Tài liệu Chọn tạo giống lúa theo hướng cải thiện giống lúa ir50404

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG NGUYỄN THỊ HỒNG CHÂU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA THEO HƯỚNG CẢI THIỆN GIỐNG LÚA IR50404 Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ GIỐNG CÂY TRỒNG Cần Thơ, 12/2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG Luận văn tốt nghiệp Ngành: Công Nghệ Giống Cây Trồng Tên đề tài: CHỌN TẠO GIỐNG LÚA THEO HƯỚNG CẢI THIỆN GIỐNG LÚA IR50404 Giáo viên hướng dẫn: PGs. Ts. VÕ CÔNG THÀNH CHÂU Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ HỒNG MSSV: 3108330 LỚP: TT10Z1A1 Cần Thơ, 12/2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN DI TRUYỀN – GIỐNG NÔNG NGHIỆP Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư ngành Khoa học cây trồng – chuyên ngành Công nghệ giống cây trồng với đề tài: CHỌN TẠO GIỐNG LÚA THEO HƯỚNG CẢI THIỆN GIỐNG LÚA IR50404 Do sinh viên Nguyễn Thị Hồng Châu thực hiện. Kính trình lên Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp. Cần thơ, ngày ….. tháng ….. năm 2013 Cán bộ hướng dẫn Võ Công Thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN DI TRUYỀN – GIỐNG NÔNG NGHIỆP Hội đồng chấm điểm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn tốt nghiệp Kỹ sư ngành Khoa học cây trồng – Chuyên ngành Công nghệ giống cây trồng với đề tài: CHỌN TẠO GIỐNG LÚA THEO HƯỚNG CẢI THIỆN GIỐNG LÚA IR50404 Do sinh viên Nguyễn Thị Hồng Châu thực hiện và bảo vệ trước hội đồng. Ý kiến của hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp ........................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... Luận văn tốt nghiệp được đánh giá............................................................................. Cần thơ, ngày …… tháng ….. năm 2013 Hội đồng .................................. ............................................ ....................................... DUYỆT KHOA Trưởng Khoa Nông Nghiệp ............................................................... LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả trình bày trong trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào trước đây . Tác giả luận văn Nguyễn Thị Hồng Châu TIỂU SỬ BẢN THÂN I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ và tên: Nguyễn Thị Hồng Châu Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 08/10/1991 Dân tộc: Kinh Nơi sinh: Ôn Môn, Cần Thơ Con Ông: Nguyễn Văn Dũng và Bà: Trần Thị Liên Địa chỉ thường trú: Trường Tây A, Trường Thành, Thới Lai, TP. Cần Thơ. Điện thoại: 01684323900 Email: [email protected] II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP 1. Tiểu học Thời gian đào tạo từ năm: 1998 đến năm 2002 Học tại trường: Tiểu học Tân Thới 1 Địa chỉ: H. Phong Điền, TP. Cần Thơ 2. Trung học cơ sở Thời gian đào tạo từ năm: 2002 đến năm 2006 Học tại trường: THCS Trường Thành 1 Địa chỉ: H. Thới Lai, TP. Cần Thơ 3. Trung học phổ thông Thời gian đào tạo từ năm: 2006 đến năm 2009 Học tại trường: THPT Phan Văn Trị Địa chỉ: H. Phong Điền, TP.Cần Thơ Cần thơ, ngày ….. tháng ….. năm 2013 Người khai Nguyễn Thị Hồng Châu LỜI CẢM TẠ Kính dâng Ông, Bà, Cha, Mẹ cùng tất cả người thân trong gia đình đã yêu thương con, nuôi dưỡng con, dạy dỗ con khôn lớn nên người. Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGs.TS Võ Công Thành và Đặng Thị Ngọc Nhiên. Người thầy và người chị đáng kính đã tận tình hướng dẫn, gọi ý và cho tôi những lời khuyên hết sức bổ ích trong việc nghiên cứu và hoàn thành Luận văn tốt nghiệp này. Xin chân thành cảm ơn Tập thể cán bộ của phòng thí nghiệm “Di Truyền Chọn Giống Thực Vật” Bộ Môn Di Truyền Giống Nông Nghiệp: Th.s Quan Thị Ái Liên, Th.s Nguyễn Thị Ngọc Hân, Th.s Trần Thị Phương Thảo, Ktv Đặng Thị Ngọc Nhiên, Ktv Võ Quang Trung, Ktv Nguyễn Ngọc Cẩm, Ktv Nguyễn Thành Tâm đã nhiệt tình chỉ dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện thí nghiệm của luận văn này. Các bạn sinh viên khóa 36, các em sinh viên khóa 37, khóa 38 tại phòng thí nghiệm chọn giống và ứng dụng CNSH, Bộ môn Di Truyền Giống Nông Nghiệp, Khoa Nông Nghiệp và SHƯD – ĐHCT đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện các thí nghiệm của luận văn này. Đặc biệt cám ơn Cố Vấn Học Tập Ts. Huỳnh Kỳ đã giúp đỡ em trong những năm học đại học. Tôi xin ghi nhớ những tình cảm sâu sắc của các bạn trong tập thể lớp Công Nghệ Giống Cây Trồng khóa 36 những người bạn đã cùng tôi trải qua những tháng năm tháng vui buồn của thời sinh viên.. NGUYỄN THỊ HỒNG CHÂU, 2013. “Cải thiện năng suất và phẩm chất của giống lúa IR50404)”. Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Khoa học cây trồng – Chuyên ngành Công nghệ giống cây trồng, trường Đại Học Cần Thơ. Cán bộ hướng dẫn PGs.Ts Võ Công Thành. TÓM LƯỢC Trong các giống lúa sản xuất hiện nay, giống lúa IR50404 được sản xuất với diện tích rất lớn, do đây là giống lúa dễ canh tác, thích nghi với điều kiện canh tác còn lạc hậu, thời gian sinh trưởng ngắn, cho năng suất cao, tuy nhiên chất lượng gạo cứng cơm nên khó tiêu thụ nhất là vụ Hè-Thu. Đề tài đã sử dụng phương pháp lai đơn giữa giống lúa IR50404 và dòng (Nếp NK2 x Nhật) cứng cây, mềm cơm. Qua 2 năm theo dõi đánh giá độ cứng cây, tính kháng rầy nâu, phẩm chất bằng kỹ thuật điện di SDS-PAGE để sớm chọn lọc ra dòng thuần, giúp rút ngắn thời gian chọn giống. Kết quả đến thế hệ F3 đã chọn được 2 dòng ưu tú đó là THL19-01-09-02, THL19-01-09-03 có đặc điểm như sau: thời gian sinh trưởng ngắn (90 ngày), kháng rầy nâu cấp 3, hàm lượng amylose (20,64-21,75%) cao hơn giống IR50404 (26,12%), hàm lượng protein (4,89-8,10%) và độ cứng lóng 4 (19,64 N/cm) cao hơn giống IR50404 (9,08 N/cm). MỤC LỤC Trang TÓM LƯỢC.................................................................................................vi MỤC LỤC ..................................................................................................vii DANH SÁCH BẢNG ............................................................................... ... x DANH SÁCH HÌNH …......................................................................................... xi DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT.....................................................................xii MỞ ĐẦU......................................................................................................1 CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ....................................................2 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY LÚA ..........................................................2 1.1.1 Nguồn Gốc ................................................................................2 1.1.2 Phân loại....................................................................................2 1.1.3 Đặc điểm thực vật ......................................................................2 1.1.3.1 Rễ lúa .............................................................................2 1.1.3.2 Thân lúa..........................................................................3 1.1.3.3 Lá lúa .............................................................................3 1.1.3.4 Hoa lúa ..........................................................................3 1.1.3.5 Hạt lúa............................................................................4 1.1.4 Giá trị dinh dưỡng......................................................................4 1.2 MỘT SỐ ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC CỦA CÂY LÚA .....................4 1.2.1 Thời gian sinh trưởng.................................................................4 1.2.2 Chiều cao cây ............................................................................4 1.2.3 Chiều dài bông...........................................................................5 1.2.4 Khả năng nở bụi.........................................................................5 1.2.5 Số bông/m2 ................................................................................5 1.2.6 Số hạt/bông................................................................................5 1.2.7 Tỷ lệ hạt chắc.............................................................................6 1.2.8 Trọng lượng 1000 hạt ................................................................ 6 1.2.9 Năng suất...................................................................................6 1.3 MỘT SỐ TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ PHẨM CHẤT HẠT GẠO .7 1.3.1 Tổng quan về chất lượng hạt gạo ...............................................7 1.3.2 Hàm lượng amylose ...................................................................7 1.3.3 Hàm lượng protein.....................................................................8 1.3.4 Mùi thơm...................................................................................9 1.3.5 Nhiệt trở hồ................................................................................9 1.3.6 Độ bền thể gel............................................................................9 1.3.7 Chiều dài và hình dạng hạt.........................................................9 1.4 SỰ ĐỔ NGÃ TRÊN LÚA .............................................................. 10 1.4.1 Đổ ngã ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng lúa...................... 10 1.4.2 Các dạng đổ ngã trên lúa và vị trí lóng gãy của cây lúa bị đổ ngã10 1.4.3 Các nguyên nhân dẫn đến đổ ngã................................................ 11 1.5 SƠ LƯỢC VỀ RẦY NÂU .............................................................. 12 1.5.1 Phân bố.................................................................................... 12 1.5.2 Ký chủ ..................................................................................... 13 1.5.3 Đặc điểm hình thái và sinh học ................................................ 13 1.5.4 Tập quán sống và cách gây hại................................................. 14 1.6 PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIỐNG LÚA .................................. 14 1.6.2 Chọn lọc cá thể hoặc chọn lọc dòng thuần .................................. 14 1.6.3 Lai tạo ....................................................................................... 15 1.7 MỤC TIÊU CHỌN TẠO GIỐNG................................................. 15 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP ............................. 17 2.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM ......................................................... 17 2.2 PHƯƠNG TIỆN ............................................................................. 17 2.2.1 Vật liệu nghiên cứu.................................................................. 17 2.2.2 Vật liệu, dụng cụ và hóa chất thí nghiệm.................................. 