Tài liệu Nghiên cứu, đánh giá các chỉ tiêu hình thái nông học của một số giống lúa bản địa chất lượng việt nam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH – KTNN ----------***---------- ĐẶNG THỊ HUỆ NHUNG NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ CÁC CHỈ TIÊU HÌNH THÁI NÔNG HỌC CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA BẢN ĐỊA CHẤT LƯỢNG VIỆT NAM Chuyên ngành: Di truyền học KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hà Nội, 2016 LỜI CẢM ƠN Được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhịêm khoa Sinh-KTNN, Phòng Kĩ thuật Di truyền - Viện Di truyền Nông nghiệp Việt Nam trong thời gian thực tập tốt nghiệp em đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, đánh giá các chỉ tiêu hình thái nông học của một số giống lúa bản địa Chất Lượng Việt Nam” Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Nguyễn Như Toản (Khoa Sinh-KTNN Trường Đại học sư phạm Hà Nội 2) đã giới thiệu nơi thực hiện đề tài và hướng dẫn em trong suốt quá trình hoàn thành khóa luận, TS. Khuất Hữu Trung (Phòng Kĩ thuật Di truyền - Viện Di truyền Nông nghiệp Việt Nam) đã nhiệt tình hướng dẫn và tạo điều kiện cho em được thực hiện đề tài khóa luận tốt nghiệp này. Trong thời gian thực tập vừa qua em đã nhận được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của tập thể các cán bộ nghiên cứu tại Phòng kĩ thuật di truyền. Em xin chân thành cảm ơn sự trợ giúp quý báu đó. Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Sinh – KTNN những người đã trực tiếp giảng dạy, trang bị những kiến thức bổ ích trong suốt thời gian em học tập tại trường. Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tất cả bạn bè, gia đình và những người luôn bên cạnh động viên, giúp đỡ em trong quá trình học tập và thực hiện đề tài. Hà Nội, ngày….tháng….năm 2016 Sinh viên Đặng Thị Huệ Nhung LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp đại học: “Nghiên cứu, đánh giá các chỉ tiêu hình thái nông học của một số giống lúa bản địa Chất Lượng Việt Nam” được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của TS. Khuất Hữu Trung và TS. Nguyễn Như Toản, không trùng với bất kì khóa luận nào khác. Các số liệu kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực, khách quan, theo sự nhận thức vấn đề của riêng tác giả. Nếu có gì sai xót tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện khóa luận, tôi đã kế thừa những thành tựu của các nhà khoa học với sự trân trọng và biết ơn! Hà Nội, ngày….tháng….năm 2016 Sinh viên Đặng Thị Huệ Nhung DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT SĐK : Số đăng ký của mỗi giống lúa trên ngân hàng gen hạt. Cs : Culm Strength Sen : Leaf Senescence Exs : Panicle Exsertion Thr : Panicle Threshability SpFert :Spikelet Fertility Mat :Maturity LL : Leaf Length LW : Leaf Width LBP : Leaf Blade Pubescence LBC : Leaf Blade Color LgC : Ligule Color BLSC : Basal Leaf Sheath Color FLA : Flag Leaf Angle PnT : Panicle Type CmN : Culm Number CmA : Culm Angle PnL : Panicle Length LmPb : Lemma and Palea Pubescence MỤC LỤC MỞ ĐẦU.....................................................................................................................................................1 1. Lí do chọn đề tài.........................................................................................................................1 2. Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................................................2 3. Phạm vi nghiên cứu..................................................................................................................2 4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn..........................................................................3 NỘI DUNG................................................................................................................................................4 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU.........................................................................................4 1.1. Giới thiệu tổng quan về đối tượng..................................................................................4 1.1.1. Nguồn gốc phân loại cây lúa....................................................................................4 1.1.2. Phân loại các giống lúa chất lượng......................................................................6 1.1.3. Các yếu tố hình thành nên lúa chất lượng........................................................8 1.2. Đặc tính nông học ảnh hưởng đến năng suất cây lúa.......................................10 1.3. Đặc điểm hình thái của các giống lúa ảnh hưởng đến năng suất lúa......13 1.4. Tổng quan về tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước..............................15 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........................19 2.1. Đối tượng nghiên cứu..........................................................................................................19 2.2. Nội dung nghiên cứu............................................................................................................19 2.3. Phương pháp nghiên cứu...................................................................................................19 2.4. Địa điểm và thời gian thực hiện....................................................................................25 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU...................................................................................26 3.1. Kết quả gieo cấy.....................................................................................................................26 3.2. Kết quả đánh giá các chỉ tiêu về đặc tính Nông học của các giống lúa 29 3.3. Kết quả đánh giá các chỉ tiêu về đặc tính Hình thái của các giống lúa 33 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................................................43 TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................................46 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.2a. Kết quả đánh giá các chỉ tiêu đặc tính nông học của 15 giống lúa chất lượng 31 Bảng 3.2.b. Kết quả đánh giá các chỉ tiêu đặc tính Nông học của 15 giống lúa chất lượng 32 Bảng 3.3.a. Kết quả đánh giá các chỉ tiêu đặc tính hình thái của 15 giống lúa chất lượng 35 Bảng 3.3.b. Kết quả đánh giá các chỉ tiêu đặc tính hình thái của 15 giống lúa chất lượng 36 Bảng 3.3.c. Kết quả đánh giá các chỉ tiêu đặc tính hình thái bông lúa của 15 giống lúa chất lượng 39 Bảng 3.3.d Kết quả đánh giá các chỉ tiêu đặc tính hình thái bông lúa của 15 giống lúa chất lượng 40 Bảng 3.4a. Kết quả đánh giá các chỉ tiêu đặc tính hình thái hạt lúa của 15 giống lúa chất lượng 41 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Sơ đồ tiến hoá của hai loài lúa trồng......................................................................5 Hình 3.1a: Các mẫu hạt thóc đã ra mộng và rễ..................................................................25 Hình 3.1b: Tiến hành gieo hạt của mỗi giống lúa trên đồng ruộng.......................26 Hình 3.1c: Cây mạ sau 12 ngày gieo hạt................................................................................27 