Luận văn Thạc sĩ Khoa học Nông nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn giống lúa có năng suất, chất lượng cao để phục vụ sản xuất ở Thừa Thiên Huế

Chia sẻ: Xedapbietbay Xedapbietbay | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:119

Thêm vào BST

Báo xấu

31
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu tuyển chọn một số giống lúa có năng suất cao, chất lượng tốt để phục vụ sản xuất ở Thừa Thiên Huế. Nghiên cứu các đặc trưng, đặc tính sinh học của các giống lúa mới có liên quan đến năng suất cao, chất lượng tốt để làm cơ sở cho công tác chọn tạo giống mới từ các nguồn vật liệu khởi đầu: đột biến, lai.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học Nông nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn giống lúa có năng suất, chất lượng cao để phục vụ sản xuất ở Thừa Thiên Huế

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN TẤN TRỌNG NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN GIỐNG LÚA CÓ NĂNG SUẤT, CHẤT LƯỢNG CAO ĐỂ PHỤC VỤ SẢN XUẤT Ở THỪA THIÊN HUẾ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 60.62.01.10 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. LÊ TIẾN DŨNG HUẾ – 2015 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Các tài liệu trích dẫn được chỉ rõ nguồn gốc và mọi sự giúp đỡ đã được cảm ơn. Thừa Thiên Huế, ngày 17 tháng 7 năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Tấn Trọng PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
LỜI CẢM ƠN Hoàn thành luận văn này, trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS. Lê Tiến Dũng đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo của Khoa Nông học, trường Đại học Nông Lâm Huế đã quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập nghiên cứu tại trường. Tôi xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Đoàn Đại biểu Quốc hội tỉnh Thừa Thiên Huế; Lãnh đạo Văn phòng Đoàn ĐBQH&HĐND tỉnh Thừa Thiên Huế; tập thể cán bộ Văn phòng đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian qua. Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới các bạn bè, đồng nghiệp, những hộ dân tham gia thực hiện đề tài, người thân trong gia đình đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành các nội dung nghiên cứu trong đề tài Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ. Thừa Thiên Huế, ngày 17 tháng 7 năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Tấn Trọng PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .............................................................................. i DANH MỤC ĐỒ THỊ ............................................................................................. ii MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................... 1 2. Mục đích của đề tài .............................................................................................. 3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .............................................................................. 3 3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài ............................................................................... 3 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ............................................................................... 3 4. Những điểm mới của đề tài .................................................................................. 3 CHƯƠNG I:TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...................................... 4 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .................................................................................. 4 1.1.1. Nguồn gốc cây lúa ................................................................................................. 4 1.1.2. Phân bố .................................................................................................................. 5 1.1.3. Phân loại ................................................................................................................ 5 1.2. Giá trị dinh dưỡng của gạo ................................................................................ 8 1.3. Tình hình nghiên cứu lúa năng suất cao, chất lượng cao trên thế giới ................. 11 1.3.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới ..................................................................... 11 1.3.2. Tình hình nghiên cứu lúa năng suất cao, chất lượng cao trên thế giới ................ 14 1.4. Tình hình nghiên cứu lúa năng suất cao, chất lượng cao ở Việt Nam ................. 