18 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................................................. 18 2.3.1 Nội dung nghiên cứu................................................................ 18 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể ............................................... 28 2.3.2.1 Phương pháp lấy chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất..................................................................................................... 18 2.3.2.2 Phương pháp đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng gạo...20 2.3.2.3 Phương pháp trắc nghiệm tính kháng rầy ..................... 24 2.3.2.5 Phương pháp điện di protein tổng số theo phương pháp SDS-PAGE (Sodium Doecyl Sulfat Polyacrylamide Gel Electrophoresis) ... 24 2.3.2.6 Phương pháp xử lý số liệu bằng phần mềm Microsoft Excel ........................................................................................................... 26 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN ................................................... 27 3.1 KẾT QUẢ LAI TẠO...................................................................... 27 3.2 THẾ HỆ F1 ..................................................................................... 27 3.2.1 Các chỉ tiêu nông học và thành thần năng suất của các dòng ở thế hệ F1 ................................................................................................. 27 3.3 THẾ HỆ F2 ..................................................................................... 28 3.3.1 Các chỉ tiêu nông học và thành thần năng suất của các dòng ở thế hệ F2 ...................................................................................................... 28 3.3.2 Trắc nghiệm khả năng kháng rầy của các dòng ở thế hệ F2 ...... 31 3.4 THẾ HỆ F3 ..................................................................................... 32 3.4.1 Các chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất của các dòng ở thế hệ F3 ..................................................................................................... 33 3.4.2 Độ cứng (N/cm) lóng của các dòng ở thế hệ F3 ........................ 35 3.4.3 Chiều dài (cm) lóng của các dòng ở thế hệ F3........................... 36 3.4.5 Đánh giá phẩm chất các dòng ở thế hệ F3 ................................. 37 3.4.6 Trắc nghiệm khả năng kháng rầy của các dòng ở thế hệ F3 ...... 41 3.4.7 Kết quả kiểm tra độ thuần bằng kỹ thuật điện di SDS-PAGE ... 42 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ................................................. 44 4.1 KẾT LUẬN..................................................................................... 44 4.2 ĐỀ NGHỊ ........................................................................................ 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................... 45 DANH SÁCH BẢNG Bảng Tên bảng Trang 2.1 Giới thiệu vật liệu nghiên cứu 17 2.2 Phân loại chiều dài và hình dạng hạt gạo (Khush and Pual, 1979) 20 2.3 Phân nhóm lúa theo hàm lượng amylose (IRRI, 1988) 21 2.4 Phân cấp độ bền thể gel (IRRI, 1998) 23 2.5 Bảng phân cấp nhiệt trở hồ (IRRI, 1979) 23 2.6 Đánh giá khả năng kháng rầy bằng phương pháp hộp mạ theo IRRI (1996) 24 2.7 Công thức pha dung dịch tạo gel 25 3.1 Một số chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất của cây thế hệ F1 (giá trị trung bình của 3 cá thể) so với cha mẹ 27 3.2 Một chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất của thế hệ F2 29 3.3 Kết quả trắc nghiệm khả năng kháng rầy của các cá thế hệ F2 32 3.4 Một chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất của thế hệ F2 33 3.5 Độ cứng (N/cm) lóng 1, 2, 3, 4 của các dòng thế hệ F3 so với cây cha mẹ 35 3.6 Chiều dài (cm) lóng 1, 2, 3, 4 của các dòng thế hệ F3 so với cây cha mẹ 36 3.7 Chiều dài và rộng hạt của các dòng thế hệ F3 37 3.8 Hàm lượng Amylose, hàm lượng Protein của các dòng thế hệ F3 39 3.9 Độ bền thể gel và nhiệt trở hồ của các dòng thế hệ F3 40 3.10 Kết quả trắc nghiệm khả năng kháng rầy của các dòng thế hệ F3 42 DANH SÁCH HÌNH Hình Tựa hình Trang 1.2 Rầy nâu 13 2.1 Máy đo độ cứng 19 3.1 Hạt của thế hệ F1 27 3.2 Chiều dài và rộng hạt của THL19-01-09-02 và THL19-01-09-03 38 3.3 Độ bền thể gel của IR50404, THL (Nếp NK2 x Nhật), THL19-0109-02 và THL19-01-09-03 40 3.4 Nhiệt trở hồ của IR50404, THL (Nếp NK2 x Nhật), THL19-0109-02 và THL19-01-09-03 41 3.5 Trắc nghiệm khả năng kháng rầy của các dòng thế hệ F3 42 3.6 Phổ điện di tổng số Nếp NK2 x Nhật, IR50404, THL19-01-09-02, THL19-01-09-03 43 DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long THL: Tổ hợp lai TGST: Thời gian sinh trưởng TL 1000 hạt: Trọng lượng 1000 hạt IRRI: International Rice Research Institute SDS-PAGE: SDS- Polyacrylamide Gel Electrophoresis BSA: Bovine serum albumin MỞ ĐẦU Đồng Bằng Sông Cửu là một trong những vựa lúa lớn của cả nước ta. Hằng năm, xuất khuẩu từ 4-7 triệu tấn gạo, đóng góp 50% cho sản lượng cho quốc gia. Trong cơ cấu giống lúa sản xuất hiện nay, giống lúa IR50404 được sản xuất với diện tích rất lớn mặc dù Cục Trồng trọt (Bộ Nông Nghiệp Phát Triển Nông Thôn), khuyến cáo chỉ trồng tối đa 20% diện tích giống lúa này nhưng nhiều nơi đã sản xuất trên 50% diện tích, có tỉnh sản xuất tới 70% diện tích. Lý do quan trọng mà giống lúa được nông dân chọn để canh tác vì có đặc tính không kén đất và thích nghi với điều kiện canh tác còn lạc hậu, thời gian sinh trưởng ngắn (85-90 ngày), có thể canh tác 3 vụ trong năm, năng suất cao (vụ Đông Xuân 6-8 tấn/ha và vụ Hè Thu 5-6 tấn/ha), tuy nhiên còn một số hạn chế như là hơi nhiễm rầy nâu; nhiễm đạo ôn; dễ đổ ngã và chất lượng gạo còn thấp như bạc bụng, cứng cơm. Vụ Đông-Xuân hạt gạo trong, chất lượng tốt nhưng đến vụ Hè –Thu hạt gạo lại đục, dễ nẩy mầm trên cây nên khó tiêu thụ. Hơn nữa, do thị trường xuất khẩu thời gian qua không chuộng gạo phẩm chất thấp dẫn đến việc tiêu thụ IR50404 càng khó khăn hơn. Vì vậy với đề tài “Cải thiện năng suất và phẩm chất giống lúa IR50404 )” được thực hiện nhằm tạo ra giống lúa có năng suất cao, ngắn ngày, chống đổ ngã, kháng rầy nâu và cải thiện phẩm chất gạo của giống lúa IR50404 để đáp ứng yêu cầu của thị trường. CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY LÚA 1.1.1 Nguồn gốc cây lúa Theo tài liệu của Nguyễn Ngọc Đệ (2008), có đề cập: Makkey cho rằng vết tích cây lúa cổ xưa nhất được tìm thấy ở vùng Penjab Ấn Độ cách đây khoảng 2000 năm, nhưng theo Chowdhury và Ghosh hạt thóc hóa thạch cổ nhất của thế giới được tìm thấy ở Hasthinapur (Bang Uttar Pradest, Ấn Độ) cách đây khoảng 2500 năm tuổi. Một số nhà nghiên cứu Việt Nam lại cho rằng nguồn gốc cây lúa ở miền Nam Việt Nam và Campuchia. Tuy nhiên, có nhiều ý kiến nhận định về nguồn gốc của cây lúa nhưng chưa thống nhất và bên cạnh đó nhiều người cũng đồng ý rằng nguồn gốc cây lúa là vùng đầm lầy Đông Nam Á, rồi từ đó lan đi các nơi khác. Thêm vào đó, người ta cũng đồng ý rằng cây lúa và nghề trồng lúa đã có từ rất lâu ở vùng này, lịch sử và đời sống của các dân tộc Đông Nam Á gắn liền với lúa gạo. 1.1.2 