Luận văn nghiên cứu tuyển chọn một số giống lúa thuần năng suất cao chất lượng tốt phù hợp với vụ xuân muộn, mùa sớm tại hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

PHẠM VĂN DUỆ

NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ GIỐNG LÚA
THUẦN NĂNG SUẤT CAO CHẤT LƯỢNG TỐT PHÙ
HỢP VỚI VỤ XUÂN MUỘN, MÙA SỚM TẠI HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng
Mã số: 60.62.05

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN THỊ TRÂM

HÀ NỘI, 2011


LỜI CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan rằng luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp “Nghiên
cứu tuyển chọn một số giống lúa thuần năng suất cao chất lượng tốt phù hợp
với vụ Xuân muộn, Mùa sớm tại Hà Nội”, chuyên ngành Di truyền và chọn
giống cây trồng, mã số: 60.62.05 là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi, luận
văn được xây dựng trên cơ sở sử dụng những thông tin từ nhiều nguồn tài liệu
trong nước và quốc tế, các thơng tin đã sử dụng đều ghi rõ nguồn gốc.
Tơi xin cam đoan rằng các số liệu trình bày trong kết quả nghiên cứu là
trung thực và chưa hề công bố trong bất kỳ một cơng trình nghiên cứu nào
nếu sai tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm.
Hà Nội ngày 24 tháng 11 năm 2011
Tác giả ký tên

Phạm Văn Duệ.

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

i


LỜI CẢM ƠN
ðể hồn thành luận văn này tơi đã nhận ñược nhiều sự giúp ñỡ to lớn
của các thầy cơ giáo, gia đình và đồng nghiệp và bè bạn.
Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc về sự hướng dẫn chu đáo
và tận tình của Phó giáo sư Tiến sĩ Anh hùng Lao ñộng Nguyễn Thị Trâm.
Tơi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của lãnh đạo và các
nghiên cứu viên nghiên cứu phịng Cơng nghệ Lúa lai, viện Nghiên cứu Lúa,
trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội đã tạo điều kiện tốt nhất cho tơi thực
hiện đề tài tại khu thí nghiệm của Viện.
Tơi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Ban giám hiệu trường ðại
học Nông nghiệp Hà Nội, bộ môn Di truyền Giống Cây trồng, các thầy cô
giáo trong khoa Nơng học đã giảng dạy và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi học
tập và thực tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh ñạo và ñồng nghiệp trường Trung cấp
Nơng nghiệp Hà Nội đã giúp đỡ và tạo ñiều kiện về thời gian và hỗ trợ kinh
phí cho tơi đi học và thực hiện đề tài.
Cảm ơn các em học sinh và sinh viên ñã cộng tác và giúp đỡ tơi thực
hiện làm thí nghiệm. Chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã giúp đỡ tơi khi
thực hiện ñề tài.
Hà Nội ngày 24 tháng 11 năm 2011
Tác giả ký tên

Phạm Văn Duệ.

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

ii


MỤC LỤC
Lời cam ñoan
Lời cảm ơn

i
ii

Mục lục

iii

Danh mục viết tắt

v

Danh mục bảng

vii

Danh mục hình

ix

1.

MỞ ðẦU

1

1.1

Tính cấp thiết của đề tài

1

1.2

Mục ñích của ñề tài

2

1.3

Nội dung nghiên cứu

2

2.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

3

2.1

Phân loại thực vật cây lúa – Khái niệm lúa ñặc sản và lúa chất lượng

3

2.1.1

Phân loại thực vật cây lúa

3

2.1.2

Khái niệm về lúa ñặc sản:

3

2.1.3

Khái niệm lúa chất lượng cao

6

2.2

Các nghiên cứu về đặc trưng đặc tính nơng học sinh học của cây lúa

7

2.2.1

Yêu cầu của cây lúa ñối với nhiệt ñộ và ánh sáng

7

2.2.2

Chiều cao cây các giống lúa chất lượng cao

8

2.2.3

Các yếu tố cấu thành năng suất

9

2.3.4

Các nghiên cứu về chỉ tiêu cơ bản xác ñịnh chất lượng gạo

12

2.4

Một số thành tựu chọn giống lúa mới chất lượng cao trong nước

32

2.4.1

ðánh giá tuyển chọn giống lúa chất lượng cao bản ñịa

32

2.4.2. Nhập nội giống lúa chất lượng cao

34

2.4.3. Cải tiến giống lúa chất lượng cao trong nước

35

2.5

Ảnh hưởng của môi trường tới chất lượng lúa gạo

39

3:

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

41

3.1

Vật liệu nghiên cứu

41

3.2

ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu

42

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

iii


3.3

Phương pháp nghiên cứu

42

3.3.1

Các thí nghiệm và phương pháp bố trí

42

3.3.2.

Các chỉ tiêu theo dõi

43

3.3.3

Phương pháp xử lý số liệu

48

4:

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

49

4.1

ðánh giá sinh trưởng của các giống lúa trong thời kỳ mạ

49

4.2

Thời gian các giai ñoạn sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm

50

4.3

ðộng thái sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm

54

4.3.1

ðộng thái ra lá

54

4. 3.2 ðộng thái ñẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm

60

4.5

Một số tính trạng số lượng của các giống lúa thí nghiệm

66

4.6

Mức nhiễm sâu bệnh của các giống lúa trong thí nghiệm

69

4.6.1

ðánh giá mức nhiễm sâu bệnh trên đồng ruộng

69

4.6.2. Phản ứng của giống lúa thí nghiệm đối với các nịì vi khuẩn gây

bệnh bạc lá khi lây nhiễm nhân tạo.

71

4.7.

ðánh giá khả năng chống đổ của các dịng giống lúa thí nghiệm

73

4.8

Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất các giống lúa thí
nghiệm

74

4.9

Một số chỉ tiêu chất lượng của các giống lúa thí nghiệm.

83

4.9.1

Chất lượng xay xát

83

4.9.2. Chất lượng kinh tế (thương phẩm)

84

4.9.3 Chất lượng dinh dưỡng

87

4.9.4 Chất lượng nấu ăn và nếm thử

89

4.10.

ðộ thuần ñồng ruộng của các giống lúa thí nghiệm:

92

5.

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ

95

5.1. Kết luận

95

5.2 ðề nghị

96

TÀI LIỆU THAM KHẢO

97

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

iv


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

AC

Amylose Content – hàm lượng amylose

ACE

Area of chalky Endosperm - Diện tích phần bạc bụng trong nội nhũ

2AP

2 Axetyl – 1 Pyrroline – chất tạo nên hương thơm ở lúa gạo

ASA

Allele Specific Amplyfication – nhân ñoạn ADN bằng mồi ñặc biệt
(trong xác ñịnh gen kiểm soát mùi thơm ở lúa)

ADN

Axit Dezoxyribo Nucleic – chất ña phân tử ở trong nhân tế bào chứa
mã thơng tin di truyền.

BADH2

Betaine aldehyde đehydrogenase 2 – chất ngăn chặn hình thành chất
thơm ở lúa

CRRI

Central Rice Research Institute – Viện nghiên cứu Lúa trung ương
(Cuttack – ấn ðộ)

CMS

Cytoplasmic Male Sterilyti – Dịng bất dục đực tế bào chất.

DRR

Directorate of Rice Research – Ban giám ñốc nghiên cứu lúa
(Hyderabad - ấn ðộ)

DEC

Degree of endosperm chalkiness - Mức ñộ bạc bụng của nội nhũ

ñc

ðối chứng (giống lúa ñã phổ biến trong sản xuất ñược cấy làm tiêu

chuẩn ñể so sánh trong trí nghiệm so sánh)

GT

Gelatinization of Temperature – nhiệt hố hồ

GC

Gel Consistency - ñộ bền thể gel

HAU

Hyderabad Agricultural University - Ấn ðộ

INGER

International Network for Genetic Evaluation of Rice – Màng lưới
ñánh giá di truyền lúa quốc tế.

IRRI

International Rice Research Institute – Viện nghiên cứu Lúa quốc tế

M10

Vụ Mùa 2010

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

v

NSTT

Năng suất thực thu

NSLT

Năng suất lý thuyết

PCR

Polymerse Chain Reaction – phản ứng nhân ñoạn ADN ñặc hiệu với
sự xúc tác của enzime ADN – polymerase trong chu kỳ nhiệt.

PGWC

Percentage of grain with chalkiness - Tỷ lệ phần trăm hạt bạc phấn ở
gạo

PCAL10

Percentage of grain with less 10% chalky area – tính trạng có diện
tích bạc phấn dưới 10%.

PCAL25

Percentage of grain with less 10 – 25% chalky area – tính trạng có
diện tích bạc phấn từ 10 – 25%.

PCAL50

Percentage of grain with less 25 - 50 chalky area – tính trạng có diện
tích bạc phấn dưới 10%.

QTLs

Quantitative Trait locus – các chỉ thị liên kết với tính trạng số lượng.

RTP

Rice Testing Programme – Chương trình thử nghiệm lúa quốc tế

RFLP

Ristriction Fragment Lengh Polymorphism – phương pháp phân tích
sự đa hình các ñoạn cắt giới hạn ADN (của một giống nào ñó)

RADP

Random Amplified Polymorphic DNA – Kỹ thuật nhân đoạn ADN
đa hình ngẫu nhiên với một mồi bất kỳ.

SSR

Simple Sequense Repeat – phương pháp dùng chỉ thị phân tử

SBEI

Starch Branching Enzyme 1 – men tạo tinh bột mạch nhánh có ảnh

hưởng quan trọng tới tính trạng độ cứng của bánh gạo

TGST

Thời gian sinh trưởng

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

vi


DANH MỤC BẢNG
STT

Tên bảng

Trang

Bảng 4.1 ðặc ñiểm thời kỳ mạ của các giống lúa trong thí nghiệm tại
ðHNN Hà Nội:

49

Bảng 4.2 Thời gian các giai ñoạn sinh trưởng của các giống lúa thí
nghiệm vụ Mùa 2010 tại ðHNNHN

51

Bảng 4.3 Thời gian các giai ñoạn sinh trưởng các giống lúa vụ Xuân
2011 tại ðHNNHN

52

Bảng 4.4 ðộng thái ra lá của các giống lúa thí nghiệm tại ðHNNHN vụ
Mùa 2010

55

Bảng 4.5 ðộng thái ra lá của các giống lúa thí nghiệm tại ðHNNHN
trong vụ Xuân 2011

57

Bảng 4.6 So sánh số lá/thân chính của các giống lúa qua hai vụ tại
ðHNN Hà Nội

59

Bảng 4.7 ðộng thái ñẻ nhánh của các giống lúa trong vụ Mùa 2010 tại
ðHNN Hà Nội
Bảng 4.8

60

ðộng thái ñẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm trong vụ
Xuân 2011 tại ðHNN Hà Nội

62

Bảng 4.9 Một số đặc trưng hình thái của các giống lúa tại ðHNN Hà Nội 65

Bảng 4.10 Một số tính trạng số lượng của các giống lúa tại ðHNN Hà
Nội

66

Bảng 4.11 Một số tính trạng số lượng của các giống lúa thí nghiệm tại
Thụy Lâm (ðơng Anh, Hà Nội)

67

Bảng 4.12. Tình hình nhiễm sâu bệnh trên đồng ruộng của các giống lúa
thí nghiệm vụ Mùa 2010 và vụ Xuân 2011 tại ðHNN Hà Nội:

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

69

vii


Bảng 4.13 Kết quả ñánh giá nhân tạo phản ứng của các giống lúa thí nghiệm
với một số chủng Xanthomonas Oryzeae tại ðHNN Hà Nội

71

Bảng 4.14 ðộ cứng cây của các giống lúa thí nghiệm trong điều kiện
đồng ruộng tự nhiên tại 2 ñịa ñiểm:

73

Bảng 4.15 Yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa tại ðHNN Hà Nội

74

Bảng 4.16 Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa tại Thụy lâm

76

Bảng 4.17 a So sánh năng suất thực thu các giống lúa với ñối chứng BT7
tại ðHNNHN (Gia Lâm, Hà Nội)

78

Bảng 4.17 b So sánh năng suất thực thu các giống lúa với ñối chứng BT7
tại Thuỵ Lâm (ðông Anh, Hà Nội)

80

Bảng 4.18. Hệ số kinh tế của các giống lúa thí nghiệm ở ðHNN Hà Nội:

81

Bảng 4.19 Chất lượng xay xát các giống lúa qua 2 vụ tại ðHNN Hà Nội

83

Bảng 4.20 So sánh kích thước và hình dạng hạt gạo xát và độ bạc phấn
các giống lúa tại ðHNN Hà Nội

85

Bảng 4.21 Kết quả phân tích chất lượng mẫu gạo của các giống lúa thí
nghiệm qua hai vụ (Mùa 2010 – Xuân 2011) tại ðHNN Hà Nội
Bảng 4.22

87

Kết quả ñánh giá cảm quan chất lượng cơm các giống lúa

trong vụ Mùa 2010 tại ðHNN Hà Nội

89

Bảng 4.23 Kết quả ñánh giá cảm quan chất lượng cơm các giống lúa
trong vụ Xuân 2011 tại ðHNN Hà Nội

90

Bảng 4.24 Tỷ lệ cây khác dạng và ñộ thuần đồng ruộng của các dịng
giống lúa thí nghiệm tại ðHNNHN:

92

Bảng 4.25 Giới thiệu ñặc ñiểm một số ñặc ñiểm các giống được chọn tại
ðHNN Hà Nội:

Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

93

viii


DANH MỤC HÌNH
STT

Tên hình

Trang

Hình 4.1: ðộng thái ra lá của một số giống lúa trong vụ Mùa 2010 tại
ðHNN Hà Nội.

56

Hình 4.2: ðộng thái ra lá của các giống lúa trong vụ Xuân 2011 tại
ðHNN Hà Nội.

56

Hình 4.3: ðộng thái ñẻ nhánh của các giống lúa trong vụ Mùa 2010 tại
ðHNN Hà Nội.

61

Hình 4.4: ðộng thái đẻ nhánh của các giống lúa trong vụ Xuân 2011 tại
ðHNN Hà Nội.

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

63

ix


1. MỞ ðẦU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Cây lúa (Oryza sativa L.) là cây trồng cung cấp lương thực nuôi sống
trên 40% dân số thế giới, trên 90% dân số châu Á, nói chung lúa gạo ảnh
hưởng tới 65% số dân thế giới. Theo Nguyễn Hữu Tề và cộng sự (2000), mỗi
năm mỗi người châu Á dùng khoảng 180 – 200 kg gạo làm thức ăn, người
châu Âu dùng trung bình 10 kg/năm. Cây lúa có lịch sử trồng trọt lâu ñời,
ñược gieo trồng ở tất cả các châu lục nhưng tập trung chủ yếu ở Châu Á. Diện
tích lúa châu Á chiếm gần 90% diện tích lúa thế giới, sản lượng lúa châu Á
chiếm khoảng 85% sản lượng lúa thế giới và tập trung ở 8 nước trồng lúa
ñứng ñầu thế giới: Trung Quốc, Ấn ðộ, Thái Lan, Inñonesia, Việt Nam,
Bangladesh, Myanma, Nhật Bản. [32]
Tại Việt Nam, nhu cầu lương thực tăng do dân số tăng nhanh, trong 10
năm qua trung bình mỗi năm dân số tăng 929 680 người. Trong khi năm 2010
diện tích trồng lúa chỉ cịn gần 7,5 triệu ha, giảm đáng kể so với 10 năm trước
(năm 2000 điện tích lúa là 7,66 triệu ha) [36]. Bên cạnh đó, nguy cơ thiên tai
ngày càng nặng nề nên an ninh lương thực bị ảnh hưởng. Do đó việc duy trì ổn
định diện tích gieo cấy lúa, nâng cao năng suất, sản lượng lúa là vô cùng cần
thiết, trong đó cơng tác cải tiến giống giữ vai trị quan trọng hàng đầu. Hiện nay
do mức sống nâng cao nên nhu cầu về cơm gạo thơm ngon ñể cải thiện chất
lượng bữa ăn hàng ngày của người dân trong nước nói chung và Hà Nội nói
riêng cũng tăng cao làm yêu cầu về lúa chất lượng cao ngày càng cấp thiết.
So sánh năm 2010 với năm 2005 thì giá trị và khối lượng gạo xuất khẩu
tăng đáng kể (khoảng 1,632 triệu tấn gạo với giá trị khoảng 1,8395 triệu đơla),
tỷ lệ diện tích lúa chất lượng cao cịn thấp, (ví dụ ở đồng bằng Sơng Cửu

Long vụ ðơng xn 2008 – 2009 diện tích lúa thơm, đặc sản mới chỉ chiếm ở

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

1


mức 15 - 20% tổng diện tích lúa) [1]. ðể ñáp ứng nhu cầu trong nước và xuất
khẩu thì song song với việc mở rộng diện tích lúa chất lượng cao thì cơng tác
cải tiến giống lúa chất lượng cao và năng suất thì ln cần thiết.
Thủ đơ Hà Nội vẫn ln cần một tỷ lệ diện tích, năng suất và sản lượng
lúa ổn ñịnh, ñặc biệt từ năm 2008, khi địa giới hành chính mở rộng Hà Nội
sản xuất nơng nghiệp nói chung và sản xuất lúa vẫn chiếm tỷ trọng quan
trọng. Năm 2010 là dân số Hà Nội 6,5619 triệu người, diện tích lúa của Hà
Nội là 204 700 ha, năng suất lúa trung bình 55,1 tạ/ha, sản lượng 1,1273 triệu
tấn thóc [36]. Tình hình đó cho thấy rằng ñể giữ vững sự ổn ñịnh lương thực,
ñồng thời ñáp ứng nhu cầu gạo chất lượng cao của thị trường Hà Nội và trong
nước, nâng cao tiềm năng xuất khẩu gạo thì trong cơ cấu cây trồng rất cần bộ
giống lúa chất lượng cao. ðể góp phần nhỏ bé của mình trong việc nâng cao
hiệu quả sản xuất lúa của Hà Nội chúng tơi thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu tuyển chọn một số giống lúa thuần năng suất cao chất
lượng tốt phù hợp với vụ Xuân muộn, Mùa sớm tại Hà Nội.”
1.2 Mục đích của đề tài
Tuyển chọn giống lúa thuần mới năng suất cao, gạo thơm ngon, chống
chịu sâu bệnh khá, thời gian sinh trưởng ngắn phù hợp cho gieo cấy ở ngoại
thành Hà Nội trong vụ Xuân muộn, Mùa sớm để giới thiệu vào sản xuất, góp
phần tăng năng suất và sản lượng lúa chất lượng cao ở Hà Nội.
1.3 Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu ñặc ñiểm sinh trưởng phát triển, mức ñộ nhiễm các sâu
bệnh chính, các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất và một số ñặc ñiểm chất

lượng của các giống lúa thuần trong vụ Mùa 2010 và vụ Xuân 2011.
- Tuyển chọn giống lúa vừa có năng suất cao vừa có chất lượng tốt, thời
gian sinh trưởng phù hợp với công thức luân canh và thời vụ, chống chịu sâu
bệnh khá ñể nâng cao hiệu quả sản xuất lúa tại Hà Nội.

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

2


2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Phân loại thực vật cây lúa – Khái niệm lúa ñặc sản và lúa chất lượng
2.1.1 Phân loại thực vật cây lúa
Lúa trồng châu Á (Oryza Sativa L.) thuộc phân ngành thực vật hạt kín
(Angiospermes), lớp một lá mầm (Monocotyledoneae), phân lớp Thài lài
(Commelinidae), bộ Lúa (Poales) hay bộ Hoà thảo (Graminales), họ Hoà thảo
(Gramineae hay cịn gọi là Poaceae), họ phụ hồ thảo ưa nước (Poidae), phân
họ lúa (tộc lúa Oryzoideae), chi lúa (genus Oryzae) [2].
Theo Bùi Huy ðáp (1999) Chi Oryzae có 15 loại, tất cả ñều sống ở
miền nhiệt ñới, ña số thuộc loại cây ưa ẩm, cây ñầm lầy và cây hồ ao, trong
đó có loại Oryza. Hội nghị di truyền và tế bào học lúa họp ở Viện lúa Quốc tế
(1963) cho là loại Oryza có 19 lồi, trong đó có lồi lúa trồng Oryza sativa L.
(trích theo Bùi Huy ðáp, 1999) [12].
Lồi lúa trồng Oryza sativa L. có ba lồi phụ là:
- Lồi phụ Indica (O. Sub. Indica) cịn gọi là lúa tiên.
- Loài phụ Japonica (O. Sub. Japonica) cịn gọi là lúa cánh.
- Lồi phụ Javanica (O. Sub. Javanica).
2.1.2 Khái niệm về lúa ñặc sản:
Các nhà khoa học nghiên cứu trong lĩnh vực này thống nhất rằng: Lúa
ñặc sản là những loại lúa đặc biệt khơng giống như các giống lúa phổ biến

thơng thường. ðể xác định lúa ñặc sản người ta dựa vào những chỉ tiêu ñã
ñược thống nhất chung cho phần lớn các nước châu Á và châu Phi như hình
dáng, kích cỡ và hàm lượng amynose, màu nội nhũ và mùi thơm... Theo đó
những loại lúa có sự khác biệt về một vài đặc điểm theo những chỉ tiêu quan
trọng qui ñịnh chung sẽ ñược xếp vào lúa ñặc sản. Năng suất, giá trị, cách sử
dụng và chế biến từng loại lúa ñặc sản cũng khác nhau và khác với các giống
lúa phổ biến thông thường. Lúa nếp (waxy rice), lúa thơm, lúa màu (ñỏ, tím,
Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

3


ñen), lúa nương- Japonica, lúa dẻo (soft rice), lúa boutique, lúa nấu rượu, lúa
hữu cơ (organic rice), lúa có phẩm chất dinh dưỡng cao (nutritional quality
rice), lúa làm thức ăn gia súc... ñều thuộc lúa ñặc sản. Khái niệm về lúa ñặc
sản cổ truyền, ñặc sản cải tiến là khái niệm ñể phân biệt lúa ñặc sản bản ñịa và
lúa ñặc sản chọn tạo, cải tiến (Ceng Y.W., Chen Y. & Dai L. Y, 1998; R. C.
Chaudhary and D. V. Tran, 2001; S. Tang and Z. Wang, 2001) (Nguyễn Hữu
Nghĩa và cộng sự, 2007) [29].
Theo Trần Văn ðạt (2002) có các loại gạo ñặc biệt sau ñây: Gạo hấp là
loại gạo hóa keo trong vỏ trấu do hấp; Gạo thơm khi nấu cơm có thốt hương
thơm hấp dẫn của các chất 2- acetyl -1 pyrroline, dầu thơm và axit phenolics...
Gạo nếp có hàm lượng amyloza thấp (0 -5%); Gạo màu có nhiều chất
anthocyanin trong mơ vỏ và lớp aleuron; Gạo đỏ có lớp cám màu đỏ; Gạo đen có
phơi nhũ dạng sáp đục; Gạo mềm có hàm lượng amyloza thấp dưới 10%, cơm
gạo này có độ mềm ở giữa cơm gạo nếp và gạo Indica; Gạo Boutique có đặc
tính hỗn hợp của phơi nhũ nếp và có mùi thơm; Gạo làm rượu có tỷ lệ gạo xay
và gạo nguyên cao, hạt tinh bột dễ bị enzyme hoá; Gạo dinh dưỡng chứa nhiều
yếu tố dinh dưỡng như tinh bột, protein, sắt, kẽm, vitamin A... ; Lúa gạo chăn
nuôi cung cấp cho vật nuôi hạt lúa và sản phẩm phụ giàu dinh dưỡng; Gạo lúa

nổi thu hoạch từ lúa gieo trồng vùng nước sâu; Gạo Japonica thơm có ở Nhật
Bản và Hàn Quốc; Gạo lúa châu Phi khơng có mùi thơm và khơng có gạo nếp
nhưng dân địa phương cho rằng ngon và bổ dưỡng; Gạo lúa ma (lúa dại) hạt nhỏ
thon dài, chín khơng đều, gặt hái nhiều cơng nên giá ñắt [13].
Tại Ngân hàng gen quốc gia Trung Quốc năm 1997 bảo quản 64 294
mẫu giống lúa thì có 10% là giống lúa ñặc sản, ở Ấn ðộ trong 70 000 giống
lúa tại DRR và CRRI đã có 800 mẫu giống lúa thơm và tại trung tâm HAU
Kaul có 400 mẫu giống lúa thơm. Tại Lào, từ 1995 ñến 1998, dự án bảo tồn
nguồn gen cây lúa giữa Bộ nông nghiệp Lào với Viện nghiên cứu Lúa quốc tế
(IRRI) ñã thu thập 12 555 mẫu giống lúa cổ truyền trong đó 85,9% là lúa nếp
Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

4


(Appa Rao et. Al, 1999). Tại Cămpuchia, trong 3 400 giống lúa cổ truyền có
đến 6% là lúa thơm (M. Sarom, 2001) [29].
Tại Việt Nam, lúa ñặc sản ở nước ta trước ñây ñược ghi ở những tài
liệu như: “Vân ñài loại ngữ”, “Phủ biên tạp lục” của Lê Quí ðơn, Sách “ðại
Nam nhất thống chí” mơ tả vắn tắt về 44 loại lúa tẻ và 19 giống lúa nếp phân
biệt lúa nếp với lúa tẻ như sau: Lúa tẻ cịn gọi là lúa canh hay lúa cánh, ít
nhựa, khơng dính. Lúa nếp gọi là nhu và có nhựa dính. Trong Vân đài loại
ngữ, Lê Q ðơn mơ tả 70 giống lúa cổ truyền. Trong đó có giống nếp hoa
vàng (cịn gọi là hồng hoa nhu), nếp cẩm, tám xoan, lúa tám lùn, lúa tám
cánh, lúa cánh, lúa dự hom (Viện nghiên cứu Hán Nôm 1994) [42].
Trung tâm tài nguyên di truyền thực vật năm 2001 bảo quản hơn 5 000
mẫu giống lúa địa phương của Việt Nam, trong đó có khoảng 1200 mẫu
giống lúa nếp cổ truyền (Nguyễn Hữu Nghĩa và cộng sự, 2007) [29]. Trong
711 giống lúa ñịa phương phía Bắc Việt Nam năm 2004 đã xác định ñược 68
giống lúa thơm chiếm 9,6%. Trong 557 giống lúa Japonica có 363 giống lúa

nương chiếm 62,9% (Nguyễn Thị Quỳnh, 2004) [30].
Sử dụng chỉ thị Isozyme ñể phân loại gen của 643 giống lúa cổ truyền ñại
diện cho các hệ sinh thái Việt Nam (Lưu Ngọc Trình và cộng sự, 1995) trong
464 giống lúa ñại diện cho miền Bắc ñã có 147 giống lúa đặc sản (gồm 43 giống
lúa nương, 67 giống lúa nếp và 37 giống lúa thơm) chiếm 31,68% [29].
Các nghiên cứu gần ñây về ña dạng di truyền lúa ñặc sản
Nguyễn Thị Quỳnh ñã nghiên cứu sự phân bố nguồn gen lúa theo ñiều
kiện sinh thái (ñịa hình, thành phần cơ giới đất trồng lúa, mức độ sử dụng
nước tưới, phương thức gieo cấy) và thu thập 711 giống lúa ñịa phương tại 17
tỉnh thành thuộc ba vùng sinh thái nông nghiệp miền Bắc (Tây bắc, ðông Bắc
và vùng đồng bằng Sơng Hồng). Tác giả đã đánh giá đa dạng di truyền quỹ
gen lúa thơng qua các tính trạng hình thái và phẩm chất hạt thóc, gạo trên cơ
sở đó đã phân loại và nhận thấy: Trong 711 giống lúa thu thập có 421 giống
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

5


lúa có dạng nội nhũ đặc trưng cho lúa nếp và 290 giống lúa tẻ, có 68 giống
lúa thơm (chiếm 9,6%) và 33 giống lúa cẩm (chiếm 4,6%). Theo loài phụ có
577 giống lúa Japonica (chiếm 81.2%) và 134 giống lúa Indica (chiếm
18.8%) (Nguyễn Thị Quỳnh, 2004) [30].
ðề tài nghiên cứu phát triển một số giống lúa ñặc sản cho một số vùng
sinh thái của Việt Nam đã phân tích ña dạng di truyền nguồn gen lúa ñặc sản
theo phương pháp SSR với một số marker cho thấy:
- Một số giống lúa đặc sản trong số 40 giống phân tích cho các băng đa
hình khá rõ.
- Trong đó nhóm lúa Tám và nhóm lúa nếp có các băng đa hình khác
nhau, biểu hiện sự ña dạng về mặt di truyền của nguồn gen lúa ñặc sản Việt
Nam (Nguyễn Hữu Nghĩa, 2007) [29].

2.1.3 Khái niệm lúa chất lượng cao
Các nghiên cứu trước ñây ñã phân chia chất lượng lúa gạo gồm có chất
lượng xay xát (tỷ lệ gạo xay, gạo xát, gạo nguyên), chất lượng thương phẩm
(liên quan ñến thị hiếu thương trường, giá trị kinh tế), chất lượng nấu nướng,
nếm thử (màu sắc, độ bóng mùi thơm, vị ngon) và chất lượng dinh dưỡng
(hàm lượng amylose, protein, nhiệt hoá hồ...). Như vậy, các giống lúa có một
hoặc nhiều đặc tính sau ñây ñều ñược quan tâm chọn tạo và xếp loại lúa chất
lượng cao, dó là các đặc tính:
- Gạo và cơm có mùi thơm hấp dẫn.
- Hàm lượng amylose thấp dưới 20 % đến trung bình (21- 25%) cơm mềm.
- Hàm lượng protein và các chất dinh dưỡng khác cao hơn bình thường.
- Hạt thon dài hoặc nhỏ, phù hợp với thị hiếu người mua.
- Vỏ cám hoặc nội nhũ có màu hấp dẫn.
- Tỷ lệ gạo xay xát cao hoặc tỷ lệ gạo nguyên cao.
- Lúa cho gạo làm nguyên liệu chế biến sản phẩm thực phẩm ñặc biệt.

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

6


2.2 Các nghiên cứu về đặc trưng đặc tính nơng học sinh học của cây lúa
2.2.1 Yêu cầu của cây lúa ñối với nhiệt ñộ và ánh sáng
Phản ứng với tổng tích ơn (phản ứng với nhiệt độ hoặc tính cảm ôn) là
việc cây trồng ra hoa trỗ bông kết hạt và hồn thành chu kỳ sống khi trải qua
đủ tổng nhiệt độ của các ngày mà nó sinh trưởng phát triển cộng lại.
Phản ứng quang chu kỳ (còn gọi là tính cảm quang hay phản ứng ánh
sáng) là phản ứng của cây lúa có ra hoa trỗ bơng hay khơng trong điều kiện
độ dài thời gian chiếu sáng – bóng tối trong ngày. Tímh mẫn cảm quang chu
kỳ mạnh ñược kiểm tra bởi một cặp gen trội hoặc hai cặp gen (Lê Vĩnh Thảo

1994) hoặc do hoạt ñộng của một nhóm gen II (Vũ Tun Hồng 1977). Tính
cảm quang yếu do nhiều gen kiểm tra.
Số lá trên thân chính là một chỉ tiêu liên quan ñến thời gian sinh
trưởng. Thơng thường số lá trên thân chính của các giống ngắn ngày là 14 –
15 lá. Các giống trung ngày là 16 – 17 lá, giống dài ngày là 21 – 22 lá (Trích
theo Nguyễn Văn Luật và cộng sự, 2009) [27]. Số lá trên thân chính cịn là
căn cứ tính độ chênh tuổi lá để xác định thời vụ gieo cấy các trà lúa bố mẹ
trong sản xuất hạt lúa lai.
Thời gian sinh trưởng của cây lúa là một tính trạng số lượng do nhiều
gen kiểm tra. Tuy nhiên tính trạng chín sớm của một số giống cực sớm do
một cặp gen trội kiểm tra.
Nguyễn Minh Công và cộng sự (2004) ñã nghiên cứu và so sánh giống
TN ðB 100 (do Phạm Văn Ro – Viện nghiên cứu Lúa ðồng bằng sông Cửu
Long chọn tạo) với giống gốc là Tài nguyên ñục (hai tác giả này gọi giống
lúa mùa “Tài nguyên” là giống lúa tẻ “ Tài nguyên ñục”) thì thấy có nhiều ưu
việt hơn trong đó có đặc ñiểm giống gốc dài ngày, cảm quang, cao cây, giống
mới ngắn ngày, không cảm quang, thấp cây, năng suất cao hơn gạo ngon hơn.
Khi lai thuận và lai nghịch giống ñột biến mới tạo ra các tác giả này ñã phân
tích sự phân ly kiểu hình và cho kết luận: ðột biến khơng cảm quang là đột
Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

7


biến lặn [6] và [9].
Từ giống lúa tám Xuân ðài, là giống lúa ñặc sản truyền thống ñược
gieo cấy lâu ñời ở xã Xuân ðài huyện Hải Hậu tỉnh Nam ðịnh, có phản ứng
ánh sáng ngày ngắn chặt, trỗ bơng rất muộn (20 tháng 10), tiềm năng năng
suất tấp, nhóm nghiên cứu phối hợp giữa bộ môn Di truyền học, trường ðại
học Sư phạm và bộ môn Di truyền và cơng nghệ lúa lai, Viện Di truyền Nơng

nghiệp đã xử lý ñột biến bằng cách: ngâm hạt lúa Xuân ðài vào nước 30 -32
0

C trong 30 h, sau đó 66 h và 69h khi hạt nảy mầm thì chiếu xạ tia gamma

(Co60) kết quả chọn tạo ra các dòng lúa Tám Xn ðài đột biến số 3 khơng
phản ứng ánh sáng ngày ngắn (không cảm quang), gạo thơm, số 4 không cảm
quang, gạo hơi thơm, số 5 không cảm quang, không thơm (Nguyễn Minh
Công và cộng sự, 2004) [7].
2.2.2 Chiều cao cây các giống lúa chất lượng cao
Nói chung các giống lúa ñặc sản chất lượng cao ñịa phương ñều cao
cây dễ ñổ, hiện tượng ñổ ngã che khuất lẫn nhau làm giảm năng suất và chất
lượng hạt. Các nhà chọn giống lúa hướng tới mục tiêu chọn tạo giống lúa thấp
cây bởi giống lúa thấp cây thì chống đổ tốt, tăng số cây trên một đơn vị diện
tích, đồng thời có thể bón tăng lượng phân để thâm canh, tăng khả năng
quang hợp và tích luỹ chất khơ của lá, từ đó tăng năng suất và tránh giảm chất
lượng hạt. Thang ñánh giá chiều cao cây giống lúa ño từ mặt đất đến vút bơng
cao nhất khơng kể râu như sau: Chiều cao dưới 110 cm (với lúa nước) và dưới
90 cm (với lúa cạn) dược ñánh giá là bán lùn, ñiểm 1. Chiều cao 110 – 130
cm (với lúa nước) và 90 - 125cm (với lúa cạn) dược ñánh giá là cao trung
bình, ñiểm 5. Chiều cao trên 130 cm (với lúa nước) và trên 125 cm (với lúa
cạn) dược ñánh giá là bán lùn, ñiểm 9 (Luyện Hữu Chỉ, 1997) [5] (INGER,
1996) [21].
Các nhà chọn giống còn chia nhiều nhóm nhỏ hơn theo chiều dài thân
(được tính từ mặt đất đến cổ bơng) để phù hợp với các giống lúa phổ biến
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

8

hiện nay như sau: ðối với lúa nước nếu chiều dài thân dưới 80cm ñược ñánh
giá là rất thấp, xếp vào nhóm 1, chiều dài thân từ 80 - 89cm ñược ñánh giá là
thấp, xếp vào nhóm 2, từ 90 - 109cm được đánh giá là trung bình, xếp vào
nhóm 3, từ 110 - 120cm ñược ñánh giá là cao, xếp vào nhóm 4, trên 120cm
được đánh giá là rất cao, xếp vào nhóm 5 (10 TCN – 554 - 2002) [3] và
(INGER, 1996) [21].
Về di truyền, Guliaep (1975) xác định có 4 gen kiểm tra chiều cao cây
và tính trạng thân lùn có trường hợp do 1 cặp gen lặn, có trường hợp do 2 cặp,
cịn đa số do 8 gen lặn qui ñịnh. Các nghiên cứu tạo lúa lùn của IRRI khẳng
định rằng các giống lúa lùn có nguồn gốc Trung Quốc (Dee – geo- Woo-gen,
I-geo- tze, Taiching native – 1) mang gen lùn lặn kiểm sốt tính trạng thân
ngắn nhưng khơng gây ảnh hưởng gì tới chiều dài bơng. Cịn những gen lùn
tạo ra bằng đột biến hoặc gen lùn ở các giống châu Mỹ thì làm cho bông
ngắn lại, hoặc phân ly qua nhiều thế hệ khó chọn lọc[29].
Nói chung các giống lúa đặc sản địa phương đều cao cây nên khơng thể
cấy dày, số bơng trên một đơn vị diện tích ít, đồng thời cao cây thì dễ đổ gây
hiện tượng lá lúa che khuất lẫn nhau, quang hợp kém, tích luỹ chất khơ kém,
nếu ñổ non thì lép nhiều thiệt hại năng suất nghiêm trọng, nếu đổ muộn hơn
khi lúa đã chín sáp thì cũng giảm năng suất đáng kể, ngồi ra lúa cao cây thì
hệ số kinh tế thấp. Do đó khi chọn tạo giống mới cần chọn các giống thấp cây
để có thể cấy dày và chống ñổ ñể nâng cao số bơng trên một đơn vị diện tích
và thâm canh tăng năng suất. Nói chung các nhà chọn giống đều thống nhất
quan điểm với Jenning cho chiều cao thích hợp là 80 – 100 cm (Jenning et al
1979, Akita,1989) [45].
2.2.3 Các yếu tố cấu thành năng suất
Vai trò của các yếu tố cấu thành năng suất ñối với các giống lúa chất
lượng cao cũng giống như các giống lúa thông thường. Về mặt lý thuyết năng
suất lúa có thể tính bằng cơng thức: N= ABCD, trong đó:
Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

9


- A là số cây/đơn vị diện tích (m2).
- B là số bơng hữu hiệu/khóm (cây).
- Số hạt chắc/ bơng.
- Khối lượng hạt thông qua khối lượng 1000 hạt.
Hoặc rút gọn đơn giản: Năng suất = Số bơng/1đơn vị diện tích x số hạt
chắc/bơng x khối lượng 1000hạt/1000.
Giống lúa có sự kết hợp tốt giữa 3 yếu tố cấu thành năng suất là giống
cho kết quả tích số phép nhân trên cao thì năng suất cao. Theo ðinh Văn Lữ
(1978) thì các yếu tố năng suất có liên quan chặt chẽ với nhau. Muốn ñạt năng
suất cao cần phải phát huy đầy đủ các yếu tố mà khơng ảnh hưởng lẫn nhau.
Số bông hữu hiệu phụ thuộc vào số nhánh ñẻ trong thời kỳ ñầu (tức là từ bắt
ñầu ñẻ nhánh ñến ñẻ nhánh cao nhất), [28] ñặc biệt thời kỳ ñẻ nhánh hữu hiệu
kết thúc trước lúc ñẻ nhánh cao nhất 10 – 12 ngày (Nguyễn Hữu Tề, 2000)
[32]. Giống nào có thời kỳ này sớm và tập trung thì sẽ có tỷ lệ nhánh thành
bơng hữu hiệu cao.
Về di truyền thì khả năng đẻ nhánh của lúa trồng do ít nhất 3 locus
kiểm sốt: Ti1, Ti2, Ti3 các alen trội xác định khả năng đẻ nhánh kém, cịn
các alen lặn ti1, ti2, ti3 xác ñịnh khả năng ñẻ nhánh khoẻ nhưng mức độ dóng
góp khơng giống nhau (Trích theo Nguyễn Minh Công, 2004)[6].
Các nghiên cứu trước dây cho rằng khối lượng 1000 hạt tương quan
thuận với năng suất, nhưng tuỳ theo thị hiếu tiêu dùng ña số người u cầu
giống lúa có gạo hạt nhỏ, thon dài, cịn dùng lúa gạo vào mục đích chế biến
bột làm bánh, nấu rượu, chế thuốc tân dược thì khơng quan tâm nhiều ñến ñộ
lớn của hạt.
Theo Nguyễn Thị Quỳnh (2004) trong 711 giống lúa địa phương miền
Bắc Việt Nam thì có 353 giống lúa Japonica và 71 giống lúa Indica có hạt to
vừa, 106 giống lúa Japonica và 11 giống lúa Indica có hạt to. Có 29 giống lúa

Japonica và 5 giống lúa Indica có hạt nhỏ và rất nhỏ. Khung phân loại độ to
Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………..

10