20 1.4.1. Tình hình sản xuất lúa tại Việt Nam.................................................................... 21 1.4.2. Tình hình nghiên cứu lúa năng suất cao, chất lượng cao ở Việt Nam ................ 23 1.4.3. Tình hình sản xuất lúa tỉnh Thừa Thiên Huế ....................................................... 26 1.4.4.Tình hình sản xuất lúa ở HTX Hương Long ....................................................... 27 1.5. Những triển vọng trong sản xuất và tiêu thụ các giống lúa chất lượng cao ........... 28 1.6. Những kết luận rút ra từ nghiên cứu tổng quan ................................................. 29 CHƯƠNG II: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........ 30 2.1. Mục tiêu nghiên cứu........................................................................................ 30 2.2. Thời gian và địa điểm của thí nghiệm............................................................... 30 2.3. Về điều kiện khí hậu thời tiết ........................................................................... 31 2.4. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 34 2.5. Phương pháp theo dõi và chỉ tiêu nghiên cứu ................................................... 34 2.5.1. Phương pháp theo dõi .......................................................................................... 34 2.5.2. Một số chỉ tiêu về sinh trưởng phát triển............................................................. 34 2.5.3. Một số chỉ tiêu về yếu tố cấu thành năng suất và năng suất................................ 35 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
2.6. Một số chỉ tiêu về khả năng chống chịu ............................................................ 35 2.7. Đánh giá về phẩm chất .................................................................................... 37 2.7.1. Đánh giá chất lượng thương phẩm ...................................................................... 37 2.7.2. Đánh giá phẩm chất hạt gạo ................................................................................ 38 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................................... 40 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỤ HÈ THU NĂM 2014 .......................................... 40 3.1. Thời gian sinh trưởng và phát triển của các dòng. ....................................... 40 3.2. Một số đặc tính sinh trưởng, phát triển của các dòng ...........................................43 3.2.1. Khả năng đẻ nhánh của các dòng. ....................................................................... 43 3.2.2. Động thái ra lá .................................................................................................... 45 3.3. Đặc điểm hình thái và sinh trưởng của các dòng lúa nghiên cứu ........................ 47 3.3.1. Đặc điểm về hình thái .......................................................................................... 47 3.3.2. Đặc trưng về hình thái lá đòng ............................................................................ 49 3.3.3. Đặc trưng về hình thái bông, dé .......................................................................... 51 3.3.4. Đặc trưng hình thái của hạt.................................................................................. 52 3.4. Khả năng chống chịu tự nhiên một số đối tượng sâu bệnh hại ........................... 54 3.5. Khả năng chịu hạn của các dòng lúa ................................................................ 57 3.6. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất..................................................... 58 3.6.1. Một số yếu tố cấu thành năng suất ...................................................................... 58 3.6.2. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các dòng thí nghiệm .................. 60 3.7. Kết quả tuyển chọn các dòng lúa có triển vọng ................................................. 61 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỤ ĐÔNG XUÂN 2014 – 2015 .............................. 64 4.1. Thời gian sinh trưởng, phát triển của các dòng lúa mới ..................................... 64 4.2. Động thái tăng trưởng chiều cao cây ................................................................ 66 4.3. Khả năng đẻ nhánh.......................................................................................... 68 4.4. Một số đặc trưng hình thái của cây lúa ............................................................. 70 4.5. Một số đặc trưng khác của các dòng lúa thí nghiệm .......................................... 73 4.6. Tình hình sâu, bệnh ......................................................................................... 