Phân loại cây lúa Lúa thuộc họ hòa thảo (Gramineae), chi Oryza. Oryza có khoảng 20 loài, trong đó chỉ có 2 loài là lúa trồng (Oryza sativa L. và Oryza glaberrima steud.), còn lại là lúa hoang hằng niên và đa niên. Theo tài liệu của Nguyễn Ngọc Đệ (2008), loài lúa trồng là quan trọng nhất, thích nghi rộng rãi và chiếm đại bộ phận diện tích lúa thế giới là Oryza sativa L., loài cây hằng niên có bộ nhiễm sắc thể 2n = 24. Loài này có mặt ở khắp nơi ở thế giới, là loài cây có thể mọc từ đầm lầy đến đồi núi, từ vùng xích đạo đến ôn đới, từ vùng phù sa nước ngọt đến vùng cát sỏi ven biển, nhiễm phèn mặn. 1.1.3 Đặc điểm thực vật cây lúa 1.1.3.1 Rễ lúa Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008), cây lúa có 2 loại rễ là rễ mầm và rễ phụ. Rễ mầm là rễ mọc ra đầu tiên khi hạt lúa nảy mầm, mỗi hạt chỉ có một rễ mầm. Rễ mầm không ăn sâu, ít phân nhánh, chỉ có lông ngắn, thường dài khoảng 10-15 cm làm nhiệm vụ hút nước cung cấp cho phôi phát triển và sẽ chết sau 10-15 ngày, lúc cây mạ được 3-4 lá. Rễ phụ mọc ra từ các mắt trên thân lúa, mỗi mắt có 5-25 rễ phụ, rễ phụ mọc dài có nhiều nhánh và lông hút. Rễ có nhiệm vụ hút nước và chất dinh dưỡng nuôi cây, giúp cây bám chặt vào đất nên cây lúa muốn tốt thì bộ rễ phải khỏe mạnh. 1.1.3.2 Thân lúa Thân lúa gồm những mắt và lóng nối tiếp nhau. Lóng có hình ống, là phần thân rỗng giữa hai mắt và thường được bẹ lá ôm chặt. Thông thường các lóng bên dưới ít phát triển nên các mắt rất khích nhau, chỉ khoảng 3-8 lóng trên vươn dài khi làm đòng. Trên thân lúa các mắt thường phình ra. Tại mỗi mắt lúa có mang một lá, một mầm chồi và hai tầng rễ phụ. Thân lúa có nhiệm vụ vận chuyển và tích trữ các chất trong cây (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). 1.1.3.3 Lá lúa Lúa là cây đơn tử diệp (một lá mầm). Lá lúa mọc đối ở hai bên thân lúa, lá ra sau nằm ở đối diện lá trước đó. Có ba loại lá: lá bao mầm, lá không hoàn toàn và lá thật. Lá trên cùng (lá cuối cùng trước khi trổ bông) gọi là lá cờ hay lá đòng, lá này rất quan trọng trong giai đoạn mang đòng đến lúc lúa chín nên cần bảo vệ tốt lá này. Lá lúa gồm phiến lá, cổ lá và bẹ lá (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). Phiến lá có nhiều lông hạn chế thoát hơi nước và chứa nhiều hạt diệp lục xúc tiến quá trình quang hợp của cây lúa. Bẹ lá có vai trò dẫn khí xuống rễ giúp rễ có thể hô hấp trong điều kiện ngập nước, bẹ lá còn là nơi dự trữ các chất dinh dưỡng từ rễ lên và sản phẩm quang hợp từ phiến lá đưa xuống. Cổ lá giúp lá lúa thẳng đứng thuận lợi cho việc sử dụng ánh sáng mặt trời. 1.1.3.4 Hoa lúa Là hoa lưỡng tính tự thụ (trừ một vài loài lúa hoang) với một bộ nhị đực và một bộ nhụy cái. Bộ nhị được gồm 6 chỉ nhị mang 6 bao phấn. Bộ nhụy cái gồm một bầu noãn và vòi nhụy chẻ đôi với hai nướm ở tận cùng để đón phấn. Bên trong hai vỏ trấu có hai mày hoa (vảy cá) giữ nhiệm vụ đóng mở hai vỏ trấu khi hoa nở (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). Khi hoa lúa trổ khỏi thân sẽ phơi màu trước ánh sáng mặt trời trong khoảng thời gian từ 8-13 giờ, trong gian đoạn này hạt phấn chỉ sống được khoảng 5 phút sau khi tung phấn trong khi đó nướm nhụy cái có thể sống tới một tuần (Nguyễn Thành Hối, 2008). 