Hình 3.1d: Nhổ mạ và gieo cấy...................................................................................................27 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Lúa gạo là một trong những nguồn lương thực quan trọng cho khoảng 2/3 dân số trên thế giới và là nguồn cung cấp lương thực chủ yếu của châu Á, trong đó có Việt Nam. Trong những năm gần đây, nước ta đã có những bước tiến vượt bậc về sản xuất lúa gạo, mang lại nhiều lợi ích cho người sản xuất và cho xuất khẩu nhờ vào việc sử dụng các giống lúa có năng suất cao cùng với việc thâm canh tăng vụ. Các giống lúa chất lượng cao ngày càng gia tăng trong những thập kỷ gần đây, do yêu cầu của thị trường và nhu cầu của người tiêu dùng. Gạo có chất lượng cao được xác định bởi rất nhiều yếu tố như: hình dạng hạt, giá trị dinh dưỡng, hương thơm, chất lượng sau khi chế biến…Trong đó, hương thơm được xem là một trong những đặc tính quan trọng. Trong khi giá gạo của các giống lúa truyền thống suy giảm, các loại lúa gạo đặc sản, nhất là những loại gạo thơm vẫn giữ được giá cao và ổn định. Ở Việt Nam lúa là một loại cây trồng quan trọng nhất, vừa là nguồn lương thực chủ yếu vừa là nông sản có kim ngạch xuất khẩu lớn nhất hiện nay. Tuy nhiên, việc sản xuất và tiêu thụ gạo hiện nay đang phải đương đầu với nhiều khó khăn và thách thức do cạnh tranh thị trường, nhu cầu về chất lượng gạo ngày càng tăng. Chất lượng của gạo là một trong những đặc tính quan trọng nhất, nó tác động mạnh mẽ đến giá cả của nó trên thị trường và thị hiếu của người tiêu dùng. Nhu cầu về các giống lúa có chất lượng cao ngày càng gia tăng trong nhưng thập kỷ gần đây do yêu cầu của thị trường và nhu cầu của người tiêu dùng. Chất lượng hạt gạo được xác định bởi rất nhiều các yếu tố như hình dạng hạt, giá trị dinh dưỡng, chất lượng sau khi chế biến và ăn. Mùi thơm là một trong những đặc tính quan trọng của gạo chất lượng cao và nó đóng một vai trò đáng kể về giá cả và thị hiếu sử dụng. Người tiêu dùng đánh giá gạo 1 qua các chất lượng và trả giá rất cao cho những giá trị này. Sự phát triển các giống có chất lượng cao là một trong những mục tiêu quan trọng của các chương trình phát triển ngày nay. Ở Việt Nam các giống lúa chất lượng được trồng từ miền Nam tới miền Bắc. Ở phía Bắc nguồn tài nguyên lúa chất lượng ở Việt Nam vô cùng đa dạng và phong phú. Tuy nhiên nguồn tài nguyên này đang dần dần bị thu hẹp do năng suất của các giống lúa chất lượng không cao, sự quan tâm đánh giá và khai thác chưa đúng mức, diện tích bị thu hẹp để phát triển các giống lúa cải tiến ngắn ngày có năng suất cao. Chính vì vậy việc thu thập và đánh giá nguồn tài nguyên lúa chất lượng nhằm bảo tồn và khai thác nguồn gen quý của các dòng lúa chất lượng để nâng cao năng suất và chất lượng đáp ứng nhu cầu sản xuất và tiêu dùng là một vấn đề cần chú trọng. Xuất phát từ nhu cầu thực tế chúng tôi tiến hành: “Nghiên cứu, đánh giá các chỉ tiêu hình thái nông học của tập đoàn lúa bản địa chất lượngViệt Nam” 2. Mục tiêu nghiên cứu Giúp hình thành cơ sở dữ liệu phenotype của các giống lúa bản địaphục vụ cho công tác bảo tồn, lai tạo, khai thác và sử dụng nhằm nâng cao năng suất và chất lượng của các giống lúa này. 3. Phạm vi nghiên cứu Gồm 15 giống lúa bản địa chất lượng (dạng hạt)được thu thập từ các vùng sinh thái khác nhau do trung tâm tài nguyên di truyền thực vật Việt Nam cung cấp. STT SĐK Tên giống 1 9451 Plào chi plên 2 9452 Plào pluột plên 3 9453 Plào lúa điên 2 4 9456 Khẩu đòn 5 9457 Khẩu mài dang 6 9461 Kháu vắn tán 7 9463 Lọ thô 8 9467 Khâu bọc mang 9 9472 Khâu vái 10 9473 Khâu phặc 11 9477 Khâu đạc 12 9485 Khâu cuội 13 9490 Khâu táo 14 9496 Khâu cỏ hìn 15 9498 Khâu cờ giọt 4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 4.1. Ý nghĩa khoa học Cung cấp thêm dữ liệu, thông tin khoa học hữu ích cho việc hình thành cơ sở dữ liệu phenotype của các giống lúa bản địa có năng suất tạo cơ sở lý luận cho việc chọn lọc, phục tráng để nâng cao tiềm năng di truyền của các giống lúa có năng suất trong sản xuất. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn Bước đầu đưa ra những số liệu góp phần nâng cao hiệu quả công tác bảo tồn và chọn giống lúa có phẩm chất gạo tốt, năng suất cao. 3 NỘI DUNG Chương 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu tổng quan về đối tượng 1.1.1. Nguồn gốc phân loại cây lúa Tổ tiên cây lúa đã tồn tại từ đầu kỷ Phấn trắng. Vào giữa kỷ này, xuất hiện một trong những loại nguyên thuỷ nhất thuộc họ Oryzae, đó là loại Streptochasta Schrad. Đến cuối kỷ Phấn trắng xuất hiện các loại tre (Bambusa) và lúa (Oryza). Một số loại khác xuất hiện muộn hơn vào kỷ thứ ba, thời kỳ phát triển mạnh nhất của họ Hoà thảo (Gramineae). Các loài lúa Oryza spp có cùng tổ tiên chung xuất hiện vào thời địa cầu Gondwanaland, sau khi trái đất tách rời thành năm lục địa [4]. Theo Chang (1985): lúa trồng Oryza sativa được tiến hoá từ cây lúa dại hàng năm Oryza nivara. Do điều kiện khí hậu, đặc biệt là nhiệt độ, lúa Oryza sativa tiếp tục tiến hoá theo ba nhóm: Indica thích hợp với khí hậu nhiệt đới, Japonica thích ứng với khí hậu lạnh và Javanica có đặc tính trung gian [20]. Tác giả Oka (1988) lại cho rằng Oryza sativa có nguồn gốc từ cây lúa dại lâu năm Oryza rufipogon [26]. Đến năm 2003, khi nghiên cứu di truyền tiến hoá của 101 giống lúa, bao gồm cả lúa trồng và lúa dại, Cheng đã chia loài lúa trồng Oryza sativa thành hai nhóm tương ứng với hai loài phụ là Indica và Japonica. Trong khi đó Oryza rufipogon được chia thành bốn nhóm là: nhóm Oryza rufipogon hàng niên và ba nhóm Oryza rufipogon đa niên. Tác giả cũng đã chỉ ra các giống lúa Japonica có quan hệ gần gũi với một nhóm Oryza rufipogon đa niên, còn các giống lúa Indica có quan hệ gần với nhóm lúa Oryza rufipogon hàng niên [21].Ở Châu Phi cũng thấy xuất hiện cả hai loài lúa dại Oryza longistaminata (đa niên) và Oryza brevigulata (hàng niên), do đó nhiều tác giả cho rằng Oryza glaberrima có nguồn gốc từ Oryza breviligulata [4]. 4 Cho đến nay, nhiều nhà khoa học đã đồng ý rằng lúa Glaberrima và lúaSativa có cùng chung nguồn thủy tổ vào thời kỳ lục địa nguyên thuỷ Gondwanaland. Sau khi các lục địa tách rời nhau, lúa Sativa và Glaberrima tự tiến hoá từ các loài lúa dại bản địa ở hai châu lục là Châu Á và Châu Phi (hình 1) [25]. Lục địa Gondwanalands Tổ tiên chung Nam và Đông Nam Á Tây Phi Châu Lúa dại đa niênO. rufipogon Lúa dại hàng niênO. nivara Lúa trồng O. longistaminata O. breviligulata O. SativaO. sativa O. glaberrima IndicaJaponica Ôn đớiNhiệt đới Hình 1: Sơ đồ tiến hoá của hai loài lúa trồng Do những ảnh hưởng khắc nghiệt của môi trường như khô hạn, nhiệt độ thay đổi quá lớn… nhiều loài lúa dại nguyên thủy đa niên đã trở thành loài lúa hàng niên để thích ứng với phong thổ địa phương, khí hậu gió mùa. Về 5 phương diện sinh thái và địa dư, cây lúa châu Á đã trải qua quá trình tiến hóa lâu dài để thích ứng với môi trường khác nhau và được phân chia thành 3 nhóm chính: Indica, Japonica (hay Sinica) và Javanica (Japonica nhiệt đới). Hiện nay lúa Indica được trồng trên 80% diện tích trồng lúa trên thế giới và cung cấp nguồn lương thực cho hơn 3 tỷ người, chủ yếu các nước đang phát triển, còn lại hai loại lúa Japonica và Javanica chỉ chiếm tương đương 11% và 9%. Ba loại lúa này được nhận biết qua sự khác nhau về hình thái như thân, lá, hạt và thành phần cấu tạo hạt, đặc biệt là hàm lượng amyloza, amylopectin, khả năng chống hạn, kháng lạnh, v.v. - Lúa Japonica (hay Sinica): Có hạt tròn, ngắn, thường không có đuôi, gié ngắn, nhiều chồi thẳng đứng, cây thấp giàn, dễ chịu lạnh và không kháng hạn, hàm lượng amyloza thấp (14 - 17%) và thường được trồng ở các vùng ôn đới. - Lúa Indica: Có hạt dài thon, có hàm lượng amyloza cao (trên 21%), không có đuôi, gié trung bình, thân cây tỏa rộng, cao giàn, không chịu lạnh và có thể chịu hạn hán và được trồng rất phổ biến ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. - Lúa Javanica (Japonica nhiệt đới): Có tính chất trung gian giữa lúa Japonica và lúa Indica. Lúa Javanica có hạt to rộng, hàm lượng amyloza cao, thường có đuôi, trấu có lông dài, ít chồi, gié dài, thân cây dày thẳng đứng, cây rất cao giàn, chịu hạn hán nhưng không chịu lạnh và được trồng ở Indonesia, chủ yếu Java và Sumatra. 1.1.2. Phân loại các giống lúa chất lượng Cây lúa thuộc họ hòa thảo (Graminae), tộc Oryzae, chi Oryza, có tổng số nhiễm sắc thể 2n = 24. Oryza có khoảng 20 loài phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới ẩm của Châu Phi, Nam và Đông Nam Châu Á, Nam Trung Quốc, Nam và Trung Mỹ và một phần ở Úc Châu [5]. 6 Lúa chất lượng là giống lúa không những có kích thước, hình dạng thon dài mà còn có phôi nhũ, hàm lượng amyloza cao và đặc biệt các giống lúa chất lượng có mùi thơm đặc trưng.Các giống lúa thơm thường được trồng phổ biến ở châu Á, riêng giống lúa Basmati được gieo trồng khoảng 2 triệu ha chủ yếu ở các nước Ấn Độ, Pakistan và Nepan. Gạo thơm có hạt nhỏ, thon và dài từ 6,8 đến 7,0 mm, tỉ lệ chiều dài và chiều rộng từ 3,5 đến 3,7 và có hàm lượng amyloza trung bình 20-22% [5] Ở Ấn Độ có hàng trăm giống lúa thơm địa phương, tuy nhiên chỉ có giống lúa thơm Basmati được ưa chuộng nhất. Gạo thơm Basmati có hai đặc tính quan trọng hơn hết: mùi thơm và cơm nở dài, có từ 22 - 25% amyloza, gạo vẫn giữ được đặc tính này sau khi nấu. Ở Thái Lan có hai giống lúa thơm nổi tiếng là Khao Dak Mali và Jasmine 85. Gạo thơm Khaw Dawk Mali có ít hơn 20% amyloza nên hạt cơm sau khi nấu hạt còn hơi dính vào nhau.Các giống lúa thơm ở Myanmar được gieo trồng nhiều ở các tỉnh miền Trung và chủ yếu được tiêu thụ ở trong nước. Một số giống lúa chất lượng đang được gieo trồng phổ biến ở đây như: Namathalay, Basmati, Paw San Bay Gyar.Ở Philippin có giống Milsagrosa và ở Trung Quốc có các giống Bắc thơm, Quế hương chiêm, Qua dạ hương và Chi ưu hương là các giống lúa chất lượng nổi tiếng trên thế giới. Giống lúa Koshihikari là giống lúa cổ truyền của Nhật, thuộc loài phụ Japonica, có chất lượng cao, hương vị rất được ưa thích trong những bữa ăn chính của người Nhật. Giống lúa Koshihikari được xem như là lúa Basmati của Nhật với diện tích gieo trồng chiếm khoảng 30% tổng diện tích trồng lúa ở nước này. [6] Hiện nay, diện tích trồng lúa chiếm trên 1/10 diện tích đất trồng trên thế giới và có 15 nước trên thế giới trồng lúa với diện tích hơn 1 triệu ha, trong đó có tới 13 nước ở Châu Á. Riêng Trung Quốc và Ấn Độ chiếm khoảng 50% diện tích trồng lúa và 56% sản lượng lúa toàn cầu. Bangladesh, Indonexia, 7 Thái Lan mỗi nước đều có diện tích trồng lúa lớn hơn tổng diện tích trồng lúa của tất cả các nước Mĩ La tinh. Châu Phi có diện tích trồng lúa gần bằng diện tích trồng lúa của Việt Nam, nhưng sản lượng lúa lại thấp hơn Việt Nam từ 23 lần.[6] Ở Việt Nam, có rất nhiều các giống lúa thơm thuộc loại lúa địa phương như Nàng Thơm Chợ Đào ở miền Nam, Tám thơm ở miền Bắc, lúa Dự, lúa Di, miền Trung có lúa Gié (hoặc De) như Gié An Cựu và các giống lúa nương.[5] 1.1.3. Các yếu tố hình thành nên lúa chất lượng Ngày nay trong sản xuất bên cạnh yếu tố về năng suất thì chất lượng hạt giống là yếu tố quan trọng để quyết định giống lúa sản xuất. Chất lượng hạt lúa phụ thuộc vào các yếu tố sau 1.1.3.1Phẩm chất xay chà Phẩm chất xay chà thường được đề cập thông qua các tính trạng: tỷ lệ gạo lứt, tỷ lệ gạo trắng, tỷ lệ gạo nguyên. Gạo lứt là hạt gạo vừa được tách vỏ trấu sau khi xay xát, chưa được chà trắng. Tỷ lệ gạo lứt lớn thể hiện khả năng vận chuyển chất khô của cây lúa vào hạt ở giai đoạn vào chắc đầy đủ [15].Gạo trắng là gạo lứt sau khi chà tách cám và mầm. Theo Cruz và Khush, 2000, tỷ lệ vỏ trấu trung bình của các giống lúa từ 20 - 22%, có thể biến động từ 18 - 26%, cám và phôi hạt chiếm 8 - 10%, do đó tỷ lệ gạo trắng thường khoảng 70%. Gạo nguyên là gạo trắng sau khi được tách bỏ gạo bể. Tỷ lệ gạo nguyên bị ảnh hưởng nhiều bởi điều kiện môi trường, đặc biệt nhiệt độ và ẩm độ trong suốt thời gian hạt chín đến việc xử lý sau thu hoạch.[24] 1.1.3.2.Kích thước và hình dạng hạt gạo Chiều dài hạt gạo là một trong những chỉ tiêu quyết định giá trị thương phẩm của giống. Kích thước hạt và hình dạng hạt có liên hệ chặt chẽ đến năng suất gạo nguyên, chiều dài và hình dạng hạt di truyền theo số. Chiều dài hạt gạo là tính trạng chịu chi phối mạnh bởi yếu tố di truyền. Chiều dài và hình 8 dạng cũng ảnh hưởng đến giá trị của hạt gạo [24]. Chiều dài hạt gạo trên thị trường thế giới hiện nay là ≥ 7mm đối với gạo hạt dài [8]. 1.1.3.3. Tỷ lệ bạc bụng Bạc bụng chủ yếu là do sự sắp xếp không chặt chẽ của những hạt tinh bột trong nội nhũ, tạo ra nhiều khoảng trống làm cho hạt gạo bị đục và bạc bụng sẽ không ảnh hưởng đến phẩm chất cơm khi được nấu chín. Có 3 dạng bạc bụng phổ biến gồm bụng trắng, gan trắng và lưng trắng [7]. Điều kiện môi trường chủ yếu ảnh hưởng đến độ bạc bụng là nhiệt độ sau khi trỗ, nhiệt độ tăng cao làm tăng độ bạc bụng, nhiệt độ thấp sẽ làm giảm hoặc mất độ bạc bụng [24].Ngoài ra, hình dạng hạt cũng ảnh hưởng tới mức độ bạc bụng , độ bạc bụng có tần suất liên kết với tính trạng hạt thon dài.[15] 1.1.3.4.Độ trở hồ Đặc tính vật lý của cơm nấu liên quan nhiều với độ trở hồ hơn là hàm lượng amylose. Gạo có độ trở hồ cao thì mềm và có khuynh hướng rã nhừ khi nấu chín. Nó cần nhiều nước và lâu chín hơn gạo có độ trở hồ thấp và trung bình [1]. Độ hóa hồ hay độ trở hồ là nhiệt độ mà ở đó 90% tinh bột bị hóa hồ hoặc phồng lên trong nước nóng, không thể trở lại hình dạng cũ được. Độ trở hồ xác định thời gian cần thiết để gạo nấu thành cơm. Ngoài ra, nhiệt độ hóa hồ còn phản ánh độ cứng của hạt tinh bột và phôi nhũ [24] 1.1.3.5. Hàm lượng amylose Tinh bột trong hạt gạo chiếm trên 90% nó được hình thành do hai đại phân tử amylose và amylosepectin. Hàm lượng amylose có thể được xem là tính trạng quan trọng nhất trong phẩm chất cơm vì nó quyết định trong việc cơm dẻo, mềm hay cứng. Gạo có hàm lượng amylose cao cơm sẽ nở nhiều và dễ tróc, nhưng khô cơm và cứng khi nguội. Ngược lại, gạo có hàm lượng amylose thấp khi nấu ít nở, cơm mềm và dẻo [16]. Hàm lượng amylose tăng theo thời gian bảo quản và tùy thuộc vào giống, hàm lượng amylose không bị ảnh hưởng bởi ngày thu hoạch khác nhau trên mùa vụ[24] 9 1.1.3.6. Hương thơm của lúa gạo Hương thơm của lúa thường có mùi thơm nhẹ hoặc thơm ngát của các loại lúa Basmati hoặc Jasmine. Phân tích hóa học trên một phổ rộng các giống lúa thơm và không thơm cho thấy có rất nhiều các thành phần khác nhau và có sự thay đổi của các thành phần này trong quá trình bảo quản. Những nghiên cứu trước đây đã chứng minh mùi vị của gạo có liên quan tới thời gian bảo quản, trong lúa mới được xác định có các hợp chất tạo thành mùi thơm 1butanal, 1- hexanal, 1- heptanal, methyl ethyl ketone, 1 pentalnal và propanal, sau một thời gian bảo quản chỉ thấy còn butanal và 1- heptanal. Hàm lượng của hexanal trong gạo cân bằng tuyến tính với nồng độ của axit linoleic đã oxi hóa trong gạo khi được bảo quản ở nhiệt độ 35 oC trong hai tuần, một vài loại gạo đã giảm hàm lượng pentanal, hexanal và petanol đáng kể so với các loại gạo khác [29] Tuy nhiên, trong những nghiên cứu gần đây đã cho thấy đặc tính mùi thơm của lúa chủ yếu do hợp chất 2 acetyl - 1- pyrroline tạo thành. Sử dụng các phân tích bằng cảm quan và sắc kí khí, đã xác định 2 acetyl - 1 - pyrroline (2AP) là một chất mặc dù có hàm lượng rất thấp trong các loài lúa thơm nhưng là chất khởi đầu tạo hương thơm ở các giống lúa Jasmine và Basmati. Một nghiên cứu khác cũng cho thấy 2AP có mặt trong các giống lúa không thơm nhưng có hàm lượng thấp hơn so với các giống lúa thơm từ 10 - 100 lần. Ngưỡng nồng độ của 2AP mà con người có thể cảm nhận được trong khoảng 0,1ppb khi tan trong nước. Để cảm nhận được 2AP có trong gạo thơm, nồng độ 2AP thường cao hơn khoảng 3000 lần so với ngưỡng nồng độ tan trong nước và chỉ cao gấp 30 lần ở gạo không thơm [28] 1.2. Đặc tính nông học ảnh hưởng đến năng suất cây lúa Lúa là cây thân thảo sinh sống hàng năm. Thời gian sinh trưởng của các giống dài ngắn khác nhau và nằm trong khoảng 60 - 250 ngày tuỳ theo giống 10 ngắn ngày hay dài ngày, vụ lúa chiêm hay mùa, cấy sớm hay muộn. Chu kỳ sinh trưởng, phát triển của cây lúa bắt đầu từ hạt và cây lúa cũng kết thúc một chu kỳ của nó khi tạo ra hạt mới. Quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa có thể được chia làm hai giai đoạn: Giai đoạn sinh trưởng được tính từ thời kì mạ đến đẻ nhánh; Giai đoạn sinh thực tính từ thời kì làm đốt đến hạt chín. Các nhân tố sinh thái (nhiệt độ, ánh sáng, nước, đất…) thường xuyên ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây lúa, trong đó nhiệt độ có tác dụng quyết định. Ở mỗi giai đoạn sinh trưởng, cây lúa yêu cầu nhiệt độ khác nhau, nhiệt độ thích hợp nhất là 280C - 320C, ngừng sinh trưởng khi nhiệt độ dưới 130C. Nhiệt độ tối thích cho nảy mầm là 20 0C - 350C, ra rễ là 250 C - 280 C, vươn lá là 310C [1]. Ánh sáng tác động tới cây lúa thông qua cường độ chiếu sáng và thời gian chiếu sáng. Quang hợp của lúa nước tiến hành thuận lợi ở 250 - 400 cal/cm2/ngày [8]. Cường độ ánh sáng trong ngày ảnh hưởng đến quá trình ra hoa, kết quả ở lúa. Dựa vào phản ứng quang chu kỳ người ta chia cây lúa làm 3 loại: loại phản ứng với ánh sáng ngày dài, yêu cầu thời gian chiếu sáng trên 13 giờ/ngày; loại phản ứng với ánh sáng ngày ngắn, yêu cầu thời gian chiếu sáng dưới 13 giờ/ngày; loại phản ứng trung tính có thể ra hoa trong bất cứ điều kiện ngày ngắn hay ngày dài [2]. Lúa yêu cầu nhiều nước hơn các cây trồng khác, để tạo ra 1g chất khô cây lúa cần 628g nước. Lượng nước cần thiết cho cây lúa trung bình 6 7mm/ngày trong mùa mưa, 8 - 9mm/ngày trong mùa khô. Đất trồng lúa tốt nhất là đất thịt, trung tính đến sét, có hàm lượng N, P, K tổng số cao; pH = 4,5 - 7,0, độ mặn nhỏ hơn 0,5% tổng số muối tan [2, 8]. Trong sản xuất lúa năng suất là mục tiêu cuối cùng và là một chỉ tiêu kinh tế quan trọng, có ý nghĩa quyết định đến sự tồn tại hay không tồn tại của một giống lúa. Mặt khác năng suất là chỉ tiêu tổng hợp phản ánh kết quả của 11 một giống. Khả năng cho năng suất của các giống lúa được thể hiện qua các yếu tố cấu thành năng suất như: Số bông/m2, số hạt chắc/bông, khối lượng 100 hạt, các yếu tố này liên quan chặt chẽ với nhau. Số bông/m2 phụ thuộc vào quá trình đẻ nhánh hữu hiệu và số cây trên đơn vị diện tích. Dựa vào điều kiện đất đai, dinh dưỡng, khí hậu của địa phương và đặc điểm của, từng giống để quyết định mật độ cấy, tỷ lệ đẻ nhánh từ đó sẽ quyết định số bông, số hạt, tỷ lệ hạt chắc và năng suất cuối cùng. Độ cứng cây: ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất của lúa. Trong thời kì hạt bắt đầu chín, độ cứng cây cần đạt yêu cầu để giữ cho cây lúa không bị đổ gục trước những đợt gió hoặc mưa to. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng cây như bón phân, ánh sáng và chất lượng giống. Cây càng yếu thì khả năng nâng đỡ bông lúa càng kém. Độ tàn lá: thông thường người ta cho rằng sự xuống lá nhanh có thể hại tới năng suất nếu hạt thóc chưa mẩy hoàn toàn. Độ thoát cổ bông: khả năng không trỗ thoát cổ bông nhìn chung được coi là một nhược điểm di truyền, có ảnh hưởng đến năng suất lúa nếu giống lúa có tỉ lệ thoát cổ bông thấp, nhiều hạt lúa không thoát ra khỏi bẹ lá đòng dẫn tới hình thành hạt lép. Độ rụng hạt: có ảnh hưởng lớn đến năng suất thực thu của lúa. Khi cây lúa bước vào thời kì chín hạt, độ rụng được xác định theo tỉ lệ hạt rụng trên toàn bộ hạt của bông lúa. Tỉ lệ rụng càng cao thì năng suất thu được càng thấp. Độ thụ phấn của bông: trên một bông, những hoa đầu bông và đầu gié nở trước, các hoa ở gốc bông thường nở cuối cùng, những bông nở cuối cùng nếu gặp điều kiện không thuận lợi sẽ dẽ bị lép hoặc khối lượng hạt thấp, điều này ảnh hưởng không nhỏ tới năng suất sau khi thu hoạch. Thời gian sinh trưởng: Thời gian sinh trưởng của các giống lúa bắt đầu từ khi gieo đến khi thu hoạch được chia làm nhiều giai đoạn khác nhau, các 12 giai đoạn sinh trưởng luôn biến động theo giống, mùa vụ tác động của con người thông qua các biện pháp kỹ thuật trong quá trình sản xuất. Sinh trưởng, phát triển là một chỉ tiêu quan trọng liên quan chặt chẽ với năng suất lúa. Quá trình sinh trưởng, phát triển của lúa thể hiện trên đồng ruộng là kết quả của sự phản ánh tính bền vững của giống về mặt di truyền, đồng thời cũng phản ánh được khả năng phản ứng của giống với điều kiện ngoại cảnh. Hay nói cách khác, các giống khác nhau thì đặc tính của từng giống là khác nhau. 1.3. Đặc điểm hình thái của các giống lúa ảnh hưởng đến năng suất lúa Việt Nam được coi là một trong những trung tâm khởi nguyên của cây lúa, tài nguyên di truyền lúa của nước ta phong phú cả về số lượng và chất lượng. Từ xa xưa, nhân dân ta đã biết mô tả hình thái các giống lúa và thời vụ gieo trồng. Lê Quý Đôn đã mô tả tỉ mỉ và có nhận xét về tính cứng cây, chống đổ và chiều cao cây, nhất là đối với những giống lúa chiêm “Lúa Sài Đường, chiêm Di cây nhỏ mà yếu, dễ đổ; lúa Tám trâu, lúa Bồ lộ, lúa Thạch, lúa Màng hai, lúa Bột cây cứng thẳng; đặc biệt lúa chiêm vàng và lúa Đăng sơn, cây cứng cao, bị mưa gió không đổ” . Việc nghiên cứu và phân loại một cách hệ thống lúa trồng ở Việt Nam còn hạn chế. Tuy nhiên, trong những năm gần đây các nhà khoa học đã quan tâm đến vấn đề đánh giá đa dạng tài nguyên lúa nước ta. [6] Lúa có nhiều ngoại hình khác nhau do điều kiện ngoại cảnh thay đổi, do quá trình chọn lọc tự nhiên và nhân tạo đã hình thành nhiều giống lúa khác nhau. Hình thái bên ngoài là một đặc điểm thích ứng với điều kiện ngoại cảnh. Vì vậy, đánh giá hình thái cây lúa gắn với môi trường sinh sống của nó để có những biện pháp kỹ thuật hợp lý là một vấn đề có ý nghĩa thực tế. 13