MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Lúa gạo là lương thực chính của hơn phân nửa dân số trên thế giới và cung cấp hơn 20% tổng năng lượng hấp thụ hàng ngày của nhân loại [23]. Vì vậy, nhiều quốc gia trên thế giới kể cả những nước không có kinh nghiệm, bề dày lịch sử - văn hóa trồng lúa cũng đã và đang triển khai chương trình sản xuất lúa để tự đảm bảo an ninh lương thực (một số nước thuộc Châu Phi, Nam Mỹ…). Điều này cho thấy, cây lúa đã góp phần quan trọng đáng kể trong chiến lược an ninh lương thực thế giới.
Theo thống kê của tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên Hợp Quốc (FAO, 2019), có khoảng 117 quốc gia đang trồng lúa, phân bố ở tất cả các châu lục và diện tích canh tác lúa trên toàn thế giới là 162,163 triệu ha, năng suất bình quân đạt 4,662 tấn/ha, tổng sản lượng 755,471 triệu tấn. Trong đó, diện tích lúa Châu Á là 138,605 triệu ha, chiếm 85,47% tổng diện tích toàn cầu, kế đến là Châu Phi 17,111 triệu ha (10,55%), tăng hơn 6 triệu ha so với năm 2013 (10,894 triệu ha), Châu Mỹ 5,705 triệu ha (3,52%), Châu Âu 0,623 triệu ha (0,38%) và chiếm một tỷ lệ tương đối ít là Châu Úc, chỉ với 0,119 triệu ha (0,07%) [39] Theo Hoàng Kim (2016), ở Việt Nam cây lúa là cây lương thực chính và có vị trí trọng yếu trong an ninh lương thực [8]. Từ một quốc gia phải nhập khẩu lúa gạo (1987-1986) đã vươn lên xuất khẩu gạo (1989) và hiện tại trở thành một trong ba nước xuất khẩu lúa gạo lớn trên thế giới, chỉ sau Thái Lan. Theo Tổng cục Thống kê, năm 2019, diện tích lúa gieo trồng 7,47 triệu ha, năng suất bình quân đạt 5,82 tấn/ha và sản lượng 43,45 triệu tấn, xuất khẩu 6 triệu tấn gạo, đạt giá trị 3,03 tỷ USD.
Như vậy, sau hơn 30 năm đổi mới, nước ta đã đạt được những thành tựu to lớn trong sản xuất lúa gạo cũng như đảm bảo an ninh lương thực quốc gia. 2 Theo Bộ NN&PTNT (2015), sản phẩm từ lúa gạo là thức ăn không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày của mỗi người dân Việt Nam nói riêng và đông đảo cộng đồng dân cư trên Thế giới nói chung [2]. Trong hạt gạo, ngoài tinh bột còn có nhiều dưỡng chất khác như: Protein, vitamin, chất xơ, axit béo không no, khoáng chất và nhiều hợp chất khác có lợi cho sức khỏe [4]. Các chất dinh dưỡng chủ yếu tồn tại trong lớp vỏ cám, tầng aleurone, phôi và nội nhũ của hạt, nên gạo lứt và các loại gạo màu chứa hàm lượng lớn các chất dinh dưỡng.
Trước đây, khoa học đã chứng minh màu sắc của vỏ gạo là do sự cấu thành bởi nhiều hợp chất khác nhau (chủ yếu là anthocyanins) gọi chung là phytochemicals, chính nhóm hoạt chất này đã đem lại những lợi ích tuyệt vời cho sức khỏe con người [22]. Ngày nay, theo nhiều kết quả nghiên cứu đã công bố, lúa gạo màu có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng và các chất có hoạt tính sinh học cao như: các axit amin thiết yếu, các vitamin A, B, E, các loại axit béo omega 3, 6, 9, lipid, canxi, kẽm, sắt, anthocyanin, γ- oryzanol,.[38] Các chất này có tác dụng rất tốt cho tim mạch, bổ máu, chữa bệnh tiểu đường, béo phì, ngăn ngừa ung thư, chống lão hóa, chống loãng xương ở người già, chống suy giảm trí nhớ và đồng thời phát triển trí thông minh. Chính vì vậy, ngày nay trên thế giới lúa gạo không chỉ sử dụng làm lương thực, thực phẩm nuôi sống con người, mà còn dựa vào các chất có năng lượng cao, bổ dưỡng trong lúa gạo màu như một loại thực phẩm chức năng để chữa bệnh, bảo vệ và nâng cao sức khỏe. Ở nước ta, đã có một số giống lúa gạo màu triển vọng có nguồn gốc từ Trung Quốc, Ấn Độ, Philipin… đang được gieo cấy ở các tỉnh thuộc khu vực đồng bằng sông Hồng (Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng) và đồng bằng sông Cửu Long (Kiên Giang, Hậu Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ), nhưng vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu.
