Tại cuộc hội thảo của các nhà di truyền chọn giống, các nhà hoá sinh học đến từ tất cả các nước trồng lúa trên thế giới tại viện lúa Quốc tế IRRI (tháng 10/1978), người ta đã 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)…
Đây là cơ sở cho các nhà chọn giống nghiên cứu, đánh giá chất lượng của các dòng giống lúa.
* Chất lượng xay xát
Chất lượng xay xát được xem xét ở 2 chỉ tiêu chủ yếu đó là tỷ lệ gạo lật và gạo xát tính theo % trọng lượng của thóc; tỷ lệ gạo nguyên tính theo % trọng lượng gạo xát. Thóc có chất lượng xay xát tốt là thóc sau khi xát cho tỷ lệ gạo tổng số và gạo nguyên cao. Xay xát thực chất là quá trình loại bỏ vỏ trấu, phôi và vỏ cám. Khi loại bỏ các thành phần này thì hàm lượng của cellulose và lipid bị giảm xuống rõ rệt. Khi giảm hàm lượng cellulose ở ngoài sẽ giúp tăng khả năng tiêu hoá, còn khi giảm hàm lượng lipid sẽ làm tăng khả năng bảo quản. Việc loại bỏ phôi và vỏ cám cũng sẽ làm giảm hàm lượng protein, có thể làm giảm được sự mất mát nhiều dinh dưỡng do xay xát bằng kỹ thuật xử lý thuỷ nhiệt, ngâm vớt thóc, hấp phơi khô rồi mới xát. Khi thu hoạch lúa phải xác định đúng thời điểm chín sinh lý thì mới đạt tỷ lệ gạo nguyên cao.
Tỷ lệ vỏ trấu trung bình từ 20-22% và có thể thay đổi từ 16-26%. Cám và phôi hạt chiếm 10%. Do đó tỷ lệ gạo trắng thường ở khoảng 70% (Khush et al.,
1979). Tỷ lệ gạo trắng thường ít biến động và nó cũng phụ thuộc ít vào môi trường (Bùi Chí Bửu và cs., 2000). Tỷ lệ gạo nguyên biến động rất lớn. Đây là một tính trạng di truyền và chịu nhiều ảnh hưởng của môi trường, đặc biệt là nhiệt độ và độ ẩm trong thời gian chín và sau thu hoạch (Khush et al., 1979).
Theo Ngô Quốc Trung (2007), hàm lượng trấu của lúa Việt Nam rải rộng (18,18 đến 26,9%), các giống lúa ở miền Nam gieo trồng trong vụ Hè thu có hàm lượng vỏ trấu gần như nhau, các giống lúa gieo trồng vụ Xuân hè có hàm lượng trấu cao nhất.
* Chất lượng thương phẩm
Chất lượng thương phẩm là tiêu chuẩn dùng để mua bán, trao đổi trong nước và quốc tế. Chất lượng thương phẩm căn cứ vào: hình dạng, chiều dài, chiều rộng, độ bóng, độ trong, độ bạc bụng và màu sắc hạt gạo. Hạt gạo càng dài, càng trong (độ bạc trắng càng thấp) thì càng được ưa chuộng trên thị trường.
Chất lượng thương phẩm là chỉ tiêu có ý nghĩa quyết định trong việc sản xuất hàng hoá của lúa gạo, chất lượng này được thể hiện ở các chỉ tiêu cơ lý sau:
- Tỷ lệ gạo nguyên (Wale Kernel): hạt gạo còn nguyên, hình dạng tự nhiên theo khối lượng gạo xát (Lê Doãn Diên và cs., 1984).
- Tỷ lệ gạo trắng trong: là tỷ lệ gạo nguyên (trừ gạo nếp) sau khi loại bỏ các hạt vàng (yellow kernel), hạt đỏ (red kernel), hạt hư hỏng (head damaged kernel).
Chất lượng của các mẫu hạt gạo thương phẩm thường được đánh giá căn cứ vào hàm lượng ẩm, độ sạch, không có trấu, rơm rạ và các loại hạt khác cũng như căn cứ vào màu sắc và độ đồng đều. Khi các nhà sản xuất lúa gạo mang thóc đi bán, tất cả các chỉ tiêu này đều phải được xem xét, đánh giá các mẫu thóc, sau đó phải chịu các thử nghiệm xay xát và nấu nướng. Do đó kích thước hạt, màu sắc hạt, độ láng bóng, độ trong và độ đồng đều của hạt rất quan trọng cần xem xét trước khi đánh giá độ tăng trọng của hạt gạo.
Theo Lê Doãn Diên (1990) về kích thước và hình dạng hạt gạo cho rằng: tuỳ theo đặc tính của giống mà hạt gạo có kích thước và khối lượng khác nhau.