75 4.7. Tình hình đổ ngã của các dòng ........................................................................ 76 4.8. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất .................................................... 76 4.9. Một số chỉ tiêu về phẩm chất hạt của các giống lúa ........................................... 80 4.10. Một số chỉ tiêu về hàm lượng dinh dưỡng....................................................... 82 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................................... 88 1. Kết luận............................................................................................................. 88 1.1. Về thời gian sinh trưởng .................................................................................. 88 1.2. Về tình hình sâu, bệnh hại ............................................................................... 88 1.3. Tính chống chịu .............................................................................................. 88 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
1.4. Về một số đặc điểm hình thái........................................................................... 89 1.5. Về năng suất ................................................................................................... 89 1.6. Về phẩm chất .................................................................................................. 89 2. Đề nghị ............................................................................................................. 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 91 PHỤ LỤC ............................................................................................................. 94 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
i DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU CHƯƠNG I: 1. Bảng 1.1. Thành phần hóa học của lúa gạo so với 3 loại hạt ngũ cốc 2. Bảng 1.2. So sánh thành phần hóa học của gạo trắng và cám 3. Bảng 1.3. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa trên thế giới qua các năm 4. Bảng 1.4. Các quốc gia có diện tích sản xuất lúa lớn nhất thế giới (triệu ha) 5. Bảng 1.5. Diễn biến xu hướng cải tiến giống lúa 6. Bảng 1.6. Diện tích, năm suất và sản lượng lúa của Việt Nam qua các năm 7. Bảng 1.7. Tình hình sản xuất lúa của tỉnh Thừa Thiên Huế từ năm 2010 - 2014 8. Bảng 1.8. Tình hình sản xuất lúa tại phường Hương Long – Thành phố Huế CHƯƠNG II: 1. Bảng 2.1. Tình hình khí hậu, thời tiết vụ Hè thu năm 2014 2. Bảng 2.2. Tình hình khí hậu, thời tiết vụ Đông Xuân năm 2014 - 2015 CHƯƠNG III: 1. Bảng 3.1. Thời gian các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của các dòng 2. Bảng 3.2. Khả năng đẻ nhánh của các dòng thí nghiệm 3. Bảng 3.3. Tốc độ ra lá của các dòng lúa thí nghiệm 4. Bảng 3.4. Đặc điểm hình thái của các dòng lúa thí nghiệm 5. Bảng 3.5. Đặc điểm lá đòng của các dòng lúa thí nghiệm 6. Bảng 3.6. Đặc điểm hình thái bông, dé của các dòng lúa. 7. Bảng 3.7. Đặc trưng hình thái hạt của các dòng thí nghiệm. 8. Bảng 3.8. Khả năng chống chịu sâu bệnh hại của các dòng lúa thí nghiệm 9. Bảng 3.9. Khả năng chịu hạn của các giống thí nghiệm 10. Bảng 3.10. Các yếu tố cấu thành năng suất của một số dòng. 11. Bảng 3.11. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của một số dòng 12. Bảng 4.1. Thời gian sinh trưởng, phát triển của các dòng qua các giai đoạn 13. Bảng 4.2. Động thái tăng trưởng chiều cao lúa 14. Bảng 4.3. Khả năng đẻ nhánh của các dòng thí nghiệm 15. Bảng 4.4: Một số đặc trưng hình thái cây của các dòng 16. Bảng 4.5: Một số đặc trưng khác của các dòng thí nghiệm 17. Bảng 4.6. Một số loại sâu hại chính trên các dòng lúa thí nghiệm 18. Bảng 4.7. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng 19.Bảng 4.8. Một số chỉ tiêu về phẩm chất của các dòng lúa thí nghiệm 20.Bảng 4.9. Một số chỉ tiêu về hàm lượng dinh dưỡng của các dòng PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
ii DANH MỤC ĐỒ THỊ 1. Đồ thị 1.1. Sản lượng và diện tích lúa gạo toàn cầu giai đoạn 2005 – 2014 2. Đồ thị 3.1. Khả năng đẻ nhánh của các dòng thí nghiệm 3. Đồ thị 3.2. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các dòng 4. Đồ thị 4.1. Khả năng đẻ nhánh của các dòng thí nghiệm 5. Đồ thị 4.2. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các dòng, giống PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Lúa (Oryza sativa.L) là cây trồng quan trọng cho hơn một nữa dân số trên khắp hành tinh. Nó là loại lương thực không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày của hàng tỉ người ở Châu Á, Châu Phi và Mỹ Latinh thuộc các nước Nhiệt đới và Á nhiệt đới. Gạo cung cấp tới 2/3 lượng calo cho 3 tỉ người Châu Á, 1/3 lượng calo cho 1,5 tỉ người ở Châu Phi và Châu Mỹ Latinh. Ở Việt Nam, lượng lương thực chính để nuôi sống con người là lúa gạo. Ở đâu có dân là ở đó có lúa gạo, nếu tính mức calo cung cấp cho khẩu phần ăn của người Việt Nam là 2.215 kilo calo mỗi ngày, thì 68% nguồn năng lượng đó là lúa gạo (IRRI). Ở nhiều vùng nông thôn 60 - 80% chi tiêu trong gia đình phụ thuộc vào lúa gạo. Những năm mất mùa lúa thường dẫn đến nạn đói. Bởi vậy, sự phát triển của ngành trồng lúa gắn bó chặt chẽ với đời sống của người dân Việt Nam. Về giá trị dinh dưỡng lúa nước giàu tinh bột và đường tuy có nghèo hơn ngô và lúa mì nhưng có hàm lượng hydratcacbon cao nhất và tỉ lệ đường tiêu hóa cao. Sản xuất lúa gạo đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong phát triển kinh tế nông nghiệp và nông thôn Việt Nam. Khoảng 80% trong tổng số 11 triệu hộ nông dân tham gia sản xuất lúa gạo, chủ yếu dựa vào phương thức canh tác thủ công truyền thống. Do sản xuất lúa gạo là nguồn thu nhập và cung cấp lương thực chính của các hộ nông dân, nên chính sách phát triển kinh tế nông nghiệp và nông thôn gắn liền với phát triển ngành hàng lúa gạo. Trong gần ba thập kỷ qua nhờ có đổi mới cơ chế quản lý, Việt Nam đã đạt được những thành tựu lớn trong sản xuất lúa gạo, không những đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nước mà còn xuất khẩu. Theo số liệu thống kê từ năm 2005 cho đến nay, mặc dù quá trình đô thị hóa và sự phát triển ngày càng nhiều các khu công nghiệp, khu chế xuất nhưng diện tích trồng lúa của nước ta không ngừng tăng lên từ 7.329.200 ha năm 2005 lên 7.899.400 ha trong năm 2013; năng suất lúa bình quân chung cũng được được cải thiện từ 48,9 tạ/ha lên 55,8 tạ/ha (trong đó lúa đông xuân tăng từ 58,9 tạ/ha lên 64,4 tạ/ha; lúa hè thu 44,4 tạ/ha lên 52,1 tạ/ha; lúa mùa 39,6 tạ/ha lên 47,3 tạ/ha). Do có sự tăng trưởng về diện tích và năng suất nên sản lượng lúa cũng không ngừng tăng cao từ 35.832.900 tấn năm 2005 lên 44.071.600 tấn năm 2013. Việt Nam từ một nước sản xuất lúa tự cung tự cấp nay là một trong những nước xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới. Tuy Việt Nam đang là nước có sản lượng xuất khẩu gạo đứng 3 thế giới (năm 2014 khoảng 6,38 triệu tấn; kim ngạch đạt 2,96 tỷ USD) nhưng ngành lúa gạo Việt Nam vẫn còn có nhiều khó khăn và thách thức, đặc biệt là dưới sức ép cạnh tranh ngày một tăng của quá trình hội nhập quốc tế, sự cạnh tranh quyết liệt từ các quốc gia có PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
2 nguồn cung gạo lớn trên thế giới như Ấn Độ, Thái Lan, Pakistan... cũng như sự biến đổi khí hậu toàn cầu. Theo báo cáo của USDA (Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ tháng 4/2012) thì giá trị xuất khẩu gạo của Việt Nam thấp hơn so với Thái Lan và Ấn Độ, cụ thể đối với gạo 5% tấm thì Việt Nam chỉ đạt 428 USD/tấn, trong khi đó Ấn Độ là 445 USD/tấn và Thái Lan là 555 USD/tấn. Ngoài ra đối với xuất khẩu gạo thơm chúng ta cũng chỉ mới xuất khẩu các loại gạo thơm chung chung, chưa có thương hiệu nổi bật và giá bán khoảng 620 USD/tấn, trong khi đó các nước như Thái Lan có các giống như Homali 100% phẩm cấp B có giá dao động từ 860 – 1.060 USD/tấn, Ấn Độ có giống lúa Basmati có giá trung bình 1.200 USD/tấn. Như vậy, có thể nói rằng chất lượng gạo của chúng ta chưa cao, giá trị xuất khẩu thấp. Do đó, kim ngạch xuất khẩu cũng thấp và thu nhập của những đối tượng tham gia đều thấp, nhất là người nông dân sản xuất lúa cho xuất khẩu. Nguyên nhân dẫn đến chất lượng và giá trị gạo Việt Nam thấp là do Việt Nam chưa xuất khẩu được nhiều giống có chất lượng gạo thơm ngon nổi tiếng trong nước như: Nàng thơm Chợ Đào, Nàng Nhen thơm, Tài nguyên, Một bụi đỏ, Huyết rồng… Ngoài ra cũng có những giống lúa thơm hoặc thơm nhẹ do các nhà khoa học chọn tạo nhưng chưa được khai thác cho xuất khẩu, ví dụ OM 3536; OM 4900; OM 7347; OM 6162;, ST 3; ST 5; MTL 495… (theo báo cáo của Tổng cục Hải quan năm 2013 thì tỉ lệ gạo thơm xuất khẩu chỉ chiếm 14,81% so với tổng lượng gạo xuất khẩu). Bên cạnh đó, theo nhiều nghiên cứu trong nước và quốc tế đặt Việt Nam vào danh sách những nước bị tác động nghiêm trọng nhất bởi biến đổi khí hậu. Trong bản đồ tác động của biến đổi khí hậu năm 2011 do Trung tâm Phát triển toàn cầu công bố trong số 233 quốc gia và vùng lãnh thổ, Việt Nam xếp thứ 5 về rủi ro trực tiếp liên quan tới hiện tượng thời tiết cực đoan và thứ 8 về rủi ro trực tiếp liên quan tới nước biển dâng. Ở Việt Nam, do đặc điểm địa hình và nông nghiệp chiếm 20% GDP, một phần lớn dân số phụ thuộc vào nông nghiệp nên tác động của biến đổi khí hậu tại Việt Nam sẽ nghiêm trọng hơn so với các nền kinh tế khác. Thừa Thiên Huế là một tỉnh