Luận văn Đánh giá chất lượng và khả năng chịu hạn của một số giống lúa cạn Hà Giang

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ------------------------------------- NGÔ VĂN DƢƠNG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG VÀ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA CẠN HÀ GIANG LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thái Nguyên - 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ------------------------------------- NGÔ VĂN DƢƠNG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG VÀ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA CẠN HÀ GIANG Chuyên ngành : Sinh học thực nghiệm Mã số: 60.42.30 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN LAM ĐIỀN Thái Nguyên - 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chƣa đƣợc ai công bố. Tác giả Ngô Văn Dƣơng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Lam Điền đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Tôi xin cảm ơn KTV Cao Phƣơng Thảo (phòng Thực vật học), KTV Đào Thu Thủy (phòng thí nghiệm Công nghệ tế bào), CN Nguyễn Ích Chiến (phòng thí nghiệm Di truyền học và Công nghệ gen), Khoa Sinh- KTNN, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Thái Nguyên) đã giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm và các thầy cô giáo, cán bộ khoa sinh - KTNN, Ban giám hiệu Trƣờng THPT Bắc Sơn, Sở GD&ĐT Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Tôi xin cảm ơn sự động viên, khích lệ của gia đình, bạn bè và đồng nghiệp trong suốt thời gian làm luận văn. Tác giả luận văn Ngô Văn Dƣơng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU………………………………………………………………. 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu về cây lúa………………………………………………….. 3 1.1.1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa………………………………………... 3 1.1.2. Giá trị kinh tế của cây lúa……………………………………………… 4 1.1.3. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và ở Việt Nam……………………. 5 1.1.4. Thành phần hoá sinh của hạt lúa............................................................. 10 1.1.5. Đặc điểm sinh học của cây lúa cạn………………………….................. 11 1.2. Hạn và cơ chế chịu hạn của thực vật………………………………… 13 1.2.1. Khái niệm về hạn………………………………………………………. 13 1.2.2. Tính chịu hạn và tác động của hạn đến thực vật…………….................. 14 1.2.3. Cơ sở sinh lý, sinh hoá và di truyền của tính chịu hạn ở cây lúa………. 16 1.2.4. Nghiên cứu khả năng chịu hạn của cây lúa………………….................. 21 1.3. Ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô và tế bào thức vật vào việc đánh giá khả năng chống chịu ở cây lúa……………………........................ 22 1.3.1. Hệ thống nuôi cấy……………………………………………………… 22 1.3.2. Một số thành tựu về đánh giá khả năng chống chịu và chọn dòng tế bào soma bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro……………………………… 23 Chƣơng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CƢ́U 2.1. Vật liệu và địa điểm nghiên cƣ́u……………………………............... 25 2.1.1. Vật liệu thực vật………………………………………………………... 25 2.1.2. Hóa chất và thiết bị................................................................................. 25 2.1.3. Địa điểm nghiên cứu................................................................................ 26 2.2. Phƣơng pháp nghiên cƣ́u ...................................................................... 