4. Giới hạn của ựề tài
1.3.2.Nghiên cứu về các tắnh trạng ựặc trưng của cây lúa
Lúa là cây trồng ựa dạng về kiểu hình, mỗi giống có những ựặc ựiểm riêng biệt mà ta có thể dựa vào ựó ựể phân biệt như: thời gian sinh trưởng, khả năng ựẻ nhánh, chiều cao cây, bộ lá lúa và khả năng quang hợp, dạng hạt, màu sắc hạt [16]. Các nhà chọn tạo và khảo nghiệm giống trước khi chuẩn bị cho bất kỳ một chương trình chọn tạo và khảo nghiệm giống nào cũng cần có những thông tin ựầy ựủ các ựặc ựiểm về nguồn vật liệu khởi ựầu của giống. Do vậy, việc nghiên cứu các ựặc ựiểm hình thái, ựặc ựiểm nông học, khả năng chống chịuẦ của các giống lúa ựã ựược tiến hành từ lâu và thu ựược nhiều kết quả có ý nghĩa.
* Thời gian sinh trưởng
Thời gian sinh trưởng của cây lúa ựược tắnh từ lúc nảy mầm cho ựến khi chắn, thường thay ựổi từ 90-180 ngày tuỳ theo giống và ựiều kiện ngoại cảnh. Trong canh tác lúa hiện ựại, các nhà nông học hết sức quan tâm ựến thời gian sinh trưởng của cá giống lúa vì ựây là yếu tố có tương quan chặt ựến năng suất và việc bố trắ thời vụ người nông dân trong cả một năm. Nghiên cứu về thời gian sinh trưởng của các giống lúa, Yoshida (1979) [40] cho rằng: Những giống lúa có thời gian sinh trưởng quá ngắn thì không thể có năng suất cao vì sinh trưởng dinh dưỡng bị hạn chế, ngược lại những giống có thời gian sinh trưởng quá dài thì cũng cho năng suất thấp vì dễ bị lốp ựổ và chịu nhiều tác ựộng bất lợi của ngoại cảnh. Trong khi ựó, các giống lúa có thời gian sinh trưởng trong khoảng 120-135 ngày có khả năng cho năng suất cao hơn nhiều. Với giống lúa có thời gian sinh trưởng dài thì lượng chất khô sản xuất ra lớn nhưng tỷ lệ hạt/rơm rạ lại thấp, riêng các giống lúa có thời gian sinh trưởng từ 130-150 ngày thì tỷ lê hạt/rơm rạ ựạt cao nhất (Khush. G. S., 1990).
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 21 Hiện nay thời gian sinh trưởng lý tưởng của cây lúa là 90 Ờ 100 ngày. Tuy nhiên thời gian sinh trưởng của cây lúa còn phụ thuộc vào thời vụ gieo cấy với ựiều kiện ngoại cảnh khác nhau.
Trong sản xuất hiện nay, người nông dân rất cần có những giống lúa ngắn ngày, năng suất cao, chất lượng tốt, khả năng chống chịu cao, không phản ứng với quang chu kỳ ựể có thể trồng ựược nhiều vụ trong năm, nhằm tăng hệ số sử dụng ruộng ựất từ ựó tăng sản lượng và tăng thu nhập cho nhà nông.
* Khả năng ựẻ nhánh
Khả năng ựẻ nhánh là một ựặc ựiểm của cây lúa, sau khi cấy cây lúa bén rễ hồi xanh rồi bước vào thời kỳ ựẻ nhánh. đây là thời kỳ có ý nghĩa ựáng kể trong toàn bộ ựời sống của cây lúa và quá trình tạo năng suất sau này. Trong quá trình sinh trưởng, nhánh lúa ựược hình thành từ các mắt ựốt trên thân, cây lúa ựẻ nhánh theo quy luật chung. Tuy nhiên, các giống lúa khác nhau, thời gian ựẻ nhánh cũng khác nhau.
