Luận văn so sánh một số dòng lúa ngắn ngày có triển vọng tại văn lâm hưng yên

luận văn

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

-*** -

PHẠM THỊ THU HÀ

SO SÁNH MỘT SỐ DÒNG LÚA NGẮN NGÀY

CÓ TRIỂN VỌNG TẠI VĂN LÂM - HƯNG YÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành : Trồng trọt

Người hướng dẫn khoa học : PGS TS PHẠM VĂN CƯỜNG

TS NGUYỄN NHƯ HẢI

HÀ NỘI - 2011

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề 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, các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội ngày 20 tháng 11 năm 2011

Tác giả

PHẠM THỊ THU HÀ

LỜI CẢM ƠN

ðể hoàn thành bản luận văn này, bên cạnh sự nỗ lực cố gắng của bản thân, tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ quý báu tận tình của các cấp lãnh ñạo, các tập thể, cá nhân và gia ñình

Trước tiên, cho phép tôi bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Nguyễn Như Hải – Cục Trồng Trọt, PGS.TS Phạm Văn Cường – Bộ môn cây lương thực ñã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện cũng như hoàn chỉnh luận văn

Tôi xin gửi lời cảm ơn lãnh ñạo trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, Ban Lãnh ñạo Viện ñào tạo sau ñại học, ban chủ nhiệm Khoa Nông học, các thầy cô giáo ñã giúp ñỡ, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn

Toàn bộ thí nghiệm trong luận văn ñược thực hiện tại Trạm khảo kiểm nghiệm giống cây trồng và phân bón Văn Lâm – Hưng Yên Tại ñây tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ và tạo mọi ñiều kiện của lãnh ñạo Trạm cũng như sự giúp ñỡ của toàn thể cán bộ công nhân viên trạm trong suốt quá trình thực hiện ñề tài Tôi xin chân thành cảm ơn những sự giúp ñỡ quý báu ñó

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn ñến gia ñình và bạn bè ñã luôn quan tâm, ñộng viên khích lệ tôi

Một lần nữa cho phép tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến tất cả những

sự giúp ñỡ quý báu này

Hà Nội, ngày 20 tháng 11 năm 2010

Tác giả luận văn

Phạm Thị Thu Hà

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

2.4 Ảnh hưởng ñiều kiện ngoại cảnh ñến sinh trưởng, năng suất và

chất lượng của nhóm giống lúa ngắn ngày 19

2.5 Một số ñặc ñiểm sinh thái, sinh trưởng phát triển của cây lúa 22

3 NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39

4.1 Một số ñặc ñiểm sinh trưởng của các dòng, giống lúa thí nghiệm

4.2 Các giai ñoạn sinh trưởng của các dòng, giống lúa thí nghiệm 41

4.5 Chỉ số diện tích là các dòng, giống lúa thí nghiệm qua các giai

4.6 Hàm lượng chất khô tích lũy (DM) của các dòng, giống thí

4.7 Một số ñặc ñiểm nông sinh học của các dòng, giống lúa thí

4.7.2 Một số ñặc tính nông sinh học khác của các dòng, giống lúa thí

4.7.3 ðặc ñiểm bông của các dòng, giống lúa thí nghiệm 59

4.8 Mức ñộ chống chịu sâu bệnh các dòng, giống lúa thí nghiệm 61

4.9 Năng suất và các yến tố cấu thành năng suất 63

4.10 Năng suất sinh vật học và hệ số kinh tế 66

4.11 ðặc ñiểm hình thái hạt thóc và hạt gạo 68

4.13 đánh giá chất lượng cơm của các dòng, giống lúa thắ nghiệm 73

4.14 Mối quan hệ giữa năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 75

Lð : Làm ñòng

CS : Chín sáp

TG : Thời gian NSLT : Năng suất lý thuyết NSTT : Năng suất thực thu NSSVH: Năng suất sinh vật học

DANH MỤC BẢNG

2.1 Sản lượng lúa gạo thế giới các năm gần ñây (2000-2010) (tấn) 5

2.2 Các vitamin và chất vi lượng của lúa gạo 18

2.3 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến sinh trưởng phát triển lúa 20

4.1 Một số ñặc nông sinh học của các dòng, giống thí nghiệm trong

4.7 Chỉ số diện tích lá (LAI) các dòng, giống lúa thí nghiệm qua các

giai ñoạn sinh trưởng (m2lá/m2ñất) 53

4.8 Lượng chất khô tích lũy qua các thời kỳ sinh trưởng của các

4.9 Một số ñặc ñiểm về lá ñòng của các dòng, giống thí nghiệm 56

4.10 Một số ñặc tính nông sinh học của các dòng vụ Mùa 2010 và

4.11 Một số ñặc ñiểm bông của các dòng, giống thí nghiệm vụ Mùa

4.12 Mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên trên ñồng ruộng của các dòng,

giống thí nghiệm vụ Mùa 2010 và vụ Xuân 2011 62

4.13 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất vụ Mùa 2010 và vụ

4.14 Năng suất sinh vật học và hệ số kinh tế 67

4.15 ðặc ñiểm hình thái hạt gạo và hạt thóc của các dòng, giống lúa

DANH MỤC HÌNH ẢNH

2.3 Sản lượng gạo Việt Nam niên vụ 2006/07-2009/10 92.4 Cơ cấu thị trường xuất khẩu gạo củaViệt Nam tháng 12/2010 10

DANH MỤC ðỒ THỊ

4.3A Tương quan giữa tỷ lệ hạt chắc và năng suất thực thu các dòng,

4.3B Tương quan giữa tỷ lệ hạt chắc và năng suất thực thu các dòng,

4.3A Tương quan giữa khối lương 1000 hạt và năng suất thực thư các

4.4B Tương quan giữa khối lương 1000 hạt và năng suất thực thu các

1 MỞ ðẦU

1.1 ðặt vấn ñề

Cây lúa (Oryza Sativa L.) là một trong những cây cung cấp nguồn

lương thực quan trọng nhất của loài người, với 40% dân số thế giới sử dụng lúa gạo làm thức ăn chính và có ảnh hưởng ñến ñời sống của ít nhất 65% dân số thế giới

Ở Việt Nam, lúa là cây lương thực chính trong sản xuất nông nghiệp, sản xuất lúa ñảm bảo lương thực cho 86 triệu dân và ñóng góp xuất khẩu mang lại nguồn ngoại tệ cho ñất nước: từ năm 1997 Việt Nam ñã trở thành một quốc gia xuất khẩu gạo ñứng thứ 2 trên thế giới sau Thái Lan, trong tương lai xuất khẩu gạo vẫn là tiềm năng lớn của nước ta

ðể góp phần nâng cao sản lượng lúa gạo, tăng cường xuất khẩu chúng ta rất cần những giống lúa mới có năng suất cao, chất lượng tốt, phù hợp với ñiều kiện sinh thái của Việt Nam ñể ñưa vào cơ cấu giống lúa của các ñịa phương

Tuy tình hình sản xuất nông nghiệp hiện nay các ñịa phương có xu hướng tăng cường sử dụng các giống lúa ngắn ngày ñể phù hợp với cơ cấu luân canh tăng vụ, chuyển ñối cơ cấu cây trồng, ñồng thời tránh ñược những ảnh hưởng xấu của thời tiết như hạn, rét, lũ lụt…do hiện tượng biến ñổi khí hậu gây ra

Hiện tượng biến ñổi khí hậu toàn cầu cũng ñặt ra cho ngành nông nghiệp rất nhiều thách thức và khó khăn Thời tiết càng ngày càng bất thuận ñối với nông nghiệp như: hạn cuối vụ xuân và ñầu vụ mùa, lũ lụt Trong ñó, việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật ñóng vai trò then chốt, ñặc biệt công tác giống Chọn tạo các dòng, giống ngắn ngày nhằm ñối phó với ñiều kiện biến ñổi khí hậu toàn cầu