27 2.2.1. Phƣơng pháp phân loại các giống lúa cạn …………………………….. 26 2.2.2. Phƣơng pháp hóa sinh.............................................................................. 26 2.2.3. Đánh giá khả năng chịu hạn ở giai đoạn mạ bằng phƣơng pháp gây hạn 29 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên nhân tạo………………………………………………………………… 2.2.4. Phƣơng pháp nuôi cấy in vitro………………………………………………. 31 2.2.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu và tính toán kết quả………………………... 33 Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Phân loại, đặc điểm hình thái của các giống lúa…………................. 34 3.1.1. Phân loại các giống lúa………………………………………………… 34 3.1.2. Đặc điểm hình thái các giống lúa……………………………………… 35 3.2. Đánh giá chất lƣợng hạt……………………….…………………….. 37 3.2.1. Đánh giá chất lƣợng hạt trên phƣơng diện cảm quan…………………. 37 3.2.2. Đánh giá chất lƣợng hạt trên phƣơng diện hóa sinh................................ 38 3.3. Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống lúa…………………….. 42 3.3.1. Khả năng chịu hạn của các giống ở giai đoạn nảy mầm… ...................... 42 3.3.2. Khả năng chịu hạn của các giống ở giai đoạn mạ……………………… 51 3.4. Khả năng chịu han của các giống lúa nghiên cứu ở giai đoạn mô sẹo.. 59 3.4.1. Thăm dò khả năng tạo mô sẹo, tốc độ sinh trƣởng và khả năng tái sinh của các giống lúa nghiên cứu………………………………………….. 59 3.4.2. Độ mất nƣớc của mô sẹo…………………………………...................... 60 3.4.3. Khả năng chịu mất nƣớc của mô sẹo………………………………….. 61 3.4.4. Tốc độ sinh trƣởng của mô sẹo sau khi sử lý thổi khô………………… 62 3.4.5. Khả năng tái sinh cây từ mô sẹo sau khi xử lý thổi khô……………….. 63 3.4.6. Xác định nhanh sức sống của tế bào mô sẹo bằng phƣơng pháp nhuộm TTC 64 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ……………………………………………. 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………... 69 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1. Diện tích, năng xuất và sản lƣợng lúa của toàn Thế giới giai đoạn từ 1970 đến 2007............................................................................................. 6 Bảng 1.2. Diện tích, năng suất và sản lƣợng lúa của 10 nƣớc có sản lƣợng lúa hàng đầu thế giới năm 2007................................................................................ 7 Bảng 1.3. Tình hình sản xuất và xuất khẩu lúa gạo của Việt Nam giai đoạn 1990 – 2007............................................................................................................ 9 Bảng 2.1. Các giống lúa cạn sử dụng làm vật liệu nghiên cứu……………………... 25 Bảng 3.1. Phân loại các giống lúa nghiên cƣ́u……………………………………… 34 Bảng 3.2. Đặc điểm hình thái và khối lƣợng 1000 hạt của các giống lúa.................. 35 Bảng 3.3. Một số chỉ tiêu chất lƣợng hạt của các giống lúa………………………... 37 Bảng 3.4. Hàm lƣợng protein, đƣờng tan của các giống lúa (% khối lƣợng khô)..... 39 Bảng 3.5. Hàm lƣợng axit amin dƣ̣ trƣ̃ trong hạt của các giống lúa (g axit amin /100g mẫu)................................................................................................. 