Tài liệu Đánh giá đặc điểm hình thái và nông học của một số vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống lúa màu tại tỉnh bình định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGÔ THỊ HẢI CHI ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI VÀ NÔNG HỌC CỦA MỘT SỐ VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU PHỤC VỤ CÔNG TÁC CHỌN TẠO GIỐNG LÚA MÀU TẠI TỈNH BÌNH ĐỊNH Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 8420114 Người hướng dẫn: TS. NGUYỄN THANH LIÊM LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu này là kết quả nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thanh Liêm, giảng viên khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại Học Quy Nhơn. Các số liệu thu thập, tài liệu tham khảo sử dụng trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn do tôi theo dõi, thu thập, phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp với quy chuẩn của Việt Nam chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác cho đến thời điểm này. Tôi xin cam đoan! Tác giả luận văn Ngô Thị Hải Chi LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của quý thầy cô giáo, các tập thể, cá nhân cùng bạn bè đồng nghiệp và gia đình. Tôi xin trân trọng cảm ơn đến: Thầy giáo - TS. Nguyễn Thanh Liêm, giảng viên khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại Học Quy Nhơn đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo và hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện đề tài cũng như hoàn thành luận văn. Lãnh đạo Nhà trường, khoa Khoa học Tự nhiên, và các bạn học viên lớp Cao học sinh học thực nghiệm K23-Trường Đại học Quy Nhơn đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu. Các hộ gia đình thôn Ngãi Chánh, xã Nhơn Hậu, Thị xã An Nhơn, tỉnh Bình Định đã giúp đỡ, hỗ trợ tôi thực hiện thí nghiệm khảo nghiệm sản xuất ở vụ Đông Xuân năm 2021 - 2022. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè, những người đã luôn bên cạnh ủng hộ, động viên tôi để tôi có thể hoàn thành đề tài này. Tôi xin chân thành cảm ơn! Bình Định, tháng 08 năm 2022 Tác giả luận văn Ngô Thị Hải Chi MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ VÀ BIỂU ĐỒ MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................ 1 2. Mục đích nghiên cứu.................................................................................. 3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ..................................................... 3 3.1. Ý nghĩa khoa học……………………………………….…………........3 3.2. Ý nghĩa thực tiễn.................................................................................. 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................ 4 1.1. Giới thiệu chung về cây lúa ..................................................................... 4 1.1.1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa……………….………………….…..4 1.1.2. Khái niệm và sự phân bố của lúa màu .............................................. 5 1.1.3. Giá trị dinh dưỡng của lúa gạo ......................................................... 6 1.2. Tình hình sản xuất, tiêu thụ lúa và lúa màu trên thế giới và Việt Nam .. 9 1.2.1. Tình hình sản xuất, tiêu thụ lúa và lúa màu trên thế giới ................. 9 1.2.2. Tình hình sản xuất, tiêu thụ lúa và lúa màu ở Việt Nam ................ 