Hàm lƣợng amylose là kết quả của kiểu gen và một vài thay đổi của môi trƣờng (Heu và Park, 1976).
Cơ chế di truyền về hàm lƣợng amylose chƣa đƣợc rõ. Theo Singh và Mani (1987), hàm lƣợng amylose đƣợc kiểm soát bởi một gen và một gen phụ bổ sung, hai gen phụ bổ sung hoặc ảnh hƣởng nhiều alene. Nhƣng theo Huang và Li (1990), hàm lƣợng amylose đƣợc kiểm soát bằng một gen chủ yếu, hàm lƣợng amylose cao, trung bình hoàn toàn trội so với amylose thấp. Tƣơng tự, Jennings et al. (1979) cũng cho rằng hàm lƣợng amylose do một gen điều khiển.
Tuy nhiên, hàm lƣợng amylose cũng bị biến đổi một phần do môi trƣờng theo những phƣơng thức chƣa đƣợc biết rõ. Hàm lƣợng amylose có thể biến động khoảng 6% từ vụ mùa này sang vụ mùa khác, nhiệt độ cao ở giai đoạn chín cũng làm giảm hàm lƣợng amylose (Jennings et al., 1979).
Những giống có hàm lƣợng amylose thấp, amylose sẽ giảm khi tăng nhiệt độ trung bình. Còn ở những giống lúa có hàm lƣợng amylose từ trung bình đến cao, sẽ tăng hàm lƣợng amylose khi nhiệt độ trung bình giảm (Resurrection et al., 1977; Paul, 1997).
Hàm lƣợng amylose ảnh hƣởng chủ yếu lên đặc tính của cơm. Nó tƣơng quan nghịch với độ dẻo, độ mềm, màu và độ bóng của cơm. Các giống có hàm lƣợng amylose thấp (8-20%) cơm thƣờng ƣớt, dẻo và bóng láng khi nấu chín. Hàm lƣợng amylose càng thấp tính dẻo của cơm càng cao và mềm khi để nguội. Gạo có hàm lƣợng amylose cao (>25%) thì khô, xốp và cứng khi để nguội.
1.4.3Hàm lƣợng Protein
Osbome (1909), dựa vào đặc tính hóa học trong hạt nhƣ khả năng hòa tan trong các dung môi khác nhau, đặc tính trằm tủa và biến tính. Protein đƣợc phân ra thành 4 nhóm khác nhau: Albumin (tan trong nƣớc), Globulin (tan trong muối), Glutelin (tan trong kiềm hoặc acid) và Prolanin (tan trong rƣợu).
So với amylose thì protein là một yếu tố thứ yếu trong phẩm chất hạt gạo, nhƣng nó đóng gớp rất cơ bản vào chất dinh dƣỡng của gạo. Gạo có hàm lƣợng protein càng cao càng có giá trị dinh dƣỡng cao (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
Theo Jennings et al. (1979) hàm lƣợng protein trong hạt tùy thuộc vào sự chuyển vị đạm trong hạt đang phát triển. Chúng chịu ảnh hƣởng của điều kiện môi trƣờng, mức độ bón phân và thời gian sinh trƣởng. Lƣợng protein di truyền một cách phức tạp, ở lúa ngƣời ta chƣa tìm ra đƣợc gen đơn bào làm tăng một loại acid amin nào đó. Chang and Somrith. (1979) thì cho rằng tính trạng protein do đa gen điều khiển và có hệ số di truyền khá thấp.
Yếu tố môi trƣờng ảnh hƣởng tới sự biến thiên hàm lƣợng protein nhƣ côn trùng, thời tiết, phân bón, nƣớc tƣới,... Chỉ có khoảng 25-50% sự biến thiên protein đƣợc đoán là do gen điều khiển (Jennings và ctv, 1979).
Dù bị ảnh hƣởng bởi giống, thời gian tồn trữ và môi trƣờng, hàm lƣợng protein của lúa thừơng trung bình khoảng 7% (ở gạo chà) và 8% (ở gạo lức). Phẩm chất protein của gạo tùy thuộc vào lƣợng protein trong hạt. Khi protein tăng thì hàm lƣợng protein mất đi trong lúc xay chà cũng giảm và thành phần acid amin cũng tƣơng đối ổn định. Điều này chứng tỏ phần lớn protein tăng lên không phải trong vỏ cám (Jennings et al., 1979). Vì thế, lúa có hàm lƣợng protein càng cao càng tốt.