1.1.3.5 Hạt lúa Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008), hạt lúa gồm có hai phần vỏ lúa và hạt gạo. Vỏ lúa gồm hai vỏ trấu ghép lại (trấu lớn và trấu nhỏ). Ở gốc của hai vỏ trấu gắn liền với nhau có mang hai tiểu dĩnh. Phần vỏ này chiếm 20% trọng lượng hạt. Hạt gạo gồm phôi và nội nhũ. Phôi nằm ở góc dưới hạt gạo, chổ đính vào đế hoa, ở về phía trấu lớn. Nội nhũ chiếm phần lớn hạt gạo, chứa chất dự trữ phần lớn là tinh bột (phần gạo chúng ta ăn hàng ngày). Nội nhũ là nơi dự trữ chất dinh dưỡng nuôi phôi, phôi là nơi dự trữ chất dinh dưỡng và nảy mầm tạo cây mới khi gặp điều kiện thuận lợi. Bên ngoài hạt gạo được bao bọc bởi một lớp vỏ lụa mỏng chứa nhiều vitamin nhất là vitamin nhóm B. 1.1.4 Giá trị dinh dưỡng Gạo là thức ăn giàu dinh dưỡng, cung cấp nhiều năng lượng, vitamin và một số khoáng chất.Trong 100 g gạo lức cung cấp 447 cal, 8,5% protein, 2,6% chất béo;, 74,8% chất đường tinh bột, 0,9% chất xơ, 0,34 mg vitamin B1, 0,05 mg vitamin B2; 4,7 mg vitamin B3, 3mg Fe, 2mg Zn và một số chất khác như Lysine, Threonine, Methionine, Cystine, Tryptophan…(Nguồn: McCanco và Widdowson, 1960: Khan và Eggum, 1978 và Eggum, 1979) được trích bởi Nguyễn Ngọc Đệ (2008). 1.2 MỘT SỐ ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC CỦA CÂY LÚA 1.2.1 Thời gian sinh trưởng Thời gian sinh trưởng của cây lúa là được tính từ lúc nẩy mầm cho đến khi chín hoàn toàn, phụ thuộc vào đặc tính giống và điều kiện ngoại cảnh, đây là đặc tính để phân biệt giữa giống thuần và giống lẫn tạp có ý nghĩa trong công tác phục tráng giống (Phạm Thị Mùi, 2010). Thời gian sinh trưởng gồm 3 giai đoạn: giai đoạn tăng trưởng, giai đoạn sinh sản và giai đoạn lúa chín, trong đó thời gian ở giai đoạn tăng trưởng khác nhau tùy theo giống nhưng thời gian ở giai đoạn sinh sản và chín ở hầu hết các giống đều giống nhau (Vergara B.S, 1994). Thời gian sinh trưởng dài hay ngắn dựa vào gian đoạn tăng trưởng và thời gian phân hóa đòng xảy ra trước hoặc ngay sau khi cây lúa đạt số chồi tối đa, ngược lại đối với những giống lúa dài ngày thì thời gian phân hóa đòng ngay sau khi cây lúa đạt số chồi tối đa (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). Kawano và Tanaka (1968) nhận định, các giống có thời gian sinh trưởng quá ngắn có thể không cho năng suất cao vì sinh trưởng dinh dưỡng bị hạn chế, đối với những giống có thời gian sinh trưởng quá dài cũng không có năng suất cao vì sự sinh trưởng dư có thể gây đổ ngã vì thế khoảng thời gian 120 ngày từ khi gieo đến chín được coi như tối hảo cho năng suất tối đa trong vùng nhiệt đới. Theo Nguyễn Thành Hối (2008), thời gian sinh trưởng (TGST) của cây lúa được chia thành 4 nhóm: - Nhóm A0: Cực ngắn ngày, có TGST < 90 ngày - Nhóm A1: Ngắn ngày, có TGST từ 90 - 105 ngày - Nhóm A2: Tương đối ngắn ngày, có TGST từ 106 - 120 ngày - Nhóm B: Trung mùa, có TGST từ 120 - 140 ngày 1.2.2 Chiều cao cây Theo Bùi Chí Bửu và ctv. (1992), cho rằng cây lúa có ít nhất năm nhóm gen điều khiển tính trạng chiều cao cây. Chiều cao cây được kiểm soát bởi đa gen và chịu ảnh hưởng của các hoạt động cộng tính (Kailimati và el al., 1987). Thân ra thấp và cứng là hai yếu quyết định tính đổ ngã (Jennings và el al.,1979). Tuy nhiên, không phải tất cả các thân ngắn đều cứng rạ, nó còn phụ thuộc vào các đặc tính như đường kính thân, độ dày thân rạ, mức độ bẹ lá ôm lấy các lóng. Cây cao 90-100 cm được coi là lý tưởng về năng suất (Akita, 1989). Nếu thân lá không khỏe, thân không dày, mặc dù tổng hợp chất xanh tăng cũng sẽ dẫn đến đổ ngã, tán che khuất vào nhau dẫn đến giảm năng suất. 1.2.3 Chiều dài bông Chiều dài bông được tính từ cổ bông đến đầu mút bông. Chiều dài bông thay đổi tùy theo giống và góp phần tăng năng suất. Giống có chiều dài bông, hạt xếp khít nhau, tỉ lệ hạt lép thấp, trọng lượng 1000 hạt cao sẽ cho năng suất cao (Vũ Văn Liết và ctv., 2004). Còn theo Trương Ngọc Sương (1991), chiều dài bông là một đặc điểm di truyền của giống nhưng chịu ảnh hưởng của môi