10 1.3. Tình hình nghiên cứu chọn, tạo giống lúa màu trên thế giới và Việt Nam .............................................................................................................. 12 1.3.1. Tình hình nghiên cứu chọn, tạo giống lúa màu trên thế giới.......... 12 1.3.2. Tình hình nghiên cứu chọn, tạo giống lúa màu ở Việt Nam .......... 12 1.4. Tình hình nghiên cứu, sản suất lúa và lúa màu ở Bình Định................ 14 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................... 18 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................ 18 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................... 18 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 18 2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu .................................................. 18 2.2.1. Nội dung nghiên cứu....................................................................... 18 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................ 19 2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................. 30 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................... 31 3.1. Điều kiện đất đai và nước nơi tiến hành thí nghiệm ............................. 31 3.1.1. Điều kiện đất đai nơi tiến hành thí nghiệm..................................... 31 3.1.2. Điều kiện nước nơi tiến hành thí nghiệm ....................................... 31 3.2. Diễn biến về điều kiện thời tiết khí hậu trong quá trình thực hiện thí nghiệm .......................................................................................................... 32 3.3. Các đặc điểm hình thái và các đặc tính nông học của 5 giống lúa màu 33 3.3.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của 5 giống lúa màu ............ 33 3.3.2. Các đặc điểm hình thái và đặc tính nông học của 5 giống lúa màu 35 3.4. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của 5 giống lúa màu ...... 41 3.4.1. Các yếu tố cấu thành năng suất của 5 giống lúa màu ..................... 41 3.4.2. Năng suất của 5 giống lúa màu ....................................................... 45 3.5. Khả năng chống chịu với một số sâu, bệnh hại chính của 5 giống lúa màu ............................................................................................................... 46 3.5.1. Khả năng chống chịu với một số sâu hại của 5 giống lúa màu ...... 47 3.5.2. Khả năng chống chịu với một số bệnh hại chính của của 5 giống lúa màu ............................................................................................................ 48 3.6. Một số chỉ tiêu về phẩm chất gạo của 5 giống lúa màu........................ 49 3.6.1. Chất lượng xay chà: ........................................................................ 49 3.6.2. Đánh giá Khối lượng, kích thước và hình dạng hạt gạo ................. 50 3.6.3. Đặc tính lý hóa học hạt gạo của 5 giống lúa màu ........................... 53 3.7. Phân tích đa dạng di truyền của 5 giống lúa màu thông qua một số đặc điểm nông sinh học. ..................................................................................... 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 58 1. Kết luận .................................................................................................... 58 2. Kiến nghị .................................................................................................. 60 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................... 