Theo Higgin (1984), protein dự trữ là tất cả các protein tích lũy với hàm lƣợng đáng kể trong quá trình phát triển của hạt và khi hạt nảy mầm chúng sẽ thủy phân nhanh để cung cấp nguồn đạm cho các giai đoạn đầu phát triển của cây con.
Về mặt dinh dƣỡng lúa tốt hơn nhiều loại thực phẩm chứa nhiều carbohydrate khác vì hàm lƣợng lysine của protein khá cao, khoảng 3,5-4% (Juliano et al., 1985), lƣợng acid amin cũng rất cân đối và ổn định (Jennings et al., 1979).
Ngoài ra hàm lƣợng amylose còn chịu ảnh hƣởng của bức xạ mặt trời. Hàm lƣợng protein có khuynh hƣớng giảm khi bức xạ mặt trời cao trong thời gian hạt đang phát triển. IRRI (1976) cho rằng ở vùng nhiệt đới, trong mùa khô hàm lƣợng protein thấp hơn trong mùa mƣa. Hàm lƣợng protein trung bình của 11 giống lúa canh tác tại IRRI trong điều kiện tự nhiên là 8% trong mùa khô và 9,5% trong mùa mƣa (Gomez và De Detta, 1975).
1.4.4 Độ trở hồ
Nhiệt trở hồ trung bình của tinh bột hạt gạo là tính trạng biểu thị nhiệt độ cần thiết để gạo nấu thành cơm và không hoàn nguyên (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000). Nhiệt trở hồ thƣờng từ 55-750C và đƣợc chia làm 3 nhóm chính:
Thấp: dƣới 700C. Trung bình: 70-740C. Cao: 740C.
Gạo có nhiệt trở hồ cao cần nhiều nƣớc và thời gian để nấu hơn là gạo có nhiệt trở hồ thấp hay trung bình. Nhiệt trở hồ phụ thuộc vào nhiệt độ không khí. Nhiệt độ không khí cao sau khi trổ làm tăng nhiệt trở hồ (phẩm chất hạt giảm) và nhiệt độ không khí thấp làm giảm nhiệt trở hồ (Jennings et al., 1979). Tính di truyền của nhiệt trở hồ chƣa đƣợc phân tích rõ. Theo Jennings et al. (1979) thì nhiệt trở hồ đƣợc điều khiển bởi một hoặc hai gen.
Nhiệt trở hồ có thể liên quan một phần với lƣợng amylose của tinh bột, nhiệt trở hồ thấp không liên kết chặt chẻ với amylose cao, thấp hay trung bình (Jennings et al., 1979). Trong nhóm giống lúa có cùng hàm lƣợng amylose, cùng kích thƣớc và hình dạng hạt, giống có nhiệt trở hồ trung bình thì đƣợc ƣa thích hơn (Khush et al., 1979).
1.4.5 Độ bền thể gel
Ngoài hai yếu tố hàm lƣợng amylose và độ trở hồ, phẩm chất gạo còn phụ thuộc vào đặc tính độ bền thể gel. Theo Jennings et al. (1979), lúa có hàm lƣợng amylose thấp thƣờng có thể gel mềm. Trong cùng một nhóm có hàm lƣợng amylose giống nhau, giống lúa nào có độ bền thể gel mềm hơn, giống đó sẽ đƣợc ƣa chuộng hơn (Khush et al., 1979).
Về qui luật di truyền độ bền thể gel vẫn còn nhiều ý kiến chƣa thống nhất. Có ý kiến cho rằng, độ bền thể gel đƣợc điều khiển bởi một gen, gen cứng trội hơn gen mềm (Chang và Li, 1981). Nhƣng theo Tang et al. (1991), độ bền thể gel đƣợc điều khiển bởi đơn gen và nhiều gen phụ bổ sung ảnh hƣởng đến việc thể hiện tính trạng độ bền thể gel.
Ngoài ra, yếu tố môi trƣờng cũng ảnh hƣởng đến độ bền thể gel, nó biến động rất lớn giữa hai vụ Đông-Xuân và Hè-Thu, giữa các điểm canh tác khác nhau (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000).
1.4.6 Tính thơm
Gạo có mùi thơm là một đặc tính phẩm chất có giá trị thứ yếu nhƣng đƣợc ngƣời dân ở một số vùng Châu Á ƣa chuộng và sẵn lòng trả giá cao (Jennings et al., 1979).
