Tuyển chọn và phát triển một số dòng, giống lúa mới ở kiến xương thái bình

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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-

TRƯƠNG VĂN CHINH

TUYỂN CHỌN VÀ PHÁT TRIỂN MỘT SỐ DÒNG, GIỐNG

LÚA MỚI Ở KIẾN XƯƠNG - THÁI BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT

Mã số : 60.62.01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHAN HỮU TÔN

HÀ NỘI, 2010

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình do tôi chủ trì và thực hiện chính Những kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này

ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Trương Văn Chinh

LỜI CẢM ƠN

ðể hoàn thành ñược luận văn này tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ của các

cơ quan, các thầy, các cô, bạn bè, ñồng nghiệp và gia ñình

Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS Phan Hữu Tôn ñã tận tình giúp ñỡ, hướng dẫn, ñóng góp nhiều ý kiến quý báu trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn

Tôi xin gửi tới Ông Vũ Trọng Nghĩa - Trưởng phòng nông nghiệp, Ông Nguyễn Văn Tòng - Trưởng phòng Thống kê - Huyện Kiến Xương, Ban chủ nhiệm hợp tác thị trấn Thanh Nê lời cảm ơn về sự quan tâm, giúp ñỡ tạo thuận lợi khi làm thí nghiệm

Tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS Nguyễn Văn ðĩnh, các thầy cô Viện ñào tạo Sau ðại học, các thầy cô Bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng, Khoa Nông Học, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã nhiệt tình giúp ñỡ và tạo mọi ñiều kiện thuận lợi trong thời gian học tập cũng như khi hoàn thành và báo cáo luận văn

Cảm ơn các nhà khoa học trong ngành, các bạn bè ñồng nghiệp và gia ñình ñã ñộng viên, tạo mọi ñiều kiện giúp ñỡ tôi hoàn thành bản luận văn này

Tác giả

Trương Văn Chinh

2.1 Tình hình sản xuất, tiêu thụ lúa gạo ở trên thế giới và Việt Nam 4

3 Vật liệu nội dung và phương pháp nghiên cứu 47

4.1 ðiều kiện tự nhiên và tình hình sản lúa của huyện Kiến Xương 59

4.2.1 Một số ñặc ñiểm sinh trưởng phát triển giai ñoạn mạ 65

4.2.2 Thời gian qua các giai ựoạn sinh trưởng 67

4.2.7 Khả năng chống chịu với một số ựối tượng sâu bệnh hại 80

4.2.9 đánh giá một số chỉ tiêu về chất lượng gạo của các dòng triển

4.2.10 Hội nghị ựầu bờ ựánh giá cho ựiểm các giống thắ nghiệm so

4.3.2 đánh giá hiệu quả kinh tế của các giống tham gia mô hình trình

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1.Diện tích, năng suất, sản lượng lúa trên thế giới năm 2007 5

Bảng 2.2 Diện tích lúa Việt Nam so với ở một số nước trên thế giới 6 Bảng 2.3 Năng suất lúa Việt Nam và một số nước trên thế giới 7

Bảng 3.1 Các dòng, giống lúa tham gia nghiên cứu 47

Bảng 4.1 ðiều kiện thời tiết, khí hậu tỉnh Thái Bình 60

Bảng 4.7.Một số chỉ tiêu về thân, lá của các dòng, giống thí nghiệm 71

Bảng 4.8 Một số chỉ tiêu về nhánh của các dòng, giống lúa 74

Bảng 4.9 Diện tích lá (m2lá/ m2 ñất) của các dòng, giống lúa 75

Bảng 4.10 Khối lượng chất khô (g/khóm) của các dòng, giống lúa 77

Bảng 4 11.Một số ñặc tính nông học khác của các dòng giống lúa 78

Bảng 4.14 Mức ñộ chống chịu bệnh hại của các dòng giống 85

Bảng 4 16 a Một số chỉ tiêu về chất lượng gạo của các dòng giống lúa 92

B¶ng 4.19 HiÖu qu¶ kinh tÕ cña c¸c dßng gièng tr×nh diÔn 97

MỞ ðẦU 1.1 ðặt vấn ñề

Cây lúa (Oryza Sativa L.) là một trong ba cây lương thực quan trọng trên

thế giới, tập trung chủ yếu ở các nước Châu Á chiếm khoảng 95% diện tích thế giới Hiện nay, sản phẩm lúa gạo có ảnh hưởng lớn ñến ñời sống của ít nhất 65% dân số thế giới, trong ñó khoảng 40% coi lúa gạo là nguồn lương thực chính và khoảng 25 % sử dụng lúa gạo trong khẩu phần lương thực hàng ngày

ðối với Việt Nam, cây lúa có một giá trị ñặc biệt quan trọng trong việc giải quyết nhu cầu lương thực cho nhân dân Sản xuất lúa nước ta ñã ñảm bảo lương thực cho khoảng 86 triệu dân và là nước ñứng thứ hai trên thế giới về xuất khẩu gạo, nhưng nước ta vẫn chưa ñảm bảo an ninh lương thực một cách bền vững Việc dùng ñất cho công nghiệp và ñô thị, mất ñất canh tác do biến ñổi khí hậu ñã làm diện tích lúa giảm, cùng với sự gia tăng dân số, mức tiêu dùng gạo của người Việt Nam sẽ ngày càng tăng Do vậy việc tăng năng suất, sản lượng lúa ñáp ứng ñược nhu cầu về lương thực thực phẩm của nhân dân là rất cần thiết

Là một trong những huyện sản xuất lúa lớn của tỉnh Thái Bình, Kiến Xương có diện tích trồng lúa cả năm khoảng 23.700 ha, thu nhập của người nông dân chủ yếu là từ trồng lúa và chăn nuôi trong quy mô hộ gia ñình Hiện nay cơ cấu giống lúa trên ñịa bàn huyện Kiến Xương khá ñơn giản, việc áp dụng một số giống lúa mới chưa ñược nhiều Diện tích cấy lúa thuần chủ yếu

là các giống lúa: Q5(34%), Bắc thơm (15%), Khâm dục (10%), N97(8%), BC15 (8%), TBR1 (7%), khang dân 18(3%), các giống khác(15%) Trong cơ cấu giống lúa Q5 là giống có năng suất cao, song chất lượng gạo quá thấp, khó bán, giá bán rẻ hiệu quả kinh tế chưa cao, dễ nhiễm bệnh ñạo ôn cổ bông

ở vụ xuân Giống bắc thơm 7 chất lượng gạo thơm ngon song không kháng ñược bạc lá, chỉ cấy chủ yếu trong vụ xuân Các giống lúa cũ như 13/2, Xi23,

8865 … có thời gian sinh trưởng kéo dài, không chịu phân bón, năng suất quá thấp, chống ñổ kém, không ñáp ứng yêu cầu giá trị kinh tế Một số diện tích lúa lai như Dưu 527,…tuy có năng suất cao, chất lượng khá song thời gian sinh trưởng dài, khả năng chống chịu bệnh bạc lá kém, dễ nhiễm sâu ñục thân, cấy chủ yếu ở vụ xuân, hạn chế tăng vụ, không phù hợp với yêu cầu của thực

tế sản xuất Một nhược ñiểm nữa của lúa lai là giá giống rất cao gấp 2,5 - 3 lần giá giống lúa thường (trên cùng 1 ñơn vị diện tích ñầu tư), phụ thuộc vào nguồn nhập khẩu nên không chủ ñộng ñược giống

ðể ñem lại hiệu quả kinh tế cao trong sản xuất lúa gạo, cần phải ñịnh hướng sản xuất theo hướng hàng hoá, gạo có chất lượng cao, cung cấp ñủ lương thực có chất lượng cho nhu cầu gạo ngon ngày càng cao của nhân dân trong huyện Kiến Xương, nhân dân thành phố Thái Bình và phục vụ thị trường xuất khẩu

ðể ñạt ñược những yêu cầu ñó cần phải tuyển chọn ñược bộ giống lúa thuần có năng suất cao, chất lượng tốt, kháng ñược một số sâu bệnh hại chính,

có thời gian sinh trưởng tương ñương Khang dân 18, Q5 ñể ñưa vào cơ cấu cây trồng 3 vụ Hiện nay ở các trung tâm và các viện nghiên cứu ñã và ñang khảo sát một số dòng, giống lúa mới bước ñầu ñạt ñược yêu cầu trên như: SH14, SH2, N91, TL6…Do giống có tính chất ñịa phương, chỉ thích hợp ở một vùng sinh thái nhất ñịnh, khi ñó giống tốt mới có thể phát huy hết tiềm năng của giống Vì vậy ñể nghiên cứu khả năng thích ứng và nhân rộng các dòng, giống lúa triển vọng cho huyện Kiến Xương chúng tôi thực hiện ñề tài:

"Tuyển chọn và phát triển một số dòng, giống lúa mới ở Kiến Xương

- Thái Bình”

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

+ Trên cơ sở ñiều tra cơ cấu giống, diện tích, năng suất, sản lượng lúa, phân tích xu hướng chuyển dịch và ñề xuất một cơ cấu giống hợp lý cho huyện

+ Tuyển chọn ñược 2 - 3 dòng giống lúa mới ngắn ngày có năng suất từ

tương ñương ñến cao hơn giống lúa ñối chứng, có chất lượng tốt, kháng bệnh hơn hẳn giống lúa ñối chứng

+ Xây dựng mô hình trình diễn các dòng, giống lúa triển vọng ñể các dòng, giống triển vọng phát triển rộng ra sản xuất trên ñịa bàn huyện Kiến Xương

1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ñề tài

1.3.1 Ý nghĩa khoa học

- Từ kết quả nghiên cứu ñã ñạt ñược của ñề tài chúng tôi tuyển chọn một

số giống lúa có triển vọng phù hợp với mùa vụ ở huyện Kiến Xương

- Kết quả nghiên cứu của ñề tài góp phần bổ xung thêm những tài liệu

khoa học phục vụ cho công tác giảng dạy và nghiên cứu

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Tuyển chọn, phát triển ñược từ 2 - 3 dòng, giống lúa ngắn ngày có năng

suất cao, chất lượng tốt, chống chịu sâu bệnh ñể bổ sung vào cơ cấu giống lúa của huyện

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1.Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo ở trên thế giới và Việt Nam

2.1.1.Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo ở trên thế giới

Cây lúa là cây trồng có nguồn gốc nhiệt ñới, dễ trồng, cho năng suất cao Hiện nay trên thế giới có khoảng trên 100 nước trồng lúa [49] Gạo là lương thực quan trọng trong những bữa ăn hàng ngày của người dân 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 (IRRI,1984) [79] Nó ñặc biệt quan trọng với những người nghèo, khi mà lương thực cung cấp tới 70% năng lượng và protein trong bữa ăn hàng ngày [80]