ven biển nằm ở vùng Bắc Trung bộ với diện tích tự nhiên 5.053,990 km². Diện tích đất nông nghiệp là 382.814,37 ha chiếm 76,06% tổng diện tích đất tự nhiên và chiếm 81,22% diện tích đất đã khai thác đưa vào sử dụng. Trong đó diện tích đất trồng lúa năm 2014 là 53.717 ha (trong đó diện tích lúa đông xuân là 27.6671 ha; lúa hè thu 25.404 ha; lúa mùa 646 ha) năng suất bình quân đạt 59,03 ha; sản lượng 317.067 tấn. Đây là địa phương thường xuyên phải hứng chịu nhiều thiên tai; cường độ bão, lũ, hạn hán, triều cường tăng lên hằng năm, diễn biến hết sức phức tạp với nguy cơ khó lường ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp. Do đó, tỉnh Thừa Thiên Huế luôn chủ động các phương án hỗ trợ cho nông dân phát triển sản xuất nông nghiệp đồng thời đã xây dựng nhiều mô hình sản xuất nông nghiệp ứng phó với biến đổi khí hậu, trong đó đã tổ chức thí điểm những giống mới có năng suất và PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
3 phẩm chất tốt, chống chịu với điều kiện tự nhiên. Tuy nhiên, hiện nay các giống đang được trồng thí điểm tại địa phương có phẩm chất khá tốt nhưng năng suất chưa cao. Vì vậy, để góp phần nhỏ bé của mình vào việc giải quyết những khó khăn trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: "NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN GIỐNG LÚA CÓ NĂNG SUẤT, CHẤT LƯỢNG CAO ĐỂ PHỤC VỤ SẢN XUẤT Ở THỪA THIÊN HUẾ" 2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI - Nghiên cứu tuyển chọn một số giống lúa có năng suất cao, chất lượng tốt để phục vụ sản xuất ở Thừa Thiên Huế. 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài Nghiên cứu các đặc trưng, đặc tính sinh học của các giống lúa mới có liên quan đến năng suất cao, chất lượng tốt để làm cơ sở cho công tác chọn tạo giống mới từ các nguồn vật liệu khởi đầu: đột biến, lai. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Xác định được một số giống tốt: có năng suất cao, chất lượng tốt, ít sâu bệnh, gieo trồng được các thời vụ trong năm của tỉnh Thừa Thiên Huế để phục vụ sản xuất; góp phần nâng cao thu nhập của nông dân. 4. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI * Tuyển chọn được các dòng lúa mới từ các nguồn vật liệu khởi đầu: đột biến. * Xác định được các chỉ tiêu về chất lượng như: protein, kẽm, sắt, amylose, omega 3, omega 6, omega 9, ... trong các dòng lúa mới để phục vụ nhu cầu bữa ăn dinh dưỡng cao cho người tiêu dùng. * Xác định được các chỉ tiêu về chất lượng thương phẩm như: chiều dài, chiều rộng hạt gạo, tỉ lệ dài/rộng độ bạc bụng, tỷ lệ xay xát, màu sắc vỏ trấu, màu sắc hạt gạo, chất lượng nấu nướng, .... PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
4 CHƯƠNG I TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 1.1.1. Nguồn gốc cây lúa Cây lúa (Oryza sativa.L) thuộc họ hoà thảo, mọc hàng năm, thân cỏ có cọng tròn, lá dẹt và sinh bông vào cuối vụ. Thời gian sinh trưởng từ 70 đến 160 ngày tuỳ môi trường. Hạt đơn có vỏ dính sát. Mỗi bông lúa khi chín có khoảng 80 - 120 hạt tuỳ loại, điều kiện môi trường và mức độ chăm sóc. Phần lớn các loại hình lúa trồng đều thuộc nhóm ưa ẩm [6]. Việc thuần hóa cây lúa dại thành cây lúa trồng với sự xuất hiện của nghề trồng lúa là một trong những sự kiện quan trọng nhất trong lịch sử loài người. Trong những thời gian gần đây, vấn đề nguồn gốc cây lúa đã được thảo luận với những tài liệu công bố ở các khía cạnh khác nhau như khảo cổ học, dân tộc học, di truyền học, sinh thái học... Theo Makkey thì vết tích cây lúa cổ xưa nhất được tìm thấy trên các di chỉ đào được ở vùng Penjab Ấn Độ cách đây khoảng 2000 năm; theo Vavilov (1926) trong nghiên cứu nổi tiếng của ông về sự phân bố đa dạng di truyền của cây trồng cho rằng lúa được xem như phát triển tại Ấn Độ và theo một số tác giả lớn như Roschevicz (1931), Chowdhury và Ghosh, De Candolle đều có quan niệm cho rằng Ấn Độ là nơi xuất phát chính của lúa trồng. Nhưng theo Grist D.H lại cho rằng cây lúa xuất phát từ Đông Nam Á, từ đó lan dần lên phía Bắc; Gutchtchin, Ghose, Erughin và nhiều tác giả khác cho rằng Đông Dương là cái nôi của trồng lúa; một số nhà nghiên cứu Việt Nam lại cho rằng nguồn gốc cây lúa là ở Miền Nam nước ta và Campuchia. Theo Chang (1976), nhà di truyền học Cây lúa của Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) đã tổng kết nhiều tài liệu khác nhau và cho rằng việc thuần hóa lúa trồng có thể đã được tiến hành một cách độc lập cùng một lúc ở nhiều nơi, dọc theo vành đai trải dài từ đồng bằng sông Ganges dưới chân phía Đông của dãy núi Himalayas của Ấn Độ, ngang qua Bắc Miến Điện, Bắc Thái Lan, Lào và Việt Nam đến Tây Nam và Nam Trung Quốc. Tuy có nhiều ý kiến khác nhau nhưng căn cứ vào các tài liệu lịch sử, di tích khảo cổ, đặc điểm sinh thái học của cây lúa trồng và sự hiện diện rộng rãi của các loài lúa hoang dại trong khu vực, nhiều người đồng ý rằng nguồn gốc cây lúa là ở vùng đầm lầy Đông Nam Á, rồi lan dần đi các nơi. Thêm vào đó, sự kiện thực tế là cây lúa và nghề trồng lúa đã có từ rất lâu ở vùng này, lịch sử và đời sống của các dân tộc Đông Nam Á lại gắn liền với lúa gạo đã ít nhiều minh chứng nguồn gốc của lúa trồng [7]. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