Chính vì vậy, chúng tôi ñã tiến hành ñề tài nghiên cứu: “So sánh một

số dòng lúa ngắn ngày có triển vọng tại Văn Lâm – Hưng Yên ”

- ðề xuất chọn ra các giống lúa ngắn ngày triển vọng có năng suất cao, phẩm chất tốt và phù hợp với ñiều kiện miền Bắc Việt Nam

1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

1.3.1 Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của ñề tài ñã ñánh giá ñược ñặc ñiểm nông sinh học của một số giống lúa ngắn ngày, tuyển chọn ñược các giống lúa ngắn ngày có năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu với sâu bệnh và ñiều kiện ngoại cảnh bất thuận

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Tuyển chọn một số dòng, giống lúa ngắn ngày có triển vọng bổ sung vào cơ cấu các giống lúa ngắn ngày của các ñịa phương

1.4 Phạm vi nghiên cứu

- Thời gian nghiên cứu: Vụ Mùa 2010 và vụ Xuân 2011

- ðịa ñiểm nghiên cứu: Văn Lâm – Hưng Yên

- ðối tượng nghiên cứu: Một số dòng, giống lúa ngắn ngày có triển vọng do Trung tâm khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm giống cây trồng và phân bón Quốc gia chọn tạo

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

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

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

Theo thống kê của tổ chức lương thực thế giới (FAO, 2008) cho thấy,

có 114 nước trồng lúa, trong ñó 18 nước có diện tích trồng lúa trên có trên 1.000.000 ha tập trung ở Châu Á, , 31 nước có diện tích trồng lúa trong khoảng 100.000ha - 1.000.000 ha Trong ñó có 27 nước có năng suất trên 5 tấn/ha, ñứng ñầu là Ai Cập (9.7 tấn/ha), Úc (9.5 tấn/ha) El Salvador (7.9 tấn/ha) Diện tích trồng lúa trên thế giới ñã gia tăng rõ rệt từ năm 1961 ñến

1980 Trong vòng 19 năm ñó, diện tích trồng lúa trên thế giới tăng bình quân 1,53 triệu ha/năm Từ năm 1980, diện tích lúa tăng chậm và ñạt cao nhất vào năm 1999 (156,8 triệu ha) với tốc ñộ tăng chậm với tốc ñộ tăng trưởng bình quân 630.000 ha/năm Từ năm 2000 trở ñi diện tích trồng lúa thế giới có nhiều biến ñộng và có xu hướng giảm dần, ñến năm 2005 còn ở mức 155,1 triệu ha Từ năm 2005 ñến 2008 diện tích lúa gia tăng liên tục ñạt 159,0 triệu

ha cao nhất kể từ năm 1995 tới nay

Diện tích trồng lúa thế giới niên vụ 2009/10 chỉ vào khoảng 156,1 triệu

ha, giảm 1,7 triệu ha so với niên vụ 2008/09, tuy nhiên năng suất lúa vẫn ñược duy trì ở mức 4,3 tấn/ha Diện tích gieo trồng thu hẹp trong khi năng suất không tăng ñã làm giảm sản lượng Sản lượng gạo thế giới niên vụ 2009/10 ước chỉ ñạt 441,2 triệu tấn, giảm 6,9 triệu tấn so với niên vụ 2008/09

ðứng ñầu vẫn là 8 nước châu Á là Ấn ðộ, Trung Quốc, Indonesia, Bangladesh, Thái Lan, Myanmar, Việt Nam, Philippines Tuy nhiên năng suất chỉ có 2 nước có năng suất cao hơn 5 tấn/ha là Trung Quốc và Việt Nam Mặc

dù năng suất lúa ở các nước Châu Á còn thấp nhưng do diện tích sản xuất lớn

nên Châu Á vẫn là nguồn ñóng góp rất quan trọng cho sản lượng lúa trên thế giới (trên 90%) Như vậy, có thể nói Châu Á là vựa lúa quan trọng nhất thế giới

Bảng 2.1 Sản lượng lúa gạo thế giới các năm gần ñây (2000-2010) (tấn)

2009 (135 triệu tấn gạo).[39]

Dự báo sản lượng lúa gạo toàn cầu niên vụ 2010/11 tăng gần 2% so với niên vụ trước Theo dự báo mới nhất của Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA), sản lượng lúa gạo thế giới niêm vụ 2010/11 ñạt khoảng 452,5 triệu tấn, giảm 2,1

triệu tấn so với dự báo tháng 9 Tuy nhiên, so với niên vụ 2009/10 sản lượng lúa gạo thế giới vẫn tăng gần 2%

Nguyên nhân của sự sụt giảm trên là do ảnh hưởng của thời tiết khắc nghiệt tại một số nước sản xuất chắnh Năm 2010 là năm mà khắ hậu biến ựổi thất thường, tình trạng bão lũ, hạn hán, cháy rừng và sự xâm mặn của nước biển diễn ra tại hầu khắp các khu vực trên thế giới Do ựó, sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất lúa gạo nói riêng chịu nhiều ảnh hưởng tiêu cực Tại Ấn độ, do ảnh hưởng của thời tiết khô hạn kéo dài ở phắa ựông của bang Bihar và phắa tây của bang Bengal, mưa lớn và lũ lụt tại Punjab ựã làm cho sản lượng lúa gạo giảm 2,0 triệu tấn, ước ựạt 97 triệu tấn Tương tự như Ấn

độ, Mỹ phải ựối mặt với một nền nhiệt cao trong mùa hè làm sản lượng lúa gạo giảm mạnh

Tại Thái Lan, các tỉnh nông nghiệp ựã chịu nhiều ảnh hưởng bởi tình trạng thiếu nước trong khi các con sông lại trở nên khô cạn; bên cạnh ựó, một

số vùng lại chịu cảnh lũ lụt Trước diễn biến phức tạp của thời tiết, cho dù diện tắch lúa có ựược mở rộng nhờ chắnh sách khuyến khắch nông dân trồng lúa của Chắnh phủ, Thái Lan sẽ khó có thể ựạt ựược sản lượng 20,3 triệu tấn gạo trong niên vụ 2009/10 như dự báo

Sản lượng gạo Trung Quốc niên vụ 2009/10 dự báo ựạt 137 triệu tấn, tăng 2,67 triệu tấn so với niên vụ 2008/09 Mặc dù, những tháng ựầu năm, một số vùng của Trung Quốc bị ảnh hưởng bởi hạn hán và lũ lụt nên diện tắch gieo trồng phần nào bị thu hẹp Tuy nhiên, việc mở rộng diện tắch gieo trồng

ở khu vực đông Nam Trung Quốc dự kiến sẽ bù ựắp những tổn thất do hạn hán gây ra

Dự ựoán tình hình lúa gạo thế giới từ các chuyên gia cho 10 năm tới lúa gạo vẫn luôn phải ựược quan tâm Theo Wailes và Chavez (2006) nhận xét trong vòng 10 năm tới, năng suất lúa thế giới tiếp tục tăng bình quân trên 0,7% hằng năm, trong ựó 70% tăng trưởng về sản lượng lúa thế giới sẽ từ Ấn

độ ( 37%) Indonesia, Việt Nam, Thái Lan, Myanmar và Nigeria Tuy nhiên

do tốc ựộ tăng dân số nhanh hơn nên hằng năm mức tiêu thụ gạo bình quân ựầu người sẽ giảm khoảng 0,4 % mỗi năm Ấn độ và Trung Quốc vẫn sẽ là các nước tiêu thụ gạo nhiếu nhất và ước khoảng 50% lượng gạo tiêu thụ toàn thế giới Giá gạo thế giới sẽ tăng bình quân 0,3% mỗi năm và lượng gạo lưu thông cũng gia tăng trung bình 1,8% mỗi năm Khoảng năm 2016, lượng gạo trao ựổi toàn cầu sẽ ựạt 33,4 triệu tấn (17% cao hơn mức kỷ lục năm 2002)