Những nước sản xuất lúa gạo chính của thế giới bao gồm: Trung Quốc,

Ấn ðộ, Inñônêxia, Bangladesh, Việt Nam và Thái Lan Sản xuất lúa ñóng vai trò quan trọng trong việc ñảm bảo nguồn lương thực cho thế giới, tuy nhiên phần lớn lượng gạo sản xuất ra ñược tiêu thụ ngay tại thị trường nội ñịa [41] Sản xuất lúa gạo trong mấy chục năm lại ñây ñã có sự tăng trưởng ñáng kể về năng suất và sản lượng lúa gạo Theo thống kê của FAO (2008) [105], diện tích canh tác lúa toàn thế giới năm 2007 là 156,95 triệu ha, năng suất bình quân 4,15 tấn/ha, sản lượng 651,74 triệu tấn (Bảng 2.1) So với năm 2000, diện tích lúa toàn cầu năm 2007 ñã tăng 2,85 triệu ha, năng suất tăng 0,21

tấn/ha, sản lượng tăng 52,78 triệu tấn

Diện tích lúa của Châu Á là 140,3 triệu ha chiếm 89,39 % tổng diện tích lúa toàn cầu, kế ñến là Châu Phi 9,38 triệu ha (5,97 %), Châu Mỹ 6,63 triệu ha (4,22%), Châu Âu 0,60 triệu ha (0,38 %), Châu ðại Dương 27,54 nghìn ha chiếm tỷ trọng không ñáng kể

Những nước có diện tích lúa lớn nhất là Ấn ðộ 44 triệu ha; Trung Quốc 29,49 triệu ha; Indonesia 12,16 triệu ha; Bangladesh 11,20 triệu ha; Thái Lan 10,36 triệu ha; Myanmar 8,20 triệu ha và Việt Nam 7,30 triệu ha Mỹ và Trung Quốc là hai nước có năng suất lúa dẫn ñầu thế giới với số liệu tương

ứng của năm 2007 là 8,05 và 6,34 tấn/ha Việt Nam có năng suất lúa 4,86 tấn/ha cao hơn năng suất bình quân của thế giới (4,15 tấn/ha) nhưng chỉ ựạt 60,30 % so với năng suất lúa bình quân của Mỹ

Những nước có sản lượng lúa nhiều nhất thế giới năm 2007 là Trung Quốc 187,04 triệu tấn, kế ựến là Ấn độ 141,13 triệu tấn; Indonesia 57,04 triệu tấn; Bangladesh 43,50 triệu tấn; Việt Nam 35,56 triệu tấn; Myanmar 32,61 triệu tấn và Thái Lan 27,87 triệu tấn

Theo Daniel Workman (2008), thị trường gạo toàn cầu năm 2007 ước ựạt

30 triệu tấn Trong ựó Châu Á xuất khẩu 22,1 triệu tấn chiếm 76,3 % sản lượng gạo xuất khẩu toàn cầu, kế ựến là Bắc và Trung Mỹ 3,1 triệu tấn (10,6 %), Châu

Âu 1,6 triệu tấn (5,4%); Nam Mỹ 1,2 triệu tấn (4,2 %); Châu Phi 952 ngàn tấn (3,3 %) Sáu nước xuất khẩu gạo hàng ựầu thế giới năm 2007 là Thái Lan 10 triệu tấn chiếm 34,5 % của tổng lượng gạo xuất khẩu, Ấn độ 4,8 triệu tấn (16,5 %), Việt Nam 4,1 triệu tấn (14,1 %), Mỹ 3,1 triệu tấn (10,6 %), Pakistan 1,8 triệu tấn (6,3%), Trung Quốc (bao gồm cả đài Loan) là 901 nghìn tấn (3,1 %)

Bảng 2.1.Diện tắch, năng suất, sản lượng lúa trên thế giới năm 2007

(triệu ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

2.1.2 Sản xuất lúa gạo ở Việt Nam

Với ựiều kiện khắ hậu nhiệt ựới Việt Nam là cái nôi hình thành cây lúa nước đã từ lâu, cây lúa ựã trở thành cây lương thực chủ yếu, có ý nghĩa ựáng kể trong nền kinh tế và xã hội nước ta Với ựịa bàn trải dài trên 15 vĩ ựộ Bắc bán cầu,

từ Bắc vào Nam ựã hình thành những ựồng bằng châu thổ trồng lúa phì nhiêu, cung cấp nguồn lương thực chủ yếu nuôi sống cả mấy chục triệu người [49]

Việt Nam ựã tiếp thu cách mạng xanh khá mau lẹ Năm 1987 trước ựổi mới, sản lượng thóc chỉ ựạt 15,10 triệu tấn ựến năm 2007 thì sản lượng thóc ựạt 35,56 triệu tấn, gấp 2,36 lần Một tốc ựộ tăng hiếm gặp cũng là cao nhất trong khu vực và cao nhất những nước trồng lúa trên thế giới

Bảng 2.2 Diện tắch lúa ở Việt Nam so với một số nước trên thế giới

(1987 - 2007) Diện tắch lúa (triệu ha) qua các năm Tên nước

1987 tăng lên 4,24 tấn/ ha năm 2000, sau ựó liên tục tăng và ựạt 4,86 tấn/ha năm 2007 gấp 1,8 lần so năng suất lúa năm 1987 (Bảng 2.3)

Những thành tựu trên là kết quả của việc tạo chọn các giống lúa mới năng suất cao, ngắn ngày, kháng sâu bệnh, chất lượng tốt và áp dụng các biện pháp thâm canh, chuyển ñổi cơ cấu cây trồng phù hợp với vùng sinh thái Hiện nay nước ta qúa trình ñô thị hóa ñang phát triển nhanh, diện tích sản xuất lúa gạo ngày càng bị thu hẹp, nhưng năng suất sản lượng lương thực mỗi năm ñều tăng trên một triệu tấn, năm 2008 sản lượng lúa cả năm ñạt 38,7 triệu tấn Về xuất khẩu gạo, cũng tương tự mỗi năm ñều tăng trên 1 triệu tấn, năm 2008 xuất khẩu 5 triệu tấn, năm 2009 có khả năng xuất khẩu trên 6 triệu tấn, Việt nam có dân số ñông xếp thứ 13, diện tích sản xuất lúa xếp hạng 5 và xuất khẩu gạo ñứng thứ 2 trên thế giới Gạo Việt Nam ñã ñược xuất khẩu 120

quốc gia và vùng lãnh thổ, chiếm 15% thị phần gạo toàn cầu [104 ]

Bảng 2.3 Năng suất lúa Việt Nam và một số nước trên thế giới

2.2 Những nghiên cứu về cây lúa

2.2.1 Nguồn gốc và phân loại cây lúa

2.2.1.1 Nguồn gốc cây lúa

Cây lúa (Oryza sativa L.) thuộc họ hoà thảo (Gramineae) chi Oryza có

2 loài ñược trồng chủ yếu là O.sativa trồng phổ biến ở Châu Á và loài O

Glaberrima trồng ở Tây Phi với diện tích không ñáng kể Cây lúa là cây trồng

xuất hiện sớm và tồn tại lâu ñời, ñặc biệt ở Trung Quốc, Ấn ðộ và một số nước Châu Á trong ñó có Việt Nam, G.Second (1986) khi nghiên cứu tiến hoá

của chi Oryza cho rằng hai loài phụ của loài O.sativa là O.Indica và

O.Japonica ñã xuất hiện cách ñây 2 ñến 3 triệu năm ở dãy núi Himalaya, sau

ñó theo di thực, phát tán ñến các nơi khác trên thế giới Wei, Si, 1995 dựa trên phân tích mẫu hoá thạch Hemudu cho rằng lúa trồng xuất hiện ở Trung Quốc khoảng 7100 năm, Lu B.R và cộng sự 1996, xác nhận lúa trồng ở Châu Á xuất hiện cách ñây khoảng 8000 năm Công bố của Khush GS (1997) chi

Oryza có thể ñã phát sinh 130 triệu năm trước ñây ở trung Ấn ðộ sau ñó do

sự phân rã lục ñịa ñã hình thành các loài khác nhau theo vùng sinh thái

Trung tâm phát sinh lúa trồng có nhiều ý kiến cho rằng Trung Quốc và

Ấn ðộ là trung tâm phát sinh lúa trồng ở Châu Á (Ting 1993, Shampath, S và

N Rao 1951) Chang T.T (1976) lúa trồng Châu Á Oryza sativa L từ lưu

vực sông Ganges dưới chân dãy núi Himalaya qua Myanma ñến bắc Thái Lan qua Lào ñến Việt Nam và nam Trung Quốc Theo Khush GS.,1997 thì hai loài

phụ Indica và Japonica có nhiều nguồn gốc, Indica có thể ñược thuần hoá ở chân núi Himalaya ở tây Ấn ðộ, lúa Indica phát tán rộng khắp vùng nhiệt ñới

và á nhiệt ñới của Ấn ðộ Loài phụ Japonica di thực về từ miền nam Trung Quốc ñến phía bắc, miền nam và ñông nam Châu á, tây Châu phi và Brazil hình thành các loại hình sinh thái khác nhau

Tổ tiên của loài O.sativa còn có những ý kiến khác nhau Năm 1962 tác giả Oka, H.I và W.T.Chang ñã phát hiện loài phụ Japonica của loài O.sativa

có tổ tiên là một dạng bán hoang dại (trung gian lúa trồng và lúa dại) và ñặt

giả thiết rằng loài O.sativa tiến hoá từ dạng lúa dại trung gian của lúa dại

hàng năm và lâu năm Chatterjee,D (1951), Ramiah,K R.L.M Ghose (1951), Chang, T.T (1976) cũng ghi nhận lúa trồng có thể tiến hoá từ lúa dại hàng

năm O.nivara hoặc lâu năm O Rufipogon G Second (1986) khi nghiên cứu mối quan hệ của các loài trong chi Oryza cho rằng loài O.sativa hình thành từ loài O Rufipogon Châu Á, mối quan hệ giữa loài O.sativa và các loài khác

với các loài lúa dại có thể ñược giải thích do sự phân nhánh trong quá trình tiến hoá do thay ñổi khí hậu ở thế giới cổ ñại kỷ thứ 3 Trước khi thuần hoá

loài O Rufipogon ở vùng Himalaya ñã hình thành các kiểu sinh thái của loài

O Rufipogon khác nhau ở Trung Quốc, Châu Á và ñông nam Châu Á ñiều

này liên quan ñến cấu trúc di truyền của loài phụ Indica và Japonica Nhiều

kết quả nghiên cứu khác trước ñó cũng có kết luận tương tự như Shampath,

S và N Rao (1951), Oka, H.I (1974) Nghiên cứu gần ñây của Morishima,

H cho rằng lúa trồng Châu Á có tổ tiên là O Rufipogon Griff Nhưng loài O

glaberrima Steud ñiều kiện sinh thái trung Châu Phi hình thành từ O Breviligulata Chev Et Rheor Các loài lúa trồng có một tổ tiên chung với bộ

genome AA, tổ tiên lúa trồng Châu Á tiến hoá từ loài lâu năm O Rufipogon

và loài O.Rivara hàng năm, còn lúa trồng Châu Phi O Glaberrima có tổ tiên

là O.logistaminata và O.breviligulata và ñược thuần hoá ở vùng ñồng bằng

sông Niger

Theo Nguyễn Thị Trâm (1998) [61] cho rằng tại Việt Nam qua Khảo sát về nguồn gen cây lúa cho thấy có 5 loại lúa dại mọc ở các vùng Tây Bắc, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và ñồng bằng sông Cửu Long ñó là các loài:

O.Granulata, O Nivara, O.Officilalis, O Rufipogon, O Ridleyi

2.2.1.2 Nghiên cứu về phân loại lúa trồng

Về phân loại lúa trồng O sativa có nhiều quan ñiểm khác nhau nhưng

dựa trên cơ sở những kết quả nghiên cứu trước ñây của các nhà phân loại học

Viện nghiên cứu lúa quốc tế ựã thống nhất chia lúa trồng Châu Á (O.sativa) thuộc họ hoà thảo (Graminae), tộc Oryzae, có bộ nhiễm sắc thể 2n=24, thuộc

genome AA, thành 3 kiểu sinh thái ựịa lý hoặc ba loài phụ là Indica, Japonica

và Javanica [79] , loài phụ thứ nhất ựược trồng chủ yếu ở Ấn độ, Pakistan, Sri lanka, Myanmar, đài Loan, Lào, Căm Pu Chia, Trung Quốc Loài phụ thứ 2 ựược trồng chủ yếu ở Nhật Bản, Triều Tiên; phần Châu Âu quanh địa Trung Hải, Liên Xô, Mỹ Còn loài phụ thứ 3 ựược trồng chủ yếu ở Indonexia, Philippines

Người ta cho rằng Indica và Japonica là những ựột biến ựộc lập và

thông qua chọn lọc tự nhiên hình thành nên những khác nhau như hiện nay,

người ta cho rằng loài phụ Japonica có thể phát triển từ loài phụ thứ nhất vì loài phụ Indica ựược kết luận là nguyên thuỷ hơn

Sự khác nhau giữa hai loài phụ về hình thái, ựặc ựiểm nông sinh học và cấu trúc di truyền ựược nhiều nghiên cứu quan tâm

Lúa Indica thường trồng ở khắ hậu nhiệt ựới và cận nhiệt ựới, có thân cao, dễ ựổ ngã, nhiều chồi, lá ắt xanh và cong, kháng ựược nhiều sâu bệnh nhiệt ựới Hạt gạo dài hoặc trung bình, có nhiều tinh bột Năng suất kém hơn lúa Japonica

Lúa Japonica thường ựược trồng ở những vùng ôn ựới hoặc những nơi

có ựộ cao trên 1.000m, có thân ngắn, chống ựổ ngã, lá xanh ựậm, thẳng ựứng,

ắt chồi, hạt gạo thường tròn, ngắn hoặc trung bình, và dẻo khi nấu vì ắt chất tinh bột Lúa Japonica có năng suất cao

Lúa Javanica (bulu) hay lúa Japonica nhiệt ựới ựược trồng ở Indonesia,

có ựặc tắnh ở giữa hai loại lúa Japonica và Indica Hình thái gần giống như lúa Japonica Thân cứng, chắc và ắt cảm quang Có bản lá rộng nhiều lông Hạt lúa thường có râu

Ngoài ra còn có loại lúa Oryza glaberrima ựược trồng ở tây Châu Phi cách ựây 3.500 năm Nguồn gốc có thể ở lưu vực sông Niger ở Mali, có thân

cao như Indica, gié lúa thẳng, có ít hoặc không có nhánh phụ Hạt lúa không

có lông trên vỏ trấu, và gạo ñỏ [74] Loại lúa này kháng nhiều sâu bệnh và chịu ñược hạn, nhưng năng suất kém hơn những loại lúa nêu trên

Cây lúa rất thích hợp với vùng khí hậu nhiệt ñới và chịu ảnh hưởng của khí hậu gió mùa Vào thời nguyên thủy, canh tác lúa ñược biết ñến qua lúa rẫy, lúa na, lúa nà (thung lũng) và lúa nước Cho ñến thời Pháp thuộc, các loại lúa thường ñược nói ñến như lúa rẫy (miền Trung gọi là lúa cạn, miền Bắc gọi

là lúa nương), lúa nước, lúa cạn, lúa lóc, lúa ruộng, lúa gò, lúa ñất cao, lúa ruộng thấp, lúa biền, lúa nổi, lúa nước mặn, v.v

Năm 1963, Viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI chia Oryzae làm 19 loài [23] Theo Sharma (1973) Genus Oryzae bao gồm 28 loài cả loài phụ, phân

bố chủ yếu ở vùng xích ñạo chúng gồm 2 loại hình lâu năm và hàng năm, có chiều cao từ 30 - 200cm, dựa trên cơ sở phân tích sự tiến hoá của loài có thể chia thành 3 nhóm loài:

Nhóm Padia có thân rạ nhỏ, mọc ở vùng rừng ẩm nhiệt ñới ñất không ngập nước, ưa bóng mát

Nhóm Augustizolia có thân rạ nhỏ, mọc ở vùng rừng ẩm nhiệt ñới Châu Phi

Nhóm Euroryza (hay Oryzae) thuộc nhóm tiến hoá nhất, có thân rạ

trung bình ñến to, ưa ánh sáng, thích nghi với ñất ngập nước [23]

Vào ñầu thời gian cuộc cách mạng xanh, các chuyên gia lúa gạo trên thế giới ñã ñồng ý về phân loại lúa theo ñặc tính của ñất ñai và khí hậu (IRRI, 1984) [79] như sau:

* Lúa rẫy (lúa ñất khô): Trồng ở vùng có mưa nhiều hoặc ít, ñất tốt hoặc

xấu và phối hợp các yếu tố này

* Lúa tưới tiêu: Trồng ở vùng có nhiệt ñộ thích hợp hoặc nhiệt ñộ thấp

* Lúa ruộng nước trời: Lúa ruộng cạn (5 – 25 cm), sâu vừa (25 – 50 cm),

trong quá trình sinh trưởng hoà toàn phụ thuộc vào nước mưa, thường bị

Theo quan ñiểm canh tác học, cây lúa trồng trải qua quá trình thuần hoá

ñã thích nghi dần với từng vùng sinh thái cụ thể mà nó ñược gieo trồng, ñồng thời cũng xuất hiện các biến dị do ñiều kiện canh tác gây nên Từ ñó hình thành nên các nhóm lúa ñặc trưng cho từng vùng sinh thái nhất ñịnh Theo quan ñiểm này có bốn nhóm chính sau:

* Lúa cạn: ñược trồng trên ñất cao, không giữ ñược nước, cây lúa nhờ

hoàn toàn vào nước trời trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển của cây

* Lúa có tưới: ñược trồng trên những cánh ñồng có công trình thuỷ lợi,

chủ ñộng về nước trong suốt ñời sống của cây

* Lúa nước sâu: lúa ñược canh tác trên những cánh ñồng thấp không có

khả năng rút nước khi gặp mưa lớn hoặc lũ, tuy nhiên thời gian ngập không quá 10 ngày và mức nước không quá 50cm

* Lúa nổi: lúa ñược gieo trồng trước mùa mưa, khi mưa lớn lúa ñã ñẻ

nhánh, khi nước dâng cao lúa vươn lên lên khoảng 10 cm/ngày, ñể ngoi theo, vươn lên trên mặt nước (trích theo Nguyễn Thị Trâm, 1998) [61]

Gần ñây bằng phân tích isozyme, người ta có thể phân biệt Oryza sativa làm 6 nhóm: Nhóm I (Indica), II, III, IV, V và VI (Japonica) Nhưng các nhóm II và III gần giống với nhóm I (Indica) và nhóm IV và V gần giống nhóm VI (Japonica) ða số các giống lúa thơm như Basmati 370, Khao dawk mali 105 và lúa rẫy (hay lúa nương) thiên về nhóm VI [73]

Tại Việt Nam các giống lúa của ta tồn tại cả 4 nhóm với các ñặc trưng nêu trên, nhóm lúa cạn tồn tại nhiều ở vùng núi và trung du Bắc Bộ, Trung

Bộ, Tây Nguyên Lúa có tưới ñược canh tác chủ yếu tại ñồng bằng sông

Hồng, ñồng bằng ven biển miền Trung và ñồng bằng sông Cửu Long Lúa nước sâu phổ biến tại các vùng úng trũng tại ñồng bằng Bắc Bộ, các thung lũng khó thoát nước tại trung du và miền núi phía Bắc Lúa nổi chỉ tồn tại rất

ít tại khu vực ñồng Tháp Mười thuộc ñồng bằng sông Cửu Long

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

Nếu tính theo thời kỳ sinh trưởng thì cây lúa có 3 thời kỳ sinh trưởng chính:

Thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng: tính từ lúc hạt thóc nảy mầm ñến khi bắt ñầu vào giai ñoạn phân hoá hoa lúa (trên thực tế người ta tính từ khi gieo

mạ, cấy lúa, cây lúa ñẻ nhánh tới số nhánh tối ña)

Thời kỳ sinh trưởng sinh thực: tính từ lúc bắt ñầu phân hoá hoa lúa ñến khi lúa trỗ bông và thụ tinh (bao gồm từ: làm ñòng - phân hoá ñòng, ñến trỗ

bông - bông lúa thoát khỏi lá ñòng, nở hoa, tung phấn, thụ tinh)

Thời kỳ chín: sau khi thụ tinh, bông lúa bước vào kỳ chín, kết thúc thời

kỳ này là bông lúa chín hoàn toàn, sau ñó tiến hành thu hoạch hạt thóc

Nếu tính theo giai ñoạn sinh trưởng thì cây lúa có 10 giai ñoạn sinh trưởng:

1 Giai ñoạn trương hạt

2 Giai ñoạn hạt nảy mầm

3 Giai ñoạn ñẻ nhánh

4 Giai ñoạn phát triển lóng thân

5 Giai ñoạn phân hoá hoa

6 Giai ñoạn trỗ bông

7 Giai ñoạn nở hoa thụ phấn, thụ tinh

8 Giai ñoạn hạt chín sữa

9 Giai ñoạn hạt chín sáp

10 Giai ñoạn hạt chín hoàn toàn

2.3 Nghiên cứu về ựặc ựiểm di truyền của cây lúa

2.3.1 Nghiên cứu về ựặc ựiểm di truyền một số tắnh trạng nông sinh học và hình thái

Cây lúa là cây trồng rất ựa dạng về hình thái Các giống khác nhau có những ựặc ựiểm hình thái ựặc trưng về kiểu cây, kiểu lá, hình dạng bôngẦ Trong phần này sẽ trình bày nghiên cứu về một số tắnh trạng hình thái