40 Bảng 3.6. Thành phần và lƣợng axit amin trong protein hạt của các giống lúa (g axit amin/ 100g protein)............................................................................. 41 Bảng 3.7. Thành phần và hàm lƣợng các axit amin không thay thế trong hạt của các giống lúa (g axit amin/ 100g protein)............................................. 41 Bảng 3.8. Hoạt độ của -amylase trong giai đoạn hạt nảy mầm khi xƣ̉ lý sorbitol 5% ( ĐVHĐ/mg hạt nảy mầm)………………………………………….. 43 Bảng 3.9. Hàm lƣợng đƣờng tan của các giố ng lúa khi xƣ̉ lý sorbitol 5% ở giai đoạn nảy mầm(%)………………………………………………………. 45 Bảng 3.10. Tƣơng quan giƣ̃a hoạt đô enzyme α-amylase với hàm lƣợng đƣờng tan của các giống lúa………………………………………………………… 46 Bảng 3.11. Hoạt độ protease của các giố ng lúa khi xƣ̉ lý sorbitol 5% ở giai đoạn nảy mầm (ĐVHĐ/mg)……………………………………………... 47 Bảng 3.12. Hàm lƣợng protein của các giống lúa giai đoạn nảy mầm khi xƣ̉ lý 49 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên sorbitol 5 % (%)………………………………………………………….. Bảng 3.13. Tƣơng quan giƣ̃a hoạt độ protease với hàm lƣợng protein tan ở giai đoạn nảy mầm của các giống lúa………………………………………………. 50 Bảng 3.14. Tỷ lệ thiệt hại do hạn của các giống lúa ở giai đoạn mạ (%)……………. 52 Bảng 3.15. Khả năng giữ nƣớc của các giống lúa (%)………………………………. 53 Bảng 3.16. Chiều dài rễ tại các thời điểm gây hạn của các giống lúa ở giai đoạn mạ (cm)……………………………………………………………………… 54 Bảng 3.17. Chỉ số chịu hạn tƣơng đối của các giống lúa ở giai đoạn mạ…………… 56 Bảng 3.18. Hàm lƣợng proline của các giống lúa ở giai đoạn mạ (mM/g khối lƣợng tƣơi)………………………………………………………………………. 58 Bảng 3.19. Thăm dò khả năng tạo mô sẹo, tốc độ sinh trƣởng và khả năng tái sinh của 5 giống lúa…………………………………………………………… 60 Bảng 3.20. Kiểm tra sức sống của các giống lúa cạn bằng phƣơng pháp nhuộm TTC 64 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên DANH MỤC HÌNH Trang Hình 3.1. Hình thái hạt của các giống lúa nghiên cứu…………………………. 36 Hình 3.2. Hàm lƣợng axit amin không thay thế của các giống lúa nghiên cứu với tiêu chuẩn của FAO……………………………….……………. 42 Hình 3.3. Sự biến động hoạt độ enzyme α-amylase của các giống lúa ………. 44 Hình 3.4. Định tính hoạt độ enzyme α-amylase của các giống lúa…………….. 44 Hình 3.5. Sự biến động hàm lƣợng đƣờng tan các giống lúa ở giai đoạn nảy mầm……………………………………………..………………….. 45 Hình 3.6. Sự biến động hoạt độ của enzyme protease của các giống lúa………. 47 Hình 3.7. Ảnh định tính hoạt độ enzyme protease của các giống lúa………….. 48 Hình 3.8. Hàm lƣợng protein các giống lúa ở giai đoạn nảy mầm…………….. 49 Hình 3.9. Tỷ lệ thiệt hại do hạn của các giống lúa ở giai đoạn mạ…………….. 52 Hình 3.10. Chiều dài rễ của các giống lúa ở giai 7 ngày hạn……………………. 54 Hình 3.11. Đồ thị hình rada biểu thị khả năng chịu hạn của các giống lúa ở giai đoạn mạ…………………………………………………………….. 55 Hình 3.12. Ảnh các giống lúa trƣớc và sau 5 ngày gây hạn ở giai đoạn mạ…….. 57 Hình 3.13. Sự biến động hàm lƣợng proline ở giai đoạn mạ của các giống lúa… 58 Hình 3.14. Tốc độ mất nƣớc của mô sẹo các giống lúa sau khi xử lý thổi khô…. 60 Hình 3.15. Khả năng sống sót của mô sẹo sau khi xử lý thổi khô (%)…………. 