61 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa đầy đủ CT Công thức CV (%) Hệ số biến thiên (%) (Coefficient variance) DT Diện tích FAO Tổ chức Nông Lương thế giới (Food and Agriculture Organization) G1 Lúa thảo dược tím than G2 Lúa đỏ (gạo lứt đỏ) G3 Lúa tím (lúa đồi) G4 Lúa vàng G5 Lúa lụ IRRI KPH LSD Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (International Rice Research Institute) Không phát hiện Hệ số sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa (Least significant difference) NS Năng suất NSLT Năng suất lí thuyết NSTT Năng suất thực thu NSS Ngày sau sạ P Khối lượng SL Sản lượng TB Trung bình TGST Thời gian sinh trưởng DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu 1.1. 1.2 1.3 1.4 Tên bảng Trang Các vitamin và chất vi lượng của lúa gạo 6 Thành phần một số dưỡng chất của của 100 g các loại gạo 7 khác nhau (gạo đen, đỏ, nâu và trắng) Thành phần và hàm lượng các chất dinh dưỡng có một số 8 giống gạo trắng và gạo màu của Thái Lan Diện tích, năng suất, sản lượng lúa ở tỉnh Bình Định từ 15 năm 2005-2020 2.1 Tên và nguồn gốc các giống lúa màu thí nghiệm 18 3.1 Kết quả phân tích đất tại nơi thí nghiệm 31 Diễn biến thời tiết khí hậu trong vụ Đông Xuân 2021-2022 32 3.2 3.3 3.4a 3.4b 3.4c 3.5 tại Thị xã An Nhơn, tỉnh Bình Định Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của 5 giống lúa màu 34 Một số đặc điểm hình thái và nông học của 5 giống lúa 35 màu Một số đặc điểm hình thái và nông học của 5 giống lúa 37 màu Một số đặc điểm hình thái và nông học của 5 giống lúa 39 màu Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của 5 giống 42 lúa màu 3.6 Tình hình nhiễm sâu hại của 5 giống lúa màu 47 3.7 Tình hình nhiễm bệnh hại của 5 giống lúa màu 48 3.8 Chất lượng xay chà của 5 giống lúa màu 49 3.9 Khối lượng, kích thước và hình dạng hạt gạo 51 3.10 Một số đặc tính lý hóa học hạt gạo của 5 giống lúa màu 54 DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ VÀ BIỂU ĐỒ Số Tên hình, sơ đồ và biểu đồ hiệu Trang 1.1 Hình: Nguồn gốc và sự phát triển cây lúa trên thế giới 5 2.1 Sơ đồ: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 19 3.1a 3.1b 3.3 Biểu đồ: Các đặc điểm hình thái và nông học của 5 giống lúa màu Biểu đồ: Các đặc điểm hình thái và nông học của 5 giống lúa màu Biểu đồ: Các yếu tố cấu thành năng suất của 5 giống lúa màu 39 41 44 3.4 Biểu đồ: Năng suất của 5 giống lúa màu 46 3.5 Biểu đồ: Khối lượng, kích thước hạt gạo 53 3.7 Hình: Phân nhóm di truyền 5 giống lúa màu dựa trên 12 tính trạng kiểu hình 57 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Lúa gạo là lương thực chính của hơn phân nửa dân số trên thế giới và cung cấp hơn 20% tổng năng lượng hấp thụ hàng ngày của nhân loại [23]. Vì vậy, nhiều quốc gia trên thế giới kể cả những nước không có kinh nghiệm, bề dày lịch sử - văn hóa trồng lúa cũng đã và đang triển khai chương trình sản xuất lúa để tự đảm bảo an ninh lương thực (một số nước thuộc Châu Phi, Nam Mỹ…). Điều này cho thấy, cây lúa đã góp phần quan trọng đáng kể trong chiến lược an ninh lương thực thế giới. Theo thống kê của tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên Hợp Quốc (FAO, 2019), có khoảng 117 quốc gia đang trồng lúa, phân bố ở tất cả các châu lục và diện tích canh tác lúa trên toàn thế giới là 162,163 triệu ha, năng suất bình quân đạt 4,662 tấn/ha, tổng sản lượng 755,471 triệu tấn. Trong đó, diện tích lúa Châu Á là 138,605 