5 1.1.2. Phân bố Cây lúa có phổ thích nghi rất rộng với môi trường và con người đã thành công trong việc cải tạo môi trường nên cây lúa ngày nay có thể trồng được nhiều địa phương và nhiều vùng khí hậu khác nhau. Lúa có thể trồng ở vùng Tây Bắc Trung Quốc ở 53 vĩ độ Bắc, ở miền Trung Xumatra trên đường xích đạo và cả New South Wales, châu Úc 35 vĩ độ Nam. Lúa cũng được trồng ở Kerela (Ấn Độ) thấp hơn mặt biển hoặc bằng mặt biển ở nhiều vùng khác nhau. Lúa được trồng ở độ cao 2000m ở Kasmia Ấn Độ và ở Nepan. Lúa có thể trồng trên cạn, điều kiện nước sâu trung bình, hoặc nơi nước sâu 1,5 - 5 m [8]. Lúa từ Ấn Độ, là cây trồng nhiệt đới châu Á, đồng thời cũng tiến hoá với cây trồng khác, di chuyển lên phía bắc đã trở thành những cây trồng ổn định ở vùng ôn đới như Nhật Bản... Sau đó, qua nhiều năm trồng ở vĩ độ cao Hokkaido đã hình thành nhiều giống thích ứng với các điều kiện của những khu vực đó [9]. Ngày nay, diện tích gieo trồng trên thế giới ngày càng mở rộng đặc biệt là ở châu Á trong nhiều điều kiện trồng trọt khác nhau từ lâu đời nên tồn tại nhiều giống khác nhau. Tóm lại, Oryza Sativa là loại lúa được cho là bắt nguồn từ Đông Nam châu Á. Ngày nay cây lúa được trồng ở nhiều nơi như châu Á, châu Phi, châu Mỹ và châu Đại Dương. Về mặt sản lượng cho thấy châu Á không chỉ là quê hương của Oryza Sativa mà còn là nơi trồng lúa chính trên thế giới [10]. 1.1.3. Phân loại Cây lúa trồng thuộc họ Poaceae (Graminea hay họ Hòa Thảo), phụ họ Pryzoideae, tộc Oryzae, dòng Oryza, loài Oryza sativa và Oryza glaberrima. Loài Oryza sativa là lúa trồng ở châu Á và Oryza glaberrima lúa trồng ở châu Phi. Ngoài ra, còn có hơn 20 loài lúa dại sống rải rác trên thế giới như Đông Nam Á, Nam Á, Úc Châu, New Guinea, Phi Châu, Trung và Nam Mỹ. Sự xếp loại cho cây lúa trải qua một thời gian hơn 200 năm, với rất nhiều tranh luận giữa các nhà nghiên cứu vì không có hệ thống xếp loại duy nhất được đặt ra. Theo một số nghiên cứu của một số nhà khoa học trên thế giới thì hiện nay, chi Oryzae có 15 loại, loại Oryzae bao gồm 23 loài, trong đó 21 loài lúa dại, 2 loài lúa trồng. Trong 23 loài thì có 8 loài ở châu Phi và Madagaxca, 9 loài ở châu Á nhiệt đới, 5 loài ở Trung và Nam Mỹ, 1 loài ở châu Úc. Như vậy, đại bộ phận là được phân bố ở nhiệt đới, đặc biệt là châu Á và châu Phi nhiều hơn [9]. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
6 Một số nhà khoa học khác cũng có sự phân loại như sau : Roschiwics (1950) cho là có 19 loài, Erygin P.S (1960) cho là 23 loài; Grist D.H (1960) cho là 25 loài. Ghose R.I.M và cộng tác viên (1962) cho là có 24 loài. Hội nghị di truyền và tế bào học họp ở Viện lúa IRRI (1963) cho là chỉ có 19 loài [5]. Trong 19 loài trên thì Oryza Sativa. L và Oryza Glaberima được trồng ở một số nước vùng Tây Phi. Quá trình tiến hoá của lúa dại thành lúa trồng hiện nay theo sơ đồ sau: Asian perensis Sativa Indica - (lúa tiên) African perensis Spontanea Japonica - (lúa cánh) Tổ tiên American perensis Brevitegulata Tại nước ta, lúa dại rất phong phú và hiện diện rải rác khắp lãnh thổ, từ Miền Nam đến Miền Trung và Miền Bắc. Lúa dại đa niên O. rufipogon và lúa dại hàng niên O. Nivara là những loài nguyên thủy, tổ tiên của các giống lúa trồng ngày nay Indica và Japonica, đã hiện diện lâu đời ở nước ta. Đó là một trong những yếu tố quan trọng xác nhận cây lúa có nguồn gốc ở Việt Nam. Đối với lúa trồng mà điển hình là Oryza Sativa cũng có nhiều cách phân loại khác nhau [15]. - Theo điều kiện sinh thái: Gồm Japonica (lúa cánh) và Indica (lúa tiên) (Kato 1930), Đinh Dĩnh (1958) cho rằng lúa cánh bắt nguồn từ Trung Quốc nên gọi là Sina Japonica. Goutchin lại chia làm 3 loài phụ: Indica, Japonica và Brevis. - Theo thời gian sinh trưởng: Roxburg chia các giống lúa trồng ở Ấn Độ thành 2 nhóm chín sớm và chín muộn. Watt căn cứ vào vụ trồng ở Ấn Độ chia thành lúa thu và lúa đông. - Dựa vào cấu tạo hạt: lúa tẻ (utilissma) và lúa nếp (glutinosa) (Kornik và Atefeld). Nói tóm lại, việc phân loại lúa là vấn đề hết sức phức tạp vì nó phân bố rộng, được trồng trọt trong những điều kiện khác nhau về thời tiết, đất đai, tập tục canh tác... Song trong thực tế sản xuất hiện nay có thể chia lúa trồng theo 4 loại hình với tiêu chuẩn phân loại khác nhau: - Theo điều kiện sinh thái và vĩ độ địa lý: lúa tiên và lúa cánh. Lúa tiên (Oryza Sativa ssp. Indica) và lúa cánh (Oryza Sativa ssp. Japonica) hay Oryza Sativa ssp. Sinojaponica) là 2 loài phụ có những đặc điểm khác nhau rất cơ bản. Ngoài 2 loài phụ Indica và Japonica còn có loài phụ Javanica được phân bố nhiều ở PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
