Chất lượng dinh dưỡng và chất lượng nấu nướng được đánh giá dựa trên 5 chỉ tiêu: hàm lượng amylose, hàm lượng protein, nhiệt hoá hồ, độ bền thể gel và mùi thơm.
a. Hàm lượng Amylose
Hàm lượng amylose là tính trạng quan trọng nhất để đánh giá chất lượng cơm. Theo tiêu chuẩn của IRRI (2002), hàm lượng amylose phân cấp như sau: từ 1 -2% là nhóm gạo nếp, từ 2-20% là gạo dẻo, từ 21-25% là gạo mềm và trên 25% là gạo cứng. Theo Nguyễn Thị Trâm (2001), hàm lượng amylose trung bình từ 22-24% thì nhiệt hóa hồ cũng trung bình và cơm sẽ mềm; nếu hàm lượng amylose từ 25-26% thì cơm hơi khô nhưng lại cứng; hàm lượng amylose nhỏ hơn 22%, cơm hơi ướt và nhạt.
Môi trường có tác động làm thay đổi hàm lượng amylose, trên cùng một giống canh tác tại các địa điểm khác nhau, trong các thời vụ khác nhau cũng làm cho hàm lượng amylose thay đổi. Theo Nguyễn Hữu Nghĩa (2007) yếu tố môi trường và kỹ thuật canh tác ảnh hưởng rất lớn đến hàm lượng amylose, nhất là yếu tố nhiệt độ ở giai đoạn vào chắc và chín. Hàm lượng amylose thường giảm khi nhiệt độ trung bình tăng. Ngoài ra, hàm lượng amylose của gạo được trồng ở vùng đất phèn thường cao hơn so với gạo được trồng ở vùng đất khác.
Theo Bùi Chí Bửu (1996), phân bón cũng ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng của hạt. Khi tăng lượng phân đạm thì hàm lượng amylose trong hạt giảm,
tăng lượng phân kali làm cho hàm lượng amylose tăng. Hàm lượng amylose không ảnh hưởng bởi thời gian thu hoạch.
b. Nhiệt hóa hồ
Nhiệt độ hoá hồ là một tính chất vật lý, thể hiện sự biến đổi của tinh bột từ trạng thái này sang trạng thái khác và không hoàn nguyên khi nhiệt độ thay đổi ở ngưỡng xác định. Cấu trúc hạt tinh bột do sự sắp xếp không gian của các sợi amylose và amylopectin. Khi có tác động của nhiệt độ hoặc hoá chất thì cấu trúc này bị phá vỡ và làm biến dạng hạt tinh bột. Quá trình này được gọi là sự hoá hồ, nhiệt độ cần thiết cho quá trình này diễn ra gọi là nhiệt độ hoá hồ.
Phân loại gạo có nhiệt hóa hồ thấp (55-690C), trung bình (70-740C) và cao (75-790C) (IRRI, 2002). Nhiệt độ hoá hồ bị ảnh hưởng rất lớn của sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường.
c. Độ bền thể gel
Độ bền thể gel dùng để phân biệt độ cứng của cơm và được chia thành ba nhóm như: nhóm cơm cứng có chiều dài gel nhỏ hơn 40mm; nhóm cơm trung bình từ 41-60mm và nhóm cơm mềm trên 61mm (IRRI, 2002).
Độ bền thể gel chịu tác động trực tiếp của nhiệt độ môi trường, nếu nhiệt độ cao trong giai đoạn tích luỹ chất khô vào hạt và chín thì độ bền thể gel mềm (hay tinh bột kéo dài).
Bảng 2.6. Thang điểm đánh giá nhiệt hóa hồ Điểm Độ lan rộng Độ phân hủy trong
kiềm
Nhiệt hóa hồ
1 Hạt gạo còn nguyên Cao Thấp
2 Hạt gạo phồng lên Cao Thấp
3 Hạt gạo phồng lên, viền còn nguyên hay rõ nét
Cao đến trung bình Thấp đến trung bình 4 Hạt gạo phồng lên, viền còn
nguyên và nở rộng
Trung bình Trung bình
5 Hạt rã ra, và nở rộng Trung bình Trung bình
6 Hạt tan ra, viền mất hoàn toàn Thấp Cao
7 Hạt tan ra hoàn toàn và quyện vào nhau
d. Hàm lượng Protein tổng số
Hàm lượng protein là một chỉ tiêu quan trọng đối với chất lượng dinh dưỡng hạt gạo. Protein trong hạt gạo được đánh giá cao hơn các loại ngũ cốc khác vì lượng lysine chiếm khoảng 4% protein. Hàm lượng protein của hạt gạo biến động từ 8-12%, trong gạo xát trắng chứa khoảng 7% protein và 8% protein với gạo lật.