Sở thích của người tiêu dùng khác nhau khá rõ giữa các vùng, các quốc gia cho nên tiêu chuẩn đánh giá chiều dài và hình dạng hạt thay đổi giữa các quốc gia và dân tộc. Nhóm dân cư ở vùng trồng lúa Japonica hạt dài trung bình, các nước Châu Á rất thích hạt gạo dài và rất dài như Thái Lan, Hồng kông và một số nước Châu Mỹ. Những vùng trồng lúa cạn như vùng miền núi phía Bắc, Tây Nguyên Việt Nam thì người tiêu dùng lại rất thích hạt gạo to, bầu.
* Chất lượng nấu nướng và ăn uống
nấu nướng và ăn uống cũng rất cần thiết trên thương trường. Chất lượng nấu nướng và ăn uống được đánh giá qua các chỉ tiêu về nhiệt độ hoá hồ, hàm lượng amylose, hương thơm và các phẩm chất của cơm như độ nở, độ hút nước, độ bóng, độ rời, độ chín…Chất lượng nấu nướng và ăn uống phản ánh thị hiếu người tiêu dùng ở các khu vực.
Sản phẩm chính của lúa gạo là cơm, tính ngon miệng của cơm quyết định do yếu tố vật lý là độ dẻo, độ mềm của cơm và yếu tố hoá học là mùi thơm (Nguyễn Văn Hiển, 1992).
Hàm lượng amylose được coi là quan trọng bậc nhất để xác định chất lượng nấu nướng và ăn uống của gạo. Dựa vào hàm lượng amylose trong nội nhũ, các giống lúa được 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.
Mùi thơm là một chỉ tiêu rất quan rọng khi đánh giá chất lượng gạo. Mùi thơm có thể được đánh giá tại 3 thời điểm: trên lá, trên hạt gạo lật và trên cơm khi nấu. Theo đó thì người ta chia các giống thành 3 mức: không thơm, hơi thơm và thơm.
Dựa trên nhiệt độ hóa hồ người ta có thể chia gạo của các giống lúa khác nhau thành các loại sau đây: giống có nhiệt độ hoá hồ thấp (<69oC), giống có nhiệt độ hoá hồ trung bình (70-74oC) và giống có nhiệt độ hóa hồ cao (>74oC). Tinh bột của đa số các giống Japonica có nhiệt độ hoá hồ từ thấp đến trung bình. Còn các giống lúa Indica, con lai giữa Indica và Japonica thường có nhiệt độ hoá hồ cao.
Khi nghiên cứu chất lượng gạo của một số giống lúa địa phương và nhập nội, phần lớn có hàm lượng amylose từ trung bình đến cao, nhiệt độ hoá hồ cao, thuộc nhóm cơm 1 và 2, các nhóm lúa đặc sản thường ở nhóm cơm 3 và 4. Gieo cấy ở vụ Mùa cho chất lượng cơm ngon hơn cơm ở vụ chiêm Xuân. Độ nở và khả năng hút nước cũng tăng theo chiều của hàm lượng amylose.
Việc xác định hàm lượng amylose và nhiệt độ hoá hồ cũng như mối liên quan đến hai yếu tố này là biện pháp gián tiếp chủ yếu trong chương trình chọn
giống lúa nhằm kiến tạo các giống lúa có chất lượng nấu nướng tốt. Mặc dù các đặc tính của tinh bột gạo và những biến đổi của nó trong thời gian nấu cơm nhưng đây vẫn là những yếu tố quan trọng chủ yếu trong viếc xác định các đặc tính của cơm.
Ngoài ra trong các chỉ tiêu về chất lượng nấu nướng và ăn uống thì phẩm chất cơm là một chỉ tiêu không thể thiếu. Phẩm chất cơm được đánh giá dựa vào độ nở của hạt gạo sau khi nấu, độ bóng của cơm, khả năng hút nước của gạo.
* Chất lượng dinh dưỡng
So với các cây trồng được coi là cây lương thực nuôi sống con người thì lúa có hàm lượng protein trong hạt ít 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 được đặc trưng bởi tính dễ đồng hoá, sự cân bằng về các loại aminoacid và có mặt đủ của 8 aminoacid không thay thế cũng như các loại vitamin và khoáng chất.
PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
Đề tài được bố trí tại 02 vùng phía Bắc và phía Nam đại diện cho 2 tiểu vùng sinh thái của tỉnh Nam Định.