Tuy nhiên, cho đến 3 nay tại tỉnh Bình Định vẫn chưa có một giống lúa màu nào được đưa vào canh tác, nên việc nghiên cứu đánh giá và chọn tạo các giống lúa màu năng suất cao và phẩm chất tốt phù hợp với điều kiện sinh thái của tỉnh để đưa vào sản xuất là một trong những giải pháp hữu ích thúc đẩy ngành sản xuất lúa gạo dược phẩm phát triển trong tương lai, góp phần nâng cao thu nhập cho người nông dân. Chính vì vậy, đề tài: “Đánh giá đặc điểm hình thái và nông học của một số vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống lúa màu tại tỉnh Bình Định” được thực hiện nhằm tạo ra nguồn vật liệu phục vụ công tác chọn, tạo giống lúa màu cho tỉnh Bình Định nói riêng và vùng Duyên hải Nam Trung Bộ nói chung. Mục đích nghiên cứu Đánh giá đặc điểm hình thái và nông học của một số vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống lúa màu tại tỉnh Bình Định. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3.
Ý nghĩa khoa học Nhằm góp phần làm đa dạng bộ giống lúa màu trong sản xuất. Kết quả nghiên cứu là nguồn cơ sở dữ liệu quan trọng trong công tác tuyển chọn vật liệu khởi đầu phục vụ cho công tác chọn, tạo giống lúa màu tại tỉnh Bình Định. Ý nghĩa thực tiễn Đánh giá và xây dựng thông tin chi tiết và cơ sở dữ liệu của một số dòng/giống lúa màu trong nước và nhập nội phục vụ công tác chọn, tạo giống lúa màu tại tỉnh Bình Định. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.
Giới thiệu chung về cây lúa 1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa Cây lúa là một trong những cây có lịch sử trồng trọt lâu đời nhất. Căn cứ vào tài liệu khảo cổ ở Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam,… cây lúa đã có mặt từ 3.000 năm trước Công nguyên. Từ trung tâm khởi nguyên là Ấn Độ và Trung Quốc, cho đến nay cây lúa có mặt trên tất cả các châu lục, bao gồm các nước nhiệt đới, á nhiệt đới và một số nước ôn đới.
Ở Bắc bán cầu cây lúa được trồng ở Đông Bắc Trung Quốc (53°B) cho tới Nam bán cầu ở Châu Phi và Australia (35°N). Tuy nhiên, đến nay vẫn còn nhiều giả thuyết khác nhau về nguồn gốc của chi lúa (Oryza) trên trái đất, nhưng hầu hết đều thừa nhận rằng các loài lúa hoang dại đã xuất hiện từ thời tiền sử (thời Gondwana) của trái đất và gắn liền với lịch sử phát triển của người dân các nước Châu Á. Theo công bố của Chang et al (1984), Oryza sativa xuất hiện đầu tiên ở dãy Himalaya, Miến Điện, Lào, Việt Nam và Trung Quốc [24]. Từ các trung tâm trên lúa Indica phát tán đến lưu vực sông Hoàng Hà và sông Dương Tử rồi sang Nhật Bản, Triều Tiên và từ đó chủng Japonica được hình thành.
Lúa cũng được hình thành ở Indonesia và là sản phẩm của quá trình chọn lọc từ Indica. Lúa trồng là cây trồng ngắn ngày, trồng hàng năm, có bộ nhiễm sắc thể 2n = 24. Lineaeus là người đầu tiên xây dựng các luận cứ khoa học dựa trên các đặc điểm hình thái để mô tả và xếp loài lúa sativa vào chi Oryza. Hiện nay, có nhiều tư liệu đưa ra cơ sở tiến hóa của các loài lúa trồng.
