3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài
1.5.7 Mối quan hệ giữa năng suất và các yếu tố liên quan
1.5.7.1 Chất khô tích luỹ và năng suất lúa
Quang hợp là quá trình chuyển hoá năng lượng mặt trời thành năng lượng hoá học và ñược tích lũy dưới dạng hydratcacbon cung cấp cho mọi hoạt ñộng sống của cây. Hoạt ñộng quang hợp mang lại 80 – 90% lượng chất khô cho cây, số còn lại là chất khoáng do cây hút từ ñất [51].
Như vậy, hoạt ñộng quang hợp quyết ñịnh ñến sinh trưởng và năng suất lúa. Vì thế, muốn tăng năng suất cần phải xúc tiến, tạo ñiều kiện thuận lợi cho quang hợp. Lượng quang hợp của quần thể (P) phụ thuộc vào:
- Hiệu suất quang hợp thuần (Netassimilation rate - NAR) - Chỉ số diện tích lá (Leaf area index - LAI)
- Thời gian quang hợp (t) P = NAR x LAI x t
Để tạo ra năng suất quần thể cao cần tác ñộng vào 3 yếu tố trên một cách hợp lý trong mối quan hệ của chúng [22].
Từ các kết quả nghiên cứu, sản lượng hạt của cây lúa ñược xác ñịnh chủ yếu bởi mức ñộ hydratcacbon. Các hydratcacbon như các loại ñường và tinh bột bắt ñầu tích luỹ mạnh mẽ vào khoảng 2 tuần trước khi trỗ bông và ñạt ñến mức cực ñại trong các bộ phận của cây, chủ yếu là trong bẹ lá và thân vào lúc trỗ bông, sau ñó lại giảm lúc chín rộ và có thể tăng trở lại chút ít lúc gần chín hoàn toàn [51].
27
1.5.7.2 Mối quan hệ giữa các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa
Năng suất lúa ñược tạo thành bởi 4 yếu tố: số bông/ñơn vị diện tích, số hạt/bông, tỷ lệ hạt chắc/bông và khối lượng 1000 hạt.
Trong các yếu tố trên thì số bông có tính quyết ñịnh và hình thành sớm nhất, yếu tố này phụ thuộc nhiều vào mật ñộ cấy, khả năng ñẻ nhánh, khả năng chịu ñạm. Các giống lúa mới thấp cây, lá ñứng, ñẻ khoẻ, chịu ñạm có thể cấy dày ñể tăng số bông trên ñơn vị diện tích [39]. Số bông có thể ñóng góp 74% năng suất, trong khi ñó số hạt và khối lượng hạt ñóng góp 26% [22].
Trên ruộng lúa cấy, số bông/m2 phụ thuộc nhiều vào năng lực ñẻ nhánh, chỉ tiêu này xác ñịnh chủ yếu vào khoảng 10 ngày sau khi ñẻ nhánh tối ña. Ở ruộng lúa gieo thẳng số bông/m2 phụ thuộc nhiều vào lượng hạt gieo và tỷ lệ mọc mầm [51].
Số hạt/bông ñược xác ñịnh trong thời gian sinh trưởng sinh thực. Số hạt/bông bằng hiệu số của số hoa phân hoá trừ ñi số hoa bị thoái hoá. Yếu tố này phụ thuộc nhiều vào ñặc tính giống và ñiều kiện ngoại cảnh.
Tỷ lệ hạt chắc ñược quyết ñịnh ở thời kỳ trước và sau trỗ bông. Tỷ lệ hạt chắc ñược quyết ñịnh trực tiếp bởi 3 giai ñoạn là giảm nhiễm, trỗ và chín sữa. Nguyên nhân dẫn ñến tỷ lệ hạt chắc thấp, tỷ lệ lép cao là do trong các giai ñoạn thì nhiệt ñộ, ñộ ẩm không khí thấp hoặc cao quá làm cho hạt phấn mất sức nảy mầm, hoặc trước ñó vòi nhuỵ phát triển không hoàn toàn, tế bào mẹ hạt phấn bị hại. Vì vậy, ñể có tỷ lệ hạt chắc cao phải bố trí thời vụ gieo cấy sao cho khi lúa làm ñòng, trỗ bông và chín gặp ñược ñiều kiện thời tiết thuận lợi [51].
Khối lượng 1000 hạt của một giống tương ñối ổn ñịnh do kích thước hạt, kích thước của vỏ trấu khống chế rất nghiêm ngặt. Tuy nhiên, kích thước vỏ trấu có lệ thuộc vào sự biến ñổi chút ít bởi bức xạ mặt trời trong 2 tuần trước khi nở hoa.
28
Mối quan hệ giữa các yếu tố cấu thành năng suất thực chất là mối quan hệ giữa cá thể và quần thể. Mối quan hệ này có 2 mặt, khi số bông tăng lên trong một phạm vi nào ñó thì khối lượng bông giảm ít nên năng suất cuối cùng tăng, ñó là mối quan hệ thống nhất. Nhưng khi số bông tăng quá cao sẽ làm cho khối lượng bông giảm nhiều, năng suất sẽ giảm, ñó là quan hệ mâu thuẫn. Vì thế, trong kỹ thuật trồng trọt cần phải ñiều tiết mối quan hệ này sao cho có lợi nhất cho năng suất [51].
1.6 Các nghiên cứu về chất lượng gạo và yếu tố ảnh hưởng
Chất lượng gạo chịu tác ñộng của 4 yếu tố: bản chất của giống, ñiều kiện sinh thái, kỹ thuật canh tác và các vấn ñề sau thu hoạch.
1.6.1 Chất lượng xay xát
Chất lượng xay xát của lúa gạo thể hiện ở ba chỉ tiêu chính: Tỷ lệ gạo lật, tỷ lệ gạo xát và tỷ lệ gạo nguyên. Trong ñó, tỷ lệ gạo nguyên là chỉ tiêu quan trọng nhất và cũng là yếu tố chịu ảnh hưởng của môi trường nhiều nhất; tỷ lệ gạo lật và gạo xát chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi bản chất của giống.
* Tỷ lệ gạo lật: Gạo lật là loại gạo mà mới chỉ bóc vỏ trấu ra khỏi hạt. Tỷ lệ gạo lật là phần trăm khối lượng gạo (so với khối lượng thóc) khi mới chỉ bóc vỏ trấu ra khỏi hạt.
* Tỷ lệ gạo xát: Gạo xát là phần thu hồi về sau khi ñã loại bỏ vỏ trấu, lớp cám và phôi. Tỷ lệ gạo xát là phần trăm khối lượng gạo (so với khối lượng thóc) thu ñược sau khi xát và ñã loại bỏ lớp cám, phôi từ gạo lật. Thông thường tỷ lệ gạo xát dao ñộng trong khoảng 60 – 75% so với thóc. Chỉ tiêu này phụ thuộc chủ yếu vào bản chất của giống. Tuỳ từng giống khác nhau, có ñộ dày vỏ trấu, vỏ cám khác nhau mà tỷ lệ gạo xát cũng khác nhau. Điều kiện sinh thái và kỹ thuật canh tác cũng có ảnh hưởng nhất ñịnh ñến tỷ lệ xay xát thông qua ñộ chắc mẩy của hạt thóc.
* Tỷ lệ gạo nguyên: Tỷ lệ gạo nguyên là phần trăm gạo trắng nguyên vẹn không bị gãy mất phần nào (so với khối lượng gạo xát). Nó thay ñổi theo
29
bản chất giống và phụ thuộc nhiều vào ñiều kiện ngoại cảnh như nhiệt ñộ, ñộ ẩm khi lúa chín, ñiều kiện bảo quản, phơi, sấy sau thu hoạch. Nắng nóng, sự thay ñổi ñột ngột của ẩm ñộ không khí, những ñiều kiện không thuận lợi của môi trường trong suốt thời gian chín ñều là những nguyên nhân làm xuất hiện những vết rạn nứt trong hạt và làm tăng tỷ lệ gẫy của hạt gạo khi xát. Tỷ lệ gạo nguyên thường ñạt cao nhất khi lúa chín từ 28 – 30 ngày sau trỗ, thu hoạch sớm quá (20 ngày sau trỗ) hay muộn quá (35 ngày sau trỗ trở ñi) ñều làm giảm tỷ lệ gạo nguyên [21], [57].
Tỷ lệ gạo nguyên còn phụ thuộc vào thời ñiểm tuốt lúa sau khi gặt. Nghiên cứu trên giống Khaodawkmali 105 cho thấy thời ñiểm tuốt lúa sau thu hoạch 5 -10 ngày không ảnh hưởng ñến tỷ lệ gạo nguyên nhưng nếu ñể sau 10 – 15 ngày thì ảnh hưởng rõ rệt ñến tỷ lệ gạo nguyên [60].
1.6.2 Chất lượng thương mại
Bao gồm: chiều dài hạt gạo, hình dạng hạt, ñộ trắng trong, ñộ bạc bụng, mùi thơm của gạo…Trên thị trường thế giới cũng như ở thị trường trong nước dạng hạt gạo thon dài và tỷ lệ trắng trong cao ñang rất ñược ưa chuộng.
* Kích thước hạt: Kích thước và dạng hạt (tỷ lệ dài/rộng) là tính trạng rất ñặc trưng của giống, tuỳ từng giống khác nhau mà hạt gạo và kích thước hạt gạo các nhà nghiên cứu cho rằng kích thước hạt gạo là tính trạng di truyền số lượng ñược kiểm soát bởi ña gen. Ở lúa lai, kích thước hạt có sự phân ly vượt trội ñặc biệt là chiều dài hạt [45].
Theo tác giả Nguyễn Thị Trâm thì hình dạng hạt gạo là ñặc tính tương ñối ổn ñịnh, nó ít bị thay ñổi bởi ñiều kiện môi trường. Kích thước và hình dạng hạt gạo có mối quan hệ tỷ lệ nghịch với tỷ lệ gạo nguyên [45]. Dạng hạt càng mảnh, dài và có ñộ bạc bụng cao thì tỷ lệ gạo nguyên càng thấp.
Lúa ñặc sản và lúa cổ truyền ở Việt Nam có kích thước và hình dạng hạt nhỏ hơn so với các giống lúa cải tiến. Các giống lúa ñặc sản miền Bắc
30
thường có hạt nhỏ hơn và hương thơm hơn so với các giống lúa ñặc sản miền Nam [14].
* Độ bạc bụng: Bạc bụng là phần ñục của hạt gạo, là một tiêu chí quan trọng ñể ñánh giá chất lượng gạo của một giống. Khi nấu bạc bụng biến mất và không ảnh hưởng ñến mùi vị cơm. Tuy nhiên, nó làm giảm cấp của gạo, giảm tỷ lệ xay xát và ảnh hưởng lớn ñến thị hiếu của người tiêu dùng. Vết bạc thường xuất hiện ở bụng, trên lưng hoặc ở trung tâm hạt gạo và các vết gãy của hạt gạo cũng xuất phát từ những ñiểm bạc này. Chính vì thế mà tỷ lệ bạc bụng có tỷ lệ nghịch với tỷ lệ gạo nguyên [17].
Độ bạc bụng chịu ảnh hưởng của môi trường nhiều hơn là do bản chất giống. Nhiệt ñộ thấp dần vào thời kỳ sau trỗ ñến chín làm giảm tỷ lệ hạt bạc, sự chênh lệch nhiệt ñộ ngày ñêm có tác dụng giúp các hạt tinh bột trong hạt gạo sắp xếp chặt hơn, giảm tỷ lệ hạt bạc; trái lại khi hạt vào chắc gặp nhiệt ñộ cao làm các hạt tinh bột sắp xếp lỏng lẻo hơn dẫn tới tỷ lệ hạt bạc bụng cao. Nhiệt ñộ ảnh hưởng tới ñộ bạc của hạt lúa rõ nhất là trong thời kỳ trỗ. Lúa cấy ở ruộng có mực nước quá cao hay bị hạn cũng làm tăng ñộ bạc của hạt gạo [52].
Các hoạt ñộng sau thu hoạch ít tác ñộng tới ñộ bạc của hạt gạo. Mặc dù thế một số nghiên cứu ñã chỉ ra rằng phơi thóc trong nắng nhẹ làm giảm ñộ ẩm từ từ, hạt gạo sẽ trong hơn khi bị làm giảm ẩm ñộ ñột ngột [59].
31
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Đối tượng, thời gian và ñịa ñiểm thí nghiệm 2.1.1 Đối tượng thí nghiệm 2.1.1 Đối tượng thí nghiệm
Vật liệu ñược chúng tôi lựa chọn ñưa vào thí nghiệm gồm 8 giống lúa: 7 giống lúa lai hai dòng, chọn tạo trong nước, tiếp nhận từ Viện Sinh học nông nghiệp – Đại học Nông ngiệp I (ĐHNN I) và ñược giới thiệu có triển vọng về năng suất, tính chống chịu cao, chất lượng tốt; Nhị Ưu 838 là giống lúa lai ba dòng, ñược trồng phổ biến tại ñịa phương qua nhiều năm, dùng làm ñối chứng. Tên giống và nơi chọn tạo ñược trình bày trong bảng 2.1.
Bảng 2.1. Danh sách các giống lúa lai ñưa vào thí nghiệm STT TÊN GIỐNG NGUỒN GỐC
1 TH3-6 Viện Sinh học nông nghiệp – ĐHNN I 2 TH3-5 Viện Sinh học nông nghiệp – ĐHNN I 3 TH3-4 Viện Sinh học nông nghiệp – ĐHNN I 4 TH3-3 Viện Sinh học nông nghiệp – ĐHNN I 5 TH3-2 Viện Sinh học nông nghiệp – ĐHNN I 6 TH6-2 Viện Sinh học nông nghiệp – ĐHNN I 7 TH7-2 Viện Sinh học nông nghiệp – ĐHNN I 8 Nhị Ưu 838 Nhập nội
2.1.2 Thời gian và ñịa ñiểm thí nghiệm
- Thời gian thí nghiệm: từ tháng 5 năm 2008 ñến tháng 4 năm 2009 + Thí nghiệm 1: Gieo mạ ngày 21/5/2008, cấy ngày 15/6/2008 (Bố trí ở vụ Hè Thu)
+ Thí nghiệm 2: Gieo mạ ngày 16/12/2008, cấy ngày 10/01/2009 (Bố trí ở vụ Đông Xuân)
32
2.2 Nội dung nghiên cứu
- Khảo sát và ñánh giá một số chỉ tiêu hình thái, sinh trưởng, phát triển, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa lai bố trí thí nghiệm ở vụ Hè Thu 2008 và Đông Xuân 2008-2009 tại huyện Krông Nô tỉnh Đăk Nông.
- Đánh giá một số chỉ tiêu về chất lượng gạo và mối quan hệ của năng suất hạt với một số yếu tố nông sinh học.
- Theo dõi và ñánh giá về khả năng chống chịu của các giống lúa lai với một số sâu bệnh hại phổ biến tại khu vực nghiên cứu.
2.3 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thực hiện chủ yếu dựa trên tiêu chuẩn ngành (10 TCN 558- 2002) “quy phạm khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng của giống lúa” do Bộ Nông ngiệp và Phát triển nông thôn ban hành; “Hệ thống tiêu chuẩn ñánh giá cây lúa” do Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) ban hành năm 1996 [7],[25].
2.3.1 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm ñược bố trí theo khối ñầy ñủ ngẫu nhiên (RCB) 3 lần nhắc lại, gồm 8 nghiệm thức. Tổng số ô cơ sở là 24 ô, khoảng cách giữa các ô là 50cm, khoảng cách giữa các lần nhắc lại là 50cm, khoảng cách giữa lúa và hàng bảo vệ là 100cm, diện tích mỗi ô là 10m2(5x2m). Tổng diện tích các ô thí nghiệm là 240 m2. Tổng diện tích thiết kế thí nghiệm là 410 m2.
Sơ ñồ bố trí ô thí nghiệm Dải bảo vệ Lần I Lần II Lần III 1 6 7 2 5 4 8 3 5 3 4 8 6 1 2 7 2 8 1 3 4 7 6 5
33
2.3.2 Điều kiện thí nghiệm
- Thời gian cấy: Khi mạ ñược 3-5 lá - Số dảnh cấy: 1 dảnh/khóm
- Mật ñộ cấy: 40 khóm/m2 - Phân bón và chế ñộ phân bón:
+ Phân chuồng 10 tấn/ha. Lượng bón cho 240m2 là 240 kg phân chuồng. + Bón lót toàn bộ phân chuồng + toàn bộ phân lân.
+ Lượng phân vô cơ nguyên chất cho 1ha: 120kg N + 80kg P2O5 + 80kg K2O
+ Lượng phân vô cơ nguyên chất tương ứng cho 240m2: 3 kg N + 2 kg P2O5 + 2 kg K2O
+ Lượng phân thương phẩm tương ứng cho diện tích thí nghiệm 240m2: 6,5 kg Urê(46%N) + 12,5 kg Supe Lân(16% P2O5) + 3,2kg KCl(62% K2O)
+ Cách bón: Thời kỳ Loại phân Bón lót Bón thúc ñẻ nhánh (sau cấy 12 ngày)
Bón ñón ñòng (Trước trỗ 20 ngày ) Urê 30 % (2 kg) 40 % (2,5 kg) 30 % (2 kg) KCl 0 50 % (1,6 kg) 50 % (1,6 kg) Lân 100%(12,5kg) 0 0
- Phòng trừ sâu bệnh và chăm sóc ô thí nghiệm (Làm cỏ, sục bùn và phun thuốc bảo vệ thực vật theo ñịnh kỳ)
- Chế ñộ tưới nước sau cấy mức nước 3-4cm, thời kỳ lúc ñẻ nhánh 3- 5cm, cuối thời kỳ ñẻ nhánh 7-10cm, trước thu hoạch 10 ngày rút ruộng khô.
2.3.3 Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp thực hiện
* Các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển:
Giai ñoạn mạ ( Theo dõi 30 cây/1 giống, 3 ngày theo dõi 1 lần) - Tuổi mạ, số lá mạ khi cấy
34
- Chiều cao mạ khi cấy: ño từ gốc ñến ñỉnh lá cao nhất - Đếm số dảnh của cây mạ khi cấy.
Giai ñoạn ñẻ nhánh, làm ñòng, trổ và chín: (mỗi ô theo dõi cố ñịnh 10 cây (khóm), 1 tuần theo dõi 1 lần)
+ Giai ñoạn ñẻ nhánh
- Chiều cao cây (cm): ño từ mặt ñất ñến ñỉnh lá cao nhất - Tốc ñộ tăng trưởng chiều cao cây(TĐTTCCC):
TĐTTCCC = Chiều cao cây ño lần sau – chiều cao cây ño lần trước Thời gian giữa hai lần ño
- Số nhánh/khóm: Các nhánh ghi nhận ñược khi lá thật của nhánh ló ra khỏi bẹ lá của thân mà nhánh ñẻ chồi.Đếm tổng số nhánh của mỗi khóm (trừ thân chính).
Số nhánh ñếm lần sau - số nhánh ñếm lần trước - Tốc ñộ ñẻ nhánh =
Thời gian giữa hai lần ño + Giai ñoạn làm ñòng:
- Chiều rộng lá ñòng: ño phần rộng nhất của lá ñòng - Chiều dài lá ñòng: ño từ gốc lá ñòng ñến mút lá + Giai ñoạn trổ: Bắt ñầu trỗ (10%); trỗ rộ (50%) + Thời kỳ chín:
- Chín sữa: sau trỗ 5-7 ngày
- Chín sáp: sau khi trỗ 13 - 15ngày
- Chín hoàn toàn: 85% số hạt/bông chuyển vàng. Đếm số bông hữu hiệu và nhánh hữu hiệu/khóm; Chiều dài bông: khoảng cách từ cổ bông ñến ñỉnh bông lúa.
* Chỉ số diện tích lá, khối lượng chất khô và hàm lượng diệp lục trong lá: - Chỉ số diện diện tích lá (LAI):
Diện tích lá = chiều dài lá x chiều rộng lá x 0,75.
35
LAI = Diện tích lá của 10 khóm/0,25m2ñất.
- Khối lượng chất khô (g/khóm): Tính khối lượng trung bình của 10 khóm ñã ñược sấy khô ở nhiệt ñộ 80oC trong 48 giờ.
- Hàm lượng Chlorophyll: ño hàm lượng chlorophyll bằng máy ño quang phổ. * Sâu bệnh hại:
Theo dõi hàng tuần tình hình sâu bệnh hại chính trên các giai ñoạn sinh trưởng, phát triển của cây lúa; ñánh giá tỷ lệ sâu bệnh hại theo phân loại của IRRI.