2.3.1.1 Thời gian sinh trưởng

Thời gian sinh trưởng của cây lúa ựược tắnh từ khi hạt lúa nảy mầm ựến khi chắn hoàn toàn và thay ựổi tuỳ theo giống và ựiều kiện ngoại cảnh Thời gian sinh trưởng có ý nghĩa ựến phạm vi phân bố, khả năng thâm canh của giống

- đối với lúa cấy: bao gồm thời gian ở ruộng mạ và thời gian ở ruộng lúa cấy

- đối với lúa gieo thẳng: ựược tắnh từ thời gian gieo hạt ựến lúc thu hoạch

Shouichi Yoshida [44]; đào Thế Tuấn, Phan Mạnh Lâm [64] cho rằng: thời gian sinh trưởng của cây lúa chia làm 2 thời kỳ chắnh :

-Thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng: lúc cây lúa mọc rễ, thân, lá

-Thời kỳ sinh trưởng sinh thực: cây lúa làm ựòng, ra hoa, kết hạt

Một số nhà nghiên cứu (IRRI) cho rằng: trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển, cây lúa trải qua 3 thời kỳ lớn: Sinh trưởng sinh dưỡng, sinh trưởng sinh thực và thời kỳ hình thành hạt và chắn Ba thời kỳ sinh trưởng của cây lúa trải qua 10 giai ựoạn phát triển: Nứt nanh - nảy mầm, giai ựoạn mạ, ựẻ nhánh, vươn lóng, phân hoá ựòng, trổ bông, nở hoa, chắn sữa, chắn sáp và chắn hoàn toàn [27]

Tuy nhiên, một số nghiên cứu khác cho thấy: thời gian sinh trưởng của cây lúa chia làm 4 thời kỳ: Sinh trưởng sinh dưỡng mạnh, sinh trưởng sinh dưỡng chậm, sinh thực và chắn [17]

Qua việc chia thời gian sinh trưởng của cây lúa nhằm mục ñích hiểu ñược bản chất của quá trình sinh trưởng và phát triển của nó, từ ñó ñề xuất ra các biện pháp kỹ thuật hợp lý tác ñộng vào cây lúa ñể có một ruộng lúa năng xuất cao nhất [17] Ở miền Bắc các giống lúa ngắn ngày có thời gian sinh trưởng 90 - 120 ngày, giống lúa trung ngày là 140 - 160 ngày Các giống lúa chiêm cũ, do thời vụ gieo cấy có ñiều kiện nhiệt ñộ thấp nên thời gian sinh trưởng kéo dài 180 - 200 ngày Ở ñồng bằng sông Cửu Long các giống lúa ñịa phương có thời gian sinh trưởng 200 - 240 ngày ở vụ mùa, cá biệt những giống lúa nổi có thời gian sinh trưởng ñến 270 ngày [37]

Tính trạng thời gian sinh trưởng là tính trạng chịu nhiều tác ñộng của yếu tố môi trường như: ñất, nước, phân bón, nhiệt ñộ, ánh sáng Một số nghiên cứu gần ñây cho thấy cả tính cộng và không cộng ñều rất quan trọng trong việc hình thành tính trạng thời gian sinh trưởng của cây lúa [87] Thời gian sinh trưởng của lúa bao gồm 2 hệ thống gen quyết ñịnh là hệ thống gen quy ñịnh thời gian trỗ và hệ thống gen phản ứng ánh sáng ở các giống lúa ñịa phương

Theo Yoshida (1979) cho rằng; những giống lúa có thời gian sinh trưởng quá ngắn thì không thể cho năng suất cao vì sinh trưởng sinh dưỡng bị hạn chế Ngược lại giống có thời gian sinh trưởng quá dài cũng không cho năng suất cao vì sinh trưởng quá dài gây hiện tượng lốp ñổ Tuy nhiên trong ñiều kiện ñất ñai có ñộ phì thấp như nhau thì giống có thời gian sinh trưởng dài hơn cho năng suất sẽ cao hơn [71] Theo Jennigs và cộng sự (1979) thời gian sinh trưởng của lúa do nhiều gen ñiều khiển di truyền số lượng ñược biểu hiện rất rõ khi nghiên cứu phân ly ở F2 của con lai, giữa giống có thời gian sinh trưởng ngắn với giống có thời gian sinh trưởng dài Tính chín sớm ñược ñiều khiển bởi 1 cặp gen trội [93]

2.3.1.2 Chiều cao cây lúa

Chiều cao cây là một trong những tính trạng quan trọng nhất liên quan

ñến khả năng chống ñổ và chịu phân của giống Dạng hình thấp cây, thân cứng có khả năng chống ñổ tốt [79] Các nhà khoa học tại viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) khẳng ñịnh rằng: các giống lúa có nguồn gốc từ Trung Quốc (Dee-geo-woo-gen, Taiching Native-1, Igeotze) mang gen lùn, lặn nhưng không ảnh hưởng gì ñến chiều dài bông, rất có ý nghĩa trong chọn giống, còn những gen lùn tạo ra bằng ñột biến hoặc gen lùn ở các giống có nguồn gốc Châu Mỹ (Century Patna, SLO-17) ít ñược sử dụng ñể tạo giống vì chúng làm cho bông ngắn lại hoặc phân li kéo dài hoặc phân ly qua nhiều thế hệ khó chọn lọc Các dạng lùn có nguồn gốc Trung Quốc thường có lá ngắn, màu xanh ñậm, thân cứng, chịu ñạm cao và khó ñổ

2.3.1.3 Khả năng sinh trưởng

Khả năng sinh trưởng mạnh, sớm ở thời kỳ ñầu của quá trình sinh trưởng là một ñặc tính có lợi rất cần thiết cho lúa gieo thẳng, các giống lúa nào có khả năng sinh trưởng tốt sẽ tạo ñiều kiện cho quá trình quang hợp và tích luỹ chất khô nhiều hơn, từ ñó có năng suất cao hơn

Tính trạng này do nhiều kiểu gen kiểm tra, khó tổ hợp với gen kiểm tra tính chín sớm nhưng dễ dàng kết hợp với gen kiểm tra tính lùn và không phản ứng với quang chu kỳ (IRRI,1972) [78]

2.3.1.4 Khả năng ñẻ nhánh

ðẻ nhánh là một ñặc tính sinh học của cây lúa, liên quan chặt chẽ ñến quá trình hình thành số bông và năng suất cây lúa 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 của ñiều kiện ngoại cảnh Nghiên cứu các tổ hợp lai cho nhận xét rằng kiểu ñẻ nhánh chụm và ñứng thẳng là lặn, kiểu ñẻ nhánh xòe là trội [96]

Quá trình ñẻ nhánh liên quan chặt chẽ với quá trình ra lá Thường khi ra

lá ñầu tiên thì mầm nách ở mắt ra lá bắt ñầu phân hoá, trong quá trình ra các

lá tiếp theo thì cũng tương tự như vậy ở các nhánh tiếp theo Theo quy luật thì

khi lá thứ 4 xuất hiện thì lá thứ nhất kết thúc thời kỳ phân hoá và bắt ñầu xuất hiện nhánh thứ nhất và khi ra lá thứ 5 thì nhánh thứ 2 xuất hiện

Thời gian ñẻ nhánh của cây lúa ñược tính từ khi lúa bén rễ hồi xanh ñến khi làm ñốt, làm ñòng Tuy nhiên ở ruộng mạ cũng có hiện tượng ñẻ nhánh nếu mạ gieo thưa, hoặc những cây mạ quanh bờ có thể ñẻ 1 - 2 nhánh ñầu tiên khi có 4 - 5 lá (gọi là mạ ngạnh trê), nhưng ngay lúc ñó mật ñộ cây trong ruộng mạ tăng lên và quá trình ñẻ nhánh ngừng lại Về khả năng ñẻ nhánh của cây lúa thì phụ thuộc vào phạm vi mắt ñẻ (tức là số lá trên cây mẹ, tuổi mạ và

số lóng ñốt kéo dài) và ñiều kiện ngoại cảnh

Người ta cũng phân biệt thời gian ñẻ nhánh hữu hiệu và vô hiệu Trên cây lúa, thông thường chỉ có những nhánh ñẻ sớm, ở vị trí mắt ñẻ thấp, có số

lá nhiều, ñiều kiện dinh dưỡng thuận lợi mới có ñiều kiện phát triển ñầy ñủ ñể trở thành nhánh hữu hiệu (nhánh thành bông) Còn những nhánh ñẻ muộn, thời gian sinh trưởng ngắn, số lá ít thường trở thành nhánh vô hiệu

Trời âm u, thiếu ánh sáng, nhiệt ñộ thấp, thời gian bén rễ hồi xanh kéo dài 15 - 20 ngày, thậm chí 25 - 30 ngày ở vụ chiêm xuân phía Bắc Thời kỳ ñẻ nhánh, cây lúa sinh trưởng nhanh và mạnh về rễ và lá, quyết ñịnh ñến sự phát triển diện tích lá và số bông

Thời gian ñẻ nhánh phụ thuộc vào giống, thời vụ và biện pháp kỹ thuật canh tác Thời gian ñẻ nhánh có thể kéo dài trên dưới 2 tháng ở vụ chiêm xuân, 40 - 50 ngày ở vụ mùa, 20 - 25 ngày ở vụ hè thu

Trong một vụ, các trà cấy sớm có thời gian ñẻ nhánh dài hơn các trà cấy muộn Thúc ñạm sớm, quá trình ñẻ nhánh sớm Bón phân nhiều, muộn, thời gian ñẻ nhánh kéo dài Mật ñộ gieo cấy thưa thời gian ñẻ nhánh dài hơn

so với cấy dày Tuổi mạ non thời gian ñẻ nhánh dài hơn so với mạ già

Giai ñoạn này cần chăm sóc hợp lí ñể ñảm bảo số nhánh hữu hiệu, số

lá và số bông, tránh bón phân nhiều, bón muộn làm cho lúa ñẻ nhánh lai rai thường làm tăng tỷ lệ nhánh vô hiệu, ảnh hưởng ñến tiêu hao dinh dưỡng

cũng như tăng cường sự phá hoại của sâu bệnh [25]

2.3.1.5 Bộ lá lúa và khả năng quanh hợp

Lá lúa là cơ quan quang hợp chủ yếu của cây lúa, nó tồn tại và phát triển gắn liền với quá trình sống của cây lúa, do vậy việc tăng hay giảm diện tắch lá có tác ựộng trực tiếp ựến lượng quang hợp Lá lúa hoàn chỉnh gồm bẹ

lá, phiến lá, tai lá và thìa lá [44] Thời kỳ con gái các bẹ lá ôm lấy nhau và tạo thành thân của nhánh lúa, gọi là thân giả [27] Các lá phát triển liên tục từ dưới lên trên, mỗi lá cách nhau một bước: vắ dụ lá 5 ở thời kỳ xuất hiện thì lá thứ 6 ở thời kỳ hình thành bẹ lá, lá 7 ở thời kỳ hình thành phiến lá và lá 8 ở thời kỳ phân hoá mầm [49]