- Tại xã Giao Tân, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định là điểm đại diện cho vùng ven biển phía Nam của tỉnh. Xã Giao Tân nằm ở phía Tây bắc huyện Giao Thủy, có 350 ha đất sản xuất nông nghiệp. Dân số 7.000 người và bình quân ruộng đất khoảng 500 m2/người. Cơ cấu kinh tế, chủ yếu là sản xuất nông nghiệp và ít nghề phụ. Cây trồng chủ lực là lúa, trong đó cơ cấu giống chất lượng cao (BT7) chiếm 80% diện tích. Điều kiện đất thịt nặng, giàu phù sa, dinh dưỡng tốt do được tưới nước theo thủy triều thường xuyên nên mức độ thâm canh cao. Năng suất lúa trung bình vụ xuân 60 – 65 tạ/ha và vụ mùa 50 – 55 tạ/ha.
- Tại Trung tâm giống cây trồng Nam Định, xã Liên Bảo, huyện Vụ Bản, tỉnh Nam Định là điểm đại diện cho vùng đất phù sa được bồi đắp thường xuyên phía Bắc tỉnh. Huyện Vụ bản, có 400 ha đất sản xuất nông nghiệp, dân số 6.000 người và bình quân ruộng đất khoảng 650 m2/người. Cơ cấu kinh tế, chủ yếu là sản xuất nông nghiệp và ít nghề phụ. Cây trồng chủ lực là lúa, trong đó cơ cấu giống chất lượng cao (BT7) chiếm 70% diện tích. Điều kiện đất thấp, phù sa cổ, hơi chua nên mức độ thâm canh trung bình. Tưới tiêu khó khăn và phụ thuộc hoàn toàn vào máy bơm. Năng suất lúa trung bình vụ xuân 55 – 60 tạ/ha và vụ mùa 50 – 55 tạ/ha.
3.2. THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
- Thời gian nghiên cứu từ tháng 01 năm 2016 đến tháng 12 năm 2016 (2 vụ).
3.3. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
- Bao gồm 13 dòng, giống lúa thuần được chọn tạo trong nước có triển vọng về năng suất, tính chống chịu cao, chất lượng tốt.
- Đối chứng là giống Bắc Thơm số 7 (giống chiếm 60% diện tích sản xuất trên địa bàn tỉnh Nam Định).
- Tên dòng/giống và nguồn gốc được trình bày trong bảng sau và thông tin chi tiết thêm về các dòng, giống tại Phụ lục 1 của Báo cáo.
Bảng 3.1. Danh sách các dòng, giống lúa thuần dùng trong thí nghiệm
STT Tên dòng, giống Nguồn gốc
1 LT1 Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng
2 LT2 Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng
3 LT5 Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng
4 LT7 Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng
5 LT8 Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng
6 ĐH11 Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng
7 BMX Trung tâm giống cây trồng Nam Định
8 Hương biển 3 Cty CP Nông nghiệp kỹ thuật cao Hải Phòng 9 Hương biển 5 Cty CP Nông nghiệp kỹ thuật cao Hải Phòng
10 GL18 Viện Cây lương thực và CTP
11 DT82 Viện Di truyền Nông nghiệp
12 DT66 Viện Di truyền Nông nghiệp
13 DT86 Viện Di truyền Nông nghiệp
14 Bắc Thơm 7 (Đ/C) Nhập nội từ Trung Quốc
3.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng, phát triển, đặc điểm nông sinh học, đặc điểm hình thái của các dòng, giống lúa thuần.
- Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh, các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng, giống lúa thuần.
- Đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các dòng, giống lúa thuần có triển vọng.
3.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.5.1. Thiết kế thí nghiệm 3.5.1. Thiết kế thí nghiệm
nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với 3 lần nhắc lại, diện tích mỗi ô thí nghiệm 10m2, khoảng cách giữa các ô trong cùng lần nhắc lại là 20 cm và giữa các lần nhắc là 30cm. Xung quanh khu thí nghiệm có ít nhất 3 hàng lúa bảo vệ. Tổng diện tích toàn bộ thí nghiệm là 493 m2 kể bảo vệ.
Sơ đồ thí nghiệm: + Vụ Xuân năm 2016 :
+ Vụ Mùa 2016
Ghi chú: Các ký tự 1,2,3….14: thứ tự các dòng, giống trong thí nghiệm theo bảng 3.1 và đối chứng; (I) lần nhắc lại 1; (II) lần nhắc lại 2; (III) lần nhắc lại 3.