trường nhất là điều kiện dinh dưỡng trong gian đoạn hình thành bông. 1.2.4 Khả năng nở bụi Ở lúa cấy khoảng cách thường dùng là 20x20 cm (25 bụi/m2) hoặc 30x30 cm (16 bụi/m2). Tuy nhiên, khi sạ thẳng ở các lượng hạt thường dùng, khả năng đâm chồi ít ảnh hưởng đến năng suất hạt vì số bông/m 2 tùy thuộc vào thân chính hơn số chồi. Điều này trái ngược với ý kiến của Võ Tòng Xuân (1979), ông cho rằng giống có nhiều chồi rất cần thiết để cho sản lượng tối đa trong quần thể dày hoặc trung bình. Tuy nhiên, khả năng đâm chồi trung bình được xem là tốt cho những giống lúa năng suất cao. Yoshida (1972) (được trích bởi Trần Minh Thành, 1981), thì năng suất hạt tăng theo mật độ cây, thích hợp nhất là từ 182-242 cây/m 2. Khả năng đâm chồi mạnh cần cho việc đạt năng suất tối đa ở lúa cấy. 1.2.5 Số bông/m2 Theo Nguyễn Đình Giao và ctv. (1997), trong bốn yếu tố cấu thành năng suất lúa thì số bông là yếu tố có tính chất quyết định nhất và sớm nhất. Nó có thể đóng góp 74% năng suất, trong khi số hạt và trọng lượng hạt chỉ đóng góp 26%. Nó mang đặc tính di truyền định lượng và di truyền độc lập với nhiều đặc tính quan trọng khác. Số bông chịu ảnh hưởng bởi kỹ thuật canh tác và điều kiện ngoại cảnh (chế độ phân bón, nước tưới, mật độ sạ hoặc cấy, nhiệt độ, ánh sáng,…). Ở các giống lúa cải thiện thấp cây có số bông/m2 trung bình phải đạt 500-600 bông/m 2 đối với lúa sạ hoặc 350-450 bông/m2 đối với lúa cấy mới có thể cho năng suất cao (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). 1.2.6 Số hạt/bông Số hạt trên bông được quyết định từ lúc lúa tượng cổ bông đến 5 ngày trước khi trổ, nhưng quan trọng nhất là thời kỳ phân hóa hoa và giảm nhiễm tích cực. Số hạt trên bông phụ thuộc vào số hoa được phân hóa và số hoa bị thoái hóa. Hai yếu tố này bị ảnh hưởng bởi giống lúa, kỹ thuật canh tác và điều kiện thời tiết. Ở các giống lúa cải tiến, số hạt trên bông từ 80-100 hạt đối với lúa sạ hoặc 100-120 hạt đối với lúa cấy là tốt trong điều kiện đồng bằng sông Cửu Long (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). 1.2.7 Tỷ lệ hạt chắc Tỷ lệ hạt chắc được quyết định từ đầu thời kỳ phân hóa đòng đến khi lúa vào chắc nhưng quan trọng nhất là các thời kỳ phân bào giảm nhiễm, trổ bông, phơi màu, thụ tinh và vào chắc. Tỷ lệ hạt chắc tùy thuộc vào số hoa trên bông, đặc tính sinh lý của cây lúa và chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện ngoại cảnh mà hạt chắc cao hay thấp. Các giống lúa có khả năng quang hợp, tích lũy và chuyển vị các chất mạnh, cộng với cấu tạo mô cơ giới vững chắc không đổ ngã sớm, lại trổ và tạo hạt trong điều kiện thời tiết tốt, dinh dưỡng đầy đủ thì tỷ lệ hạt chắc sẽ cao và ngược lại. Muốn có năng suất cao, tỷ lệ hạt chắc phải trên 80% ( Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). 1.2.8 Trọng lượng 1000 hạt Trọng lượng hạt được quyết định ngay từ thời kỳ phân hóa hoa đến khi lúa chín, nhưng quan trọng nhất là thời kỳ giảm nhiễm tích cực và vào rộ chắc. Trọng lượng hạt tùy thuộc cỡ hạt và độ mẩy (no đầy) của hạt lúa, cây lúa bị che bóng nhiều trước khi trổ bông làm thay đổi kích thước vỏ hạt và làm giảm trọng lượng 1000 hạt khoảng 4-5 g (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). Đặc tính trọng lượng 1000 hạt chịu tác động của điều kiện môi trường và hệ số di truyền cao, nó phụ thuộc hoàn toàn vào giống (Nguyễn Đình Giao và ctv., 1997). Ở phần lớn các giống lúa, trọng lượng 1000 hạt thường biến thiên tập trung trong khoảng 20-23. Trọng lượng hạt chủ yếu do đặc tính di truyền của giống quyết định (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).