Hàm lượng protein cao hay thấp phụ thuộc vào giống, môi trường và thời gian bảo quản hạt. Khi phân tích hàm lượng protein trên 100 giống lúa mùa có mùi thơm cho thấy: hàm lượng Protein của các giống này được chia làm 6 nhóm biến thiên từ hàm lượng cao 10,91% tới hàm lượng thấp 5,45%. Hai giống có hàm lượng Protein cao nằm chung một nhóm là Nàng thơm và Nàng thơm Chợ Đào. 29 giống có hàm lượng Protein trên 9,0%, 20 giống có hàm lượng Protein trên 8,5% còn lại là các giống có hàm lượng Protein trung bình từ 6,0-7,0% và nhóm Protein rất thấp là Tàu hương và Nàng hương (Nguyễn Thị Lang và cs., 2004).
Hàm lượng protein trong hạt chịu ảnh hưởng rất mạnh của môi trường. Giống có hàm lượng protein cao thường liên kết với đặc tính thời gian sinh trưởng ngắn và khối lượng hạt nhẹ. Giống chín sớm thường có hàm lượng protein cao hơn so với giống chín muộn. Các giống lúa lùn thường có hàm lượng protein cao hơn so với giống cao cây (trích theo Nguyễn Hữu Nghĩa, 2007). Hàm lượng protein thay đổi theo môi trường canh tác và yếu tố phân bón khá rõ. Phân đạm có vai trò tăng cường quá trình tổng hợp protein mà không thay đổi đặc tính của giống. Khi bón phân đạm lên tới mức 120kg N/ha thì hàm lượng protein trong hạt của các giống tăng theo, nhưng bón với mức 150 kg N/ha thì hàm lượng Protein có biểu hiện giảm (Vũ Tuyên Hoàng, 2001).
Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới, hàm lượng protein thường thấp hơn trong mùa khô và cao hơn trong mùa mưa. Nhiệt độ trong thời gian chín của hạt cũng ảnh hưởng đến hàm lượng protein nhưng thay đổi tuỳ theo nhóm giống. Nhóm Japonica tăng hàm lượng protein khi nhiệt độ trung bình tăng, còn nhóm Indica lại không thay đổi. (Nguyễn Hữu Nghĩa, 2007).
e. Mùi thơm
Mùi thơm hạt gạo được quyết định bởi hàm lượng 2-acetyl-1-pyrroline. Hàm lượng 2-acetyl-1-pyrroline ở giai đoạn lúa chín có nhiệt độ thấp (250C ngày và 200C đêm) thì hàm lượng 2-acetyl-1-pyrroline cao hơn lúa chín ở nhiệt độ cao
(350C ngày và 300C đêm). Hàm lượng 2-acetyl-1-pyrroline còn bị ảnh hưởng bởi điều kiện khô hạn, khô hạn giai đoạn chín sữa sẽ làm tăng hàn lượng 2 -acetyl- 1- pyrroline nhưng khô hạn ở giai đoạn chín vàng thì hàm lượng này không đổi (Itali et al., 2004). Theo Wilkie (2004) bón phân đạm cho lúa thơm sẽ ảnh hưởng đến chất lượng và hương vị nấu nướng. Nếu bón đạm ở dưới mức bình thường sẽ làm giảm hàm lượng 2-acetyl-1-pyrroline, bón phân kali nhiều hơn ở mức bình thường để đạt được năng suất tối đa sẽ làm tăng mùi thơm và làm hạt gạo sáng hơn, nhưng độ mềm của cơm giảm. Lúa thơm trồng các vùng sinh thái khác nhau sẽ có độ thơm khác nhau (Ahmad et al., 2010). Sự hình thành và duy trì mùi thơm được gia tăng nếu trong giai đoạn hạt vào chắc nhiệt độ xuống thấp và phụ thuộc vào biên độ nhiệt (Meng and Zhou, 1997). Hàm lượng 2-AP còn bị ảnh hưởng bởi khô hạn. Khô hạn trong giai đoạn chín sữa làm tăng hàm lượng 2-AP nhưng khô hạn ở giai đoạn chín vàng thì không tăng và hàm lượng 2-AP tăng cao nhất trong khoảng 4 - 5 tuần sau trỗ, sau đó giảm dần (Yoshihashi et al., 2002). Cho nên tháo cạn nước ở giai đoạn vào chắc sẽ thuận lợi cho việc hình thành mùi thơm (Rohilla et al., 2000). Theo Goufo et al. (2010) cho biết cần thu hoạch sớm để có mùi thơm đậm nhưng có thể năng suất giảm do hạt chưa chín đều và tác giả cũng cho biết cấy mật độ dầy hơn bình thưởng sẽ làm giảm mùi thơm.