Tuy nhiên, theo Khush (1997), sự tiến hóa của hai loại lúa trồng phổ biến hiện nay trên thế giới được thể hiện trong sơ đồ Hình 1. Nguồn gốc và sự phát triển cây lúa trên thế giới Như vậy, trên thế giới có hai loài lúa trồng được xác định từ thời cổ đại cho đến ngày nay. Đó là, loài lúa trồng Châu Á (Oryza sativa) và loài lúa trồng Châu Phi (Oryza glaberrima). Khái niệm và sự phân bố của lúa màu Theo Chaudhary (2003), khái niệm lúa màu hay lúa có màu (colored rice) (Oryza sativa L.) đề cập đến loại gạo có màu đỏ, tím hoặc màu đen [25]; màu sắc của gạo được tạo nên do màu của anthocyanin phân bố ở các lớp của vỏ trấu, vỏ hạt gạo và nội nhũ.
Các giống lúa gạo màu đỏ, tím hay đen được trồng trọt từ rất lâu đời ở Châu Á. Lúa đỏ phân bố ở rất nhiều quốc gia châu Á, tuy nhiên, phổ biến nhất là ở phía Tây Nam và phía Đông của Trung Quốc, lúa đỏ đa số thuộc nhóm Indica [21]. Lúa đen được phát hiện ở cả hai dạng Indica và Japonica [25]. Theo số liệu thống kê của Trung tâm Tài nguyên thực vật, ở Việt 6 Nam lúa màu được trồng chủ yếu bởi các dân tộc ít người thuộc các tỉnh miền núi phía Bắc, Trung Bộ và Tây Nguyên.
Trong số khoảng 3.000 mẫu nguồn gen lúa cạn mà Trung tâm Tài nguyên thực vật đang lưu giữ có khoảng 800 mẫu nguồn gen có đặc điểm gạo màu (dựa theo tiêu chí mô tả của IRRI, 1996) [29]. Giá trị dinh dưỡng của lúa gạo Lúa gạo đảm bảo 35-59% nguồn năng lượng, là thức ăn chính của hơn 3 tỷ người trên thế giới [9]. Lương thực gạo là chủ yếu của nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt Nam. Các nhà khoa học trên thế giới cho rằng lúa gạo là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho con người.
Các chất dinh dưỡng chính như protêin, riboflavin, các chất béo thường nằm ở phần cám và các vitamin đặc biệt là các vitamin B (Bảng 1. Lúa gạo cung cấp calo nhiều nhất trong các cây ngũ cốc. Nếu tính theo % chất khô trung bình trong hạt gạo chứa Protein – 7; Tinh bột – 63; Lipid 2 - 3; Xenluloza – 12,0; Đường tan – 3,6; Gluxit khác – 2,0; Tro – 6,0. Trong hạt gạo còn chứa các loại vitamin B1, B2, B6, PP, E [28].
Các vitamin và chất vi lượng của lúa gạo. α- Năng Thia Ribo Phos Loại Niacin Toco Cacium Phytin Sắt Kẽm lượng min flavin Phorus gạo (mg) fherol (mg) (g) (mg) (mg) (Kcal) (mg) (mg) (g) (mg) Lúa 378 0,33 0,11 5,60 2,0 80 0,39 0,21 6,0 3,1 G.Lứt 385 0,61 0,14 5,0 2,5 50 0,43 0,27 5,2 2,8 Gạo 373 0,11 0,06 2,4 0,30 30 0,15 0,07 2,8 2,3 Cám 476 2,40 0,43 49,9 13,30 120 2,50 2,20 43,0 25,8 Trấu 332 0,21 0,07 4,2 - 130 0,07 - 9,5 4,0 (Nguồn Juliano, 1993) [28] Lúa gạo màu được ghi nhận và khuyến khích sử dụng như thực phẩm chức năng có chứa chất chống oxy hóa (antioxidant) [36]. Theo kết quả 7 nghiên cứu của nhiều nhà khoa học đã công bố: Trong hạt gạo màu có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng và các chất có hoạt tính sinh học cao (Bảng 1.