Mùi thơm của gạo do 2-acetul-1-pyrroline, đƣợc tìm thấy trong thành phần dầu của gạo nấu, gây ra do một loại hóa chất có khả năng khuếch tán trong không khí, đó là este-aceton-aldehyde; nó là chỉ số quan trọng có ảnh hƣởng rất lớn đến khẩu vị và dễ bị biến đổi trong quá trình bảo quản (Lê Doãn Biên và ctv., 1981).
Theo tài liệu do Vƣơng Đình Tuấn (2001) tổng hợp 2-acetyl-1-pyrroline là hợp chất quan trọng trong thành phần mùi thơm của gạo; hợp chất này cũng hiện diện trên lúa thƣờng nhƣng với hàm lƣợng thấp hơn 15 lần so với lúa thơm; tuy nhiên không chỉ đơn thuần hợp chất này quyết định tính thơm trên gạo, mà đó là sự pha trộn của hơn 100 hợp chất bay hơi khác trong nội nhũ.
Ảnh hƣởng của môi trƣờng đến tính trạng mùi thơm cũng đƣợc nghi nhận, nhƣng cơ chế này cho đến nay vẫn chƣa biết rõ. Ví dụ, Khao Dawk Mali 105 của Thái Lan có thể đƣợc gieo trồng ở khá nhiều loại đất khác nhau nhƣng mùi thơm thì khác nhau giữa các vùng. Tƣơng tự các giống lúa đặc sản của Việt Nam nhƣ: Tám Xoan, Tám Thơm, Nàng Hƣơng, Nàng Thơm Chợ Đào chỉ có mùi thơm đặc trƣng trên vùng đất nhất định, nếu gieo trồng ở những vùng đất khác thì không có mùi thơm hoặc thơm nhẹ. Có thể chúng phụ thuộc vào mùa vụ gieo trồng, loại đất, địa điểm và độ phì của đất (Vƣơng Đình Tuấn, 2001).
Ali et al, (1993) (trích dẫn bởi Trần Thị Kim Thúy, 2002) cho rằng mùi thơm là kết quả của sự tƣơng tác giữa kiểu gen và môi trƣờng. Theo kết quả nghiên cứu trên giống lúa Khao Dawk Mali 105 của Suwanrit et al.,(1996) (trích dẫn bởi Lê Xuân Thái, 2003) cho thấy các loại đất có hàm lƣợng đạm trong đất thấp cho hạt gạo có chất lƣợng mùi thơm tốt hơn, bón nhiều phân đạm hơn mức khuyến cáo sẽ làm tăng năng suất tối đa nhƣng cho chất lƣợng gạo thấp.
Về di truyền của tính trạng mùi thơm cũng rất phức tạp. Hiện có nhiều ý kiến khác nhau về số gen mã hóa mùi thơm trên lúa. Kadam và Patankar (1938) cho rằng tính trạng mùi thơm là do một gen trội điều khiển. Nhƣng nhiều ý kiến cho rằng tính trạng mùi thơm ở lúa do một gen lặn qui định (Hoàng Văn Phần và Trần Đình Long, 1995; Huang and Ying, 1992). Nhƣng theo Đỗ Khắc Thịnh (1994), thì nó do hai hay ba gen lặn kiểm soát. Ý kiến nay tƣơng tự với Jennings et al.,(1979).
CHƢƠNG 2
PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP
2.1 Phƣơng tiện
2.1.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Thời gian: Vụ Đông- Xuân (2012- 2013) từ tháng 10 đến tháng 1 năm sau.
Địa điểm: Thí nghiệm thực hiện tại hộ ông Lê Văn Bƣờng thuộc ấp Xuân Hòa 2, xã Thanh Vĩnh Đông, huyện Châu Thành, tỉnh Long An. Sau khi thu hoạch mẫu đƣợc lấy mang về và tiến hành phân tích các chỉ tiêu nông học và phẩm chất gạo tại phòng thí nghiệm Di Truyền- Chọn Giống và Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trƣờng Đại Học Cần Thơ cung cấp.
2.1.2 Vật liệu
Bộ giống lúa
Gồm 5 giống/dòng, lúa do phòng thí nghiệm Di Truyền- Chọn Giống và Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học, Bộ môn Di Truyền- Giống Nông Nghiệp, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trƣờng Đại Học Cần Thơ.