PHẦN 3. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
- Địa điểm: Thí nghiệm được tiến hành tại Trung tâm Nghiên cứu ứng
dụng và chuyển giao công nghệ - Chi nhánh công ty Cổ phần giống cây trồng Trung ương ở 2 địa phương như sau:
- Xã Đông Quang, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội là vùng bán sơn địa chân đất phù sa cổ không được bồi hàng năm có độ chua đất pH: 6,2 (trung tính); hàm lượng mùn: 1,66%; đạm tổng số: 0,09%; Lân tổng số: 0,21%; Kali tổng số: 1,19%. - Xã Tân Dân, huyện Khoái Châu, tỉnh Hưng Yên thuộc vùng đồng bằng sông Hồng chân đất thịt, có độ chua đất pH= 5,7, hàm lượng mùn 0,26%, đạm tổng số 0,19%, Lân tổng số 0,14%, Kali tổng số 1,85%.
- Thời gian: Vụ lúa Mùa 2016 (từ tháng 06/2016) và vụ Xuân 2017 (tháng
01/2017 đến tháng 06/2017).
- Diễn biến thời tiết tại các địa điểm nghiên cứu
Thời tiết, khí hậu là yếu tố quan trọng đối với sản xuất nông nghiệp nói chung và đối với sản xuất lúa gạo nói riêng. Nó quyết định đến việc bố trí thời vụ gieo trồng và cơ cấu bộ giống lúa thích hợp với mỗi thời vụ. Số liệu khí tượng trong Bảng 3.1 do Trạm khí tượng Thị xã Sơn Tây – Hà Nội và Trạm khí tượng Hưng Yên cung cấp.
Ba Vì – Hà Nội là vùng bán sơn địa gần các dãy núi cao nên nhiệt độ trung bình trong vụ Mùa 2016 là 29,60C và vụ Xuân 2017 là 23,60C thấp hơn nhiệt độ trung bình tại Khoái Châu – Hưng Yên từ 0,1 – 0,30C. Trong đó nhiệt độ tối cao trung bình thấp hơn 0,13 0C và nhiệt độ tối thấp trung bình thấp hơn 0,49 0C.
Lượng mưa trung bình tại Ba Vì – Hà Nội trong vụ Mùa 2016 là 303,0 mm và vụ Xuân 2017 là 110,5 mm có xu hướng cao hơn so với Khoái Châu – Hưng Yên (280,7 mm trong vụ Mùa 2016 và 98,7 mm trong vụ Xuân 2017). Trong vụ Mùa 2016 lượng mưa tăng dần từ tháng 6 đến tháng 8 và giảm dần trong tháng 9, trong tháng 8 năm 2016 tại vùng Ba Vì – Hà Nội có lượng mưa lớn 718,4 mm gây ngập úng ảnh hưởng tới sinh trưởng phát triển của lúa giai đoạn làm đòng. Vụ Xuân 2017 có các đợt không khí lạnh tăng cường di chuyển lệch Đông gây mưa trong tháng 3 và tháng 4, lượng mưa ở Khoái Châu – Hưng Yên cao hơn so với Ba Vì – Hà Nội.