triệu ha, chiếm 85,47% tổng diện tích toàn cầu, kế đến là Châu Phi 17,111 triệu ha (10,55%), tăng hơn 6 triệu ha so với năm 2013 (10,894 triệu ha), Châu Mỹ 5,705 triệu ha (3,52%), Châu Âu 0,623 triệu ha (0,38%) và chiếm một tỷ lệ tương đối ít là Châu Úc, chỉ với 0,119 triệu ha (0,07%) [39] Theo Hoàng Kim (2016), ở Việt Nam cây lúa là cây lương thực chính và có vị trí trọng yếu trong an ninh lương thực [8]. Từ một quốc gia phải nhập khẩu lúa gạo (1987-1986) đã vươn lên xuất khẩu gạo (1989) và hiện tại trở thành một trong ba nước xuất khẩu lúa gạo lớn trên thế giới, chỉ sau Thái Lan. Theo Tổng cục Thống kê, năm 2019, diện tích lúa gieo trồng 7,47 triệu ha, năng suất bình quân đạt 5,82 tấn/ha và sản lượng 43,45 triệu tấn, xuất khẩu 6 triệu tấn gạo, đạt giá trị 3,03 tỷ USD. Như vậy, sau hơn 30 năm đổi mới, nước ta đã đạt được những thành tựu to lớn trong sản xuất lúa gạo cũng như đảm bảo an ninh lương thực quốc gia. 2 Theo Bộ NN&PTNT (2015), sản phẩm từ lúa gạo là thức ăn không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày của mỗi người dân Việt Nam nói riêng và đông đảo cộng đồng dân cư trên Thế giới nói chung [2]. Trong hạt gạo, ngoài tinh bột còn có nhiều dưỡng chất khác như: Protein, vitamin, chất xơ, axit béo không no, khoáng chất và nhiều hợp chất khác có lợi cho sức khỏe [4]. Các chất dinh dưỡng chủ yếu tồn tại trong lớp vỏ cám, tầng aleurone, phôi và nội nhũ của hạt, nên gạo lứt và các loại gạo màu chứa hàm lượng lớn các chất dinh dưỡng. Trước đây, khoa học đã chứng minh màu sắc của vỏ gạo là do sự cấu thành bởi nhiều hợp chất khác nhau (chủ yếu là anthocyanins) gọi chung là phytochemicals, chính nhóm hoạt chất này đã đem lại những lợi ích tuyệt vời cho sức khỏe con người [22]. Ngày nay, theo nhiều kết quả nghiên cứu đã công bố, lúa gạo màu có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng và các chất có hoạt tính sinh học cao như: các axit amin thiết yếu, các vitamin A, B, E, các loại axit béo omega 3, 6, 9, lipid, canxi, kẽm, sắt, anthocyanin, γoryzanol,...[38] Các chất này có tác dụng rất tốt cho tim mạch, bổ máu, chữa bệnh tiểu đường, béo phì, ngăn ngừa ung thư, chống lão hóa, chống loãng xương ở người già, chống suy giảm trí nhớ và đồng thời phát triển trí thông minh. Chính vì vậy, ngày nay trên thế giới lúa gạo không chỉ sử dụng làm lương thực, thực phẩm nuôi sống con người, mà còn dựa vào các chất có năng lượng cao, bổ dưỡng trong lúa gạo màu như một loại thực phẩm chức năng để chữa bệnh, bảo vệ và nâng cao sức khỏe. Ở nước ta, đã có một số giống lúa gạo màu triển vọng có nguồn gốc từ Trung Quốc, Ấn Độ, Philipin… đang được gieo cấy ở các tỉnh thuộc khu vực đồng bằng sông Hồng (Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng) và đồng bằng sông Cửu Long (Kiên Giang, Hậu Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ), nhưng vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. Tuy nhiên, cho đến 3 nay tại tỉnh Bình Định vẫn chưa có một giống lúa màu nào được đưa vào canh tác, nên việc nghiên cứu đánh giá và chọn tạo các giống lúa màu năng suất cao và phẩm chất tốt phù hợp với điều kiện sinh thái của tỉnh để đưa vào sản xuất là một trong những giải pháp hữu ích thúc đẩy ngành sản xuất lúa gạo dược phẩm phát triển trong tương lai, góp phần nâng cao thu nhập cho người nông dân. Chính vì vậy, đề tài: “Đánh giá đặc điểm hình thái và nông học của một số vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống lúa màu tại tỉnh Bình Định” được thực hiện nhằm tạo ra nguồn vật liệu phục vụ công tác chọn, tạo giống lúa màu cho tỉnh Bình Định nói riêng và vùng Duyên hải Nam Trung Bộ nói chung. 