7 Indonexia, Malayxia, Philippin... loài phụ này có đặc điểm cao cây, lá to, đẻ nhánh kém, hạt thưa và rộng. - Theo mùa vụ gieo cấy trong năm và thời gian sinh trưởng: lúa chiêm và lúa mùa. - Theo điều kiện tưới và gieo cấy: lúa nước và lúa cạn. - Theo chất lượng và hình dạng hạt: lúa tẻ và lúa nếp, lúa hạt tròn và hạt dài. Tập đoàn Lúa Việt Nam bao gồm cả lúa Tiên (Indica) và lúa Cánh (Japonica). Các nghiên cứu cho thấy hầu hết các giống lúa trồng ở ôn đới và cận nhiệt đới đều thuộc loại hình Japonica. Hai loại này có sự khác biệt về mặt di truyền, các giống lai của chúng có sự bất thụ cao và phân ly ở nhiều thế hệ. Từ lâu, nước ta đã hình thành 2 vụ lúa chiêm và lúa mùa. Về nguồn gốc lúa chiêm được hình thành từ lúa mùa sớm. Nhưng do sinh trưởng trong vụ đông xuân, nhiệt độ thấp, nên thực tế thời gian sinh trưởng của lúa chiêm dài hơn lúa mùa. Lúa chiêm mẫn cảm với nhiệt độ, ngược lại lúa mùa nhất là mùa trung và mùa muộn phản ứng chặt chẽ với chu kỳ quang [12]. Lúa chiêm với những nguồn gen quý nổi tiếng thế giới như gen kháng đạo ôn, gen chịu đất chua phèn, chịu đất nghèo lân, gen chịu rét thời kì mạ và thời kỳ lúa trổ. Đại diện cho nhóm này là bộ giống lúa chiêm tẻ tép có nguồn gen kháng đạo ôn, giá trị độc nhất vô nhị, đã được Viện nghiên cứu lúa quốc tế và nhiều nước khác sử dụng từ đầu thế kỷ 60 để lai tạo nhiều giống lúa cao sản có triển vọng trong sản xuất. Bộ lúa Tám thơm với nhiều giống tại các vùng sinh thái khác nhau. Lúa Tám thơm Việt Nam cùng với lúa Pasmati ở ấn Độ, Pakixtan và lúa Khaodak Mali của Thái Lan là 3 nhóm lúa thơm chính trên thế giới. Nhóm giống lúa vùng đồng bằng sông Cửu Long với các nguồn gen đặc trưng là lúa nổi, lúa chịu nước sâu, lúa chịu đất chua phèn, lúa chịu mặn và lúa chất lượng phục vụ xuất khẩu. Ngoài sự đa dạng di truyền cao của O.Zativa Việt Nam còn là nơi tồn tại sự đa dạng nhiều quần thể của các loài lúa hoang dại. Loài O.Glanulata phân bố ở vùng Mường Tè - Lai Châu có gen chịu hạn và gen có khả năng quang hợp cao trong điều kiện thiếu ánh sáng. Loài O.Rufipegm phân bố trên địa bàn cả nước nhưng nhiều nhất ở Đồng Tháp Mười, dọc theo kênh rạch của sông Cửu Long, sông Vàm Cỏ, Bến Tre, Trà Vinh, Hà Tiên. Loài O.Rufipegm ở đồng bằng sông Cửu Long có nguồn gen chịu chua phèn cao nhất thế giới. Loài O.Rufipegm phát hiện tại thung lũng Điện Biên Phủ có nguồn gen kháng các bệnh virus. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
8 Loài O.Officinalis phân bố nhiều ở Tiền Giang và Ô Môn có nguồn gen kháng rầy nâu. Chúng ta cũng đã phát hiện ra 3 loài có huyết thống gần gũi với cây lúa là: Hygroriza Aristata phân bố ở miền Trung Việt Nam (Đà Nẵng), loài Leersia Hexanadna phân bố trên nhiều vùng sinh thái của cả nước và Rhynchrysun Supulata phân bố trên kênh rạch ở Phụng Hiệp - Cần Thơ. Tất cả điều là những vật liệu khởi đầu quý cho các chương trình chọn tạo giống lúa ở nước ta hiện nay và sau này. 1.2. Giá trị dinh dưỡng của gạo Lúa gạo là thực phẩm chính của hơn phân nửa dân tộc thế giới và cung cấp hơn 20% tổng năng lượng hấp thụ hàng ngày của nhân loại. Hiện nay lúa gạo ngày càng trở nên phổ biến sâu rộng ở châu Mỹ, Trung Đông và nhất là châu Phi vì lúa gạo được xem như thực phẩm bổ dưỡng lành mạnh cho sức khoẻ và thích hợp cho đa dạng hóa các bữa ăn hàng ngày. Khẩu phần gạo hàng năm cho mỗi đầu người châu Á từ 60 đến 200kg, Việt Nam gần 170kg. Gạo và sản phẩm của nó còn dùng để chế biến thành thức ăn như bánh, bánh tráng, bún, bột, thức ăn nhanh, dầu, hoặc các thức uống ... Gạo là loại thực phẩm carbohydrate hỗn tạp, chứa tinh bột, một thành phần chủ yếu cung cấp nhiều năng lượng, protein, nước, vitamin và các chất khoáng cần thiết cho cơ thể. So với các loại cây lương thực khác, gạo có có thành phần tinh bột và protein hơi thấp hơn, nhưng năng lượng tạo ra cao hơn do chứa nhiều chất béo hơn (Xem bảng 1.1). Giả sử một người trung bình cần 3.200 calo mỗi ngày thì một hecta lúa có thể nuôi 2,055 người/ngày hoặc 5,63 người/năm, trong khi lúa mì chỉ nuôi được 3,67 người/năm, bắp 5,3 người/năm. Hơn nữa, trong gạo lại có chứa nhiều acid amin, thiết yếu như: Lysine, Threonine, Methionine, Tryptophan … hơn hẳn lúa mì. Trong hạt gạo, hàm lượng dinh dưỡng tập trung ở các lớp ngoài và giảm dần vào trung tâm. Phần bên trong nội nhũ chỉ chứa chủ yếu là chất đường bột. (Xem bảng 1.2). PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