Dù vậy, lượng gạo lưu thông trên thị trường thế giới cũng chỉ chiếm khoảng 7,5% lượng gạo tiêu thụ hàng năm Nhu cầu nhập khẩu gạo trong 10 năm tới của các nước Châu Phi và Trung đông dự ựoán sẽ chiếu gần 42% lượng gạo nhập khẩu trên thế giới Nigeria dự ựoán sẽ nhập khẩu 2,4 triệu tấn vào năm

2016 Sản xuất lúa ở Trung đông bị trở ngại do thiếu nước, nên các nước Iran, Iraq, Saudi Arabia và Ivory Coast vẫn tiếp tục gia tăng nhập khẩu do tăng dân số và tăng mức tiêu thụ gạo bình quân ựầu người Cũng trong khoảng thời gian này, gần 30 % sản lượng gạo nhập khẩu của thế giới sẽ thuộc về các nước EU, Mexico Hàn Quốc và Philippines

Theo số liệu của Bộ Nông Nghiệp Mỹ (USDA, 2007) [36], tổng nhu cầu tiêu thụ gạo trung bình hằng năm của cả thế giới ước từ 410 triệu tấn ( 2004-2005), ựã tăng lên ựến khoảng 424,5 triệu tấn (2007), trong khi tổng lượng gạo sản xuất của cả thế giới luôn thấp hơn nhu cầu này Cũng theo cơ quan này, hằng năm thế giới thiếu khoảng 2-4 triệu tấn gạo, ựặc biệt năm 2003-2004 sự thiếu hụt này lên tới 21 triệu tấn

Lượng gạo xuất khẩu và dự trữ niên vụ 2009/10 tại các nước sản xuất gạo lớn khác trên thế giới như Pakistan, Mỹ, Trung Quốc cũng trong xu hướng tăng Tại Pakistan, lượng gạo xuất khẩu niên vụ 2009/10 sẽ vào khoảng 3,8 triệu tấn, tăng 0,613 triệu tấn so với niên vụ 2008/09 Lượng gạo xuất khẩu của Trung Quốc niên vụ 2009/10 dự kiến khoảng 0,6 triệu tấn, giảm 0,183 triệu tấn so với niên vụ 2008/09

Hình 2.1: Xuất khẩu gạo thế giới 2005-2010

Nguồn: AGROINFO, tổng hợp số liệu từ USDA [36]

2.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo ở Việt Nam

Theo thống kế của FAO năm 2008, Việt Nam có diện tắch lúa khoảng 7,4 triệu ha ựứng thứ 7 sau các nước có diện tắch lúa trồng nhiều ở Châu Á theo thứ tự Ấn độ (~44.0 triệu ha), Trung Quốc (~29.5 triệu ha), Indonesia (~12.3 triệu ha), Bangladesh (~11.7 triệu ha), Thái Lan (~10.2 triệu ha), Myanmar (~8.2 triệu ha) Việt Nam có năng suất 5,2 tấn/ha ựứng thứ 24 trên thế giới sau Ai Cập (9,7 tấn/ha) Úc (9,5 tấn/ha) El Salvador (7,9 tấn/ha), ựứng ựầu khu vực đông Nam Á và ựứng thứ 4 trong khu vực châu Á sau Hàn Quốc (7,4 tấn/ha), Trung Quốc (6,6 tấn/ha), Nhật (6,5 tấn/ha) Có mức tăng năng suất trong 8 năm qua là 0,98 tấn/ha ựứng thứ 12 trên thế giới và ựứng ựầu của

8 nước có diện tắch lúa nhiều ở Châu Á về khả năng cải thiện năng suất lúa trên thế giới

Hình 2.3 Sản lượng gạo Việt Nam niên vụ 2006/07-2009/10

Nguồn: AGROINFO[40]

Việt Nam có tổng sản lượng lúa hàng năm ñứng thứ 5 trên thế giới, nhưng lại là nước xuất khẩu gạo ñứng thứ 2 (5,2 triệu tấn) sau Thái Lan (9,0 triệu tấn), chiếm 18% sản lượng xuất khẩu gạo thế giới, 22,4% sản lượng xuất khẩu gạo của châu Á, mang lại lợi nhuận 1275,9 tỷ USD năm 2006

Trong những năm vừa qua, sản xuất lúa của Việt Nam phát triển mạnh

cả về diện tích và năng suất Năm 2000 diện tích gieo trồng lúa gần 7,67 triệu

ha, gấp 1,1 lần so với năm 1996, ñạt tốc ñộ tăng bình quân 2,2%/năm Năng suất lúa ñạt 4,2 tấn/ha, tăng trên 1,1 lần so với năm 1996, ñạt tốc ñộ tăng bình quân 2,4%/năm Nhờ sự tăng trưởng về diện tích và năng suất gieo trồng nên sản lượng lúa trong những năm qua tăng trưởng với tốc ñộ cao Năm 2000 sản lượng lúa ñạt 32,5 triệu tấn tăng 1,7 lần so với năm 1996, tốc ñộ tăng trưởng bình quân trên 5%/năm ñưa sản lượng thóc bình quân ñầu người/năm từ 291kg năm 1990 lên 419kg năm 2000 (ðặng Kim Sơn [35])

Trong các loại gạo xuất khẩu, gạo 15% tấm chiếm ưu thế với khối lượng 159,4 nghìn tấn, chiếm tới 68,42% tổng lượng gạo xuất khẩu trong tháng 12 ðứng thứ hai là 5% tấm với khối lượng 44,8 nghìn tấn, tỷ trọng

19,24% đứng thứ ba là gạo 25% tấm với khối lượng 11,5 nghìn tấn, tỷ trọng 4,91% Tiếp theo là gạo thơm các loại với tỷ trọng chiếm 4,37%; nếp với tỷ trọng chiếm 2,08%, số còn lại là gạo 10% tấm và tấm

Trong tháng 12, Việt Nam chủ yếu xuất khẩu sang thị trường Châu Á, với khối lượng gần 190 nghìn tấn, chiếm 81,33%, sang Châu Phi khoảng 13 nghìn tấn, chiếm 5,52%, sang Châu Mĩ khoảng 27 nghìn tấn, chiếm 11,56%,

số còn lại sang thị trường Châu Âu, Châu Úc và Trung đông

Hình 2.4 Cơ cấu thị trường xuất khẩu gạo củaViệt Nam tháng 12/2010

Nguồn: Hiệp hội lương thực Việt Nam (tắnh ựến ngày 20/12/2010)

2.2 Nguồn gốc và phân loại cây lúa

2.2.1 Nguồn gốc cây lúa

Lúa thuộc chi Oryza L là một trong những cây trồng có lịch sử lâu ựời

nhất có từ 130 triệu năm trước, tồn tại như một loại cỏ dại trên ựất Gondwana

ở siêu lục ựịa, sau này vỡ thành Châu Á, Châu Mỹ, Châu Úc và Châu Nam Cực Lúa ựược thuần hóa rất sớm khoảng 10.000 năm trước công nguyên (Khush G S., 2000) [30] Các nhà khoa học như Haudricourt & Hedin (1944), Werth (1954), Wissmann (1957), Sauer (1952), Barrau (1965, 1974), Soldheim (1969), Gorman (1970) ựã lập luận vững chắc và ựưa ra những giả thuyết cho rằng vùng đông Nam Á là nơi khai sinh nền nông nghiệp ựa dạng rất sớm của thế giới