Nói chung cây lúa có quá trình quang hợp theo con ựường C3 (Ishii & CTV,1977) Quang hợp là quá trình nhận năng lượng ánh sáng mặt trời và chuyển hoá năng lượng này thành năng lượng hoá học dự trữ dưới dạng Hydratcacbon Khoảng 80%- 90% chất khô cây xanh tắch luỹ ựược là do quang hợp [71] Như vậy quang hợp giữ một vị trắ ựặc biệt quan trọng trong

sự tạo thành năng suất lúa Vấn ựề ựặt ra là muốn cho cây quang hợp mạnh thì cần ựiều chỉnh cho nó có một bộ lá tối ưu, diện tắch quang hợp lớn mà không che phủ lẫn nhau, hàm lượng diệp lục trong lá cao Vì vậy cần phải có chỉ số diện tắch lá (LAI) (m2 lá/m2 ựất) thắch hợp

Nghiên cứu về sự liên quan của bộ lá tới năng suất lúa, đào Thế Tuấn [65] cho rằng một giống có năng suất cao phải có ựủ 2 ựiều kiện:

- Diện tắch lá lớn trước khi trỗ ựể tạo nên một sức chứa lớn

- Hiệu suất quang hợp sau trỗ cao có thể tạo ra ựược bông lúa to, tức nguồn chất dinh dưỡng lớn

Tổng số lá trên thân chắnh nhiều hay ắt có liên quan ựến thời gian sinh trưởng và diện tắch lá của quần thề Thời gian hoạt ựộng của lá dài hay ngắn

có quan hệ rất lớn ựến việc tắch luỹ dinh dưỡng cho cây và bông hạt quyết ựịnh ựến năng suất lúa [49]

Lá ựòng và hai lá giáp lá ựòng có thời gian hoạt ựộng dài nhất 45-50 ngày phụ thuộc vào giống Các lá xuất hiện trước có thời gian hoạt ựộng ngắn dần, lá thứ nhất có thời gian hoạt ựộng 7 ngày, lá thứ hai có thời gian hoạt ựộng là 14 ngày [49] Lá ựòng có thời gian sống dài nhất [71] Tuổi thọ của lá kéo dài 20-40 ngày tuỳ theo vị trắ của lá trên cây, thông thường các lá ra sau

có tuổi thọ cao hơn lá trước 7 ngày [27] Tuy nhiên, thông thường trên cây lúa

có khoảng 5-6 lá xanh cùng hoạt ựộng Sau một thời gian hoạt ựộng, các lá ở dưới gốc chuyển vàng rồi chết ựi, các lá mới lại tiếp tục [49]

để tăng năng suất lúa ta phải tăng hàm lượng chất khô trước trỗ, tăng khả năng vận chuyển và cuối cùng tăng quang hợp thời kì sau trỗ (Phạm Văn Cường và cs, 2003) [94]

Theo đào Thế Tuấn (1980) [65] ựạm làm tăng diện tắch lá rõ rệt, nhưng khi diện tắch lá quá cao hiệu suất quang hợp lại giảm Vai trò hút ựạm của cây

ở giai ựoạn cuối rất có ý nghĩa trong quá trình vận chuyển và tắch luỹ chất khô, ựặc biệt thể hiện rõ ở lúa lai (Nguyễn Văn Hoan, 2000) [26] Gần ựây các chương trình nghiên cứu về quan hệ giữa ựạm và quang hợp ở thời kì chắn cho biết nếu hàm lượng ựạm trong lá cao thì quang hợp sẽ mạnh hơn [90] Kết luận này phù hợp với những nghiên cứu của Phạm Văn Cường về hàm lượng ựạm trong lá lúa có tương quan chặt với quang hợp và chắnh ựiều này ựã làm tăng năng suất chất khô và năng suất hạt [9]

Ngoài chỉ số LAI, hiệu suất quang hợp thuần (NRA) cũng ảnh hưởng không nhỏ tới tắch luỹ chất khô của cây lúa

Năng suất hạt của các giống lúa thuần và lúa lai ở các mức ựạm khác nhau có tương quan thuận ở mức ý nghĩa với chỉ số diện tắch lá, tốc ựộ tắch luỹ chất khô ở giai ựoạn ựầu sinh trưởng (Phạm Văn Cường, Phạm Thị Khuyên và cs, 2005) [9]

2.3.1.6 Tắnh có râu ở hạt

Theo G.V.Guliaeb, IU.L.Gujop (1978) [20] tắnh có râu ựược kiểm tra bởi

3 gen trội là An-1,An-2, An-3 khi cả 3 gen trội cùng hiện diện ở một số giống thì râu ở hạt dài, trái lại nếu 3 gen ựều ở dạng lặn thì hạt không có râu, khi có một hoặc hai gen trội thì mức ựộ dài của râu khác nhau rõ rệt Tắnh dễ rụng hạt ựược kiểm tra bởi một số gen trội di truyền ựộc lập với các tắnh trạng khác

2.3.2 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất

Năng suất ruộng lúa phụ thuộc vào các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất ựược cấu thành bởi ba yếu tố: số bông/m2, số hạt chắc/bông và khối lượng 1000 hạt

Trong cả ba yếu tố trên thì sự ựóng góp của số bông/m2 là 74%, hai yếu

tố còn lại là 26% [26] đồng thời số bông/m2 cũng là yếu tố tương ựối dễ ựiều chỉnh hơn so với hai yếu tố còn lại do số hạt/bông và khối lượng 1.000 hạt ựược kiểm soát chặt chẽ bởi yếu tố di truyền Về nguyên tắc thì mật ựộ gieo cấy càng cao thì số bông càng nhiều Trong một giới hạn nhất ựịnh, việc tăng

số bông không làm giảm số hạt/bông, nếu vượt quá giới hạn ựó thì số hạt/bông bắt ựầu giảm ựi do lượng dinh dưỡng phải chia sẻ cho nhiều bông Theo đinh Văn Lữ (1978) nếu tăng số bông ựến một phạm vi mà số hạt/bông

và tỉ lệ hạt chắc giảm ắt thì ựạt năng suất cao, nhưng nếu số bông tăng quá cao thì số hạt/bông và tỉ lệ hạt chắc giảm nhiều làm cho năng suất giảm [37]

Số bông trên ựơn vị diện tắch gieo cấy phụ thuộc vào mật ựộ cấy và số dảnh cơ bản khi cấy, còn số hạt trên bông và khối lượng 1000 hạt phụ thuộc lượng dinh dưỡng mà cây hút ựược Vì vậy ựể ựảm bảo cho quần thể lúa phát triển mạnh, song song với việc tăng mật ựộ cấy thì phải tăng mức phân bón (Bùi Huy đáp, 1970 [16]; đào Thế Tuấn, 1980 [65]

Theo Phạm Văn Cường và cs (2005), năng suất hạt của các giống lúa ở các mức ựạm khác nhau có tương quan ở mức ý nghĩa với số bông/m2 và số hạt/bông [9]

Các kết quả nghiên cứu ựã cho thấy số bông có quan hệ nghịch với số hạt/bông và khối lượng 1.000 hạt Còn số hạt/bông và khối lượng 1.000 hạt có

mối quan hệ thuận với nhau (đào Thế Tuấn, 1980) [65] Trong bốn yếu tố cấu thành năng suất thì số bông/m2 biến ựộng mạnh nhất, nó phụ thuộc vào thời

vụ, mật ựộ cấy và số nhánh ựẻ tiếp ựến là yếu tố số hạt/bông và khối lượng 1.000 hạt ắt biến ựộng nhất

Số hạt/bông nhiều hay ắt tùy thuộc vào số gié, số hoa phân hóa cũng như thoái hóa Toàn bộ quá trình này nằm trong thời kỳ sinh trưởng sinh thực (từ làm ựòng ựến trỗ) Và số lượng gié, hoa phân hóa ựược quyết ựịnh ngay từ thời kỳ ựầu của quá trình làm ựòng (bước 1 - 3 trong vòng từ 7 - 10 ngày) Thời kỳ này bị ảnh hưởng bởi sinh trưởng của cây lúa và ựiều kiện ngoại cảnh, các yếu tố này cũng ảnh hưởng trực tiếp ựến sự thoái hóa hoa Thời kỳ thoái hóa hoa thường bắt ựầu vào bước 4 (hình thành nhị và nhụy) và kết thúc vào bước 6, tức là khoảng 10 - 12 ngày trước trỗ Nguyên nhân chủ yếu do thiếu dinh dưỡng ở thời kỳ làm ựòng hoặc do ngoại cảnh bất thuận như trời rét, âm u, thiếu ánh sáng, bị ngập, hạn, sâu bệnh ngoài ra cũng có nguyên nhân do ựặc ựiểm của một số giống

Tỉ lệ hạt chắc/bông: tăng tỉ lệ hạt chắc/bông hay nói cách khác là giảm

tỉ lệ hạt lép/bông cũng là yếu tố quan trọng quyết ựịnh năng suất lúa Tỉ lệ hạt chắc/bông ựược quyết ựịnh ở thời kỳ trước và sau trỗ, nếu gặp ựiều kiện bất thuận trong thời kỳ này thì tỉ lệ lép sẽ cao Tỉ lệ lép/bông không chỉ bị ảnh hưởng của các yếu tố nói trên mà còn bị ảnh hưởng bởi ựặc ựiểm của giống Thường tỉ lệ lép dao ựộng tương ựối lớn, trung bình từ 5-10%, ắt là 2-5%, cũng có khi trên 30% hoặc thậm chắ còn cao hơn nữa

Yếu tố cuối cùng là khối lượng 1.000 hạt: yếu tố này biến ựộng không nhiều do ựiều kiện dinh dưỡng và ngoại cảnh mà chủ yếu phụ thuộc vào yếu

tố giống Khối lượng 1.000 hạt ựược cấu thành bởi 2 yếu tố: khối lượng vỏ trấu (thường chiếm khoảng 20%) và khối lượng hạt gạo (thường chiếm khoảng 80%) Vì vậy muốn khối lượng hạt gạo cao, phải tác ựộng vào cả 2 yếu tố này

Việc hiểu rõ sự liên hệ giữa các yếu tố cấu thành năng suất là chìa khóa cho sự cải tiến năng suất ðể có một ruộng lúa năng suất cao, giữa các yếu tố phải có sự cân bằng thích hợp Có thể ñiều chỉnh cân bằng ñó thông qua các biện pháp kỹ thuật thâm canh

2.3.3 Di truyền ñộ xếp sít hạt/bông và bông hữu hiệu/khóm

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 ñến năng suất cuối cùng 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 ðể nói lên số hạt trên bông lớn hay nhỏ người ta dựa vào chỉ tiêu mật ñộ hạt/bông, mật ñộ hạt/bông lớn thì số hạt/bông nhiều

Theo Chang T (1965) thì Locus “DN” chi phối cách xắp xếp hạt trên bông Theo Dzuba (1976), Trần Duy Quý (1997) [42] thì bông ngắn hạt xếp sít nhau do hai gen lặn chi phối Dt , Dn, Lp và Lx 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 (1970) thì số lượng bông hữu hiệu/khóm do 3- 5 locus gen kiểm tra tính trạng này

2.3.4 Di truyền về tính trạng chín sớm

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

có trong giống CL 11037 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

2.3.5 Di truyền về tính chống chịu sâu bệnh của cây lúa

Sâu và bệnh là hai kẻ thù làm giảm ñáng kể ñến năng suất và phẩm chất nông sản Kháng sâu bệnh hại chính là một mục tiêu quan trọng trong chọn tạo giống Nghiên cứu tính chống chịu sâu bệnh sẽ giúp nhà chọn giống

nhanh chĩng tạo ra giống chống chịu tốt Lúa là đối tượng của nhiều loại dịch hại, chúng cĩ khả năng gây thiệt hại nặng đến năng suất, nhiều năm ở nhiều nơi dịch hại cĩ thể làm mất mùa trắng Theo Nguyễn Cơng Thuật (1996) [53] cho rằng: năm 1996 nước ta đã phát hiện cĩ khoảng 40 lồi sâu bệnh hại lúa Theo Phạm Văn Lầm (2002) thì cĩ khoảng 103 lồi sâu gây hại trên lúa ở Việt Nam, tìm thấy khoảng 43 lồi sâu gây hại chính trên đồng ruộng trong đĩ

cĩ 10 lồi sâu gây hại chính như sâu đục thân, sâu cuốn lá, rầy lâu Ở một số nước trên thế giới, thiệt hại do sâu bệnh trung bình làm giảm từ 20 - 30% tiềm năng năng suất, cĩ trường hợp tỷ lệ này cịn cao hơn ðối với Việt Nam là một nước nhiệt đới nĩng ẩm mưa nhiều đây là điều kiện rất thuận lợi cho cây lúa sinh trưởng phát triển và cũng là điều kiện thích hợp cho tập đồn sâu bệnh gây hại phát triển, cĩ những vùng khơng được thu hoạch Theo Hồ Khắc Tín (1982) [55], hàng năm sâu bệnh làm thiệt hại mất tới 26,70% năng suất cây trồng Theo Hà Quang Hùng (1998) [29], ở nước ta hàng năm cĩ khoảng 30 vạn ha lúa (chiếm 30% diện tích gieo trồng) bị sâu bệnh phá hại, riêng ở miền Bắc sâu bệnh làm tổn thất khoảng 1,2 triệu tấn thĩc

Căn cứ vào mức độ gây hại trên cây trồng cĩ một số lồi gây hại chính:

rầy nâu (Nilapavata lugens), sâu cuốn lá nhỏ (Claphalo crocis medinalis

guenee), sâu đục thân (Tripoca inceertula) và rất nhiều bệnh như: bệnh đạo

ơn (Piricularia Orizae), bệnh bạc lá (Lê Lương Tề, Vũ Triệu Mân, 1999)

[50] ðể giải quyết vấn đề này, việc tạo ra những giống chống chịu sâu bệnh

là vấn đề vơ cùng quan trọng, để đảm bảo ổn định sản lượng lúa

2.3.5.1 Di truyền tính chống bệnh bạc lá

Bệnh bạc lá lúa được phát hiện đầu tiên ở Nhật Bản vào khoảng năm 1884-1885, nhưng đến mãi năm 1926 giống lúa chống bệnh đầu tiên mới được xác định Tại trường Trung học Nơng nghiệp Kagoshima, giống lúa chống bệnh đĩ đã chọn lọc ra từ giống nhiễm bệnh Shikini và được đặt tên là Kono 35 Nhiều cơng trình chọn tạo giống lúa kháng bệnh đã được tiến hành

từ ựó (Khush, 1977; Devadath,1987) [77]

Bệnh bạc lá phổ biến ở hầu hết các nước trồng lúa trên thế giới, ựặc biệt

ở Châu Á (Nhật Bản, Trung Quốc, Philippin, Ấn độ, ) Bệnh bạc lá phát sinh phá hại suốt từ thời kỳ mạ ựến chắn nhưng có triệu chứng ựiển hình là ở thời kỳ lúa cấy trên ruộng từ sau ựẻ - trỗ, chắn sữa

Vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa - Xanthomonas Oryzae, chúng khá phổ

biến xuất hiện ở 70 nước có trồng lúa trên thế giới, song vùng gây hại lớn nhất là vùng đông Nam Á và Châu Á làm thiệt hại về năng suất và chất lượng gạo Theo Mew và cộng sự (1982) [89], thì bệnh có thể làm giảm tới 60% năng suất hàng năm Ở Việt Nam bệnh bạc lá ựã từng gây hại nặng ở Bắc Giang (1956 - 1957), đông Triều - Quảng Ninh (1961) và phát triển thành dịch ở ựồng bằng sông Hồng những năm 1968 -1975 (Hà Minh Trung, 1996) [36]

Mức ựộ tác hại của bệnh phụ thuộc vào giống, thời kỳ bị nhiễm của cây sớm hay muộn và mức ựộ nặng hay nhẹ Năm 1970 trên diện tắch lúa mùa giống NN8 bị bệnh ở mức ựộ 60 - 100%, giảm năng suất từ 30 - 60%

Bệnh bạc lá ảnh hưởng rất lớn tới sinh trưởng và phát triển của cây lúa, làm tăng cường hô hấp, giảm cường ựộ quang hợp, cây mềm yếu, kéo dài thời gian trỗ, tăng tỷ lệ hạt lép, gạo nát cao (Tạ Minh Sơn, 1987)[46]

Vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa (Xanthomonas Oryzae) có hình thức sinh

sản vô tắnh theo phương pháp phân ựôi tế bào, nếu có một ựột biến tự nhiên xảy ra mặc dù với tần số thấp cũng tạo nên nòi mới làm ựa dạng thêm các chủng Một nòi vi khuẩn mới ựã ựược phân lập có ựộc tắnh cao hơn, nòi này

ựã phát triển thành dịch vào năm 1957 ở tỉnh Kyushu - Nhật Bản (Mew và cộng sự, 1982)[89]

Năm 1989 ựã phát hiện ựược 14 gen chống bệnh bạc lá trong ựó có 5 gen

là Xa-1, Xa-2, Xa-3, Xa-11 và Xa-12 tìm thấy ở Nhật Bản do Ogawa và Yamamoto (1986) và 9 gen khác ựược phát hiện ở IRRI là Xa-4, xa-5, Xa-6,

Xa-7, xa-8, Xa-9, Xa-19, Xa-14, Xa-21 (theo Ogawa và cộng sự, 1987) Cũng theo Ogawa và cộng sự thì Xa-6 và Xa-9 cùng alen với Xa-3 Tương tự với những gen chống bệnh trên người ta ñã phát hiện ra 6 nòi sinh lý khác nhau ở Philipines ñó là: PX061 (nòi 1), PX086 (nòi 2), PX079 (nòi 3), PX071 (nòi 4), PX011(nòi 5) và PX099 (nòi 6) Theo Ogawa và cộng sự (1988) thì những giống mang gen Xa-1, Xa-11, Xa-12, mẫn cảm với 6 nòi sinh lý tìm thấy ở Philippin, gen

này có nguồn gốc từ loài lúa dại Oryzae longistaminata Sau ñó Ikeda và cộng

sự (1990) ñã phát hiện thấy gen này có liên kết với gen Xa-3, Xa-4 ở nhiễm sắc thể số 11 [32] Hiện nay trên thế giới người ta ñã xác ñịnh ñược 24 gen ñiều khiển tính chống bệnh bạc lá lúa là: Xa-1, Xa-2, Xa-3, Xa-4, xa-5, Xa-6, Xa-7, xa-8, Xa-9, Xa-10, Xa-11, Xa-12, Xa-13, Xa-14, Xa-15, Xa-16, Xa-17, Xa-18, Xa-19, Xa-20, Xa-21, Xa-22, Xa-23, Xa-24 Trong ñó 3 gen lặn là xa-

5, xa-8, xa-13 Mới ñây, tác giả Lee K.S (2003) còn xác ñịnh thêm 3 gen kiểm

tra tính chống bệnh bác lá là xa-26(t), xa-27(t), xa-28(t)

Những năm gần ñây IRRI và một số các nước phát triển ñã lập bản ñồ gen và dùng phương pháp PCR ñể phát hiện chọn lọc những gen chống bệnh bạc lá của giống trên cơ sở ñó có thể ñiều tra phát hiện nhiều gen chống bệnh khác nhau trên cùng một giống một cách chính xác

Theo Phan Hữu Tôn (2000)[57] dùng phương pháp PCR (Polymerase Chain Reaction) ñã phát hiện và chọn lọc những gen chống bệnh ở lúa trong

ñó có bệnh bạc lá Qua kiểm tra 145 giống lúa ñịa phương, nghiên cứu thấy có

12 giống chứa gen xa-5 và không có giống nào chứa gen xa-13 và Xa-21 Cũng theo Phan Hữu Tôn (2002 – 2004)[58] hiện nay bộ môn Công nghệ sinh học và Phương pháp thí nghiệm ñã phân lập ñược 10 chủng ñang tồn tại ở miền bắc Việt Nam

2.3.5.2 Di truyền tính chống chịu bệnh ñạo ôn:

Bệnh ñạo ôn (do nấm Pyricularia oryae Cavaza gây ra) là một trong

những vấn ñề lớn cho công tác lai tạo giống lúa chống bệnh ở Việt Nam Cho

ñến nay, các nhà khoa học ñã phát hiện ra rất nhiều gen chống bệnh ñạo ôn khác nhau nằm trên các NST khác nhau như gen Pi1, Pi7, Pi18, Pi44, Pikm, Pb1 trên NST số 11; gen Pi12, Pi20 trên NST số 12; gen Pi15, Pi21 trên NST

số 4 và các gen khác nữa như Pia, Pii, Pik-s (Phan Hữu Tôn khả năng chống bệnh ñạo ôn)

2.3.5.3 Di truyền tính chống chịu sâu ñục thân

Trên thế giới sâu ñục thân có ở Trung Quốc, Nhật Bản, Triều Tiên, Ấn

ðộ, Philipin, Malaysia, Miến ðiện, Sri Lanca, Indonesia Trong nước có ở hầu hết các vùng cấy lúa Hàng năm có 5 - 6 lứa sâu ñục thân, ñây là loài sâu nguy hiểm, gây hại chủ yếu vào thời kỳ làm ñòng ñến trỗ bông ở hầu hết các trà lúa, làm giảm năng suất rất lớn và là ñối tượng sâu hại rất khó phòng trừ Biện pháp chủ ñộng nhất là chọn tạo ra những giống lúa ngắn ngày ñể thuận tiện cho việc bố trí thời vụ lúa trỗ tránh ñược cao ñiểm gây hại của sâu Chọn tạo ra giống có khả năng chống chịu sâu ñục thân