2. Mục đích nghiên cứu Đánh giá đặc điểm hình thái và nông học của một số vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống lúa màu tại tỉnh Bình Định. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học Nhằm góp phần làm đa dạng bộ giống lúa màu trong sản xuất. Kết quả nghiên cứu là nguồn cơ sở dữ liệu quan trọng trong công tác tuyển chọn vật liệu khởi đầu phục vụ cho công tác chọn, tạo giống lúa màu tại tỉnh Bình Định. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Đánh giá và xây dựng thông tin chi tiết và cơ sở dữ liệu của một số dòng/giống lúa màu trong nước và nhập nội phục vụ công tác chọn, tạo giống lúa màu tại tỉnh Bình Định. 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu chung về cây lúa 1.1.1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa Cây lúa là một trong những cây có lịch sử trồng trọt lâu đời nhất. Căn cứ vào tài liệu khảo cổ ở Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam,… cây lúa đã có mặt từ 3.000-2.000 năm trước Công nguyên. Từ trung tâm khởi nguyên là Ấn Độ và Trung Quốc, cho đến nay cây lúa có mặt trên tất cả các châu lục, bao gồm các nước nhiệt đới, á nhiệt đới và một số nước ôn đới. Ở Bắc bán cầu cây lúa được trồng ở Đông Bắc Trung Quốc (53°B) cho tới Nam bán cầu ở Châu Phi và Australia (35°N). Tuy nhiên, đến nay vẫn còn nhiều giả thuyết khác nhau về nguồn gốc của chi lúa (Oryza) trên trái đất, nhưng hầu hết đều thừa nhận rằng các loài lúa hoang dại đã xuất hiện từ thời tiền sử (thời Gondwana) của trái đất và gắn liền với lịch sử phát triển của người dân các nước Châu Á. Theo công bố của Chang et al (1984), Oryza sativa xuất hiện đầu tiên ở dãy Himalaya, Miến Điện, Lào, Việt Nam và Trung Quốc [24]. Từ các trung tâm trên lúa Indica phát tán đến lưu vực sông Hoàng Hà và sông Dương Tử rồi sang Nhật Bản, Triều Tiên và từ đó chủng Japonica được hình thành. Lúa cũng được hình thành ở Indonesia và là sản phẩm của quá trình chọn lọc từ Indica. Lúa trồng là cây trồng ngắn ngày, trồng hàng năm, có bộ nhiễm sắc thể 2n = 24. Lineaeus là người đầu tiên xây dựng các luận cứ khoa học dựa trên các đặc điểm hình thái để mô tả và xếp loài lúa sativa vào chi Oryza. Hiện nay, có nhiều tư liệu đưa ra cơ sở tiến hóa của các loài lúa trồng. Tuy nhiên, theo Khush (1997), sự tiến hóa của hai loại lúa trồng phổ biến hiện nay trên thế giới được thể hiện trong sơ đồ Hình 1.1 [30] 5 Hình 1.1. Nguồn gốc và sự phát triển cây lúa trên thế giới Như vậy, trên thế giới có hai loài lúa trồng được xác định từ thời cổ đại cho đến ngày nay. Đó là, loài lúa trồng Châu Á (Oryza sativa) và loài lúa trồng Châu Phi (Oryza glaberrima). 1.1.2. Khái niệm và sự phân bố của lúa màu Theo Chaudhary (2003), khái niệm lúa màu hay lúa có màu (colored rice) (Oryza sativa L.) đề cập đến loại gạo có màu đỏ, tím hoặc màu đen [25]; màu sắc của gạo được tạo nên do màu của anthocyanin phân bố ở các lớp của vỏ trấu, vỏ hạt gạo và nội nhũ. Các giống lúa gạo màu đỏ, tím hay đen được trồng trọt từ rất lâu đời ở Châu Á. Lúa đỏ phân bố ở rất nhiều quốc gia châu Á, tuy nhiên, phổ biến nhất là ở phía Tây Nam và phía Đông của Trung Quốc, lúa đỏ đa số thuộc nhóm Indica [21]. Lúa đen được phát hiện ở cả hai dạng Indica và Japonica [25]. Theo số liệu thống kê của Trung tâm Tài nguyên thực vật, ở Việt 6 Nam lúa màu được trồng chủ yếu bởi các dân tộc ít người thuộc các tỉnh miền núi phía Bắc, Trung Bộ và Tây Nguyên. Trong số khoảng 3.000 mẫu nguồn gen lúa cạn mà Trung tâm Tài nguyên thực vật đang lưu giữ có khoảng 800 mẫu nguồn gen có đặc điểm gạo màu (dựa theo tiêu chí mô tả của IRRI, 1996) [29]. 