đinh Văn Lữ (1978) [25] cho rằng: Những giống lúa ựẻ nhánh rải rác thì trỗ bông không tập trung, bông không ựồng ựều, lúa chắn không ựều, không có lợi cho quá trình thu hoạch và năng suất thấp. Khả năng ựẻ nhánh của cây lúa phụ thuộc vào phạm vi mắt ựẻ và ựiều kiện ngoại cảnh. Phạm vi mắt ựẻ trước hết phụ thuộc vào số lá trên cây mẹ, mỗi lá tương ứng với một mầm nách tức là có khả năng hình thành một nhánh. Từ cây mẹ có thể ựẻ ra nhánh con (nhánh cấp 1), từ nhánh con có thể ựẻ ra các nhánh cháu (nhánh cấp 2), nhánh cháu có thể ựẻ ra nhánh chắt (nhánh cấp 3)Ầ
Tuy nhiên trong ựiều kiện quần thể, do gieo cấy dày nên số nhánh ựẻ thực tế có giới hạn. Sau một thời gian ựẻ nhánh, số nhánh tăng lên trong quần thể ruộng lúa có hiện tượng tự ựiều tiết, do sự cạnh tranh về ánh sáng và dinh dưỡng nên số nhánh không tăng lên nữa.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 22 Thông thường ở ruộng mạ gieo dày không có hiện tượng ựẻ nhánh, nếu gieo thưa (nhất là những cây mạ hàng rìa) có thể ựẻ nhánh sớm, khi cây mạ có 4 - 5 lá, lúc ựó mật ựộ cây trong ruộng mạ tăng lên và quá trình ựẻ nhánh ngừng lại. Các nhà khoa học tại Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) [46] [47][49] ựều nhất trắ cho rằng: ựẻ nhánh là tắnh trạng số lượng, tắnh trạng này có hệ số di truyền từ thấp ựến trung bình và chịu ảnh hưởng rõ rệt của ựiều kiện ngoại cảnh.
* Chiều cao cây
Chiều cao cây lúa là một chỉ tiêu hình thái có liên quan ựến một số chỉ tiêu khác, ựặc biệt là khả năng chống ựổ. Các nhà khoa học ở Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) [45] khẳng ựịnh rằng: Các giống lúa lùn có nguồn gốc từ Trung Quốc (Dee - geo - woo - gen) chúng mang gen lùn, lặn nhưng không ảnh hưởng gì ựến chiều dài bông lúa, có ý nghĩa rất quan trọng trong công tác chọn tạo giống. Hiện nay các nhà chọn tạo giống ựang tập trung và ựịnh hướng chọn tạo kiểu hình cây lúa có chiều cao lý tưởng là 100 cm.
* Bộ lá lúa và khả năng quang hợp
Bộ lá lúa là một ựặc trưng hình thái giúp phân biệt các giống lúa khác nhau, ựồng thời lá lúa còn là cơ quan quang hợp tạo chất hữu cơ. Vì vậy, màu sắc lá, kắch thước lá, ựộ dày của lá, góc ựộ lá lúa có ảnh hưởng lớn ựến quá trình tạo năng suất sinh vật học và năng suất kinh tế.
Quá trình hình thành của lá thường trải qua 4 thời kỳ nhỏ - Mầm lá phân hoá
- Hình thành phiến lá - Hình thành bẹ lá - Lá xuất hiện
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 23 Thông thường trên cây lúa có khoảng 5 - 6 lá xanh cùng hoạt ựộng, sau một thời gian hoạt ựộng các lá lúa ở phắa dưới gốc chuyển màu vàng rồi chết ựi, các lá mới lại tiếp tục xuất hiện.