Qua nghiên cứu của Gootavandos (1925) và Shoki (1978) ñã chứng minh rằng những giống có râu mẫn cảm với sâu ñục thân hơn là giống không râu Theo Turat (1974) cho rằng thân lúa cao, ñẻ khoẻ, lá dài và rộng mẫn cảm hơn với sâu ñục thân

Hai tác giả Stana Kinijob và Pathak (1979) ñã ñưa ra mối tương quan thuận giữa chiều cao cây, chiều dài lá ñòng, chiều rộng lá ñòng và ñộ lớn ñường kính thân với tính mẫn cảm sâu ñục thân Còn mức ñộ ráp của bẹ lá, mức ñộ cuốn chặt lấy thân của bẹ lá có mối tương quan nghịch với tính mẫn cảm sâu ñục thân

Theo Yoshida (1979) [71] thì hàm lượng silic trong cây càng cao thì tính mẫn cảm với sâu ñục thân càng giảm và có khả năng chống chịu sâu ñục thân

Tính chống chịu sâu ñục thân do 1 gen trội Sb chi phối (Kinoshita, 1989) Nghiên cứu của Pathak.MD 1967 tương quan giữa tính chống chịu sâu ñục thân và các tính trạng hình thái: tính trạng dài lá ñòng, rộng lá ñòng tương

quan thuận khá chặt với tắnh chống chịu, tắnh trạng ựường kắnh thân rạ, mức

ựộ phủ lông trên lá lại tương quan nghịch với tắnh chống chịu sâu

2.3.6 Nghiên cứu di truyền mùi thơm, ựộ dẻo, hàm lượng amylose

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng ựến chất lượng gạo, nhưng nổi bật nhất là: ảnh hưởng của yếu tố giống, ựiều kiện môi trường sinh thái, kỹ thuật canh tác

và các công ựoạn sau thu hoạch, bảo quản Trong các yếu tố trên giống lúa là

yếu tố tiên quyết Các yếu tố như ựiều kiện môi trường gieo trồng, phân bón, công ựoạn sau thu hoạch cũng ảnh hưởng khá lớn ựến tỷ lệ gạo nguyên, nhiệt

ựộ hoá hồ, tỷ lệ trắng bạc và hàm lượng dinh dưỡng trong hạt

Chỉ tiêu nấu nướng và ăn uống của gạo xát chủ yếu ựược xác ựịnh ựược bởi tỷ số aymylose/amylosepectin Một trong những chỉ tiêu quan trọng của chất lượng nấu nướng là nhiệt ựộ hoá hồ của tinh bột gạo Người ta ựã chia gạo của các giống lúa khác nhau thành các loại sau ựây: giống có nhiệt ựộ hoá

hồ thấp <690C; trung bình từ 70 - 740C ; cao > 740C [11]

Hàm lượng amylose ựược coi là thành phần quan trọng bậc nhất ựể xác ựịnh chất lượng nấu nướng

2.3.6.1 Di truyền mùi thơm

Mùi thơm là một trong tắnh trạng quan trọng nhất quyết ựịnh ựến giá trị thương phẩm và chất lượng gạo Mùi thơm, khi nấu cơm mùi vị bốc hơi cho thấy một hợp chất chắnh của formaldehydes và hydrogen sulfide Emmanual (1993) khi ựánh giá mùi thơm của gạo IR64, Azucena và Basmati ựã chứng minh các hợp chất pentanol, hexanol, benzaldehyde, 2-acetyl-1-pyrroline và 2-acetyl-1-pyrroline là thành phần chắnh trong mùi thơm của gạo [34]

Tắnh trạng mùi thơm rất dễ bị thay ựổi bởi ựiều kiện môi trường Mùi thơm của Basmati cần nhiệt ựộ lạnh của môi trường gieo trồng Mùi thơm của Khaodawkmali và các giống lúa thơm cổ truyền ở Việt Nam có thể bị ảnh hưởng bởi ựiều kiện ựất ựai Nàng thơm chợ đào chỉ duy trì mùi thơm khi trồng tại chợ đào (Long An), tám thơm chỉ thắch hợp khi trồng tại ựồng bằng

sông Hồng và sẽ mất mùi thơm khi trồng tại ñồng bằng sông Cửu Long (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang -2003) Tuy vậy người ta vẫn chưa xác ñịnh rõ nguyên nhân [34] Khai thác tính trạng thơm của các giống cổ truyền vẫn là hướng ưu tiên trước mắt Cải tiến dạng hình cây lúa thơm bằng phương pháp chọn dòng thuần ñã ñược áp dụng thành công ở Việt Nam ñối với một số giống như: nàng hương, tám xoan (thập kỷ 1990) (Bùi Chí Bửu và cs, 1995) [4]

2.3.6.2 Di truyền ñộ dẻo của lúa gạo

ðộ bền thể gen là một trong những chỉ tiêu có tính chất quyết ñịnh ñến chất lượng cơm, giống có ñộ bền thể gen mềm thì cơm sẽ ngon Trong cùng một nhóm giống có hàm lượng amylose giống nhau, giống lúa nào có ñộ bền thể gen mềm hơn giống ñó sẽ ñược ưa chuộng hơn (Juliano.B.O, 1990) [83]

Sự nở dài hạt cơm là một tính trạng ñặc biệt sau khi nấu chín Giống lúa nào có khả năng nở dài hạt cơm nhiều thì cho phẩm chất cơm mềm và xốp hơn [34] Một số giống lúa như Basmati (Ấn ðộ, Pakistan), Bahra của Afghanistan, Domsia của Iran có khả năng nở dài gấp ñôi so với chiều dài hạt gạo làm cho phẩm chất cơm mềm và xốp [72]

ðộ bền thể gen biến ñộng rất lớn giữa các vụ gieo trồng và vùng gieo trồng khác nhau ðiều này có thể giải thích vì sao các giống lúa ñặc sản khi ñược gieo trồng ở vùng có ñiều kiện sinh thái khác thì chất lượng thay ñổi (Tang SX, G.S.Khush, B.O.Juliano, 1991) [98]

2.3.7 Các chỉ tiêu về chất lượng và ñặc ñiểm di truyền

Chất lượng lúa gạo là một trong những mục tiêu mà công tác cải tạo giống ñặt ra Chất lượng ñược ñánh giá thông qua nhiều chỉ tiêu khác nhau bao gồm: màu sắc vỏ trấu, kích thước hạt, hình dạng hạt, ñộ ñồng ñều của hạt,

tỷ lệ gạo xay, tỷ lệ gạo xát, tỷ lệ gạo nguyên, tỷ lệ bạc bụng, chất lượng nếm thử và ñặc ñiểm trong quá trình chế biến

Theo Juliano, 1985 [82] có thể tổng hợp lại ñể ñánh giá chất lượng gạo theo nhóm chỉ tiêu sau :

- Chất lượng thương trường (thương phẩm): là các tiêu chuẩn liên quan ựến giá cả mua bán, trao ựổi trong nước và quốc tế Các chỉ tiêu chất lượng thương trường gồm có: chiều dài, chiều rộng hạt gạo xát, màu sắc nội nhũ, ựộ bạc bụng, ựộ trong hạt gạo

- Chất lượng xay xát hay chất lượng cơ lý gồm các chỉ tiêu: Tỷ lệ gạo xát, tỷ lệ gạo nguyên, tỷ lệ trắng trong nói chung là hệ số thu hồi sản phẩm sau chế biến

- Chất lượng nấu nướng, ăn uống hay nếm thử ựánh giá bằng cảm quan nên phụ thuộc vào tập quán của từng nhóm dân cư: căn cứ chủ yếu vào hàm lượng amyloza, nhiệt ựộ hoá hồ, ựộ bền thể gen, ựộ nở cơm, sức hút nước và hương thơmẦ

- Chất lượng dinh dưỡng: ựược thể hiện thông qua hàm lượng protein, hàm lượng lysineẦ

2.3.7.1 Chất lượng thương phẩm

đánh giá của IRRI về phân loại hạt chất lượng theo chỉ tiêu hình dạng

và kắch thước hạt theo hạt gạo xay: loại rất dài: > 7,5mm; loại dài: 6,61 - 7,5mm; loại trung bình: 5,51 - 6,60mm; loại ngắn < 5,50mm Dạng hạt ựược ựánh giá theo tỉ lệ dài/rộng (D/R): hạt thon D/R > 3,0; trung bình D/R khoảng 2,1-3,0; bầu D/R khoảng 1,1 - 2,0; tròn D/R < 1,1

* Cơ sở di truyền của chất lượng thương phẩm

Theo Ramaiah (1933) cho rằng: chiều dài hạt gạo do 1 gen kiểm tra Bolich (1957) cho chiều dài hạt gạo là 2 gen kiểm tra Còn Ramaiah và Parthasarthy (1933) lại cho rằng 3 cặp gen kiểm tra tắnh trạng này Các tác giả khác như Mitro (1962), Chang (1974) [75], Nakatats và Jackson (1973), Somrith và cộng sự (1979) lại cho rằng tắnh trạng này là do nhiều gen kiểm tra và kắch thước, khối lượng hạt di truyền ựa gen [97]

Hình dạng hạt là kết quả của mối quan hệ giữa chiều dài, chiều rộng hạt

và ựộ dầy hạt gạo Những ựặc ựiểm này là thuộc tắnh của giống và ựược di

truyền trung gian giữa hai bố mẹ (Virmani,1994) [99] 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 giống 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

Hình dạng hạt gạo là ñặc tính của giống tương ñối ổn ñịnh, ít bị thay ñổi do ñiều kiện ngoại cảnh Tuy nhiên, nếu sau khi nở hoa, nhiệt ñộ hạ xuống

có thể làm giảm chiều dài nhưng không nhiều Nếu những cá thể có hình dạng hạt ñẹp ở F2 thì ít biến ñổi ở các thế hệ sau Vì vậy, trong các quần thể từ F3 hay các dòng thuần không có hy vọng chọn lọc ñược dạng hạt ñẹp hơn F2 hoặc nguyên bản (Nguyễn Thị Trâm, 1998) [61]

Chiều dài và hình dạng hạt di truyền ñộc lập nên có thể tổ hợp hai tính trạng ñó vào một giống Không có sự khác biệt di truyền nào gây cản trở sự tái tổ hợp của tính trạng hạt thon dài với các tính trạng ñộ trong, ñộ bạc bụng, hàm lượng amylose trong nội nhũ, kiểu cây, thời gian sinh trưởng và năng suất [30] Khi theo dõi nhiều tổ hợp thấy rằng chiều dài, chiều rộng, trọng lượng hạt ở F2 tương ñương nhau và bằng giá trị trung gian giữa hai bố mẹ Vì thế muốn cho hạt F2 thon dài nên chọn cả hai bố mẹ A và R thon dài [30]