I 6 1 5 12 13 7 9 2 4 11 10 8 14 3 II 13 8 3 7 4 5 14 12 6 2 9 10 1 11 III 14 1 4 11 9 5 6 10 12 13 3 7 8 2 Dải bảo vệ Dải bảo vệ D ải b ảo v ệ D ải bả o v ệ I 14 7 10 5 13 4 11 8 9 1 3 6 12 2 II 6 2 9 1 8 3 7 12 13 5 11 14 4 10 III 8 11 5 13 6 10 2 14 4 12 1 9 7 3 Dải bảo vệ Dải bảo vệ D ải b ảo v ệ D ải bả o v ệ
- Quy trình kỹ thuật áp dụng
+ Làm đất : đất được cày bừa kỹ, san phẳng, dọn sạch cỏ dại. + Phương pháp làm mạ: Mạ dược
+ Phân bón: 10 tấn phân chuồng + 100N+ 120P2O5 +80K2O (được Sở
NN&PTNT tỉnh Nam Định chỉ đạo trong sản xuất lúa thuần trên địa bàn tỉnh). Sử dụng Đạm urê, Supe lân và Kali clorua.
Cách bón : + Bón lót : 100% phân chuồng + 100% P2O5 + 30% N + Bón thúc lần 1: 40% N + 50% K2O khi lúa bén rễ hồi xanh. + Bón thúc lần 2: 30% N + 50% K2O khi lúa làm đòng .
+ Kỹ thuật: Vụ Xuân 2016:
Ngày gieo mạ: 05/02/2016. Gieo mạ dược, mật độ gieo thưa.
Ngày cấy: 12/03/2016 (tại Trung tâm giống cây trồng Nam Định); 14/03/2016 (tại Giao Tân, Giao Thủy, Nam Định).
Mật độ: 40 khóm/m2. Cấy 1 dảnh trên khóm. Vụ Mùa 2016:
Ngày gieo mạ: 30/06/2016. Gieo mạ dược, mật độ gieo thưa.
Ngày cấy: 20/7/2016 (tại Trung tâm giống cây trồng Nam Định); 23/7/2016 (tại Giao Tân, Giao Thủy, Nam Định).
Mật độ: 40 khóm/m2. Cấy 1 dảnh trên khóm.
+ Phòng trừ sâu bệnh: Thường xuyên kiểm tra đồng ruộng, dự tính, dự báo chính xác về thời điểm phát sinh, mật độ và khả năng gây hại của các đối tượng sâu bệnh để phòng trừ kịp thời. Biện pháp phòng trừ tuân thủ theo nguyên tắc 4 đúng.
3.5.2. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp xác định 3.5.2.1. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng 3.5.2.1. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng
a. Thời gian sinh trưởng qua các giai đoạn
- Tuổi mạ: được tính từ khi gieo đến cấy.
- Thời gian từ ngày cấy đến ngày bén rễ hồi xanh: xuất hiện các rễ trắng mới, số lá tăng.
- Thời gian từ ngày cấy đến ngày bắt đầu đẻ nhánh: 10% số cây đẻ nhánh dài 1cm nhô khỏi bẹ lá.
- Thời gian từ ngày cấy đến ngày kết thúc đẻ nhánh: ngày có số nhánh không đổi.
- Thời gian trỗ: có một cây có một bông nhô ra ngoài bẹ lá đòng 3-5 cm, nếu là cây phân ly sớm hẳn thì ghi lại và bỏ cây phân ly.
- Thời gian từ gieo đến trỗ 10%. - Thời gian từ gieo đến trỗ 50%. - Thời gian từ gieo đến trỗ 100%.
b.. Thời gian sinh trưởng: Tính từ ngày gieo đến chín 95%.
3.5.2.2. Đặc điểm nông sinh học
Theo dõi các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa từ khi gieo đến khi thu hoạch.
a. Thời kỳ mạ
- Gieo riêng từng dòng/giống, cắm thẻ ở mỗi dòng/giống, khi mạ được 3 lá thì bắt đầu đánh dấu số lá: lá thứ 3 đánh dấu một chấm sơn trắng, lá thứ 5 đánh dấu 2 chấm, lá thứ 7 đánh dấu 3 chấm,...theo dõi đến khi ra lá đòng ghi số liệu số lá/ thân chính.
- Mỗi dòng/giống đánh dấu 20 cây, chọn 10 cây để theo dõi. - Theo dõi khả năng đẻ nhánh của cây mạ ở mỗi dòng, giống. - Theo dõi màu sắc lá mạ ở mỗi dòng, giống.
- Theo dõi tình hình nhiễm sâu bệnh trên ruộng mạ, ghi tên sâu hoặc tên bệnh, cho điểm để đánh giá mức độ gây hại.
- Đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển của cây mạ thông qua chỉ tiêu: chiều cao cây mạ, chiều rộng gan mạ.
b. Thời kỳ từ cấy đến thu hoạch + Động thái sinh trưởng:
- Động thái đẻ nhánh (theo dõi 7 ngày/ lần): Đếm tất cả nhánh của 10