Tốc ựộ ra lá ựược thay ựổi theo thời gian sinh trưởng và ựiều kiện ngoại cảnh. Trung bình 1 - 3 ngày ra một lá ở thời kỳ mạ non, 7 - 10 ngày ra một lá ở thời kỳ mạ khoẻ; 5 - 7 ngày ra một lá ở thời kỳ ựẻ nhánh và khoảng 12 - 15 ngày ra một lá vào thời kỳ cuối ựẻ nhánh, chuyển sang làm ựòng [13] . Tổng số lá trên cây nhiều hay ắt cũng có liên quan ựến thời gian sinh trưởng và diện tắch lá của quần thể. Số lá trên cây trước hết phụ thuộc chủ yếu vào giống. Ở Mô - dăm - bắch nhóm giống lúa ngắn ngày thường có khoảng 12 Ờ 15 lá, nhóm giống lúa trung ngày có khoảng 16 - 18 lá và nhóm dài ngày có thể có 20 - 21 lá. Số lá còn thay ựổi tuỳ theo thời vụ cấy, các biện pháp bón phân và chăm sóc khác. Cùng một giống nếu gieo sớm, số lá tương ựối nhiều, nếu gieo cấy muộn số lá giảm ựi và thời gian sinh trưởng cũng sẽ rút ngắn.
Theo Nguyễn Hữu Tề (2001) [13] trong một phạm vi nhất ựịnh diện tắch lá có mối tương quan thuận với quá trình quang hợp nhưng nếu vượt quá giới hạn này thì lượng chất khô thực tế lại giảm ựi vì quá trình hô hấp cũng có tương quan thuận với diện tắch lá. Hệ số diện tắch lá phụ thuộc vào giống (dạng ựứng hay xoè), mật ựộ, lượng phân bónẦ Diện tắch lá tăng dần trong quá trình sinh trưởng, tăng mạnh nhất vào thời kỳ ựẻ nhánh rộ và ựạt tối ựa trước lúc lúa trỗ bông. Các giống lúa thấp cây, lá ựứng có thể tăng mật ựộ cấy ựẻ nâng cao hệ số diện tắch lá. Các giống lúa cao cây, lá xoè nên hạn chế tăng mật ựộ vì dễ dẫn tới hiện tưọng các lá che khuất nhau, khi ựó không những không tăng ựược lượng quang hợp (do hô hấp tăng) mà còn tạo ựiều kiện cho sâu bệnh xuất hiện và gây hại nặng.
độ dài lá có quan hệ ựa hiệu với các gen xác ựịnh chiều cao cây nhưng lại bị chi phối bởi ựiều kiện ngoại cảnh [47].
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 24 Tắnh trạng lá ựòng dài, ựứng di truyền ựộc lập với gen kiểm tra ựộ dài thân và ựộ dài các lá phắa dưới [45].
* Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất
Năng suất lúa ựược tạo bởi 4 yếu tố, ựó là: - Số bông trên ựơn vị diện tắch
- Số hạt trên bông - Tỷ lệ hạt chắc
- Khối lượng 1000 hạt
Trong các yếu tố trên thì số bông trên ựơn vị diện tắch có tắnh quyết ựịnh và hình thành sớm nhất, yếu tố này phụ thuộc vào mật ựộ cấy; khả năng ựẻ nhánh, khả năng chịu phân bón (nhất là phân ựạm). Các giống lúa mới thấp cây, lá ựứng, ựẻ khoẻ, chịu thâm canh có thể cấy tăng mật ựộ ựể tăng số bông trên ựơn vị diện tắch [13].
Số hạt trên bông là yếu tố phụ thuộc nhiều vào ựặc tắnh của giống, ựiều kiện ngoại cảnh, lượng phân bón và kỹ thuật bón phân [22]. Số hạt trên bông nói lên sức chứa của cây, sức chứa phải tương ứng với nguồn. Nguồn lớn và sức chứa nhỏ gây ra hiện tượng vẹo hạt, sức chứa lớn nguồn nhỏ thì tỷ lệ hạt lép cao. Vì vậy nâng cao số hạt trên bông thì các nhà chọn giống phải chú ý ựến khả năng quang hợp của cây [37]. Tỷ lệ hạt chắc là một yếu tố cấu thành năng suất, giống có tỷ lệ hạt chắc cao sẽ cho năng suất cao. Tỷ lệ hạt chắc ựược quyết ựịnh trực tiếp bởi 3 thời kỳ là: thời kỳ giảm nhiễm, trỗ và chắn. để có tỷ lệ hạt chắc cao phải bố trắ thời vụ gieo cấy hợp lý, sao cho khi lúa làm ựòng, trỗ bông và chắn gặp ựược ựiều kiện ngoại cảnh thuận lợi [13] và cây lúa phải ựược cung cấp ựầy ựủ dinh dưỡng cũng như chế ựộ tưới tiêu phải hợp lý.