1.1.3. Giá trị dinh dưỡng của lúa gạo Lúa gạo đảm bảo 35-59% nguồn năng lượng, là thức ăn chính của hơn 3 tỷ người trên thế giới [9]. Lương thực gạo là chủ yếu của nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt Nam. Các nhà khoa học trên thế giới cho rằng lúa gạo là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho con người. Các chất dinh dưỡng chính như protêin, riboflavin, các chất béo thường nằm ở phần cám và các vitamin đặc biệt là các vitamin B (Bảng 1.1). Lúa gạo cung cấp calo nhiều nhất trong các cây ngũ cốc. Nếu tính theo % chất khô trung bình trong hạt gạo chứa Protein – 7; Tinh bột – 63; Lipid 2 - 3; Xenluloza – 12,0; Đường tan – 3,6; Gluxit khác – 2,0; Tro – 6,0. Trong hạt gạo còn chứa các loại vitamin B1, B2, B6, PP, E [28]. Bảng 1.1. Các vitamin và chất vi lượng của lúa gạo. Loại gạo Lúa Năng lượng (Kcal) Thia min (mg) Ribo flavin (mg) Niacin (mg) αToco fherol (mg) Phos Cacium Phytin Phorus (mg) (g) (g) Sắt (mg) Kẽm (mg) 378 0,33 0,11 5,60 2,0 80 0,39 0,21 6,0 3,1 G.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 Cám 476 2,40 0,43 49,9 13,30 120 2,50 2,20 43,0 25,8 Trấu 332 0,21 0,07 4,2 - 130 0,07 - 9,5 4,0 (Nguồn Juliano, 1993) [28] Lúa gạo màu được ghi nhận và khuyến khích sử dụng như thực phẩm chức năng có chứa chất chống oxy hóa (antioxidant) [36]. Theo kết quả 7 nghiên cứu của nhiều nhà khoa học đã công bố: Trong hạt gạo màu có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng và các chất có hoạt tính sinh học cao (Bảng 1.2 và 1.3) như: Các axit amin thiết yếu, các vitamin A, B, E, các loại axit béo omega 3, 6, 9, lipid, canxi, kẽm, sắt, anthocyanin, γ-oryzanol,.... có tác dụng rất tốt cho tim mạch, bổ máu, chữa bệnh tiểu đường, béo phì, ngăn ngừa ung thư, chống lão hóa, chống loãng xương người già, chống suy giảm trí nhớ và đồng thời phát triển trí thông [25], [32], [36]. Bảng 1.2. Thành phần dưỡng chất của một số loại gạo (tính trên 100 g) Tên lúa màu Carbohydraes Protein (g) (g) Lipid (g) Chất xơ (g) Sắt (mg) Tocopherol (Vitamin E)(mg) Vitamin B1 Riboflavin (Vitamin B1) (Vitamin B2) (mg) Kẽm (mg) (mg) Gạo đen 34±0.05 8.5±0.5 Gạo đỏ 23±0.04 7±0.05 0.8±0.01 Gạo nâu 24±0.07 7.9±0.07 0.8±0.02 1.8±0.5 2.2±0.07 2.2 ± 0.76 0.54±0.07 Gạo trắng 28±0.03 2.7±0.04 0.3±0.01 0.6±0.1 1.2±0.19 0.1 ± 0.14 0.7±0.06 2±0.06 4.9± 0.3 3.5±0.15 12.54 ± 0.34 0.46±0.032 0.403±0.04 3.16±0.05 2±0.6 5.5±0.14 10.77 ± 0.24 0.33±0.15 0.105±0.03 1.91±0.036 0.1±0.2 1.8±0.05 0.03±0.33 1.41±0.039 (Nguồn: Tạp chí Journal of Nutrition & Food Sciences, 2020) Theo các nhà nghiên cứu của Thái Lan: Trong thành phần của gạo màu đỏ, đen và màu tím chứa một lượng lớn anthocyanin (Bảng 1.3). Đây là hợp chất màu hữu cơ tự nhiên tan trong nước, thuộc nhóm flavonoid, có màu đỏ, đỏ tía, tím hoặc xanh đậm. Các nhà khoa học khẳng định, anthocyanin tốt cho tim mạch và giúp cơ thể con người phòng chống các gốc tự do, một trong những thành phần quan trọng gây ra ung thư và một số bệnh nguy hiểm khác cho con người [31]. 