Cây lúa (trồng) có nguồn gốc từ Trung Quốc, một nhóm các nhà nghiên cứu về gene ñã ñưa ra kết luận như vậy trong một nghiên cứu lịch sử tiến hóa hàng nghìn năm bằng gene re - sequencing (chạy lặp lại chuỗi thứ tự gene) ở quy mô rộng Những phát hiện của họ ñăng trên Kỷ yếu Học viện Khoa học Quốc gia (PNAS) số gần ñây nhất cho thấy rằng việc thuần hóa cây lúa có thể

ñã xuất hiện vào thời ñiểm cách ngày nay 9.000 năm ở lưu vực sông Dương

Tử (còn gọi là sông Trường Giang) Những nghiên cứu trước ñây giả ñịnh việc thuần hóa cây lúa có hai ñiểm nguồn gốc (hai quê) - Ấn ðộ và Trung Quốc [41]

Cây lúa cũng ñược trồng từ hàng ngàn năm trước ñây ở Việt Nam và nơi ñây cũng ñược coi là biểu tượng của nền văn minh lúa nước Vùng ñồng bằng Bắc Bộ là một trong những vùng sinh thái của cả nước có các nguồn gen ña dạng và phong phú nhất (Lê Doãn Diên, 1990) [1]

Theo Chang (1976) [24] nhà di truyền học cây lúa của Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI), ñã tổng kết nhiều tài liệu khác nhau và cho rằng việc thuần hóa loài lúa trồng có thể ñược tiến hành một cách ñộc lập cùng một lúc

ở nhiều nơi, dọc theo vành ñai trải dài từ ñồng bằng song Ganges dưới chân phía tây của dãy Himalayas - Ấn ðộ, ngang qua Bắc Miến ðiện, Bắc Thái Lan, Lào và Việt Nam, ñến Tây Nam và Nam Trung Quốc

Khảo sát về nguồn gen cây lúa ở vùng Tây Bắc, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và ðồng Bằng Sông Cửu Long, ñã phát hiện ra 5 loại lúa dại, ñó là

O.granulata, O.nivara, O.officilalis, O rufipogon, O ridleyi (Nguyễn Thị

Trâm, 1998) [18]

Như vậy, tuy có các quan ñiểm khác nhau về nguồn gốc xuất xứ nhưng những ý kiến trên ñều cho rằng nó có xuất xứ từ khu vực nóng ẩm phù hợp với ñiều kiện trồng lúa nhiệt ñới hiện nay

2.2.2 Phân loại lúa trồng

Cây lúa thuộc họ Graminae (hòa thảo), chi Oryza, loài Oryza-sativa L

Chi Oryza có 23 loài trong ñó có hai loài lúa trồng là O.sativa phổ biến ở Châu Á và O.glaberrima phổ biến ở Tây Phi O.sativa có 3 loài phụ là Indica (lúa tiên), Japonica (lúa cánh), Javanica (lúa bù lu)

Vào 1753, ông Lineaeus, người ñầu tiên ñã mô tả và phân loài lúa

sativa trong dòng Oryza Pilger (1915) tìm ñược và mô tả loài thứ hai, schlechteri từ mẫu thu thập ñược bởi Schlechter vào năm 1907 ở miền bắc

Tân Guinea (Nayar, 1973)

Trong cuốn Các loài thực vật (Species plantarum, 1753), C Lin né ñã

mô tả loài Sativa trồng ở Ấn ðộ Họ hàng với cây lúa trồng là các loài trong chi Oryza với 24 hoặc 48 nhiễm sắc thể

Việc phân loại chi Oryza có nhiều ý kiến khác nhau:

- Roshevits R.U (1931) chia chi Oryxa ra làm 19 loài

- Chaherjee (1948) chia làm 23 loài

- Richharia R (1960) chia làm 18 loài

- Năm 1963, Viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI chia Oryzae làm 19

loài [6]

* Phân loại theo mối quan hệ giữa kiểu gen và kiểu hình của lúa

Theo cách phân loại này, người ta phân lúa thành sáu nhóm sau: (GS Khush, 1990) [31]

+ Nhóm 1: Lúa Indica ñiển hình, có ở các nước trên thế giới

+ Nhóm 2: gồm các loại ngắn ngày, chịu hạn lúa vùng cao phân bố ở tiểu lục ñịa Ấn ðộ

+ Nhóm 3 và 4: gồm các loài lúa ngập nước của Ấn ðộ và Bangladesh + Nhóm 5: gồm các loại lúa thơm có ở tiểu lục ñịa Ấn ðộ như Basmati 370 + Nhóm 6: bao gồm các loài Japonica và Javanica ñiển hình

*Phân loại theo nguồn gốc hình thành

(1) Nhóm quần thể ựịa phương

(2) Nhóm quần thể lai tạo

(3) Nhóm quần thể ựột biến

(4) Nhóm quần thể tạo ra bằng công nghệ sinh học

(5) Nhóm các dòng bất dục ựực

*Phân loại theo sinh thái ựịa lý

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

(1) Nhóm đông Á: Bao gồm Triều Tiên, Nhật Bản và Bắc Trung Quốc đặc trưng của nhóm sinh thái ựịa lý này là chịu lạnh rất tốt và hạt khó rụng

(2) Nhóm Nam Á: Từ Pakistan sang vùng bờ biển phắa Nam Trung Quốc ựến Bắc Việt Nam đặc ựiểm nổi bật của nhóm sinh thái ựịa lý này là kém chịu lạnh, phần lớn có hạt dài và nhỏ

(3) Nhóm Philipin: Nhóm lúa ựiển hình nhiệt ựới không chịu lạnh Toàn bộ vùng đông Nam Á, miền nam Việt Nam nằm trong nhóm này

(4) Nhóm Trung Á: Bao gồm toàn bộ các nước Trung Á đây là nhóm lúa hạt to, khối lượng 1000 hạt ựạt trên 32 gam, chịu lạnh và chịu nóng

(5) Nhóm Iran: Bao gồm toàn bộ các nước Trung đông xung quanh Iran, ựây là nhóm sinh thái ựịa lý với các loại hình chịu lạnh ựiển hình, hạt to, ựục và gạo dẻo

(6) Nhóm Châu Âu: Bao gồm các nước trồng lúa ở Châu Âu như Nga, Italia, Tây Ban Nha, Nam Tư, Bungari,Ầđây là nhóm sinh thái ựịa lý với các loại hình Japonica chịu lạnh, hạt to, cơm dẻo nhưng chịu nóng kém

(7) Nhóm Châu Phi: Nhóm lúa trồng thuộc loại Oryza Glaberrima (8) Nhóm Châu Mỹ La Tinh: Gồm các nước Trung Mỹ và Nam Mỹ Nhóm sinh thái này bao gồm các giống lúa cây cao, thân hình to, hạt to, gạo

trong và dài, chịu ngập và chống ñổ tốt

* Phân loại theo thời gian sinh trưởng

Dựa vào thời gian sinh trưởng, các nhà khoa học ñã phân ra các nhóm giống:

- Giống lúa cực ngắn có thời gian sinh trưởng: ≤ 95 ngày

- Giống lúa rất ngắn ngày có thời gian sinh trưởng: 96 – 110 ngày

- Giống lúa ngắn ngày có thời gian sinh trưởng: 111 – 125 ngày

- Giống lúa trung ngày có thời gian sinh trưởng: 126 – 140 ngày

- Giống lúa dài ngày có thời gian sinh trưởng: trên 140 ngày

* Phân loại theo quan ñiểm canh tác học

Cây lúa trồng trải qua quá trình thuần hóa 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 cây lúa ñược chia thành 4 nhóm sau ñây:

- Lúa cạn: Lúa ñược trồng trên ñất cao, không có khả năng giữ nước cây lúa nhờ hoàn toàn vào nước trời trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển của nó

- Lúa có tưới: lúa ñược trồng những cánh ñồng, có công trình thủy lợi, chủ ñộng về nước trong suốt quá trình sinh trưởng, phát triển của nó

- Lúa nước sâu: Lúa ñược trồng trên những cánh ñồng thấp, không có khả năng rút nước sau mưa hoặc lũ Tuy nhiên, nước không ngập qua 10 ngày

và mức nước không cao quá 50cm

- Lúa nổi: Lúa ñược gieo trồng trước mùa mưa Khi mưa lớn, cây lúa

ñã ñẻ nhánh; khi nước dâng cao lúa vươn lên khỏi mặt nước khoảng 10cm/ngày ñể ngoi theo (Nguyễn Thị Trâm, 1998) [18]

Lúa trồng hiện nay chủ yếu là Oryza sativa, ñây là loại lúa ñược trồng ở ñiều kiện ruộng nước, trong quá trình sống và phát triển chịu sự tác ñộng của

chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo mà hình thành nên nhiều loài lúa phù hợp với ñiều kiện sinh thái như: lúa nước, lúa nương, lúa nổi [7]

Tuy nhiên, gần ñây, với nghiên cứu bằng isozyme loci, người ta có thể phân biệt Oryza sativa làm 6 nhóm rõ ràng hơn: 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) (Glaszmann, 1987) ða số các giống lúa thơm như Basmati 370, Khao dawk mali 105 và lúa rẫy (hay lúa

nương) thiên về nhóm VI [20]

Tại Việt Nam có tồn tại cả 4 nhóm lúa với các ñặc trưng nêu trên Theo ñiều kiện sinh thái và vĩ ñộ ñịa lý chia thành: Lúa tiên và lúa cánh Theo thời

vụ gieo cấy trong năm và thời gian sinh trưởng: Lúa chiêm và lúa mùa Theo chất lượng và hình dạng hạt: Lúa tẻ và lúa nếp, lúa hạt tròn và lúa hạt dài

[12]

2.3 Nghiên cứu về chất lượng gạo

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), [33] 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 ) (Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang 2000) [4] 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 CTV (1996),[2] 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

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

giống 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 cs (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

* 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), [35] (1979) lại cho rằng tính trạng này là do nhiều gen kiểm

tra và kích thước, khối lượng hạt di truyền ña gen [22]

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 [37]

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) [34]

2.3.3 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 Nhiệt hóa hồ của gạo ñược xác ñịnh bởi nhiệt, khi hạt gạo ở khoảng nhiệt ñộ nhất ñịnh tinh bột trong hạt gạo hút nước và trương lên, khi ñó các hạt tinh bột mất ñi ñặc trưng của chúng và trở lên trong suốt Nhiệt hóa hồ của hạt gạo từ 55- 790C (Juliano,

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 giống lúa nhằm kiến tạo nên các giống 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

Tính trạng mùi thơm: mùi thơm là một trong những tính trạng quan trọng quyết ñịnh ñến giá trị thương phẩm và chất lượng ăn uống Tính trạng này dễ mất sau thời gian bảo quản Mùi thơm của gạo do các hợp chất hóa học tạo nên như este, xeton, aldehyt

2.3.4 Chất lượng dinh dưỡng

Chất lượng dinh dưỡng của lúa gaọ ñược ñánh giá bằng các chỉ tiêu sau ñây: Hàm lượng protein, hàm lượng các aminoacid tự do và kết hợp trong phân tử protein, hàm lượng các loại vitamin và nguyên tố khoáng…

Riboflavin (mg)

Niacin (mg)

Tocophe rol (mg)

α-Cacium (mg)

Phosp horus (g)

Phytin (g)

Sắt (mg)

Kem (mg)

Lúa 378 0,33 0,11 5,60 2,0 80 0,39 0,21 6,0 3,1

Gạo

lứt 385 0,61 0,14 5,0 2,5 50 0,43 0,27 5,2 2,8 Gạo 373 0,11 0,06 2,4 0,30 30 0,15 0,07 2,8 2,3

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) [14]

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) [3]

Môi trường gây nên sự biến ñộng hàm lượng amylose trong hạt gạo của cùng một giống lúa, ñặc biệt là nhiệt ñộ trong thời gian lúa vào chắc (Juliano,

1990) [29] 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 giống Thường

vụ ñông xuân có hàm lượng amylose thấp hơn vụ hè thu

2.4 Ảnh hưởng ñiều kiện ngoại cảnh ñến sinh trưởng, năng suất và chất lượng của nhóm giống lúa ngắn ngày

Khí hậu thời tiết, yếu tố quan trọng nhất của ñiều kiện sinh thái, có ảnh hưởng lớn nhất và thường xuyên ñến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa Cây lúa có nguồn gốc từ vùng khí hậu nhiệt ñới nóng ẩm nên ñiều kiện khí hậu thời tiết nước ta phù hợp cho cây lúa sinh trưởng và phát triển Trên ñồng ruộng cây lúa chịu tác ñộng của nhiều yếu tố, trong ñó yếu tố nhiệt

ñộ có ảnh hưởng rõ rệt

* Nhiệt ñộ:

Lúa là loại cây ưa nóng, ñể hoàn thành một chu kỳ sống, cây lúa cần một nhiệt lượng nhất ñịnh Theo các tác giả Bugai X.M và Maistrenko [8], cây lúa vùng ôn ñới yêu cầu tổng nhiệt ñộ từ 2.500 ñến 3.000oC Cây lúa vùng nhiệt ñới yêu cầu lượng nhiệt từ 3.500 ñến 4.500oC Các giống dài ngày cần

trên 50000C Các giống dài ngày cần trên 5.0000C, các giống ngắn ngày yêu cầu tổng nhiệt ñộ thấp hơn, từ 2.500 – 3.000oC

Bảng 2.3 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến sinh trưởng phát triển lúa

Nguồn: Yoshida, 1981 [38]

Nhiệt ñộ có ảnh hưởng ñến tốc ñộ sinh trưởng nhanh hay chậm của cây lúa, tố, xấu của ruộng lúa Nhiệt ñộ dưới 17oC ñã bắt ñầu ảnh hưởng cây lúa, nhỏ hơn 13oC cây lúa ngừng sinh trưởng, kéo dài nhiều ngày cây sẽ chết Ngưỡng nhiệt ñộ cao trên 40oC kếp hợp gió nóng, khô sẽ ảnh hưởng lớn ñến quá trình thụ tinh, dẫn ñến tỷ lệ lép cao

Phản ứng của cây lúa với nhiệt ñộ ở mỗi giai ñoạn sinh trưởng cũng khác nhau.Giai ñoạn nảy mầm, yêu cầu nhiệt ñộ cao, ñến giai ñoạn vươn lá cây có thể chịu ñược nhiệt ñộ thấp hơn, ñến giai ñoạn trổ bông, vào chắc thì cây lúa rất cần nhiệt ñộ cao

* Nước

Cây lúa sông chủ yếu trong môi trường ngập nước, nên rất cần nước ñể sinh trưởng Nước là ñiều kiện ñể cây lúa thực hiện quá trình sinh lý, sinh hóa

trong cây Nhu cầu nước của cây lúa qua các thời kỳ sinh trưởng khác nhau thì khác nhau:

- Giai ñoạn nảy mầm: ñộ ẩm trong hạt ñạt khoảng 25 – 28% thì nảy mầm tốt

- Giai ñoạn cây con: từ sau gieo ñến mạ mũi chông thường giữ ruộng luôn ñủ ẩm, rễ lúa ñược cung cấp ñầy ñủ ôxy nên quá trình phân giải của nội nhũ cũng thuận lợi Giai ñoạn cây con, khi cây có từ 3 – 4 lá nên giữ mực nước khoảng 2 – 3 cm là tốt nhất