62 Hình 3.16. Tốc độ sinh trƣởng tƣơng đối của mô sẹo sau 4 tuần nuôi cấy……… 62 Hình 3.17. Khả năng tái sinh cây từ mô sẹo sau khi xử lý thổi khô…………….. 63 Hình 3.18. Đánh giá khả năng chịu mất nƣớc của mô sẹo các giống lúa cạn…… 64 Hình 3.19. Khả năng phục hồi và tái sinh sau thổi khô của các giống lúa cạn ở mức độ mô sẹo………………………………………………………. 65 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên CHỮ VIẾT TẮT ABA Abscisic Acid ATPaza Adenosin triphosphatase (Enzym phân giải ATP giải phóng năng lƣợng) ADN Deoxyribose Nucleic Acid AFLP Amplified Fragment Length Polymorphism (Tính đa hình chiều dài các phân đoạn đƣợc nhân bản) ASTT Áp suất thẩm thấu 2,4D Axit 2,4 – Dichlorphenoxyacetic cADN Complementary ADN (ADN bổ sung đƣợc tổng hợp nhờ enzym phiên mã ngƣợc từ ARN thông tin) CS Cộng sự CSCHTĐ Chỉ số chịu hạn tƣơng đối ĐVHĐ Đơn vị hoạt độ ĐVMS Đơn vị mô sẹo EDTA Ethylene Diamin Tetraaxetic Acid HSP Heat shock protein (Protein sốc nhiệt) IRRI International Rice Research Institute (Viện nghiên cứu lúa quốc tế) Kb Kilobase MS Murashige Skoog (Môi trƣờng theo Murashige và Skoog) LEA Late Embryogenesis Abundant protein (Protein tổng hợp với số lƣợng lớn ở giai đoạn cuối của quá trình phát triển phôi) PCR Polymerase Chain Reaction (Phản ứng chuỗi polymerase) RAPD Random Amplified Polymorphism ADN (Phân tích ADN đa hình đƣợc nhân bản ngẫu nhiên) RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism (Phân tích chiều dài các phân đoạn ADN cắt hạn chế) sHSP Small heat shock protein (Protein sốc nhiệt nhỏ từ 10 - 30 kDa) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Lúa ( oryza Sativa L.) là nguồn lƣơng thực chủ yếu của hơn một nửa dân số trên thế giới. Ở Việt Nam, lúa là cây nông nghiệp có vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nghề trồng lúa ở Việt Nam có từ cổ xƣa và là trung tâm đa dạng về cây lúa trồng hiện nay [52]. Hiện hay hơn 60% dân số nƣớc ta sống bằng nghề trồng lúa , nên lúa không chỉ có ý nghĩa vế mặt an ninh lƣơng thực mà còn có giá trị về mặt kinh tế cho nông dân trồng lúa và đặc biệt quan trọng đối với những bà con dân tộc miền núi. Nƣớc ta có địa hình phức tạp 3/4 lãnh thổ là đồi núi, địa hình chia cắt và diễn biến khí hậu phức tạp, lƣợng mƣa phân bố không đều giữa các vùng và các miền trong năm [8], nên hạn có thể xảy ra bất cứ mùa nào, vùng nào trong năm. Lúa là loài cây trồng rất mẫn cảm với các điều kiện ngoại cảnh và là cây chịu hạn kém [40]. Những yếu tố sinh thái bất lợi tác động lên quá trình sinh trƣởng và phát triển của cây lúa nhƣ lƣợng mƣa nhiệt độ, ánh sáng... không thuận lợi. Trên thế giới, hàng năm hạn có thể làm giảm tới 70% năng suất cây trồng nói chung [68]. Ở Việt Nam, hàng năm trung bình mất khoảng 30 vạn tấn lƣơng thực do thiên tai, trong đó hạn đƣợc xem là nhân tố chình làm giảm năng xuất lúa [1]. Bên cạnh lúa nƣớc, lúa cạn cũng chiếm một vị trí quan trọng đối với nông dân, đặc biệt là dân miền núi. Lúa cạn phân bố ở vùng núi, địa hình đồi dốc. Việt Nam lúa cạn phân bố chủ yếu ở vùng Tây Bắc, Đông Bắc Bộ và Tây Nguyên, nơi có địa hình đồi núi, mƣa nhiều nhƣng lƣợng mƣa phân bố không đều dẫn đến hạn cục bộ xảy ra thƣờng xuyên. Do đó việc nghiên cứu tính chịu hạn