8 Bảng 1.3. Thành phần và hàm lượng các chất dinh dưỡng có một số giống gạo trắng và gạo màu của Thái Lan White Nam Man Wua Red Tabtim Chumpae (gạo trắng) (gạo đỏ) Black Mali Nil Surin (gạo đen) Protein (%) 2,03 7,02 8,12 Amylose (%) 26,12 13,9 12,27 Fe (mg/100 g) 2,08 13,4 11,2 Ca (mg/100 g) 18,94 107,2 143 Zn (mg/100) 1,32 13,6 - Vitamin E (mg/100g) 0,96 0,79 750 Vitamin B1(mg/100g) 0,07 0,17 1,31 Vitamin B2 (mg/100g) 0,014 0,1 0,25 Vitamin B6 (mg/100g) 0,08 1,04 - Omega 3 (mg/100g) 33,94 25,35 31,56 Omega 6 (mg/100g) 1160,08 610,98 1039,02 Omega 9 (mg/100g) 1146,41 812,7 1187,09 Anthocyanin (mg/100g) 46,56 0,58 0,219 γ-Oryzanol (μg/kg) 508,09 523,3 648,1 Thành phần các chất dinh dưỡng (Nguồn: Niched market rice information center, 2017) Ở nước ta, gạo màu được người dân sử dụng từ rất lâu đời, ví dụ gạo cẩm (gạo có màu tím) chủ yếu sử dụng để nấu xôi, nấu rượu, làm bánh chưng nhân dịp tết cổ truyền của người dân tộc hay làm thuốc chữa bệnh... Gạo lứt là một trong những sản phẩm phổ biến của gạo màu hiện nay. Gạo lứt đen có lượng đường thấp nhưng lại có rất nhiều chất xơ và hợp chất thực vật tốt cho sức khoẻ, giúp chống bệnh tim và ung thư. Gạo lứt đỏ tốt cho người ăn chay, ăn kiêng hỗ trợ nhu cầu giảm cân, làm đẹp mà vẫn đủ dinh dưỡng... Chính những lợi ích quý giá mà gạo màu đem lại đã hấp dẫn người tiêu dùng sử 9 dụng gạo màu trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng ngày một tăng lên. 1.2. Tình hình sản xuất, tiêu thụ lúa và lúa màu trên thế giới và Việt Nam 1.2.1. Tình hình sản xuất, tiêu thụ lúa và lúa màu trên thế giới Theo tính toán của Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA), sản lượng sản xuất gạo toàn cầu 2019 ước khoảng 497,8 triệu tấn, giảm 0,3% so với 2018. Hội đồng ngũ cốc quốc tế (IGC) ước tính sản xuất gạo toàn cầu 2019 đạt 500,4 triệu tấn, giảm nhẹ so với 2018. Trong đó, các quốc gia có sản lượng lúa cao nhất là: Trung Quốc với sản lượng là 146,72 triệu tấn; Ấn Độ là 115 triệu tấn; Indônêxia là 36,4 triệu tấn; Việt Nam là 28,47 triệu tấn; Philippin là 12,2 triệu tấn; và Thái Lan là 18,2 triệu tấn. Các nước xuất khẩu gạo chính trên thế giới bao gồm Thái Lan (7,5 triệu tấn; 18,3%); Việt Nam (6,34 triệu tấn; 15,4%); Ấn Độ (14,5 triệu tấn; 35,3%); Mỹ (3,5 triệu tấn; 8,5%), Trung Quốc (1,2 triệu tấn;2,9%), Pakistan (2,9 triệu tấn;7,14%) và các quốc gia khác (4,9 triệu tấn;12%) (theo báo cáo của ngành gạo năm 2019). Lượng gạo xuất khẩu hàng năm từ 39-40 triệu tấn thì thị trường gạo thơm Basmaticủa Ấn Độ chiếm không quá 10% nhưng lợi nhuận mà nó đem lại cao hơn gấp 3 lần (từ 800-1200 đôla/tấn) so với loại gạo không thuộc loại Basmati (200-400 đôla/tấn). Đối với Thái Lan gạo chất lượng cao được xuất khẩu là gạo Hom Mali 92% với giá bán 1.053-1.057 đôla/tấn cao hơn gạo thường 2-3 lần. Mặc dù lúa gạo được tiêu thụ chính là gạo trắng nhưng vẫn có rất nhiều giống lúa gạo màu như màu đen, đỏ, nâu, tím được tiêu thụ trên thị trường. Theo Chaudhary (2003), diện tích trồng lúa màu ở Trung Quốc vào khoảng 0,4 triệu ha, chiếm 1,26% tổng diện tích trồng lúa của nước này [25]. Gạo màu thường được sử dụng trong những dịp lễ quan trọng và trong công 10 nghiệp chế biến; các sản phẩm phổ biến từ gạo màu là bánh, cháo, bánh bao, bánh quy, mỳ tôm, rượu.v.v. Hàn Quốc là một trong những quốc gia quan tâm nhiều đến gạo màu. Người Hàn Quốc có sở thích trộn gạo đen với gạo trắng trong khi nấu cơm, do đó trong những năm gần đây sản lượng gạo màu và các công bố liên quan đến gạo màu đã và đang tăng dần lên. Jin-Cheol Lee (2007), cũng chỉ ra một sản phẩm bánh gạo nổi tiếng của Hàn Quốc mà nguyên liệu chính của bánh này làm từ gạo màu nâu [27]. Thái Lan là quốc gia xuất khẩu lúa gạo lớn nhất thế giới, không chỉ nổi tiếng với các giống lúa gạo trắng truyền thống thơm ngon nổi tiếng trên thị trường gạo của thế giới như: Khao Hom, Khao Dawk Mali, Hom Mali,... Thái Lan còn chọn tạo và phát triển các giống lúa màu để sản xuất thực phẩm chức năng đáp ứng nhu người tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. Vì vậy, người Thái đã và đang sở hữu một lượng lớn các giống lúa màu giàu dưỡng chất như Luem Phua, Mali Nil Surin, Niaw Dam Cho Mai Phai 4 và Niaw Dam Mo 37,… Nhu cầu về gạo chất lượng, trong đó có gạo màu theo dự đoán sẽ ngày một tăng lên, bởi vì các quốc gia phát triển như Mỹ, các nước thuộc khối EU đã và đang quan tâm đến giá trị của lúa gạo màu đối với sức khỏe và thực phẩm chức năng. 1.2.2. Tình hình sản xuất, tiêu thụ lúa và lúa màu ở Việt Nam Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (NN & PTNT), tính đến hết năm 2020, cả nước có 4,12 triệu ha đất trồng lúa, chiếm trên 50,3% tổng diện tích gieo trồng các loại cây. Diện tích đất lúa trên đầu người chỉ khoảng 465 m2/người. Phần lớn đất lúa được trồng hai vụ trong năm với tổng diện tích gieo trồng hàng năm khoảng 7,28 triệu ha. Thu nhập từ trồng lúa là nguồn kinh tế chính của khoảng 10 triệu hộ nông dân (chiếm 70% tổng số hộ 11 làm nông nghiệp). So với năm 2015, diện tích gieo cấy lúa của cả nước đã giảm từ 52,4% xuống còn 50,3%. Diện tích gieo trồng lúa giảm nhưng thay vào đó là sử dụng giống lúa xác nhận kèm quy trình canh tác đa dạng, thích nghi với điều kiện thời tiết nên cho năng suất cao ổn định, đáp ứng yêu cầu thị trường. Tăng tỷ trọng các loại gạo có chất lượng cao, có giá trị xuất khẩu lớn. Năm 2020, gạo trắng thường xuất khẩu chỉ còn khoảng 40% tổng kim ngạch; các loại gạo thơm, chất lượng cao chiếm khoảng 40% kim ngạch xuất khẩu. Việc tái cơ cấu cũng đã thúc đẩy việc lai tạo và chọn giống, lần đầu tiên Việt Nam có giống gạo thơm đạt danh hiệu gạo ngon nhất thế giới là gạo ST25 [3]. Gạo xuất khẩu của nước ta chủ yếu là gạo trắng, tỷ lệ gạo nếp và các loại gạo khác, trong đó có gạo màu chiếm tỷ lệ thấp. Riêng đối với gạo màu, chưa có thống kê cụ thể về lượng sản xuất và tiêu thụ hiện nay nhưng xu hướng chung là đời sống của người dân được nâng cao nên nhu cầu về gạochất lượng, đặc biệt là gạo dinh dưỡng ngày càng được sản xuất và tiêu thụ nhiều hơn. Hiện nay, các giống gạo màu được sản xuất và tiêu thụ trên thị trường chủ yếu là các giống địa phương có nguồn gốc từ nhiều vùng trên cả nước chủ yếu do bà con nông dân chọn tạo, phù hợp với điều kiện địa phương, tập trung chủ yếu ở khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc, Trung Bộ và Tây Nguyên. Trên thị trường trong thời gian gần đây đã có một số công ty sản xuất, chế biến các sản phẩm gạo màu như Trung tâm nghiên cứu ứng dụng khoa học nông nghiệp và môi trường ở Hà Nội; Công ty cổ phần giống cây trồng Trung ương, Công ty giống cây trồng và con nuôi Ninh Bình, Công ty TNHH Thái Hòa ở Nghệ An, Công ty TNHH Trung Hưng Việt ở Quảng Nam, Công ty TNHH Nông tím Quảng Ngãi, Công ty TNHH thực phẩm thảo dược Việt ở thành phố Hồ Chí Minh. Hiện chưa có nhiều giống lúa màu được xây dựng thương hiệu trên thị