- Giai ñoạn ñẻ nhánh, làm ñòng, trổ bông, phơi màu vào chắc:

ðây là giai ñoạn cây rất cần nước ñể tạo vật chất và tích lũy chất khô Mực nước phù hợp với quá trình ñẻ nhánh, trổ bông, phơi màu 8 – 10 cm ðể hạn chế nhánh ñẻ nhánh vô hiệu có thể nâng mực nước lên cao từ 15 – 20 cm, hoặc rút nước phơi cạn ruộng Trước khi thu hoạch lúa 7 – 10 ngày có thể tiến hành tháo cạn nước, vì lúc này lượng nước tập trung về hạt không lớn bằng các giai ñoạn trước, ñồng thời tháo cạn ñể dễ dàng cho công việc thu hoạch lúa

* Ánh sáng

Thời gian chiếu sáng trong ngày ảnh hưởng ñến quá trình phát dục ra hoa Lúa thuộc nhóm phản ứng ánh sáng ngày ngắn Thời gian chiều sáng trong ngày từ 9 – 10 h/ngày có tác dụng rõ rệt ñến giai ñoạn làm ñòng và trổ bông Nước ta nằm trong vùng nhiệt ñới, nóng ẩm, cây lúa ít mẫn cảm với quang chu kỳ, ñây là ñiều kiện thuận lợi ñể bố trí nhiều vụ trồng trong năm và

sử dụng ñược nhiều cơ cấu các giống lúa trong sản xuất

Giai ñoạn láu non: Nếu thiếu ánh sáng cây lúa sẽ sinh trưởng yếu, mùa

lá xanh vàng, lúa không ñẻ nhánh ñược

Thời kỳ phân hóa ñòng: Nếu thiếu ánh sáng thì bông lúa sẽ ngắn, ít hạt

và hạt nhỏ, hạt thoái hóa nhiều, dễ bị sâu bệnh phá hại

Thời kỳ lúa trỗ: thiếu ánh sáng sự thụ phấn, thụ tinh bị trở ngại làm tăng số hạt lép, giảm hạt chắc và hạt phát triển không ñầy ñủ (hạt lửng), ñồng thời cây có khuynh hướng vươn lóng dễ ñổ ngã

2.5 Một số ñặc ñiểm sinh thái, sinh trưởng phát triển của cây lúa

2.5.1 Dặc ñiểm 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 số hạt trên bông và mật

ñộ hạt trên bông

Theo Chang T (1965) thì Locus DN chi phối bởi cách sắp xếp hạt trên

bông Theo Dzuba (1976), Trần Duy Quý (1997) [15] thì bông ngắn hạt xếp

sít nhau do 2 gen lặn chi phối DI, 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 (1974) [23] thì số

lượng bông hữu hiệu/khóm do 3- 5 locus kiểm tra tính trạng này

2.5.2 ðặc ñiểm 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

2.5.3 ðặc tính về tính chống chịu sâu bệnh

ðặc tính chống chịu sâu bệnh là một chỉ tiêu quan trọng trong khi chọn lọc và ñánh giá giống Một giống ñược coi là giống tốt ngoài những chỉ tiêu

về năng suất, chất lượng thì khả năng chống chịu sâu bệnh cũng cần phải tốt

Theo Hồ Khắc Tín (1982) [17]., hàng năm sâu bệnh hại làm giảm năng

suất cây trồng tới 26,7% Còn theo Hà Quang Hùng (1998) [11], ở nước ta hàng năm có khoảng 30 vạn ha lúa bị sâu bệnh phá hại (chiếm 30% diện tích gieo trồng), riêng ở miền Bắc sâu bệnh phá hại làm tổn thất khoảng 1,2 triệu tấn thóc mỗi năm

2.5.6 Chiều cao cây lúa

Theo những nghiên cứu của Viện lúa quốc tế (IRRI, 1972) [26] cho

thấy rằng: năng suất giảm khoảng 75% khi lúa bị ựổ sớm là do tỷ lệ hạt thối tăng Do ựó, mục tiêu hàng ựầu của các nhà chọn tạo là tạo ra các giống thắch nghi, thấp cây, thân rạ cứng, chống ựổ

Theo Bangweek C.B.S Vargar và B.P Roble (1974): các giống thấp cây, ngắn ngày là hướng chọn tạo các giống lúa mới trên thế giới, do có

những ưu ựiểm sau [21]

+ Các giống chắn sớm có tổng tắch ôn nhỏ hơn

+ Các giống thấp cây có chiều hướng ựẻ nhánh nhiều hơn nên dẫn ựến năng suất cao hơn

+ Những giống này có phản ứng ựạm cao, lá thẳng, ngắn, hẹp, dày, xanh ựậm, chịu thâm canh cao

+ Giống có thân ngắn, cứng giúp cây lúa chống ựổ

Theo đào Thế Tuấn (1977) cho rằng: muốn nâng cao năng suất lên trên

60 tạ/ha thì phải dùng giống lúa thấp cây [19]

Bùi Huy đáp (1978) [5] lại có quan niệm các giống lúa cao cây, ựẻ nhiều, chắn muộn, mẫn cảm với các chu kỳ quang ựã ựược gieo cấy từ lâu ựời

ở các vùng nhiệt ựới do khả năng của chúng có thể sinh sống ở những mực nước sâu, ắt hay nhiều có thể cạnh tranh ựược với nhiều cỏ dại và chịu ựựng những ựất xấu

có thời gian sinh trưởng khác nhau thì thời gian ựẻ nhánh cũng khác nhau [5]

ðinh Văn Lữ (1978) cho rằng: Những giống ñẻ nhánh rải rác thì trổ bông không tập trung, bông không ñều, lúa chín không ñều, không thuận lợi

cho quá trình thu hoạch dẫn ñến giảm năng suất [13]

2.5.8 Cấu trúc kiểu cây

Cây lúa có kiểu hình khỏe ñẹp là cơ sở cho năng suất cao, chống ñổ tốt

và có giảm khả năng nhiễm một số loài sâu bệnh hại

Từ các kết quả nghiên cứu của Jenning (1979) [27]cho rằng: Các giống

loài phụ O.Indica thường cây cao, lá nhỏ, mầu xanh nhạt, bông xòe, hạt dài, trấu mỏng, chịu phân kém, dễ lốp ñổ, năng suất thấp, cơm khô và nở nhiều Trong khi các giống khác thuộc loài phụ O.Japonica thường thấp cây, lá to, màu xanh ñậm, bông cụp, hạt ngắn, vỏ trấu dày, thích nghi với nhiều ñiều kiện thâm canh, chịu phân tốt, thường cho năng suất cao, cơm dẻo, ít nở

Luan LP (1979) ñặc biệt nhấn mạnh ñến việc tạo ra kiểu hình ñạt ñược

sự hài hòa giữa “nguồn” và “sức chứa” và ông ñề xuất mô hình cây lúa lai lý tưởng như sau:

+ Vùng tưới tiêu lúa chỉ có 3-4 bông/1cây Không có nhánh vô hiệu, bông dài, có từ 200-250 hạt/bông, cây cứng có lá xanh sẫm, ñứng thẳng hay chỉ hơi cong Chống chịu tốt, rễ phát triển rộng, chịu ngập, có thể ñạt năng suất 5-7 tấn/ha/vụ