Khối lượng 1000 hạt chủ yếu phụ thuộc vào ựặc tắnh của giống mà ắt chịu tác ựộng của ựiều kiện ngoại cảnh. Tuy nhiên trong thời kỳ từ lúc lúa
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 25 trỗ bông cho ựến chắn sữa, nếu cây lúa gặp ựiều kiện ngoại cảnh thuận lợi, ựủ nước, ựủ xanh thì khối lượng 1000 hạt sẽ cao.
Khi nghiên cứu về năng suất cá thể, Vũ Tuyên Hoàng và Luyện Hữu Chỉ [22] cho rằng: Những giống lúa có bông to, hạt to sẽ cho năng suất cao. Nguyễn Văn Hiển, Trần Thị Nhàn [19] khi nghiên cứu ựộ thoát cổ bông cho biết: Những giống lúa có bông trỗ thoát hoàn toàn thường cho tỷ lệ hạt chắc cao hơn và ngược lại.
Mối quan hệ giữa các yếu tố cấu thành năng suất thực chất là mối quan hệ giữa cá thể và quần thể [26]. Mối quan hệ này có 2 mặt, khi số bông tăng lên trong một giới hạn nào ựó thì khối lượng bông giảm ắt nên năng suất cuối cùng tăng, ựó là mối quan hệ thống nhất. Nhưng khi số bông tăng lên quá cao sẽ làm cho khối lượng bông giảm nhiều, lúc ựó năng suất sẽ giảm, ựó là mối quan hệ mâu thuẫn. Vì vậy trong kỹ thuật trồng trọt phải ựiều tiết mối quan hệ giữa số lượng bông và khối lượng bông sao cho hợp lý ựể thu ựược năng suất lúa cao nhất. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ngoài các yếu tố trên có ảnh hưỏng trực tiếp ựến năng suất thì chiều dài bông và chiều dài cổ bông lại có ảnh hưởng gián tiếp ựến năng suất.
- Chiều dài bông: Là một ựặc ựiểm di truyền của giống, nó ựược tắnh từ ựốt cổ bông ựến ựầu mút bông không kể râu. Chiều dài bông là một tắnh trạng liên quan trực tiếp ựến số hạt/bông, nó quyết ựịnh một phần năng suất của giống. Chiều dài bông do cả gen trội và gen lặn quy ựịnh [37].
- Chiều dài cổ bông: Chiều dài cổ bông có ý nghĩa gián tiếp ựến năng suất của giống và ựặc biệt có ý nghĩa trong sản xuất hạt lai và tắnh chống bệnh ựạo ôn ở lúa. Chiều dài cổ bông do các gen trội ựiều khiển và có ựộ biến ựộng rất lớn [31]. Chiều dài cổ bông có liên quan ựến chiều dài lóng ựốt cuối cùng và biểu hiện ở tắnh trỗ thoát của bông. Trong nghiên cứu về lúa lai các nhà khoa học ựã phát hiện gen lặn eui có khả năng kéo dài lóng ựốt cuối cùng mạnh nhất làm cổ bông dài ra nhưng không kéo dài các lóng ở bên dưới [57].