1) CTUS4
2) CTUS5
3) OM4900
4) BN2
5) OM5629XTP6
Trong đó giống OM4900 đƣợc trồng phổ biến tại địa phƣơng là giống đƣợc chọn làm đối chứng.
2.1.3 Hóa chất và thiết bị
Water bath, tủ sấy, máy ly tâm 14000 vòng/phút, cân phân tích: Lib 101 AEG- 120G, máy quang phổ THEMO SPECTRONIC GESSYSTM8, máy đo ẩm độ, cân điện tử và một số dụng cụ khác,...
Các hóa chất bao gồm: dung dịch Iod, HCl 30%, Ethanol 95%, NaOH 0,1N, NaOH 1N, dung dịch A, dung dịch B1, dung dịch B2,...
2.2 Phƣơng pháp 2.2.1 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm đƣợc bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên, 3 lần lặp lại, 5 nghiệm thức trong đó giống lúa OM4900 tại địa phƣơng đƣợc chọn làm đối chứng. Tổng cộng có 15 lô với diện tích mỗi lô là 50m2, khoảng cách giữa các ô trong cùng lần lặp lại là 20 cm và giữa các lần lặp lại là 40 cm. Xung quanh khu thí nghiệm có ít nhất 3 hàng lúa bảo vệ và thí nghiệm đƣợc bố trí với diện tích 1000 m2 theo sơ đồ nhƣ sau:
Hình 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm của 5 giống/dòng lúa vụ Đông-Xuân 2012- 2013 tại huyện Châu Thành, tỉnh Long An
2.2.2 Phƣơng pháp canh tác
Chuẩn bị gieo mạ
Sân phơi lúa ( sân đất hoặc sân gạch), bờ đê nhƣng phải đảm bảo thoát nƣớc tốt, 14 m2
gieo 1kg lúa giống cấy cho 1000 m2.
Ngâm ủ lúa giống
Sử dụng 1kg lúa giống cấy cho 1000 m2, lúa ngâm 24 giờ ( tỉ lệ 2 sôi 3 lạnh), vớt lên để ráo, trộn thuốc sử lý hạt giống Cruiser, liều lƣợng 5cc/20kg lúa, pha lƣợng nƣớc vừa để tƣới lên lúa giống vừa đủ không để chảy tràn ra và trộn đều rồi tiến hành ủ đến khi lúa nảy mầm (nứt nanh).
Chuẩn bị gieo mạ
Vật liệu chuẩn bị cho 1 kg lúa cấy: 5 bao sơ dừa, 7 bao tro trấu loại lớn, 500gr DAP, bùn đáy ao vừa đủ kết dính, nƣớc.
Nền làm mạ phải trải bằng nilon để rễ không ăn xuống đất.
Dùng 5 bao sơ dừa+ 5 bao tro trấu+ lƣợng bùn non vừa kết dính ( bảo đảm đất không bị phèn) + 500gr DAP+ nƣớc, trộn đều và rải phẳng luống ra với chiều rộng 2m, chiều dài 7m và độ dày từ 1 đến 1,5cm. Sau đó chia đều luống thành 5 phần bằng nhau dung để gieo cho 5 giống( nhớ làm rào ngăn cách giữa các giống để tránh bị lẫn giống), kế đó lấy giống đã ngâm lên mộng rãi đều lên các ô sau đó dùng 2 bao tro trấu còn lại lấp kín hạt giống. Cuối cùng là chăm sóc (ngày 2 đến 3 lần tƣới nƣớc tùy theo thời tiết, có thể xịt them phân bón lá 1 đến 2 lần (phân P và K)).
2.2.3 Yêu cầu về đất
Đất làm thí nghiệm phải đại diện cho vùng sinh thái khảo nghiệm, có độ phì đồng đều, bằng phẳng và chủ động đƣợc nƣớc tƣới tiêu. Cày bừa kỹ, nhặt sạch cỏ dại, đảm bảo giữ nƣớc trên ruộng.
2.2.4 Mật độ cấy
Cấy 1 tép với khoảng cách 20 x 20 cm.
Bón phân
Chia làm các đợt bón cơ bản với công thức phân 100N-90P2O5- 0K2O. Lƣợng bón cụ thể cho 1000m2:
Bón lót: Trƣớc khi trục lần cuối để cấy.