+ Chiều cao cây ñạt khoảng 100 cm với chiều dài thân 70 cm

+ Ba lá cuối cùng: lá ñòng dài khoảng 50 cm, cao hơn tán bông 20 cm

Lá thứ 2 (giáp lá ñòng) dài hơn lá ñòng 10% và vươn cao hơn tán bông Lá thứ 3 cao hơn tới phần nửa tán bông Các lá ñều phải cứng ðứng góc lá so với thân theo thứ tự là: 00, 100, 200 Bản lá hẹp và lòng máng, chiều rộng khoảng 2 cm, lá dày và xanh ñậm chứa nhiều diệp lục

+ Cây ñứng vừa phải, ñẻ nhánh trung bình, khi chín ñầu bông uốn cong cách mặt ruộng 60 cm, lá ñòng luôn che khuất bông

+ Khối lượng hạt/bông: trung bình là 125-135 hạt/bông

+ Chỉ số diện tích lá (LAI) khoảng 6,5 (m2 lá/m2 ñất) vào giai ñoạn trổ + Chỉ số thu hoạch (hệ số kinh tế) là 0,55

Trong việc xây dựng mô hình cấu trúc kiểu cây hầu hết các tác giả ñều quan tâm ñến các yếu tố như số nhánh, số bông, số hạt, hình dạng hạt và kích thước lá ñòng

Huang (1997) cho rằng: Kiểu cây sinh trưởng mạnh ñẻ nhiều và tập trung sẽ cho ưu thế lai vượt trội về năng suất

2.5.9 Thời gian sinh trưởng

Thời gian sinh trưởng của cây lúa ñược tính từ khi nảy mầm cho tới khi chín, thời gian này thay ñổi tuỳ thuộc vào giống và ñiều kiện ngoại cảnh Theo IRRI, các giống ngắn ngày có thời gian sinh trưởng từ 90-110 ngày; giống trung ngày từ 110-130 ngày; giống dài ngày có thời gian sinh trưởng >

130 ngày [23]

Hiện nay, mục tiêu chọn giống lúa ngắn ngày chính là một trong các hướng ưu tiên hàng ñầu trong chương trình cải thiện giống ở nhiều quốc gia trên thế giới Lý do là bởi các giống ngắn ngày có một số ưu ñiểm: giống chín sớm có tổng tích nhiệt nhỏ hơn giống chín muộn; giống chín sớm sử dụng nước hiệu quả hơn giống chín muộn; giống ngắn ngày mở ra khả năng tăng

vụ, rải vụ; ñặc biệt theo nghiên cứu của Kido và cs 1968 những giống ngắn ngày có hàm lượng protein cao hơn những giống dài ngày

2.5.10 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất

Số nhánh lúa sẽ quyết ñịnh số bông và ñó cũng là yếu tố quan trọng nhất ñể có năng suất cao Có thể nói số bông ñóng góp trên 70% năng suất, trong khi ñó số hạt/bông, số hạt chắc/bông và trọng lượng hạt ñóng góp gần 30%

Năng suất là yếu tố quan trọng nhất mà các nhà chọn tạo giống cũng như nhà sản xuất quan tâm hàng ñầu

Năng suất lúa ñược hình thành bởi các yếu tố sau:

+ Số bông/ñơn vị diện tích

+ Số hạt/bông

+ Tỷ lệ hạt chắc/bông

+ Khối lượng 1000 hạt (gram)

Khi nghiên cứu về năng suất cá thể Vũ Tuyên Hoàng và Luyện Hữu Chỉ (1998) cho rằng: Giống lúa bông to, hạt to cho năng suất cao, vật liệu chọn

giống có năng suất cá thể cao thường cho năng suất quần thể cũng cao [10]

Trong các yếu tố cấu thành năng suất thì số bông trên ñơn vị diện tích có tính quyết ñịnh 74 % năng suất lúa và hình thành sớm nhất Số bông trên ñơn vị diện tích phụ thuộc nhiều vào mật ñộ cấy, khả năng ñẻ nhánh và khả năng chịu thâm canh Các giống lúa mới thấp cây, lá ñứng, ñẻ khỏe, chịu ñạm có thể cấy dày ñể tăng số bông trên ñơn vị diện tích (Nguyễn Hữu Tề và CS, 1997) [10]

2.5.11 Mối quan hệ giữa các yếu tố cấu thành năng suất và môi trường

Các yếu tố cấu thành năng suất bao gồm: Số bông trên ñơn vị diện tích,

số hạt trên bông, tỷ lệ hạt chắc và khối lượng 1000 hạt

Trong các yếu tố cấu thành năng suất thì số bông trên ñơn vị diện tích

có tính quyết ñịnh 74 % năng suất lúa và hình thành sớm nhất Số bông trên ñơn vị diện tích phụ thuộc nhiều vào mật ñộ cấy, khả năng ñẻ nhánh và khả năng chịu thâm canh Các giống lúa mới thấp cây, lá ñứng, ñẻ khỏe, chịu ñạm

có thể cấy dày ñể tăng số bông trên ñơn vị diện tích (Nguyễn Hữu Tề và CS, 1997) [30] Tuy nhiên số bông trên ñơn vị diện tích chỉ tăng ñến mức ñộ nào

ñó sẽ không tăng thêm ñồng thời khi tăng số bông trên ñơn vị diện tích sẽ kéo theo làm giảm số hạt trên bông (bông bé ñi) Như vậy cần phải ñiều khiển ñể ñạt ñược số bống tối ưu mà không làm giảm số hạt trên bông mới ñạt ñược năng suất cao

Số hạt trên bông cũng là một yếu tố phụ thuộc nhiều vào ñặc tính của giống và ñiều kiện ngoại cảnh Số hạt trên bông ñược quyết ñịnh ở giai ñoạn làm ñòng, tỷ lệ hạt chắc ñược quyết ñịnh ở thời ñiểm trước và sau trỗ bông Nếu ở thời kỳ này mà nhiệt ñộ, ñộ ẩm không khí thấp quá hoặc cao quá làm cho hạt phấn sức nảy mầm, hoặc vòi nhụy phát triển không hoàn toàn Do vậy

ñể có tỷ lệ hạt chắc cao cần bố trí thời vụ sao cho thời kỳ trỗ và làm ñòng ñược thuận lợi

Khối lượng 1000 hạt chủ yếu là phụ thuộc vào giống và ít chịu sự tác ñộng của ñiều kiện ngoại cảnh Giai ñoạn từ lúa trỗ bông cho ñến lúc chín sữa

có ảnh hưởng rõ rệt ñến khối lượng 1000 hạt, nếu giai ñoạn này ñiều kiện nhiệt ñộ thích hợp cho quá trình tổng hợp và vận chuyển chất khô từ thân lá

về hạt thì khối lượng 1000 hạt sẽ cao

Xét tổng thể trên quan ñiểm chọn giống các nhà khoa học ñã ñưa ra mô hình cây lúa lý tưởng ñể cân bằng ñược nguồn và sức chứa nhằm tạo ra giống lúa có cấu trúc bộ lá và thân cây thích hợp, có hiệu suất quang hợp cao và có

số bông, số hạt trên bông ñủ lớn ñể tạo ra năng suất cao nhất

2.6 Một số kết quả nghiên cứu trong lĩnh vực chọn tạo giống lúa

2.6.1 Mục tiêu chọn tạo giống lúa

Theo tác giả Nguyễn Văn Hiển (2000), muốn thực hiện thành công việc chọn tạo giống, nhiệm vụ ñầu tiên là phải xác ñịnh ñược mục tiêu cho từng chương trình cụ thể Công tác chọn tạo giống thường nhằm vào các mục tiêu

sau [9]

- Chọn tạo giống mới phải có năng suất cao: ñây là mục tiêu hàng ñầu của các nhà chọn tạo giống ở cây tự thụ phấn cũng như cây giao phấn, ở giống thuần cũng như giống lai, ñặc biệt việc sử dụng ưu thế lai của cây giao phấn và cây tự thụ phấn

