẩu ñóng góp không nhỏ vào nền kinh tế quốc dân Do có ñiều kiện tự nhiên thuận lợi phù hợp cho cây lúa phát triển nên trong quá trình sản xuất lúa ñã hình thành 2 vùng sản xuất rộng lớn ñó là vùng ðồng bằng châu thổ sông Hồng và ðồng bằng sông Cửu Long [25]

Trước năm 1945, diện tích ñất trồng lúa của nước ta là 4,5 triệu ha, năng suất trung bình ñạt 1,3 tấn/ha, sản lượng 5,4 triệu tấn Hiện nay, với những tiến bộ kỹ thuật vượt bậc trong nông nghiệp, nghề trồng lúa nước ta ñã

có bước nhảy vọt về năng suất, sản lượng và giá trị kinh tế Năm 1996, nước

ta xuất khẩu ñược 3,2 triệu tấn lương thực ; Năm 1999, nước ta vươn lên ñứng hàng thứ 2 trên thế giới về xuất khẩu gạo Năm 2002, tổng sản lượng lương thực ñạt 36,4 trệu tấn, trong ñó lúa chiếm 70% Về diện tích gieo trồng, năm

1995 ñạt trên 6,7 triệu ha, năm 2008 ñạt 7,4 triệu ha, tốc ñộ tăng bình quân ñạt 0,7%/năm [2] [34]

Năm 2008 ñược mùa lớn với sản lượng lúa ñạt 38,7 triệu tấn, tăng 2,8 triệu tấn so với năm 2007 và là năm sản lượng lúa ñạt mức cao nhất trong 12

năm trước ñó Năm 2009, mặc dù nước ta, ñặc biệt là Tây Nguyên và duyên hải Nam Trung Bộ bị bão lũ gây thiệt hại nặng nề, nhưng nhờ có sự nỗ lực ñẩy mạnh sản xuất của các vùng, miền nhất là ñồng bằng sông Hồng và ñồng bằng sông Cửu Long nên sản lượng lúa cả năm vẫn ñạt gần 38,9 triệu tấn, tăng 165,7 nghìn tấn so với năm 2008, bao gồm lúa ñông xuân ñạt 18,7 triệu tấn, tăng 369,4 nghìn tấn so với vụ ñông xuân năm 2008 do diện tích tăng 47,6 nghìn ha và năng suất tăng 0,3 tạ/ha; lúa hè thu ñạt 11,2 triệu tấn, giảm 211,6 nghìn tấn do diện tích giảm 10,4 nghìn ha và năng suất giảm 0,7 tạ/ha; lúa mùa ñạt 9 triệu tấn, chỉ tăng 7,9 nghìn tấn do năng suất không tăng và diện

tích cũng chỉ tăng 2,7 nghìn ha [1]

Diện tích gieo cấy lúa ñông xuân năm 2010 cả nước ước tính ñạt 3086,1 nghìn ha, tăng 25,4 nghìn ha so với vụ ñông xuân năm trước; năng suất ñạt 62,2 tạ/ha, tăng 1,1 tạ/ha; sản lượng ñạt 19,2 triệu tấn, tăng 495 nghìn tấn Chăm sóc lúa ñông xuân tại các ñịa phương phía Bắc gặp khó khăn từ ñầu vụ do thời tiết nắng hạn kéo dài, gây thiếu nước tưới nên diện tích gieo cấy ước tính ñạt 1147,3 nghìn ha, giảm 3,2 nghìn ha so với vụ ñông xuân năm

2009, do ñó sản lượng chỉ ñạt 6,8 triệu tấn, giảm 32,8 nghìn tấn Năm 2008 ñược mùa lớn với sản lượng lúa ñạt 38,7 triệu tấn, tăng 2,8 triệu tấn so với năm 2007 và là năm sản lượng lúa ñạt mức cao nhất trong 12 năm trước ñó

Nhờ sự tăng trưởng ổn ñịnh với tốc ñộ cao nên ñến nay Việt Nam không những ñáp ứng nhu cầu tiêu thụ gạo nội ñịa mà còn dư ñể xuất khẩu Việt Nam ñã vươn lên trở thành nước xuất khẩu gạo thứ hai trên thế giới sau Thái Lan Theo Hiệp hội Lương thực Việt Nam (VFA), tính ñến ngày 25/11/2009, lượng gạo ký hợp ñồng ñạt trên 6,72 triệu tấn, tăng hơn 47,8% so cùng kỳ và lượng ñã giao ở thời ñiểm này ñạt 5,601 triệu tấn Số lượng giao trong tháng 12/2009 khoảng 1,12 triệu tấn Năm 2010, các chuyên gia thị trường cho rằng, sẽ có nhiều triển vọng cho ngành gạo nhưng cũng là năm

ñầy biến ñộng và thử thách, các doanh nghiệp cần liên kết lại ñể nâng cao giá trị hạt gạo Việt Nam

Tuy nhiên, trong những năm gần ñây do xu hướng ñô thị hoá, công nghiệp hoá ñang diễn ra mạnh, dân số tăng nhanh làm diện tích ñất nông nghiệp và diện tích ñất trồng lúa ngày càng bị thu hẹp Vấn ñề cấp thiết ñặt ra

là cần phải nâng cao hơn nữa năng suất và chất lượng lúa, nhằm ñáp ứng ñược nhu cầu lương thực cho người dân và cho xuất khẩu

Bảng 2.2: Sản xuất lúa gạo Việt Nam từ năm 2005 ñến 2010

Năm Diện tích

(nghìn ha)

Sản lượng (triệu tấn)

Xuất khẩu (triệu tấn)

(* Tính ñến hết tháng 06/2010 lượng gạo xuất khẩu ñạt 3.46 triệu tấn)

Số liệu thống kê Hải quan Việt Nam

2.2 Các nghiên cứu về cây lúa

2.2.1 Nghiên cứu một số ñặc ñiểm nông sinh học của cây lúa

Cấu tạo hạt thóc bao gồm: mày hạt, vỏ trấu và hạt gạo Trong hạt gạo

có màng, nội nhũ và phôi

- Màng là một lớp mỏng có màu hoặc không màu tùy thuộc vào từng giống Màng và vỏ trấu có nhiệm vụ bảo vệ hạt gạo khỏi bị ẩm và nấm bệnh xâm nhập

- Nội nhũ chiếm phần lớn thể tích của hạt từ 80 ñến 85% - là phần dự trữ chủ yếu chứa tinh bột cung cấp dinh dưỡng cho quá trình nảy mầm của hạt

- Phôi nằm phía dưới hạt gạo, phôi chiếm từ 8 ñến 12% thể tích hạt phôi – là phần chủ yếu quyết ñịnh ñặc tính di truyền của giống Trong phôi có

3 phần: rễ mầm, thân mầm và lá mầm [22]

2.2.1.2 Rễ lúa

Lúa thuộc loại rễ chùm, khi nảy mầm rễ ra ñầu tiên là rễ mộng, rễ mầm hoặc rễ phôi, sau ñó là rễ phụ