và nâng cao khả năng chịu hạn cho cây lúa cạn là một thực tiễn quan trọng đƣợc nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu [1], [40]. Cây lúa cạn năng xuất thấp nhƣng lại thể hiện tính ƣu việt về khả năng chống chịu hạn tốt, thích nghi cao với điều kiện sinh thái khó khăn, có chất lƣợng gạo tốt, thơm, dẻo, phù hợp với thị hiếu ngƣời tiêu dùng và có tiềm năng phát triển để phục vụ cho xuất khẩu. Hiện nay các giống lúa đƣợc canh tác phân tán, tự phát, chƣa có khoanh vùng và định hƣớng phát triển làm cho nhiều giống lúa cạn có chất lƣợng bị Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 mất dần, diện tích trồng lúa bị thu hẹp. Vì vậy sƣu tập và tuyển chọn các giống lúa cạn có chất lƣợng tốt, khả năng chống chịu cao làm cơ sở cho chọn tạo giống trở thành một vấn đề cấp thiết. Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: “Đánh giá chất lƣợng và khả năng chịu hạn của một số giống lúa cạn Hà Giang”. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá chất lƣợng và khả năng chịu hạn của 5 giống lúa cạn trồng ở tỉnh Hà Giang. 3. Nội dung nghiên cứu - Phân loại các giống lúa nghiên cứu. - Đánh giá chất lƣợng hạt các giống lúa nghiên cứu. - Đánh giá khả năng chịu hạn ở giai đoạn hạt nảy mầm. - Đánh giá nhanh khả năng chịu hạn của các giống lúa nghiên cứu ở giai đoạn mạ ba lá - Đánh giá khả năng chịu hạn ở mức độ mô sẹo bằng kỹ thuật thổi khô. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu về cây lúa 1.1.1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa Cây lúa (Oryza sativa L) còn đƣợc gọi là lúa châu Á vì nó đƣợc thuần hoá từ lúa dại ở ba trung tâm đầu tiên vùng Đông Nam Á: Assam (Ấn Độ), biên giới Thái Lan – Myanmarr, Trung du Tây Bắc Việt Nam [30]. Theo tài liệu của Trung Quốc thì khoảng năm 2800 – 2700 TCN, ở Trung Quốc đã có nghề trồng lúa [6]. Markey và De Candolle, Roievich cho rằng nguồn gốc cây lúa trồng là ở Miền Nam Việt Nam và Campuchia [30]. Có tài liệu lại cho rằng nguồn gốc cây lúa là ở Miền Nam Việt Nam và Campuchia [22], [30]. Có giả thuyết lại cho rằng tổ tiên của lúa Oryza là một cây hoang dại trên siêu lục địa Gondwana cách đây ít nhất 130 triệu năm và phát tán khắp các châu lục trong quá trình trôi dạt lục địa [60]. Gutschin cho rằng cái nôi của nghề trồng lúa là ở chân dãy Himalaya đổ xuống các vùng đồng bằng Bengale, Assam, Thái Lan vì ở vùng này có nhiều loại lúa hoang dại và các giống lúa trồng phong phú [6]. Tuy có nhiều các tài liệu khác nhau, các khảo cổ đã chứng minh nguồn gốc khác nhau của cây lúa nhƣng đa số các tài liệu đều cho rằng nguồn gốc cây lúa là ở vùng đầm lầy Đông Nam Á, có thể thuộc nhiều quốc gia khác nhau, sau đó do khí hậu nhiệt đới nóng ẩm cây lúa đã lan rộng ra các vùng khác nhau [22], [30]. Lúa thuộc ngành thực vật có hoa (Angios Permes), lớp một lá mầm (Mono Cotyledones), bộ hòa thảo có hoa (Graminales), họ hòa thảo (Graminae), lúa trồng thuộc chi Oryza (có 24 hoặc 48 nhiễm sắc thể), có 23 loài phân bố khắp thế giới trong đó có hai loài lúa trồng. Loài Oryza sativa L. trồng phổ biến trên thế giới và phần lớn tập trung ở Châu Á bao gồm ba loài phụ: Japonica phân bố ở những nơi có vĩ độ cao (Bắc Trung Quốc, Nhật Bản, Triều Tiên), chịu