Bảng 3.1. Diễn biến một số yếu tố khí hậu chính qua các tháng trong năm (Từ tháng 6 năm 2016 đến tháng 6 năm 2017)
Tháng/năm
Nhiệt độ TB
(OC) Tối cao (
OC) Tối thấp (OC) Thời gian nắng(h) Lượng mưa (mm) Ẩm độTB (%)
Ba Vì Hưng Yên Ba Vì Hưng Yên Ba Vì Hưng Yên Ba Vì Hưng Yên Ba Vì Hưng Yên Ba Vì Hưng Yên
06/2016 31,0 30,7 35,6 35,4 27,5 27,8 237,7 224,0 85,9 94,0 75 75,6 07/2016 29,8 31,2 33,7 34,0 26,7 27,4 189,4 180,9 272,3 283,9 82 78,7 08/2016 29,0 29,1 32,7 33,0 26,0 26,6 163,6 140,5 718,4 450,7 84 84,3 09/2016 28,7 28,7 32,6 32,3 25,9 26,3 156,5 134,2 135,4 294,3 81 80,3 TB vụ Mùa 2016 29,6 29,9 33,7 33,7 26,5 27,0 186,8 169,9 303,0 280,7 80,5 79,7 01/2017 19,1 19,4 21,9 22,4 16,9 17,3 49,4 29,0 131,3 142,4 84 85,5 02/2017 19,5 19,7 22,7 22,8 17,0 17,6 75,2 71,4 6,3 3,1 76 75 03/2017 21,6 21,4 24,6 24,4 19,5 19,9 63,7 39,1 75,2 80,3 86 85,7 04/2017 24,6 24,1 28,2 28,4 22,0 22,3 92,0 82,5 63,3 159,1 83 84 05/2017 27,4 27,4 31,2 31,4 24,4 25,0 169,9 160,2 123,5 51,7 80 82 06/2017 29,6 30,0 33,9 34,3 26,6 27,2 128,3 137,7 263,1 155,5 80 83 TB vụ Xuân 2017 23,6 23,7 27,1 27,3 21,1 21,6 96,4 86,7 110,5 98,7 81,5 82,5
3.2. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
Trong đề tài nghiên cứu chúng tôi sử dụng 10 dòng lúa thuần do Công ty cổ phần giống cây trồng Trung Ương, Công ty cổ phần giống cây trồng Miền Nam và Viện nghiên cứu, phát triển cây trồng – Học Viện Nông nghiệp Việt Nam nghiên cứu chọn tạo. Giống đối chứng gồm Hương thơm 1, Thiên ưu 8, TBR225 là các giống lúa ngắn ngày năng suất cao, tính thích ứng rộng đang được gieo trồng tại các tỉnh phía Bắc và trong cả nước.
Bảng 3.2. Các dòng/giống lúa thuần được sử dụng trong thí nghiệm TT Tên giống Nguồn gốc Đơn vị chọn tạo và duy trì
1 NSC16-1 ĐH18/BT7 (F10) Công ty CP giống cây trồng TW 2 NSC16 – 14 ĐH18/BT7 (F10) Công ty CP giống cây trồng TW 3 SSC - TT15 CT499 -17 - 1-1-1-1 Công ty CP giống cây trồng M N
4 NS1 PK838/IRBB21(F10) Phòng CNLL, Học viện NNVN
5 NS2 R26/HC5 (F10) Phòng CNLL, Học viện NNVN
6 NSC15-8 Đột biến VS1 (M9) Công ty CP giống cây trồng TW 7 SSC - D23 CT510 -16-1-1-1-1 Công ty CP giống cây trồng M N 8 NSC16-44 OM6976/VS1 (F10) Công ty CP giống cây trồng TW 9 NSC16-46 OM6976/VS1 (F10) Công ty CP giống cây trồng TW 10 NSC16-47 OM6976/VS1 (F10) Công ty CP giống cây trồng TW 11 Hương thơm 1
(đ/c 1)
Chọn từ giống nhập nội
Duy trì tại Công ty CP giống cây trồng TW
12 Thiên ưu 8 (đ/c 2)
Chọn từ giống nhập
nội Công ty CP giống cây trồng TW
13 TBR225 (đ/c 3)
Chọn từ tổ hợp K2/TBR27
Công ty cổ phần giống cây trồng Thái Bình
Để thực hiện nghiên cứu khả năng kháng bệnh bạc lá của các dòng,giống chúng tôi đã thu thậpmẫu bệnh bạc lá tại tỉnh Hưng Yên, Nam Định, Thanh Hóa, Nghệ An và tiến hành phân lập, lây nhiễm theo phương pháp của Furuya và Bùi Trọng Thủy (2003).
Bảng 3.3. Mẫu vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae lây nhiễm nhân tạo Kí hiệu mẫu vi khuẩn Nguồn gốc Thời gian phân lập Giống lúa bị
nhiễm Địa điểm thu mẫu bệnh bạc lá
NSC58-1 Thái Xuyên 111 Tân Dân-Khoái Châu-Hưng Yên 6/2016 NSC80-1 Thái Xuyên 111 Lộc Hòa-Mỹ Lộc-Nam Định 6/2016
NSC6-3 BC15 Hợp Thành-Yên Thành-Nghệ An 6/2016
NSC51-6 Nhị ưu 838 Đại Lộc-Hậu Lộc-Thanh Hóa 6/2016
3.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu các đặc điểm nông sinh học, đặc điểm hình thái của 10 dòng lúa thuần và các giống đối chứng.
- Đánh giá mức độ nhiễm một số loại sâu bệnh hại chính trên đồng ruộng. - Đánh giá phản ứng kháng/nhiễm của các dòng, giống lúa thuần với 4 mẫu vi khuẩn Xanthomonas pv oryza gây bệnh bạc lá bằng phương pháp cắt kéo lây nhiễm bệnh nhân tạo.
- Đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng lúa thuần và các giống đối chứng.
- Đánh giá tính ổn định về năng suất và khả năng thích ứng của các dòng giống tham gia thí nghiệm tại 2 vùng sinh thái khác nhau.
- Đánh giá chất lượng gạo gồm chiều dài hạt gạo xay (mm), tỷ lệ D/R hạt gạo, tỷ lệ gạo xay (%), tỷ lệ gạo xát (%), tỷ lệ gạo nguyên (%), tỷ lệ gạo trắng trong (%) và chất lượng cơm của các dòng/giống.
3.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm 3.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
- Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (Randomizid Complete Block) ba lần nhắc lại, diện tích mỗi ô rộng 10m2 (5x2m) mật độ cấy 50 khóm/m2.
- Tại Ba Vì – Hà Nội gieo mạ ngày 26/6/2016 và cấy ngày 10/7/2016 trong vụ Mùa 2016. Vụ Xuân 2017 gieo mạ ngày 23/1/2017 và cấy ngày 17/2/2017.
14/7/2016 trong vụ Mùa 2016. Vụ Xuân 2017 gieo mạ ngày 20/01/2017 và cấy ngày 18/2/2017.
3.4.2. Các chỉ tiêu theo dõi
a. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng:
+ Thời gian từ gieo đến trỗ 10% (ngày).
+ Thời gian sinh trưởng tính từ ngày gieo đến lúa chín 85% (ngày).
b. Đặc điểm nông sinh học:
+ Chiều cao cây (cm) + Chiều dài bông (cm)
c. Đặc điểm hình thái: Mô tả màu sắc lá, thế lá, đặc điểm lá đòng, cấu trúc bông
và dạng hạt, màu sắc hạt.
d. Mức độ nhiễm sâu bệnh: Bệnh khô vằn, bệnh đạo ôn, bệnh bạc lá, bệnh đốm
sọc vi khuẩn, Sâu cuốn lá, sâu đục thân, rầy nâu, mức độ cứng cây và chống đổ.
e. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất:
+ Số bông / khóm. + Số hạt / bông. + Số hạt chắc / bông. + Khối lượng 1000 hạt (g).
+ Năng suất lý thuyết (tạ/ha) = số bông/khóm x số khóm/m2 x số hạt chắc/bông x khối lượng nghìn hạt x 10-4.
+ Năng suất thực thu (tạ/ha): Thu toàn bộ bông trên ô, tách hạt, phơi đến khi đạt độ ẩm 13%, làm sạch rồi đem cân và tính năng suất ô quy ra ha.
f. Đánh giá phản ứng kháng/nhiễm một số mẫu vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv
oryzae theo Furuya et al. (2003). g. Một số chỉ tiêu chất lượng
+ Tỷ lệ gạo lật (%) + Tỷ lệ gạo xát (%) + Tỷ lệ gạo nguyên (%) + Tỷ lệ gạo trắng trong (%)