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 do ña gen quy ñịnh (Nakatats và Jackson,1973) [91]

ðộ trong của gạo di truyền ñộc lập với các tính trạng nông sinh học khác nên có thể dùng các phương pháp lai hữu tính ñể tạo nên các dạng tái tổ hợp vừa có nhiều tính trạng nông sinh học tốt, vừa có năng suất cao lại vừa có gạo trong [17]

2.3.7.2 Chất lượng xay xát

Chất lượng xay xát ñược xem xét ở 2 chỉ tiêu chủ yếu sau: tỷ lệ gạo xát

và tỷ lệ gạo nguyên Xay xát thĩc thực chất là quá trình loại bỏ trấu, phơi và

vỏ cám Khi loại bỏ các bộ phận này hàm lượng cellulose và lipip sẽ bị giảm

rõ rệt Loại bỏ cellulose sẽ làm tăng tỷ lệ tiêu hố cịn khi loại bỏ lipid sẽ làm tăng khả năng bảo quản gạo Sản phẩm xay xát gồm cĩ trấu, cám, tấm, gạo Thĩc cĩ chất lượng xay xát tốt là thĩc sau khi xát cho tỷ lệ % tổng số gạo và gạo nguyên hạt cao Màu sắc của nội nhũ cũng phản ánh tính chất của gạo, gạo trong thường ngon hơn gạo đục [13]

Tỷ lệ gạo nguyên là tính trạng di truyền bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi mơi trường, đặc biệt là nhiệt độ và ẩm độ trong suốt thời gian lúa chín đến thu hoạch (Nagato K.Y Kono, 1963) [90] Do đặc tính nở hoa trên một bơng lúa

và giữa các bơng trong một khĩm khơng đều nên các hạt chín khơng đều (Ramaiah,1953;Matsubayashi,1969; Vergara,1980) Theo Mahadevappa, (1969) thời gian thu hoạch thường phải ước đốn để thu hoạch nhằm đạt năng suất cao và tỷ lệ gạo gẫy ít vì lúa chưa chín Nếu thu hoạch muộn, do cĩ nhiều hạt quá chín sẽ bị rụng và nứt vỡ Banguaek (1994) cho biết thời điểm tốt nhất cho thu hoạch là sau khi hạt phơi màu 33-36 ngày [39] Lê Dỗn Diên (1995) [12] cũng cĩ nhận xét tỷ lệ gạo nguyên thay đổi nhiều tuỳ theo bản chất giống và phụ thuộc nhiều vào điều kiện ngoại cảnh như nhiệt độ, ẩm độ khi lúa chín và điều kiện bảo quản phơi sấy sau thu hoạch Cũng theo ơng tỷ lệ gạo nguyên phụ thuộc vào kích thước, hình dạng hạt và hàm lượng protein trong hạt

Ngồi ra các nghiên cứu của Dilay (1988), Hou (1988), A.Ali và cộng

sự cho thấy tỷ lệ gạo nguyên cịn chịu ảnh hưởng của các yếu tố như mức phân bĩn, thời điểm tiêu nước và mật độ cấy [12]

Tỷ lệ gạo nguyên cĩ mối quan hệ chặt chẽ với độ cứng của hạt và độ bạc bụng, chịu ảnh hưởng lớn bởi kỹ thuật sau thu hoạch (gặt đập, phơi sấy, tồn trữ ) (Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang (2000) [5] Tỷ lệ gạo nguyên cịn phụ thuộc vào thời điểm thu hoạch và tuốt lúa khác nhau Những nghiên cứu của Bùi Chí Bửu và CTV (1996) [6] 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

Kích thước, dạng hạt và ñộ bạc bụng của hạt là những yếu tố ảnh hưởng nhiều ñến chất lượng xay xát và ñặc biệt là tỷ lệ gaọ nguyên Nghiên cứu của Yadav (1989) [100] cho thấy tỷ lệ gạo nguyên tăng tương quan với sự giảm chỉ số dài/rộng hạt, hay nói cách khác hạt càng dài thì tỷ lệ gạo nguyên càng thấp Hạt càng mảnh dài và ñộ bạc bụng càng cao thì tỷ lệ gạo nguyên càng thấp (Lê Doãn Diên, 1990) [11] Cũng theo kết quả nghiên cứu của Bhattacharya (1980) cho thấy kích thước hạt và hình dạng hạt có ảnh hưởng ñến chất lượng xay xát Với những giống có tỷ lệ D/R thấp thì tỷ lệ gạo nguyên cao, những giống có tỷ lệ D/R cao thì tỷ lệ gạo nguyên thấp

ðộ trong suốt của hạt gạo tuỳ thuộc vào tính chất của phôi nhũ, mức ñộ bạc bụng với vết ñục xuất hiện ở trên lưng, bụng hoặc ở trung tâm hạt gạo (gạo hạt lựu) Tinh bột ở vùng bạc bụng xuất hiện rời rạc có cấu trúc kém chặt chẽ hơn vùng trong suốt nên nó tạo ra các khe hở chứa không khí giữa các hạt trung bình (Del Rosario và CTV, 1968) [76] Mặc dù ñộ bạc bụng không ảnh hưởng gì ñến phẩm chất cơm, nhưng ảnh hưởng ñến thị hiếu của người tiêu thụ Người tiêu thụ thích hạt gạo có nội nhũ trong và trả giá cao hơn cho những loại gạo này (Khush và CTV, 1979) [86]

ðộ bạc bụng của nội nhũ một mặt do yếu tố di truyền, mặt khác các ñiều kiện môi trường cũng ảnh hưởng ñến ñặc tính này ðiều kiện môi trường chủ yếu ảnh hưởng ñến ñộ bạc bụng là nhiệt ñộ sau khi lúa trỗ, nhiệt ñộ cao làm tăng ñộ bạc bụng, nhiệt ñộ thấp làm giảm hoặc mất ñộ bạc bụng (Bùi Chí Bửu và cs, 1996) [6] Tính trong của hạt gạo ñược di truyền ñộc lập với tất cả các tính trạng nông học quan trọng khác, do ñó có thể chọn lọc ở các thế hệ

sớm (Somrith, 1974) [97]

Quá trình tạo ra bạc bụng chủ yếu trong quá trình chín (thời kỳ tích luỹ chất khô vào nội nhũ) nếu thiếu nước ở giai ñoạn sau trỗ hoặc xuất hiện bệnh

ñạo ôn cổ bông, bọ xít chích hút giai ñoạn lúa ngậm sữa ñều làm tăng tỷ lệ gạo bạc bụng (Del Rosario và CTV, 1968) [76]

Phơi thóc làm giảm ñộ ẩm từ từ hạt gạo sẽ trong hơn là làm giảm ñộ ẩm ñột ngột (Bùi Chí Bửu và CTV, 1996) [6]

2.3.7.3 Chất lượng dinh dưỡng

Chất lượng dinh dưỡng của lúa gạo ñược ñánh giá bằng các chỉ tiêu

sau: hàm lượng protein ñặc biệt là 8 aminoacid không thể thay thế, hàm lượng

amylose, nhiệt ñộ hoá hồ, lượng của các vitamin và các nguyên tố khác của gạo

* Hàm lượng protein

Protein của lúa gạo là loại dinh dưỡng cao, cao nhất trong tất cả các loại protein của các hạt ngũ cốc khác như lúa mì, ngô, cao lương Protein của gạo ñược ñặc trưng bởi tính dễ ñồng hoá và tính cân bằng của 8 aminoacid không thay thế ñối với sức khoẻ của con người [13]

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 giống 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) [40]

Hàm lượng protein là một thông số quan trọng trong giá trị dinh dưỡng hạt gạo Protein trong hạt gạo có giá trị cao hơn so với các loại hạt cốc khác, bởi vì hàm lượng lysin của nó khá cao (3,5- 4%) (Juliano, 1985) [82] Do ñó hàm lượng protein của lúa gạo tuy thấp khoảng 7 - 10% nhưng nó vẫn ñược xem như là một protein có phẩm chất cao nhất Các nhà chọn giống ñã cố gắng nâng cao hàm lượng protein trong các giống lúa mới nhưng ít thành công, bởi vì di truyền tính trạng protein trong hạt rất phức tạp và bị ảnh hưởng

của ñiều kiện môi trường khá mạnh mẽ (Juliano, 1993) [84]

Hàm lượng protein trong lúa gạo phụ thuộc nhiều vào hàm lượng phân bón Người ta thấy hàm lượng protein tăng ở những dòng áp dụng lượng phân bón cao [82] Hàm lượng protein thay ñổi theo môi trường canh tác và yếu tố phân bón khá rõ Phân ñạm có vai trò làm tăng cường quá trình tổng hợp protein mà không làm thay ñổi ñặc tính phẩm chất của giống Hàm lượng protein của các giống có xu hướng tăng lên tỷ lệ thuận với lượng N bón tới mức 120 kg/ha Lượng N bón cao tới 150 kg/ha làm giảm lượng protein của tất cả các giống (Vũ Tuyên Hoàng và cs, 2001) [28]

Theo nghiên cứu của A.Singh và cộng sự về mối quan hệ giữa hàm lượng protein và ñộ bóng của gạo xát trên 4 giống Manhar, Govind, plant dhan 4, type 3 Kết quả ñã cho thấy hàm lượng protein giảm ñi, còn ñộ bóng của gạo lại tăng lên theo thời gian xay xát từ 0 – 11giây Còn nghiên cứu của Y.Wenchao và cộng sự trên 7 giống lúa Javponica cho thấy sự suy giảm chất lượng ăn uống không thể quy cho hàm lượng protein và amylose qua bảo quản vì hai hàm lượng này không thay ñổi nhiều Gạo ñược bảo quản nhìn chung hàm lượng axit béo tự do nhiều hơn gạo mới và vị ngon của gạo bảo quản có thể ñược ñánh giá bởi hàm lượng axits béo tự do [101]

Nâng cao hàm lượng và phẩm chất protein trong hạt gạo là mục tiêu chọn giống của không ít các chương trình nghiên cứu trên thế giới Năm

1970, bộ môn trồng trọt thuộc IRRI khẳng ñịnh: trong vụ khô hàm lượng protein của các giống IR20, IR22 cao hơn hẳn giống IR8 khi bón ở mức 150kg N/ha làm nhiều lần và bón vào lúc cấy, phân hoá ñòng Còn trong vụ mưa thì hàm lượng protein không ảnh hưởng ñáng kể ở các giống Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Hiển trên các giống lúa ñịa phương và nhập nội thì bón phân phối hợp NPK có hiệu lực làm tăng hàm lượng protein trong hạt hơn là bón riêng rẽ [22]

Tuy nhiên, có sự tương quan nghịch giữa năng suất hạt và hàm lượng