Rễ mộng: sinh ra trực tiếp từ phôi, rễ ra ñầu tiên chỉ có một cái

Rễ phụ: hình thành từ các mắt ñốt gốc cây lúa, chủ yếu tạo lên bộ rễ lúa sau này Số lượng rễ mọc từ các mắt ñốt tăng dần theo thời gian sinh trưởng

và phụ thuộc vào kích thước, khả năng hoạt ñộng của các lá tương ứng

Dựa vào vị trí trên thân chia rễ lúa thành 3 loại:

- Rễ cấp 1: mọc từ gốc thân cây lúa

- Rễ cấp 2: mọc từ rễ cấp 1

- Rễ cấp 3: còn gọi là rễ con hoặc lông tơ, mọc từ rễ cấp 1 và cấp 2 Dựa vào màu sắc và khả năng hoạt ñộng chia bộ rễ thành 3 loại:

- Rễ trắng: rễ mới hình thành khả năng hút dinh dưỡng và nước

- Rễ vàng: khả năng hoạt ñộng kém hơn rễ trắng

- Rễ ñen: rễ già không còn khả năng hút dinh dưỡng, chỉ hút nước

2.2.1.3 Lá lúa

Lá ñược hình thành từ các mầm ở mắt thân, khi hạt nảy mầm lá hình

thành ñầu tiên là lá bao, sau ñó ñến lá không hoàn toàn (chỉ có bẹ lá, không có phiến lá), tiếp theo xuất hiện lá thật và có ñầy ñủ các bộ phận

Các lá ra ñầu ngắn và nhỏ, các lá sau kích thước lớn dần Chiều dài của

lá thường ñạt dài nhất ở lá thứ (n-2), dưới lá ñòng, n là tổng số lá Chiều rộng của lá tăng dần từ lá thứ nhất ñến lá ñòng

Tiếp ñến là các bộ phận của lá:

- Phiến lá là phần chủ yếu ñể quang hợp

- Bẹ lá là phần bao bọc lấy thân

- Gối lá là phần giới hạn giữa bẹ lá và phiến lá, dưới có 2 phần phụ là lưỡi lá và tai lá

2.2.1.5 Bông lúa

Lúa thuộc loại bông chùm gồm trục bông, gié và hoa Gié cấp 1 xuất phát từ trục bông, gié cấp 2 xuất phát từ gié cấp 1 Thông thường một bông lúa có từ 9 ñến 15 gié cấp 1; 22 ñến 30 gié cấp 2 và 100 ñến 150 hoa Các giống lúa mới thuộc loại hình bông to và nhiều giống có từ 15 ñến 21 gié cấp 1; 35 ñến 45 gié cấp 2 và 200 ñến 300 hoa

Bông có nhiều dạng khác nhau như:

- Bông thẳng: Trục bông không cong, dạng này thuộc loại bông bé

- Bông cong ñầu: Phần gần ñầu bông cong

- Bông cong tròn: Bông cong xuống từ phần giữa bông

2.2.1.6 Hoa lúa

Hoa gồm 6 phần: ñế hoa, mày hoa, vỏ trấu, vảy cá, nhị và nhụy

- ðế hoa: Ở ñầu cuống, ñây có các tế bào tầng rời, tùy số lượng tế bào tầng rời nhiều hay ít quyết ñịnh dạng hạt

- Mày hoa: do 2 lá bắc biến thành ñược gắn liền với vỏ trấu, có màng dưới và màng trên

- Vỏ trấu: có 2 vỏ là vỏ trấu trong và vỏ trấu ngoài Vỏ trấu trong có 3 gân, vỏ trấu ngoài có 5 gân, phía ñầu vỏ trấu có mỏ nhọn, mỏ nhọn có thể kéo dài thành râu Các giống gần với loại dại thường có râu dài

- Vảy cá: có kích thước nhỏ, nằm giữa bầu nhụy và vỏ trấu Vảy cá có khả năng hút nước mạnh làm thể tích tăng nhanh giúp vỏ trấu mở ra, ñóng vào ñể tiến hành nở hoa, thụ phấn

- Nhị: có 6 cái mọc từ bầu nhụy Mỗi nhị có vòi nhị và bao phấn, mỗi bao phần gồm có 4 ngăn, mỗi ngăn có 500 ñến 1000 hạt phấn, hạt phấn có hình cầu nhỏ, khi chín có màu vàng sẫm

- Nhụy: nằm giữa hoa, gồm ñầu nhụy, vòi nhụy và bầu nhụy Bầu nhụy hình bầu dục, bên trong có phôi châu Vòi nhụy phân thành 2 nhánh, ñây là con ñường ñể ống phấn ñi vào bầu nhụy tiến hành thụ phấn ðầu nhụy phân thành nhiều nhánh nhỏ, ñây là nơi tiếp nhận hạt phấn ñể quá trình thụ phấn ñược tiến hành [22]

2.2.1.7 Các thời kỳ sinh trưởng và phát triển của cây lúa

Trong ñời sống của cây lúa có thể chia làm 2 thời kỳ sinh trưởng chủ yếu là: sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực

- Thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng tính từ lúc gieo ñến lúc làm ñòng Trong thời kỳ này cây lúa chủ yếu hình thành và phát triển các cơ quan dinh dưỡng như ra lá, phát triển rễ, ñẻ nhánh

- Thời kỳ sinh trưởng sinh thực là thời kỳ phân hóa hình thành cơ quan sinh sản bắt ñầu từ làm ñòng cho ñến khi thu hoạch Bao gồm các quá trình làm ñòng, trỗ bông và hình thành hạt Quá trình làm ñốt (phát triển thân) tuy

là sinh trưởng sinh dưỡng nhưng lại phát triển song song với quá trình phân hóa ñòng nên nó cũng nằm trong thời kỳ sinh trưởng sinh thực Thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng có ảnh hưởng trực tiếp ñến hình thành số bông Thời kỳ sinh trưởng sinh thực quyết ñịnh ñến việc hình thành số hạt trên bông, tỷ lệ hạt chắc và trọng lượng 1000 hạt Thời kỳ từ trỗ ñến chín là thời kỳ quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp ñến năng suất

Thời gian sinh trưởng của thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng biến ñộng mạnh Thời kỳ làm ñòng biến ñộng từ 30 ñến 40 ngày tùy theo giống ngắn ngày hay dài ngày Thời kỳ chín biến ñộng theo nhiệt ñộ khoảng 30 ngày vùng nhiệt ñới và 65 ngày vùng lạnh Sự khác nhau và biến ñộng và thời gian trong các thời kỳ là cơ sở ñể áp dụng các biện phát kỹ thuật thâm canh nhằm

tăng năng suất lúa [33]

2.2.2 Nghiên cứu về ñặc ñiểm di truyền các tính trạng trên cây lúa

2.2.2.1 Di truyền về bộ lá lúa

Bộ lá lúa có vai trò quan trọng trong quang hợp của cây Lá ñứng thẳng ñược kiểm tra bởi 1 gen lặn có hệ số di truyền cao, cặp gen này có tác dụng ña hiệu, vừa gây nên thân ngắn, vừa làm cho bộ lá ñứng thẳng, cứng và ngắn

ðộ dài lá có quan hệ ña hiệu với gen xác ñịnh chiều cao cây, nhưng bị chi phối bởi ñiều kiện môi trường ðộ dày lá quan hệ chặt chẽ với tiềm năng năng suất lúa Một giống lúa tốt với bộ lá thông thoáng sẽ làm tăng cường khả năng hấp thu ánh sáng và quang hợp của cây, góp phần tăng năng suất lúa [38] [40]

Di truyền về số lá trên cây: Số lá trên cây là một ñặc ñiểm di truyền ñặc trưng cho giống, có hệ số di truyền rất cao (90%), có liên quan ñến diện tích

lá của quần thể Số lá trên cây có thể biến ñộng từ 9 ñến 25 lá tùy thuộc vào giống các nhau Nó tương quan chặt chẽ với thời gian sinh trưởng, số lá nhiều thì thời gian sinh trưởng dài và ngược lại [40]

Di truyền về màu sắc phiến lá: Màu sắc lá lúa là tính trạng biểu hiện khả năng chịu phân ñạm của giống Các giống có bộ lá lúa màu xanh ñậm thường có khả năng chịu phân ñạm cao hơn và ñộ tàn lá muộn hơn Theo các nghiên cứu thường thấy lá màu xanh nhạt thường trội hơn so với màu lá màu xanh và xanh ñậm Theo GS Khush và Kinoshita (1991) phân tích chỉ thị gen lúa thì thấy PI quy ñịnh màu tím ở phiến lá, gen Pn quy ñịnh màu tím ở gối lá, mép lá, lưỡi lá, tai lá và mỏ hạt, gen pl quy ñịnh màu tím còn gen pgl quy ñịnh màu xanh nhạt [7]

Di truyền về kích thước lá ñòng: Lá ñòng là một trong ba lá quan trọng nhất của cây quyết ñịnh sự quang hợp của cây vào giai ñoạn làm ñòng ñến chín Tính trạng là ñòng dài, ñứng di truyền ñộc lập với gen lùn kiểm tra ñộ dài thân và ñộ dài các lá phía dưới Chiều dài lá ñòng do 1-3 cặp gen quy ñịnh Tính trạng lá ñòng dài là lặn và trong nhiều trường hợp nó tương tác cộng tính Theo Hoàng Văn Phần (1999) thì lá ñòng dài lại là trội so với lá ñòng ngắn [27]

2.2.2.2 Di truyền về tính trạng trên bông lúa

Di truyền về khả năng ñẻ nhánh và số bông hữu hiệu trên khóm

Các kết quả nghiên cứu cho rằng tính ñẻ nhánh khỏe di truyền số lượng, có hệ số di truyền thấp ñến trung bình và chịu ảnh hưởng rõ của ñiều kiện ngoại cảnh Nghiên cứu các tổ hợp lai cho nhận xét rằng kiểu ñẻ nhánh chụm, ñứng thẳng là lặn, kiểu ñẻ nhánh xòe là trội (JN.Rutger, DT Mackil.1998) [49]

Nhóm các nhà khoa học Viện Di truyền thuộc Viện Hàn Lâm khoa học Trung Quốc ñã phát hiện ñược một gen ñiều khiển khả năng ñẻ nhánh và sinh trưởng chiều cao của cây lúa, mở ñường tìm ra cách tăng năng suất lúa Gen này ñược gọi tên là MOC1 Các nhà nghiên cứu cho biết việc cài thêm các bản sao của gen này vào cây lúa làm tăng số nhánh Theo Susan Mc Couch, Giáo sư lai tạo thực vật và sinh học thực vật ở ðại học Cornell, gen này tác ñộng tới cấu trúc của cây lúa, tác ñộng tới năng suất Gen này là một chuyển mạch ñiều khiển các protein kiểm soát một số tính trạng của cây lúa Việc phát hiện ra MOC1 chỉ là bước ñầu tiên tiến tới hiểu biết cặn kẽ các yếu tố phức hợp tác ñộng tới năng suất của cây lúa (Anoym, 2003)

Di truyền về chiều dài bông

Chiều dài bông là một ñặc ñiểm di truyền của giống Nó ñược tính từ ñốt cổ bông ñến ñầu mút bông không kể râu Chiều dài bông là một tính trạng liên quan trực tiếp ñến số hạt trên bông, nó quyết ñịnh một phần năng suất của giống Chiều dài bông do cả gen trội và gen lặn quy ñịnh [38]

Di truyền chiều dài cổ bông

Chiều dài cổ bông có ý nghĩa gián tiếp ñến năng suất của giống và ñặc biệt có ý nghĩa quan trọng trong sản suất hạt lai và tính chống bệnh ñạo ôn ở lúa Chiều dài cổ bông có liên quan ñến chiều dài lóng ñốt cuối cùng và biểu hiện ở tính trỗ thoát của bông Trong nghiên cứu về lúa lai các nhà khoa học

ñã phát hiện gen lặn eui có khả năng kéo dài lóng ñốt cuối cùng mạnh nhất làm cổ bông dài ra nhưng không kéo dài các lóng ở bên dưới [49]

Di truyền về số hạt trên bông và ñộ sếp sít hạt/bông

Khi nghiên cứu về các yếu tố cấu thành năng suất thì số hạt trên bông là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng lớn tới số hạt trên bông và mật ñộ hạt trên bông Số hạt trên bông nói lên sức chứa của cây Sức chứa phải tương ứng với nguồn Nguồn lớn và sức chứa nhỏ gây ra hiện tượng vẹo hạt, sức chứa lớn

nguồn nhỏ thì tỷ lệ lép cao Vì vậy, nâng cao số hạt trên bông, nhà chọn giống phải chú ý ñến khả năng quang hợp của cây [38]

Số hạt trên bông lớn hay nhỏ người ta dựa vào chỉ tiêu mật ñộ hạt trên

bông Theo Chang.T.T (1964) cho rằng gen trội Dn chi phối cách sắp xếp số

hạt trên bông Theo Dizuba (1976), Trần Duy Quý (1997) thì bông ngắn hạt

xếp sít do hai gen lặn lp, lx chi phối [29]

Ở ñiều kiện tối ưu trong các yếu tố cấu thành năng suất thì số bông/m2 ñóng góp khoảng 75% năng suất, cũng theo Chang.T.T (1970) thì số lượng bông hữu hiệu trên khóm do 3 ñến 5 locus kiểm tra tính trạng này [13]

Theo Chang T (1965) thì Locus DN chi phối bởi cách sắp xếp hạt trên bông Theo Dzuba (1976), Trần Duy Quý (1997) thì bông ngắn hạt xếp sít nhau do 2 gen lặn chi phối DI, DN, LP và LX [29]

Ở ñiều kiện tối ưu trong các yếu tố cấu thành năng suất thì số bông trên

m2 ñóng góp khoảng 75% năng suất, cũng theo Chang T.T (1974) thì số lượng bông hữu hiệu/khóm do 3 - 5 locus kiểm tra tính trạng này [46]

Di truyền về tính trạng chín sớm

Tính trạng chín sớm cũng do nhiều gen quy ñịnh trong ñó gen trội EF

có trong dòng CL11037 gen này ñược phân ly ñộc lập với gen SD1 và gen không râu (GL) Gen chín sớm rất dễ phát hiện, chỉ cần ñiều tra trước khi hoa

nở vài ngày là phát hiện ra

2.2.2.3 Di truyền tính chống chịu sâu bệnh

Sâu bệnh là 2 ñối tượng chính làm giảm năng suất và gây ảnh hưởng trực tiếp ñến phẩm chất của nông sản Một số nước trên thế giới, thiệt hại do sâu bệnh làm giảm 20-30% tiềm năng năng suất Việt Nam là một nước nhiệt ñới nóng ẩm, mưa nhiều thuận lợi cho cây lúa sinh trưởng phát triển nhưng cũng thích hợp cho sâu bệnh phát triển và gây hại Theo Hồ Khắc Tín (1982), hàng năm sâu bệnh làm thiệt hại ñến năng suất cây trồng chiếm 26,70% Theo

Hà Quang Hùng (1998), ở nước ta hàng năm có khoảng 30 vạn ha lúa (chiếm 30% diện tích lúa gieo trồng) bị sâu bệnh phá hại, riêng ở miền Bắc sâu bệnh

là tổn thất khoảng 1,2 triệu tấn thóc mỗi năm [21]

Năm 1996 nước ta ñã phát hiện có khoảng 40 loài sâu bệnh hại lúa Căn

cứ vào mức ñộ gây hại trên cây trồng có 6 loài gây hại chính là: rầy nâu

sâu ñục thân lúa 2 chấm (Trypoca incertula), bệnh ñạo ôn (Pyricularia

cùng quan trọng, ñảm bảo an ninh lương thực và chất lượng nông sản [35]

Di truyền tính kháng bệnh ñạo ôn

Bệnh ñạo ôn do nấm Pyricularia Oryzae gây nên, là bệnh nguy hiểm

gây hại cho nhiều vùng sản suất lúa trên thế giới, ñặc biệt là ở Châu Á Nấm ñạo ôn có khả năng biến dị cao tạo nhiều chủng, nòi sinh học mới Ở cây lúa khi có sự xuất hiện của 3 cặp gen trội là Pi 1, Pi 2, Pi có thể chống ñược bệnh ñạo ôn Theo Kinoshita (1991), MacKil và Bonman (1992) thì có ít nhất 30 locus gen kháng bệnh ñạo ôn ñã ñược phát hiện Trong số này có 20 gen chính và 10 gen quy ñịnh tính giả ñịnh số lượng, 12 trong số 20 gen này ñã ñược khẳng ñịnh là chúng không alen với nhau và ñược ñặt tên chính thức trong Hiệp hội nghiên cứu di truyền lúa (Kinoshita, 1990, 1991) Khi nghiên cứu nhóm liên kết của gen chống cho thấy các gen này tập trung vào những vùng nhất ñịnh trong genom Có 8 locus tập trung ở nhiễm sắc thể số 11 bao gồm Pi-k và 1 locus số lượng khác, 4 gen chống bệnh ñạo ôn tập trung ở nhiễm sắc thể số 6, trong ñó gen Pi ñộc lập với Pi-2

Do sự ña dạng về kiểu gen cũng như nòi sinh lý nên nhiều phương hướng chống bệnh khác nhau cũng ñược áp dụng Hướng chung nhất của các nhà khoa học là tập trung nhiều gen chống các nòi khác nhau vào một giống

ñể nó có khả năng thích ứng rộng và tồn tại lâu dài trong sản xuất Hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ nghệ PCR người ta ñã tìm ra nhiều gen liên kết chặt chẽ với gen kháng bệnh và AND này người ta dùng phương pháp lai gen và phương pháp PCR ñể ñánh giá nhanh và sớm, chọn lọc chính xác ngay khi hạt mới nảy mầm [58]

Di truyền tính kháng bệnh bạc lá lúa

Bệnh bạc lá lúa ñược phát hiện ñầu tiên ở Nhật Bản vào khoảng năm 1884-1885 Bệnh phổ biến ở hầu hết các nước trồng lúa trên thế giới, ñặc biệt

ở Châu Á (Nhật Bản, Trung Quốc, Philippin, Ấn ðộ, )

Ở nước ta bệnh này ñã gây hại từ lâu trên các dòng lúa mùa cũ nhưng ñặc biệt từ năm 1965-1966 tới nay có năm bệnh phá hại một cách nghiêm trọng ở các vùng ñồng bằng trên các dòng lúa mới nhập nội có năng suất cao

ở vụ xuân và nhất là trong vụ mùa

Mức ñộ tác hại của bệnh phụ thuộc vào dòng, thời kỳ bị nhiễm của cây sớm hay muộn và mức ñộ nặng hay nhẹ Năm 1970 trên diện tích lúa mùa cây dòng NN8 bị bệnh ở mức ñộ 60-100%, giảm năng suất từ 30-60% Theo báo cáo của phòng Bệnh cây Viện bảo vệ thực vật (1970) thì tác hại của bệnh ngày càng lớn khi mức ñộ bị bệnh càng nặng

Bệnh bạc lá phát sinh phá hại suốt từ thời kỳ mạ ñến chín nhưng có triệu chứng ñiển hình là ở thời kỳ lúa cấy trên ruộng từ sau ñẻ - trỗ, chín sữa

Vi khuẩn gây bệnh là Xanthomonas oryae (Uyeda et Ishiyama)

Phytomonas oryzae Magrou, Xanhthomonas Campestris p.v.oryzae Xanhthomonas oryzae p.v.oryzae

Bón ñạm cân ñối với lân và kali thì bệnh nhẹ hơn nhiều so với bón ñạm ñơn thuần, tuy nhiên nếu bón ñạm vô cơ với lượng quá cao (100N/ha hoặc

120 N/ha trở lên) ñối với các dòng lúa lúa nhiễm thì dù có bón thêm lân và

kali về sau tác dụng cũng không rõ rệt, bệnh vẫn có thể phát triển nặng

Bón một lượng vôi nhất ñịnh có thể giảm bớt bệnh, tuy nhiên các biện pháp kỹ thuật khác áp dụng không phù hợp thì bệnh vẫn có thể phát sinh phát triển mạnh dù là ở ñất trung tính, kiềm Mật ñộ cấy lúa quá dày cũng ñều có ảnh hưởng tới sự phát triển lây lan của bệnh

Các dòng lúa thuần và lúa lai có nguồn gốc từ Trung Quốc ñược trồng

ở nhiều vùng hiện nay ñều nhiễm bệnh bạc lá rất nghiêm trọng Phần lớn các dòng lúa mới, thấp cây hoặc cao cây, lá to bản, thời gian sinh trưởng dài hay ngắn ñều có thể bị bệnh Các dòng lúa cũ như nếp, dự thơm cũng bị tương ñối nặng Một số dòng lúa tám (tám xoan, tám thơm) Ngân tuyết, Tẻ tép bị bệnh rất nhẹ Trong số các dòng mới có năng suất khá, phàm ăn, bón phân nhiều nhưng có khả năng chống chịu bệnh cao ñược trồng trong những năm trước ñây (dòng IR22, IR579, IR1561, C71, X21, X22,…) các dòng có một vài gen kháng Xa7, Xa21, Xa5 chống chịu ñối với ít nhất một số trong nhiều chủng sinh lý vi khuẩn ñã phát hiện ở nước ta

Di truyền tính kháng rầy nâu

Rầy nâu (Nilaparvata oryzae Mats) có ở hầu hết các vùng trồng lúa

trong nước và trên thế giới như Trung Quốc, Triều Tiên, Nhật Bản Ngoài cây lúa, rầy nâu có thể phá hại cây ngô, lúa mì, mạch Khả năng gây hại cho các giống khác nhau nên việc sử dụng tính kháng ñơn gen ñể chống lại chúng là rất khó khăn

Ở Châu Á, người ta ñã ghi nhận có 4 biotype rầy nâu Giống chứa gen kháng rầy nâu biotype 1 là Mudgo chứa gen Bph-1 nằm trên nhiễm sắc thể số

4 (Shdhu và Khush, 1978; Mohan và cộng sự, 1994); kháng biotype 3 là Rathu Heenati chứa gen kháng Bph-3 nằm trên nhiễm sắc thể số 10; Kháng biotype 4 là Bahawee chứa gen bph-4 nằm trên nhiễm sắc thể số 10 (Siduhu

và Khush, 1998) Những giống lúa có gen kháng rầy nâu khác cũng ñược

công bố như ARC 10550 chứa gen bph-5 (Khush và cộng sự, 1985); Swarnalata chứa gen Bph-6; T12 chứa gen bph-7 (Kabir và Khush, 1988); Chinsapa chứa gen bph-8; Giống pokkari chứa gen Bph-9 (Ikeda và cộng sự, 1982; Nemoto và cộng sự, 1989) Theo tổng kết của Kinoshita (1989) thì có 9 gen kháng rầy nâu là Bph1, bph2, Bph2, pbh4, bph5, Bph6, Bph7, bph8, Bph9 và 1 gen ức chế hoạt ñộng cảu gen Bph1 là gen 1-Bph Có 7 gen chống rầy xanh là Glh1, Glh3, Glh3, glh4, Glh5, Glh6, Glh7 Có 5 gen kháng rầy

lưng trắng là Wph1, Wph2, Wph3, Wph4, Wph5 [5]

2.2.3 Nghiên cứu một số chỉ tiêu chất lượng gạo

Theo tiêu chuẩn quốc tế (ISO) ñã phân chia chất lượng lúa gạo thành bốn nhóm: chất lượng xay xát, chất lượng thượng phẩm, chất lượng nấu

nướng và ăn uống, chất lượng dinh dưỡng

2.2.3.1 Chất lượng xay xát

Chất lượng xay xát ñược xem xét ở 2 chỉ tiêu:

* Tỷ lệ gạo lật và gạo xát tính theo % khối lượng thóc

* Tỷ lệ gạo nguyên tính theo % khối lượng gạo xát

Tỷ lệ gạo nguyên là tính trạng di truyền bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi môi trường, ñặc biệt là nhiệt ñộ và ẩm ñộ trong suốt thời gian lúa chín ñến thu

hoạch (Nagato K.Y Kono, 1963) Tỷ lệ gạo nguyên có mối quan hệ chặt chẽ

với ñộ cứng của hạt và ñộ bạc bụng, chịu ảnh hưởng lớn bởi kỹ thuật sau thu hoạch (gặt ñập, phơi sấy, tồn trữ ) Tỷ lệ gạo nguyên còn phụ thuộc vào thời ñiểm thu hoạch và tuốt lúa khác nhau Những nghiên cứu của Bùi Chí Bửu và

cộng tác viên (1996) cho thấy tỷ lệ gạo nguyên cao nhất khi thu hoạch vào lúc

chín 28 - 30 ngày Tiến hành thu sớm sau khi lúa trổ 20 ngày hoặc thu muộn

sau khi lúa trỗ 35 ngày thì tỷ lệ gạo nguyên ñều thấp [6] [8] [53]

2.2.3.2 Chất lượng thương phẩm

Chất lượng thương phẩm ñược xem xét ở các chỉ tiêu: kích thước, hình

dáng, ñộ bóng và ñộ trong của hạt gạo Hạt gạo càng dài, càng trong (tỷ lệ bạc bụng thấp) thì càng ñược ưa chuộng theo thị hiếu của thị trường quốc tế (chủ yếu theo tiêu chuẩn gạo Thái Lan) Hình dạng, kích thước của gạo lật của các dòng lúa khác nhau có sự khác nhau rất lớn

Loại hạt ngắn ñặc trưng cho lúa Japonica, loại hạt dài ñặc trưng cho lúa Indica Theo William và cộng sự (1990) thì hạt gạo dài thường có hàm lượng amylase cao hơn loại hạt ngắn Về thương phẩm cũng như về mặt sử dụng, gạo gãy ñược xếp sau gạo nguyên Gạo gãy không khác gạo nguyên về giá trị dinh dưỡng nhưng khác nhau về khả năng hút nước và lượng chất rắn khếch tán vào nước nấu Tấm là phần hạt gạo bị gãy vụ, bé hơn một nửa gạo nguyên Trong tấm còn có phôi và dính một ít lớp cám Cám chủ yếu là phần

vỏ cám ngoài của gạo lật cùng với phôi và bột từ nhũ tách ra khi xát Trong các sản phẩm xay xát, cám là phần giầu protein, lipid, chất khoáng, vitamin Nhược ñiểm của cám là chứa các acid béo không no (ở trạng thái tự do và trong lipid ) dễ bị oxy hoá tạo thành các sản phẩm có mùi ôi khét Cám chứa nhiều cellulose gây khó khăn cho việc tiêu hóa [11]

Cơ sở di truyền của chất lượng thương phẩm

Ramaiah cho rằng: chiều hài hạt gạo do 1 gen kiểm tra Bolich (1957) cho là 2 gen kiểm tra Còn Ramaiah và Parthasarthy (1933) lại cho rằng 3 cặp gen kiểm tra Các tác giả khác như Mitro (1962), Chang (1974), Nakatats và Jackson (1973), Somrith và cộng sự (1979) lại cho rằng tính trạng này là do nhiều gen kiểm tra và kích thước, khối lượng hạt di truyền ña gen [45] [54]

Khi nghiên cứu về hình dạng hạt, Ramaiah (1933) ñã chứng minh rằng kiểu hạt ngắn, tròn trội hơn kiểu hạt dài hình ôvan Ông ñem lai dòng hạt dài (>10mm) với hạt ngắn (<5,81mm) cho ra tỷ lệ phân ly ở ñời F2 là 3 ngắn: 1 dài Ông cho rằng tính trạng này ñược kiểm tra do 3 nhân tố di truyền K1, K2, K3 mức ñộ liên kết của các nhân tố này dẫn ñến chiều dài của hạt khác nhau [60]

Kết quả nghiên cứu di truyền chỉ ra sự bạc bụng ñược kiểm tra do hoạt ñộng của gen ñơn lặn (USDA,1963), do 1 gen trội kiểm soát (Nagai,1958) hay ña gen (Nakatats và Jackson,1973) [54]

2.3.3.3 Chất lượng nấu nướng

Nhiệt ñộ hoá hồ và hàm lượng amylase của tinh bột ñều là hai ñặc tính hóa quan trọng nhất có liên quan ñến chất lượng nấu nướng của gạo Nhiệt ñộ hoá hồ có liên quan ñến thời gian nấu cơm, thường thì người ta ưu chuộng

loại gạo có nhiệt ñộ hồ hóa từ trung bình ñến thấp

Tinh bột của ña số dòng lúa Japonica có nhiệt ñộ hóa hồ từ thấp ñến trung bình Nhiệt ñộ hoá hồ cao ñược quan sát ở tinh bột các dòng lúa Indica

và ở gạo của các con lai giữa Indica và Japonica và các dòng có hàm lượng amylase thấp < 25% Nhiệt ñộ hóa hồ cũng chịu ảnh hưởng của môi trường, Beachell và Stansel (1963) ñã ghi nhận rằng ở các nhiệt ñộ lạnh hơn, ñặc biệt trong thời kỳ lúa chín sẽ tạo thành loại tinh bột có nhiệt ñộ hoá hồ thấp Hay Kihara và Kạikawa cũng ñã chứng minh ñược nhiệt ñộ cao trong thời kỳ lúa chín ñã làm cho tốc ñộ phân huỷ nội nhũ bằng kiềm chậm hơn, ñiều ñó chứng

tỏ tinh bột có nhiệt ñộ hoá hồ cao

Việc xác ñịnh hàm lượng amylase và nhiệt ñộ hóa hồ cũng như mối liên quan giữa hai yếu tố này là biện pháp gián tiếp chủ yếu trong chương trình chọn dòng lúa nhằm kiến tạo nên các dòng lúa có chất lượng nấu nướng tốt

Khi các hạt tinh bột trương nở, một số phân tử amylase bé nhất sẽ chuyển ra bên ngoài hạt, rồi chúng lại liên hợp với nhau thành các chùm dày ñặc, các chùm này sẽ tạo thành gel, tính chất của các gel này phụ thuộc vào hàm lượng tinh bột và ñặc biệt là hàm lượng amylase Xác ñịnh ñộ bền của gel ñể phân biệt các loại gạo có hàm lượng amylase cao với các chất lượng chế biến khác nhau

2.2.3.4 Chất lượng dinh dưỡng

Chất lượng dinh dưỡng của lúa gaọ ñược ñánh giá bằng các chỉ tiêu sau: Hàm lượng protein, hàm lượng các aminoacid tự do và kết hợp với phân

tử protein, hàm lượng các loại vitamin và nguyên tố khoáng…

2.2.3.5 Hàm lượng protein

Nghiên cứu của Chang và Somrith (1979) cho biết di truyền tính trạng protein do ña gen ñiều khiển có hệ số di truyền khá thấp, có thể do ảnh hưởng tương tác mạnh mẽ của kiểu gen và môi trường Trong quá trình canh tác nếu không bón hoặc bón ít ñạm thì các dòng cao sản chỉ chứa một lượng protein tương ñương với lúa ñịa phương Nhưng khi bón phân và áp dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác hợp lý thì hàm lượng protein sẽ tăng từ 7-9% (theo

Phạm Văn Phương, 2006) [28]

Tinh bột chiếm tỷ lệ trên 90% trong hạt gạo Nó ñược hình thành do hai ñại phân tử amylose và amylosepectin Hàm lượng amylose có thể ñược xem

là hợp phần quan trọng nhất, bởi vì nó có tính chất quyết ñịnh trong việc làm

cho cơm dẻo, mềm hoặc cứng (Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang, 2000) [8]

Môi trường gây nên sự biến ñộng hàm lượng amylose trong hạt gạo của cùng một dòng lúa, ñặc biệt là nhiệt ñộ trong thời gian lúa vào chắc (Juliano, 1990) Nhưng sự biến ñộng này không chênh lệch quá 6% Hàm lượng amylose vụ ñông xuân và vụ hè thu có sự khác biệt giữa các dòng Thường vụ ñông xuân có hàm lượng amylose thấp hơn vụ hè thu [50]

2.2.4 Nghiên cứu về chọn tạo giống lúa

2.2.4.1 Quan niệm về chọn tạo giống cây trồng

Chọn tạo giống cây trồng là “chọn lọc” từ các biến dị tự nhiên cũng như nhân tạo trong quần thể ñể tạo ra dòng mới (Nguyễn Văn Hiển, 2000) Công việc ñầu tiên của chọn lọc giống cây trồng là quá trình thuần hóa cây dại thành cây trồng nông nghiệp, nhằm không ngừng cải thiện tiềm năng năng

suất Tiềm năng năng suất này không ngừng biểu hiện ở một số ựặc tắnh chịu ựựng với ựiều kiện thời tiết khắc nghiệt [19]

Khoa học của chọn tạo giống là nghiên cứu các phương pháp chọn tạo

ra giống cây trồng mới nhằm ựáp ứng yêu cầu ngày càng cao về năng suất, phẩm chất của các sản phẩm ở những vùng sinh thái nông nghiệp khác nhau Nghệ thuật của chọn tạo giống là ở khả năng quan sát, óc phán ựoán, bàn tay ựiêu luyện của các nhà chọn giống phát hiện ra những biến dị có lợi gây dưỡng tạo ra những loại hình tối ưu ựem lại nguồn giá trị kinh tế cao, phục vụ cho ựời sống vật chất, ựời sống tinh thần ngày càng cao của con người

Cả một thời gian dài trong lịch sử, sản xuất nông nghiệp công tác chọn giống chỉ giới hạn trong việc dựa vào tắnh ựa dạng của thực vật trong tự nhiên ựể tuyển chọn ra những dạng mong muốn đó là phương pháp duy nhất

ựể tạo ra giống vào thời kỳ ấy, nên nó rất thắch hợp với từ "chọn giống" ựã ựược sử dụng Cùng với sự phát hiện ra giới tắnh của cây trồng, phương pháp lai ựã bổ sung cho kỹ thuật chọn tạo giống Thành công của chương trình chọn giống nhằm ựáp ứng các mục tiêu khác nhau phụ thuộc vào hai yếu tố chắnh: Tắnh biến dị di truyền, tắnh ổn ựịnh của một giống cây trồng

2.2.4.2 Chọn giống cây lúa kiểu mới

Kiểu cây ựược ựặc trưng nhờ cách kết hợp nào ựó giữa các tắnh trạng của

lá, thân và bông lúa Các giống cây khác nhau có nhiều kiểu cây khác nhau

Dựa vào quan hệ giữa kiểu cây và năng suất, tác giả Jennings (1979) [56] cho rằng: những tắnh trạng ựặc trưng ựặc biệt kết hợp với năng suất lúa cao và phản ứng mạnh với ựạm mà thường không thấy trên những giống thương mại trồng ở nhiệt ựới là:

- Thời gian sinh trưởng ngắn, khoảng 100 - 125 ngày và không mẫn cảm với chu kỳ ánh sáng

- Những ựặc trưng dinh dưỡng kể cả mọc khoẻ vừa phải và có số nhánh

vừa phải, kết hợp với lá tương ñối nhỏ, màu lục sẫm, mọc thẳng ñứng

- ðâm chồi kém ñể sản xuất những chồi to và mạnh: 6 - 10 chồi lúa hữu hiệu (ñối với 20 - 25 chồi của giống lúa cải tiến hiện nay)

- Loại gié lúa to với nhiều nhánh ñầu tiên: 200 - 250 hạt lúa mỗi bông

- Những bó mạch của cuống gié lúa to ñể chuyên chở các chất quang hợp ñến hạt lúa

- Thân lúa dày và cứng có nhiều bó mạch ñể chống ñổ ngã, hỗ trợ gié lúa to và có thể cung cấp nơi tích tụ chất quang hợp

- Lá dày, xanh ñậm và thẳng ñể nhận ánh sáng tốt hơn và mức ñộ quang hợp cao hơn trên ñơn vị diện tích lá

- Bẹ của lá cờ xanh ñậm ñể tăng sản xuất chất quang hợp

- Cây lúa lâu già ñể tăng sản xuất chất quang hợp và kéo dài thời kỳ làm ñầy hạt (grain filling period)

- Mức quang hợp cao và phản xạ ánh sáng thấp ñể cung cấp chất tinh bột cho gié không bị giới hạn trong mùa mưa

- Thời kỳ sinh trưởng trung bình ñể có tích tụ tinh bột trước khi trổ bông (những giống lúa sớm không có sự tích tụ này)

- Chiều cao cây lúa trung bình với chỉ số thu hoạch HI 0,55 vì giống lúa nửa lùn có khuynh hướng ñẻ nhánh nhiều: chiều cao từ 90 ñến 100 cm

- Hệ thống rễ mạnh

- Chống kháng nhiều loại sâu bệnh

- Chất lượng gạo ựược chấp nhận

2.2.5 Kết quả nghiên cứu và chọn tạo giống lúa ở Việt Nam

Nhờ vận dụng tốt các kết quả nghiên cứu của mạng lưới quốc tế về ựánh giá nguồn tài nguyên di truyền cây lúa, bằng các phương pháp khác nhau Trong những năm qua các nhà chọn tạo giống lúa ựã ựạt ựược những thành tựu ựáng khắch lệ Các giống lúa mới có năng suất và sản lượng cao góp phần ựảm bảo an ninh lương thực và xuất khẩu gạo trong những năm qua của Việt Nam

Từ năm 1990 Ờ 1995 ựề tài KN01 Ờ 01 chọn tạo, ựược công nhận 26 giống lúa cho ựưa vào vùng thâm canh ở Việt Nam

Từ năm 1996 Ờ 2000, ựề tài KHCN08 Ờ 01 chọn tạo một số giống lúa thuần và lúa có tiềm năng, năng suất cao cho các vùng sinh thái khác nhau trong cả nước: ựã tạo ra 35 giống lúa quốc gia, 44 giống lúa khu vực khác, một số giống triển vọng ựược sản xuất chấp nhận rộng rãi đặc biệt chú ý là các giống lúa chất lượng cao ựáp ứng nhu cầu nội tiêu và xuất [26]

Nghiên cứu về kiểu cây cho năng suất cao của giống lúa ngắn ngày, tác giả Mai Văn Quyền (1983) cho rằng một số giống lúa có tiềm năng năng suất cao thường là:

- Có khả năng hút một lượng dinh dưỡng khá, thường là các giống lúa thấp cây hoặc chiều cao trung bình, thân cứng, ắt bị ựổ ngã, bộ rễ phát triển

- Có bộ lá xếp hợp lý: tầng lá dưới thẳng, tầng là ngọn hơi cong, có khả năng tiếp nhận ánh sáng mặt trời từ mọi phắa

- Có cường ựộ quang hợp, tổ hợp chất hữu cơ cao

Nhóm tác giả Hoàng Văn Phần, Trần đình Long (1993) thì tắnh trạng mùi thơm ở lúa do gen lặn kiểm soát Tắnh thơm của gạo của lúa còn do một số

chất như: Este, Xeton, Andehit có khả năng khuếch tán trong không khí

Bằng phương pháp lai hữu tính, Nguyễn Văn Hoan (1994) ñã tạo ra dòng DH60, qua thời gian trồng thử nghiệm tác giả cho biết:

- Giống DH60 thể hiện là giống chịu hạn, chịu chua bằng giống Bao Thai (dòng chủ lực của vùng Trung du, Miền núi), chịu rét hơn hẳn CR203, CN2, VX83

- Giống DH60 chống chịu tốt với sâu bệnh nhất là khô vằn, ñạo ôn, hoàn toàn không nhiễm ñốm nâu, bạc lá; chống chịu với các loại sâu hại khác ñều khá hơn các dòng hiện hành

Phạm Văn Cường (1994) khi khảo sát một số ñặc ñiểm sinh vật học của các giống lúa thơm ngắn ngày nhập nội vụ Mùa 1994 tại Gia Lâm – Hà Nội

ñã ñưa ra kết luận:

- Các giống lúa thí nghiệm 713, Quá Dạ Hương, T292, Bao Vi La, T1,

có năng suất thực thu cao hơn nhiều so với Tám Thơm (ñối chứng)

- Hầu hết các giống có kích thước ñạt tiêu chuẩn xuất khẩu và tiêu dùng trong nước

- Các giống có ñộ dẻo phù hợp, thơm ñậm Dòng 713 có triển vọng hơn

cả mặc dù khối lượng 1000 hạt thấp nhưng số hạt nhiều, số nhánh tối ña, gạo thơm, cơm dẻo

Trong năm 2009, Trung tâm khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia ñã tiến hành khảo nghiệm 127 giống lúa lai và 43 giống lúa thuần mới tại các tỉnh phía Bắc Qua khảo nghiệm cho thấy các

giống lúa triển vọng ñược ñánh giá như sau [39]

- Giống lúa thuần có tiềm năng năng suất cao: DT45, KN2, Nông lâm 7, NV1, PDD, XT 27, TBR36, BT13, SH 17, Nàng xuân, MT08-10, ðT 52…

- Giống lúa lai ñược ñánh giá có triển vọng: LC 212, LC270, LHD6, Nghi Hương 305, Nam Ưu 604, Thịnh dụ số 4, Quốc hào số 6, WinR 199

2.3 Nghiên cứu về bệnh bạc lá lúa (Xanthomonas oryzae pv oryzae)

2.3.1 ðặc ñiểm triệu chứng của bệnh bạc lá

Bệnh bạc lá lúa phát sinh phá hại suốt thời kỳ mạ ñến khi lúa chín, nhưng có triệu chứng ñiển hình là thời kỳ lúa cấy trên ruộng từ sau khi lúa ñẻ nhánh ñến trỗ, chín sữa

- Trên mạ: Triệu chứng bệnh không thể hiện ñặc trưng như trên lúa, do

ñó dễ nhầm lẫn với các hiện tượng khô ñầu lá do sinh lý Vi khuẩn hại mạ gây

ra triệu chứng ở mép lá, mút lá với những vệt có ñộ dài ngắn khác nhau, có màu xanh vàng, nâu bạc rồi khô xác

- Trên lúa: Triệu chứng bệnh thể hiện rõ rệt hơn, tuy nhiên nó có thể biến ñổi ít nhiều tuỳ theo dòng và ñiều kiện ngoại cảnh Vết bệnh từ mép lá, mút lá lan dần vào trong phiến lá hoặc kéo dài theo gân chính, nhưng cũng có vết bệnh từ ngay giữa phiến lá lan rộng ra Vết bệnh lan rộng theo ñường gợn sóng màu vàng, mô bệnh xanh tái, vàng lục, lá nâu bạc, khô xác

Kết quả nghiên cứu của Bộ môn Bệnh cây - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội cho thấy có hai loại hình triệu chứng của bệnh bạc lá lúa: bạc

lá gợn vàng và bạc lá tái xanh Loại hình bạc lá gợn vàng là phổ biến trên hầu hết các dòng và các mùa vụ, còn loại hình bạc lá tái xanh thường chỉ thấy xuất hiện trên một số dòng lúa, ñặc biệt ñối với các dòng lúa ngắn ngày, chịu phân, phiến lá to, thế lá ñứng, ví dụ như dòng T1, X1, NN27…

Thông thường ranh giới giữa mô bệnh và mô khỏe ñược phân biệt rõ ràng, có giới hạn theo ñường gợn sóng màu vàng hoặc không vàng, có khi chỉ

là một ñường viền màu nâu ñứt quãng hay không ñứt quãng

Trong ñiều kiện nhiệt ñộ, ẩm ñộ cao, trên bề mặt vết dễ xuất hiện những giọt dịch vi khuẩn hình tròn nhỏ, có màu vàng lục, khi keo ñặc rắn cứng có màu nâu hổ phách

2.3.2 Nguyên nhân gây bệnh

Vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa trước ñây có tên là Pseudomonas oryzae, hoặc Phytomonas oryzae, về sau Downson ñặt tên là Xanthomonas oryzae

NH3, indol, nhưng tạo H2S, tạo khí nhưng không tạo axít trong môi trường có ñường Nhiệt ñộ thích hợp cho vi khuẩn sinh trưởng từ 26 - 300C, nhiệt ñộ tối thiểu 0 - 50C, tối ña 400C Nhiệt ñộ làm vi khuẩn chết 530C

Vi khuẩn có thể sống trong phạm vi pH khá rộng từ 5,7 - 8,5, thích hợp nhất là pH 6,8 - 7,2

Vi khuẩn xâm nhập có tính chất thụ ñộng, có thể xâm nhập qua thuỷ khổng, lỗ khí ở trên mút lá, mép lá, ñặc biệt qua vết thương sây sát trên lá Khi tiếp xúc với bề mặt có màng nước, vi khuẩn dễ dàng di ñộng xâm nhập vào bên trong qua các lỗ khí, qua vết thương mà sinh sản nhân lên về mặt số lượng, theo các bó mạch dẫn lan rộng ñi Trong ñiều kiện mưa ẩm thích hợp thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn, trên bề mặt vết bệnh tiết ra những giọt dịch vi khuẩn Thông qua sự va chạm giữa các lá lúa, nhờ mưa gió truyền lan bệnh sang các lá khác ñể tiến hành xâm nhiễm lặp lại nhiều lần trong thời

kỳ sinh trưởng của cây lúa Cho nên, bệnh bạc lá lúa tuy là một loại bệnh có

cự ly truyền lan hẹp song nó còn tuỳ thuộc vào mưa bão xảy ra vào cuối vụ chiêm xuân và trong vụ mùa, mà bệnh có thể truyền lan với phạm vi không gian tương ñối rộng, giọt keo vi khuẩn hình thành nhiều, ñó là một trong những nguyên nhân quan trọng làm cho bệnh bạc lá phát sinh phát triển mạnh

sau những ñợt mưa gió xảy ra trong vụ chiêm xuân và vụ mùa

Về nguồn gốc bệnh bạc lá lúa còn có nhiều ý kiến khác nhau Các tác giả Nhật Bản cho rằng, nguồn bệnh tồn tại chủ yếu trên một số cỏ dại họ hoà thảo, nói

cách khác một số cỏ dại là ký chủ phụ của vi khuẩn Xanthomonas oryzae

Phương Trung ðạt (Trung Quốc) cho rằng nguồn bệnh chủ yếu của bệnh bạc lá lúa tồn tại trên hạt giống

Ở Việt Nam, kết quả nghiên cứu của Bộ môn Bệnh cây - Trường ðại học Nông nghiệp I ñã kết luận: nguồn bệnh bạc lá lúa tồn tại ở hạt dòng và tàn

dư cây bệnh chủ yếu ðồng thời, nó còn tồn tại ở dạng viên keo vi khuẩn ở cỏ dại (cỏ lồng vực, cỏ môi, cỏ lá tre, cỏ tranh, cỏ gừng bò, cỏ gà nước, cỏ xương

cá lông cứng), ñó cũng là nguồn bệnh có ý nghĩa quan trọng trong việc lan truyền bệnh cho vụ sau và năm sau

2.3.3 Chọn tạo và sử dụng giống kháng bệnh bạc lá

Theo Nguyễn Công Thuật (1996) Viện Bảo vệ thực vật cho rằng: năm

1996 nước ta ñã phát hiện có khoảng 40 loài sâu bệnh hại lúa Căn cứ vào

mức ñộ gây hại trên cây trồng có 6 loài gây hại chính: rầy nâu (Nilapavata

bệnh bạc lá (Xanthomonas oryzae) ðể giải quyết vấn ñề này, việc tạo ra

những dòng chịu sâu bệnh là vấn ñề vô cùng quan trọng, ñảm bảo an toàn khi

sử dụng lương thực [35] [36]

Chiến lược chọn tạo giống lúa chống bệnh bạc lá ở Miền Bắc của Trường ðại học nông nghiệp Hà Nội dùng phương pháp thu thập mẫu bệnh, ứng dụng công nghệ sinh học phân lập, nuôi cấy và phân biệt gen kháng bệnh

bằng PCR ñã xác ñịnh 16 chủng vi khuẩn Xanthomonas oryzea gây bệnh khác

nhau Các dòng chỉ thị IRBB5 (có gen Xa5), IRBB7 (Xa7), IRBB21 (Xa2) có tính kháng ña số các chủng vi khuẩn gây bệnh