- Chọn giống mới có chất lượng nông sản tốt, ñặc biệt là chất lượng dinh dưỡng, chất lượng nấu nướng và chất lượng thương phẩm cao

- Chọn tạo giống mới có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt và chống chịu với ñiều kiện ngoại cảnh bất thuận: mặn, hạn, úng, rét

- Chọn tạo giống mới có ñặc tính nông sinh học nhằm ñáp ứng nhu cầu của sản xuất và người tiêu dùng như: chiều cao cây, thời gian sinh trưởng, khả năng cơ giới hoá khi thu hoạch và bảo quản, chế biến nông sản phẩm

- Giống mới phải thích ứng tốt hơn với các ñiều kiện khí hậu, ñất ñai, tập quán canh tác, hệ thống luân canh của những vùng nhất ñịnh

2.6.2 Nghiên cứu về mô hình kiểu cây lúa lý tưởng

Matsushima (1970) [32] ñề nghị kiểu hình cây lúa lý tưởng bao gồm 6 ñặc ñiểm:

Cây phải có ñủ số hạt cần thiết trên ñơn vị diện tích ñể ñạt ñược năng suất mong muốn

Thân thấp, bông ngắn và có nhiều bông ñể tránh ñổ và gia tăng hạt chắc

Ba lá trên cùng phản ngắn dầy và thẳng ñứng

Duy trì khả năng hấp thụ N

Có càng nhiều lá xanh trên thân càng tốt

Thời gian trỗ vào lúc thời tiết thuận lợi ñể có thể nhận ñược nhiều ánh sáng sau khi trỗ

Yoshida (1981) và De Datta (1981) [38] [25] cho rằng các ñặc ñiểm hình thái cần ñược chú ý ñặc biệt là:

Thân thấp, cứng chắc

Lá thẳng ñứng: cách sắp xếp lá lý tưởng là trong tán lá các lá trên ñứng

và rũ dần khi xuống ñến các lá dưới

Thời gian sinh trưởng trung bình khoảng 120 ngày, vì ñây là thời gian

tố ưu ñể lúa cho năng suất tối ña ở các mức ñạm bón cao trong vùng nhiệt ñới Ông còn cho biết chỉ số diện tích là (LAI) cần thiết ñể quang hợp tối ña là 5-6

lá trong giai ñoạn sinh sản (từ làm ñòng trở ñi) và ñộ tàn lá muộn sẽ góp phần tich lũy dinh dưỡng trong hạt làm tăng năng suất

Theo các nhà khoa học, kiểu cây lúa năng suất cao là khác nhau cho từng điều kiện sinh thái, từng thời vụ trồng lúa

2.6.3 Một số kết quả nghiên cứu về chọn tạo giống lúa ở Việt Nam

- Thu thập đánh giá nguồn vật liệu giống lúa địa phương phục vụ chọn tạo giống lúa cho vùng canh tác nhờ nước trời vùng núi Tây Bắc Việt Nam của Trường ðại học nơng nghiệp 1 Hà Nội với phương pháp điều tra, thu thập, phân loại giống địa phương và chọn lọc cá thể theo chu kỳ để làm vật liệu di truyền lai tạo giống lúa cho vùng núi nước trời phía Bắc Việt Nam như G4, G6, G10, G13, G14, G19,G22,G24

- Chọn giống lúa lai hai dịng Việt Lai 20 của Trường ðại học nơng nghiệp 1 Hà Nội với phương pháp cách ly tồn cá thể với nguồn gen dịng bất dục ðH4 và dịng phục hồi từ các dịng nhập nội, dịng lai và các dịng phổ biến trong sản xuất đã chọn ra tổ hợp Việt Lai 20 cĩ thời gian sinh trưởng 110-115 ngày, tiềm năng năng suất 8-10 tấn/ha, chất lượng dinh dưỡng cao, thích hợp cho hệ thống canh tác 3-4vụ/năm ở các tỉnh phía Bắc

- Tuyển chọn và phát triển giống lúa cạn cải tiến LC93-1 phục vụ sản xuất lượng thực ở vùng cao của Viện Bảo Vệ Thực Vật Từ Liêm, Hà Nội với phương pháp chọn lọc từ tập đồn lúa cạn IRRI nhập nội năm 1993 đã chọn được giống LC93-1 cĩ thời gian sinh trưởng 115-125 ngày, năng suất 3-4 tấn/ha, chịu hạn khá, chất lượng gạo tốt, thích hợp cho vùng đồng bào dân tộc nghèo ở vùng cao

- Nghiên cứu các giống lúa phẩm chất cao phục vụ đồng bằng sơng Cửu Long của Viện nghiên cứu lúa đồng bằng sơng Cửu Long với phương pháp ứng dụng cơng nghệ sinh học (marker phân tử, nuơi cấy túi phấn) kết hợp với khảo nghiệm đồng ruộng để chọn tạo giống lúa ngắn ngày, năng suất cao, chất lượng gạo tốt như OM1490, OM2517, OM3536, OM2717, OM2718, OM3405, OM4495, OM4498, OM2514 trồng rộng rãi ở vùng sản xuất ngập lũ ðồng bằng sơng Cửu Long

- Tạo giống lúa biến đổi gen giàu chất vi dinh dưỡng của Viện nghiên cứu lúa đồng bằng sơng Cửu Long dùng phương pháp Agrobacterium và hệ thống chọn lọc manose chuyển gen với vector pCaCar, pEun3 mang gen psy, crtI vào giống lúa IR6, MTL250, Tapei309 tạo ra các dịng lúa giàu Vitamine

A giúp giảm suy dinh dưỡng của cộng đồng dân cư nghèo với gạo là thực phẩm chính

- Ứng dụng kết quả điện di protein SDS-Page trong cơng tác chọn tạo giống lúa chất lượng cao của Trường ðại học Cần Thơ dùng phương pháp điện di protein SDS-Page tuyển chọn các giống lúa thuần như lúa Nếp Bè Tiền Giang, Vð20, Klong Kluang, đánh giá đa dạng di truyền của tập đồn giống phục vụ cơng tác lai tạo như tập đồn lúa mùa ven biển đồng bằngsơng Cửu Long và khảo sát quy luật di truyền ở mức độ phân tử như hàm lượng proglutelin, acidic glutilin, basic glutelin

- Xác định gen fgr điều khiển tính trạng mùi thơm bằng phương pháp Fine Mapping với microsatellite của Viện nghiên cứu lúa đồng bằng sơng Cửu Long dùng phương pháp microsatellite phân tích quần thể tổ hợp lai Khao dawk mali/OM 1490 cho thấy rằng gen fgr diều khiển mùi thơm là gen lặn trên nhiễm sắc thể số 8, băng thể hiện mùi thơm xuất hiện ở độ lớn 190bp

và khơng thơm ở độ lớn 90bp (cặp mồi RG28F-R), băng thể hiện mùi thơm xuất hiện ở độ lớn 160bp và khơng thơm ở độ lớn 120bp (RM223) Gen thơm

là tính trạng phức tạp chịi ảnh hưởng rất mạnh của điều kiện ngoại cảnh

- Phân tích sự bắt cặp nhiễm sắc thể tương tự trong các dịng lai xa thuộc giống O sativa bằng phương pháp lai in situ huỳnh quang (Fluorescence in situ hybriddization) của Viện nghiên cứu lúa đồng bằng sơng Cửu Long với kỹ thuật dùng label quỳnh quang đính vào DNA probe để lai với nhiễm sắc thể trên kính tiêu bản và được nhìn thấy dưới kính hiển vi quỳnh quang, lai xa giữa lúa trồng (Oryza sativa) và lúa hoang (O.officinalis, O.brachyyantha, O.granulata) giúp đa dạng hĩa nguồn gen cây lúa