Toàn bộ phân lân (45 kg), phân hữu cơ, 6,5 kg ure. Bón thúc đợt 1: Khi lúa bén rễ hồi xanh: 8kg ure. Bón thúc đợt 2: Trƣớc trổ 20- 25 ngày: 6,5 kg ure.
Tưới nước
Từ cấy đến kết thúc đẻ nhánh giữ mực nƣớc trên ruộng 3- 5 cm, các giai đoạn sau mực nƣớc không quá 10 cm. Để khi vào giai đoạn chín, giữ nƣớc trong ruộng ở mức 2- 3 cm cho đến khi lúa chín vàng (7- 10 ngày trƣớc khi thu hoạch) tháo cạn nƣớc trong ruộng.
Phòng trừ sâu bệnh
Thƣờng xuyên thăm đồng để phát hiện sớm bệnh hại và phòng trừ kịp thời khi cần sử dụng thuốc hóa học.
2.2.5 Phƣơng pháp đánh giá chỉ tiêu nông học (bộ NN và PTNT, 2002) 2002)
Khi cây lúa sinh trƣởng tối đa, tiến hành đo chỉ tiêu chiều cao cây.
Khi thu hoạch, tiến hành đo chiều dài bong của 12 buội lúa và tính trung bình chiều dài của mỗi bông.
Thời gian sinh trƣởng của lúa là thời gian từ khi cây lúa nẩy mầm cho đến khi thu hoạch ( chin 85% bông trở lên trên toàn ruộng).
2.2.6 Đánh giá chỉ tiêu năng suất và các thành phần năng suất
Gặt 12 buội lúa trên một lô thí nghiệm.
Đếm tất cả số bông của 12 buội lúa, kí hiệu là B (bông). Đếm tổng số hạt lép, kí hiệu là L (hạt).
Đếm tổng số hạt chắc, kí hiệu là C (hạt).
Đếm đúng 1000 hạt chắc, cân và quy về ẩm độ 14%, lặp lại 3 lần, kí hiệu là w1, w2, w3 (g).
86 ) 100 ( % 14 W0 H0 W W0: Trọng lƣợng mẫu lúc cân H0: Ẩm độ mẫu lúc cân Cách tính các thành phần năng suất Số bông/m2= 48 , 0 ) 20 , 0 20 , 0 ( 12 B B Số hạt/bông= ) ( ) ( ) ( bông B hat L hat C Phần trăm hạt chắc ) ( ) ( ) ( hat L hat C hat C Khối lƣợng 1000 hạt (g) 3 3 2 1 w w w Năng suất thực tế
Năng suất thực tế của lúa đƣợc tính từ lƣợng lúa thu hoạch từ 5m2, đập, phơi, giê, cân và qui về ẩm độ 14%, kí hiệu là w (kg).
Năng suất thực tế 2 ) ( 5 ) ( 10000 1000 2 2 w m m w (tấn/ha)
Năng suất lý thuyết
NSLT( số bông/m2 x số hạt chắc/bông x TL 1000 hạt) x 10-5 (tấn/ha)
2.2.7 Đánh giá khả năng phản ứng với một số sâu bệnh hại chính
Chỉ tiêu và phương pháp đánh giá từ giai đoạn sinh trưởng đến giai đoạn sâu bệnh của lúa
Các giai đoạn sinh trƣởng của cây lúa đƣợc biểu thị bằng số nhƣ sau:
Mã số Giai đoạn 1 Nẩy mầm 2 Mạ 3 Đẻ nhánh 4 Vƣơn lóng 5 Làm đòng 6 Trỗ bông 7 Chín sữa 8 Vào chắc 9 Chín
Bảng 2.1 Chỉ tiêu và phƣơng pháp đánh giá Chỉ tiêu,
phƣơng pháp theo dõi
Giai đoạn đánh giá
Thang điểm
Sức sống của mạ
Quan sát quần thể mạ trƣớc khi nhổ cấy
2 1 5 9
Mạnh: Cây sinh trƣởng tốt, lá xanh, nhiều cây có hơn 1 dảnh
Trung bình: Cây sinh trƣởng trung bình, hầu hết có 1 dảnh
Yếu: Cây mảnh yếu hoặc còi cọc, lá vàng
2. Độ dài giai đoạn trỗ
Số ngày từ bắt đầu trỗ (10% số cây có bông thoát khỏi bẹ lá đòng khoảng 5 cm) đến kết thúc trỗ (80% số cây trỗ)
6 1 5 9
Tập trung: Không quá 3 ngày