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 26
1.3.3.Các chỉ tiêu ựánh giá và tình hình nghiên cứu chất lượng lúa gạo
1.3.3.1. Các chỉ tiêu ựánh giá chất lượng gạo
Tại cuộc hội thảo của các nhà di truyền chọn giống, các nhà hoá sinh học ựến từ tất cả các nước trồng lúa trên thế giới tại viện lúa Quốc tế IRRI (tháng 10/1978), người ta ựã chia chất lượng lúa gạo thành bốn nhóm:
- Chất lượng xay xát (Milling quality) - Chất lượng thương phẩm (Market quality)
- Chất lượng nấu nướng và ăn uống ( Cooking and eating quality) - Chất lượng dinh dưỡng (nutritive quality)Ầ
đây là cơ sở cho các nhà chọn giống nghiên cứu, ựánh giá chất lượng của các dòng giống lúa.
Hàm lượng amylose ựược coi là quan trọng bậc nhất ựể xác ựịnh chất lượng nấu nướng và ăn uống của gạo. Dựa vào hàm lượng amylose trong nội nhũ, các giống lúa ựược phân thành 2 nhóm waxy (1-2%) (gạo nếp) và nonwaxy (>2%) (gạo tẻ). Trong nonwaxy chia làm 3 nhóm: hàm lượng amylose thấp (10-20%), hàm lượng amylose trung bình (20-25%), hàm lượng amylose cao (>25%). Các giống có hàm lượng amylose thấp cho cơm dẻo, các giống có hàm lượng amylose trung bình cho cơm mềm, các giống có hàm lượng amylose cao thì cho cơm cứng hoặc rất cứng [2].
Dựa trên nhiệt ựộ hóa hồ người ta có thể chia gạo của các giống lúa khác nhau thành các loại sau ựây: giống có nhiệt ựộ hoá hồ thấp (<69oC), giống có nhiệt ựộ hoá hồ trung bình (70-74oC) và giống có nhiệt ựộ hóa hồ cao (>74oC). Tinh bột của ựa số các giống Japonica có nhiệt ựộ hoá hồ từ thấp ựến trung bình. Còn các giống lúa Indica, con lai giữa Indica và
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 27
* Chất lượng dinh dưỡng
So với các cây trồng ựược coi là cây lương thực nuôi sống con người thì lúa có hàm lượng protein trong hạt ắt hơn, chỉ khoảng 7-8%. Tuy nhiên lúa gạo lại cung cấp 40-80% lượng calori và 40-50% lượng protein trong khẩu phần dinh dưỡng hàng ngày của con người. Protein của gạo là loại protein có giá trị dinh dưỡng cao nhất so với tất cả các loại ngũ cốc khác. Nó ựược ựặc trưng bởi tắnh dễ ựồng hoá, sự cân bằng về các loại aminoacid và có mặt ựủ của 8 aminoacid không thay thế cũng như các loại vitamin và khoáng chất.
1.3.3.2. Một số nghiên cứu về chất lượng lúa gạo
* Nghiên cứu về kắch thước hạt
Kắch thước hạt có thể ựược biểu hiện bởi các chỉ tiêu về trọng lượng, thể tắch hoặc chiều dài hạt, chiều dài và chiều rộng hạt là hai chỉ số ựược sử dụng phổ biến ... Chiều dài và hình dạng hạt là tắnh trạng di truyền số lượng. Hạt F1 thường có kắch thước trung gian giữa bố và mẹ. Hạt F2 cũng thường có sự phân ly vượt trội so với cả dạng hạt tròn và hạt dài. Mặc dù di truyền chiều dài hạt là rất phức tạp nhưng lại thưòng ổn ựịnh sớm trong cá thế hệ phân ly. Chiều dài hạt và ựặc tắnh hình thái hạt di truyền ựộc lập với nhau và có thể ựựơc kết hợp với các tắnh trạng phẩm chất như hàm lượng amylose, hoặc kiểu cây, thời gian sinh trưởng (Jenning và ctv, 1979). Tắnh trạng chiều dài hạt rất ổn ựịnh và rất ắt bị ảnh hưởng bởi môi trường, nó ựược ựiều khiển bởi ựa gen (Somrith, 1974). Thứ tự mức ựộ tắnh trội ựược