rét cao, ít chịu sâu bệnh. Indica ( đƣợc trồng ở các nƣớc nhiệt đới và cận nhiệt đới nhƣ Việt Nam, Thái Lan, Ấn Độ, Mianma), có đặc điểm hạt dài, thân cao, mềm dễ đổ, chịu sâu bệnh, năng xuất thấp, mẫn cảm với ánh sáng. Javanica có đặc điểm trung gian, hạt dài, dày và rộng hơn hạt của Indica, chỉ đƣợc trồng ở vài nơi thuộc Indonesia [22] . Loài Oryza Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 gluberrima S. đƣợc trồng với một diện tích nhỏ thuộc Tây Phi. Sự tiến hóa của cây lúa gắn liền với sự tiến hóa của loài ngƣời đặc biệt ở châu Á [61]. Theo điều kiện sinh thái, cây lúa chia làm hai loại, lúa cạn và lúa nƣớc. Lúa cạn, đƣợc trồng vào mùa mƣa trên đất cao, đất thoát nƣớc tự nhiên, trên những chân ruộng không đắp bờ hoặc không có bờ và không có nƣớc dự trữ trên bề mặt. Theo nghiên cứu của nhiều tác giả thì lúa cạn do lúa nƣớc biến đổi thành và những giống lúa này có khả năng trồng đƣợc ở những vùng khô hạn, vẫn có khả năng sinh trƣởng phát triển bình thƣờng trên ruộng có nƣớc. Đây là một đặc tính nông học của lúa cạn, khác với cây trồng khác. Hiện nay có thể chia lúa cạn thành hai nhóm: Nhóm lúa cạn cổ truyền, bao gồm những giống lúa cạn địa phƣơng, thích nghi cao và tồn tại lâu đời, tính chống chịu cao, tuy nhiên giống lúa này có hạn chế là năng xuất thấp. Nhóm lúa không chủ động nƣớc hoặc sống nhờ nƣớc trời. Loại này đƣợc phân bố trên những nƣơng bằng, chân đồi thấp cố độ dốc dƣới 5o. Đây là những giống lúa cạn mới lai tạo, có khả năng chịu hạn trong những giai đoạn sinh trƣởng nhất định, hiệu xuất sử dụng nƣớc và tiềm năng năng xuất cao [16]. Năng xuất của các giống lúa cạn thƣờng thấp do hai nguyên nhân chủ yếu: Giống xấu và đất nghèo dinh dƣỡng, phát triển trên những vùng dân trí thấp và điều kiện canh tác kém [16]. Tuy năng xuất lúa cạn không cao, trung bình đạt 15 tạ/ha, nhƣng cây lúa cạn đã góp phần vào tổng sản lƣợng lúa một cách đáng kể (từ 20% - 40% ở những vùng sản xuất lƣơng thực khó khăn), góp phần giải quyết lƣơng thực tại chỗ cho nhân dân, giảm đƣợc công vận chuyển và chủ động lƣơng thực trong một khoảng thời gian nhất định, phù hợp với điều kiện của nhiều địa phƣơng. 1.1.2. Giá trị kinh tế của cây lúa Trên thế giới cơ cấu sản xuất lƣơng thực, lúa gạo chiếm 26,5%. Sản lƣợng lúa đã vƣợt lên đứng thứ nhất trong các cây lƣơng thực với tổng sản lƣợng là 650 triệu tấn/năm. Mặc dù diện tích trồng lúa gạo đứng sau lúa mì nhƣng sản lƣợng lúa năm 1993 đã đứng vị trí thứ nhất với tổng sản lƣợng là 573 triệu tấn/năm. Đặc biệt trong Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 những năm gần đây với sụ phát triển của khoa học kỹ thuật trong công tác chọn tạo giống và canh tác, phân bón thì năng xuất và chất lƣợng lúa gạo không ngừng tăng lên [6]. Trên thế giới khoảng 40% dân số coi lúa gạo là cây lƣơng thực chính, tới 25% dân số sử dụng lúa gạo trên 1/3 khẩu phần ăn hàng ngày. Ở Việt Nam 100% dân số sử dụng gạo làm lƣơng thực chính. Trong lúa gạo chứa đầy đủ các thành phần dinh dƣỡng nhƣ tinh bột (62,5%), protein (7-10%), lipit (1-3%), xenlulo (10,9%), nƣớc 11%...[22]. Ngoài ra gạo còn chứa một số chất khoáng và vitamin nhóm B, các axit amin thiết yếu nhƣ lizin, triptophan, threonin… chất lƣợng