9 Bảng 1.1. Thành phần hóa học của lúa gạo so với 3 loại hạt ngũ cốc Chỉ tiêu Gạo, Cao Bắp Gạo lức (Tính trên trọng lượng khô) lúa mì lương Protein (Nx6.25) (%) 12,3 11,4 9,6 8,5 Chất béo (%) 2,2 5,7 4,5 2,6 Chất đường bột (%) 81,1 74,0 67,4 74,8 Chất xơ (%) 1,2 2,3 4,8 0,9 Tro (%) 1,6 1,6 3,0 1,6 Năng lượng (cal/100g) 436 461 447 447 Thiamin (B1) (mg/100g) 0,52 0,37 0,38 0,34 Riboflavin (B2) (mg/100g) 0,12 0,12 0,15 0,05 Niacin (B3) (mg/100g) 4,3 2,2 3,9 4,7 Fe (mg/100g) 5 4 10 3 Zn (mg/100g) 3 3 2 2 Lysine (g/16gN) 2,3 2,5 2,7 3,6 Threonine (g/16gN) 2,8 3,2 3,3 3,6 Methionine + Cystine (g/16gN) 3,6 3,9 2,8 3,9 Tryptophan (g/16gN) 1,0 0,6 1,0 1,1 Nguồn: McCanco và Widdowson, 1960: Khan và Eggum, 1978 và Eggum, 1979. Cám hay lớp vỏ ngoài của hạt gạo chiếm khoảng 10% khối lượng khô là thành phần rất bổ dưỡng của lúa, chứa nhiều protein, chất béo, khoáng chất và vitamin đặc biệt là các vitamin nhóm B. Tấm gồm có mầm hạt lúa bị tách ra khi xay chà, cũng là thành phần rất bổ dưỡng, chứa nhiều protein, chất béo, đường, chất khoáng và vitamin. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
10 Bảng 1.2. So sánh thành phần hóa học của gạo trắng và cám Chỉ tiêu Gạo trắng Cám (Tính trên khối lượng khô) Tinh bột (% anhydroglucose) 89,8 9,7 Amylose (%) 32,7 6,7 Đường tổng số (% glucose) 0,4 6,4 Sợi thô (xơ) (%) 0,1 9,7 Chất béo (%) 0,6 22,8 Protein thô (%) 7,7 15,7 Tro (%) 0,56 10,6 Lân (%) 0,09 1,7 Fe (mg/100g) 0,67 15,7 Zn (mg/100g) 1,3 10,9 Lyzine (g/16gN) 3,8 5,6 Threonine (g/16gN) 3,7 4,1 Methionne + Cystine (g/16gN) 4,9 4,7 Tryptophan (g/16gN) 1,2 1,2 Thiamin (B1) (mg/100g) 0,07 2,26 Riboflavin (B2) (mg/100g) 0,03 0,25 Niacin (B3) (mg/100g) 1,6 29,8 Nguồn: Eggum, 1979 (Resurreccion và cộng tác viên, 1979; Singh và Juliano, 1977; Cagampang và cộng tác viên, 1976). PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
11 1.3. Tình hình nghiên cứu lúa năng suất cao, chất lượng cao trên thế giới 1.3.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới Với xu hướng dân số thế giới ngày một tăng cao và hơn 40% dân số trên thế giới lấy gạo là nguồn lương thực chính nên nhu cầu về lúa gạo là một trong những vấn đề lớn mà thế giới quan tâm. Diện tích trồng lúa đã có sự gia tăng rõ rệt từ năm 1961 đến 1980, trong giai đoạn này, mỗi năm diện tích trồng lúa trên thế giới tăng bình quân 1,248 triệu ha/năm. Từ năm 1980, diện tích lúa tăng chậm và đạt cao nhất vào năm 1999 (156,81 triệu ha) với tốc độ tăng trưởng bình quân khoảng 539.130 ha/năm. Từ năm 2000 trở đi diện tích trồng lúa thế giới có nhiều biến động và có xu hướng giảm dần, đến năm 2005 còn ở mức 152,9 triệu ha. Diện tích trồng lúa tập trung ở Châu Á (khoảng 90%). Từ năm 2005 đến năm 2013, mặc dù có nhiều biến động về tình hình chính trị và chiến tranh tại một số quốc gia trên thế giới nhưng diện tích lúa vẫn tếp tục tăng cao, từ 152,9 triệu ha trong 2005 lên đến 165,15 triệu ha; tốc độ bình quân tăng khoảng hơn 1,36 triệu ha/năm. Tuy nhiên, trong năm 2014 lại có dấu hiệu chững lại mà nguyên nhân chủ yếu là do hiện tượng thời tiết thất thường sẽ làm cho sản lượng lúa gạo thế giới năm 2014 giảm khoảng 3,0 triệu tấn. Trước tác động của những yếu tố này FAO đã điều chỉnh mức dự báo sản lượng lúa gạo toàn cầu năm 2014 giảm 6,5 triệu tấn, trong đó phản ánh phần lớn sự suy giảm sản lượng của Trung Quốc (đại lục) và Ấn Độ, hai quốc gia sản xuất lúa gạo hàng đầu thế giới (Xem bảng 1.3 và đồ thị 1.1). Đồ thị 1.1. Sản lượng và diện tích lúa gạo toàn cầu giai đoạn 2005 - 2014 Nguồn FAOSTAT, 2014 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
12 Bảng 1.3. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa trên thế giới qua các năm Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 1961 119,45 18,69 262,93 1965 124,83 20,35 254,06 1970 132,87 23,81 316,35 1975 141,73 25,19 356,96 1980 144,41 27,48 396,87 1985 143,74 32,57 468,16 1990 146,96 35,29 518,57 1995 149,59 36,60 547,43 1996 150,29 37,85 568,91 1997 151,12 38,18 576,99 1998 151,70 38,18 579,19 1999 156,81 38,96 610,94 2000 154,06 38,87 598,89 2001 151,97 39,44 599,45 2002 147,65 38,68 571,06 2003 148,54 39,50 586,69 2004 150,58 40,35 607,58 2005 152,90 40,94 634,28 2006 155,63 41,21 640,92 2007 155,09 42,38 656,78 2008 160,04 43,03 688,04 2009 158,10 43,44 686,93 2010 161,19 43,55 701,98 2011 162,48 44,60 722,72 2012 162,94 45,49 734,91 2013 165,16 45,27 740,90 (Nguồn FAOSTAT, 2014) PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma