Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Dưa lưới (Cucumis melo L.) thuộc họ Bầu bí (Cucurbitaceae) là loại rau ăn quả ngắn ngày có giá trị kinh tế cao, giàu tiền vitamin A ($\beta$-carotene), vitamin C, vitamin E cùng các khoáng chất như canxi, magie, sắt. Tại Việt Nam, dưa lưới chủ yếu được sản xuất từ các bộ giống lai $F_1$ nhập nội. Tuy nhiên, khả năng sinh trưởng, năng suất và mức độ chống chịu sâu bệnh của từng giống có sự phân hóa rõ rệt tùy thuộc vào điều kiện sinh thái của từng vùng. Mặt khác, tập quán canh tác truyền thống lạm dụng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật qua thời gian dài đã khiến nền đất suy thoái, khó kiểm soát dinh dưỡng và tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn thực phẩm.
Nhằm đáp ứng xu hướng tiêu dùng nông sản sạch và phát triển nền nông nghiệp bền vững, việc ứng dụng canh tác dưa lưới trên giá thể trong nhà màng kết hợp hệ thống tưới nhỏ giọt đang được mở rộng. Thách thức lớn hiện nay là chuyển đổi từ phân bón hóa học sang các nguồn dinh dưỡng hữu cơ tự nhiên, trong đó phân gà hữu cơ ủ hoai mục được xem là nguồn cung cấp dinh dưỡng khoáng và kali bổ sung quan trọng cho cây trồng. Từ thực tiễn đó, đề tài "Ảnh hưởng của lượng phân gà bổ sung đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của ba giống dưa lưới (Cucumis melo L.) canh tác hướng hữu cơ tại Thành phố Hồ Chí Minh" được thực hiện.
Mục tiêu của nghiên cứu là xác định giống dưa lưới có phẩm chất tốt, năng suất cao và lượng phân gà bón lót phù hợp theo quy trình bón phân hữu cơ trong điều kiện nhà màng tại Thành phố Hồ Chí Minh nhằm mang lại hiệu quả kinh tế tối ưu.
Nhiệm vụ nghiên cứu được văn bản xác định cụ thể gồm:
- Bố trí thí nghiệm trong nhà màng; theo dõi các chỉ tiêu sinh trưởng, phát dục, tình hình sâu bệnh hại, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của ba giống dưa lưới.
- Ghi nhận và đánh giá các đặc điểm hình thái cũng như phẩm chất thương phẩm của quả.
- Sơ bộ lượng toán hiệu quả kinh tế khi áp dụng hai mức phân gà bón lót trên ba giống dưa lưới khảo nghiệm.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Ba giống dưa lưới lai $F_1$ gồm AB Sweet (đối chứng), Lam Khuê và Golden Sweet; phân gà hữu cơ thương phẩm Ba Huân.
- Phạm vi không gian: Nhà màng tại Trại Thực nghiệm Khoa Nông học, Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh.
- Phạm vi thời gian: Từ tháng 05/2023 đến tháng 11/2023.
- Giới hạn nghiên cứu: Đề tài khảo nghiệm trong phạm vi hai mức phân gà bón lót và không thực hiện các phân tích chuyên sâu về chỉ tiêu hóa sinh phẩm chất quả (chỉ đánh giá độ brix, kích thước và độ dày thịt quả).
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và đối tượng nghiên cứu
Khóa luận dựa trên lý thuyết phân loại thực vật học, đặc điểm nông học của chi Cucumis ($2n = 2x = 24$) và sinh thái học cây dưa lưới. Cây yêu cầu nhiệt độ thích hợp 25–30 °C, ẩm độ 75–80%, thời gian chiếu sáng từ 8–12 giờ/ngày và ngưỡng pH đất tối ưu 6,0–6,8. Về dinh dưỡng hữu cơ, đề tài khai thác cơ chế bổ sung dinh dưỡng khoáng từ phân gà hoai mục phối hợp các nguồn dịch hữu cơ lỏng (đạm cá, dịch ủ từ phế phẩm dưa lưới) nhằm giảm thiểu hàm lượng nitrat và nâng cao độ tơi xốp, hệ vi sinh vật của giá thể xơ dừa - cát.
Phương pháp bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được thiết kế theo khối ô phụ (Split-Plot Design) với 6 nghiệm thức, lặp lại 4 lần (tổng cộng 24 ô thí nghiệm), diện tích mỗi ô là 3,6 $\text{m}^2$ ($0,8\text{m} \times 4,5\text{m}$), khoảng cách giữa các lần lặp lại là 1m, tổng diện tích khu thí nghiệm 166,1 $\text{m}^2$. Quy mô gồm 432 cây (18 cây/ô), trồng trong chậu vải không dệt thể tích 20 lít đặt trong nhà màng $600\text{ m}^2$ (cao 7,5 m, lưới chắn côn trùng 50 mesh, mái polyethylen có cửa thông gió 1,2 m).
- Yếu tố lô chính (Main plot - M) gồm 2 mức phân gà bón lót: $M_1$ (100 g/bầu 20 lít) và $M_2$ (200 g/bầu 20 lít).
- Yếu tố lô phụ (Subplot - G) gồm 3 giống dưa lưới: $G_1$ - AB Sweet (đối chứng, cung cấp bởi Công ty Nông Sinh Nguyên Khang), $G_2$ - Lam Khuê (Công ty Vedan), $G_3$ - Golden Sweet (Công ty TNHH Nông nghiệp công nghệ cao Nông Lâm Farm).
Nguồn vật liệu và dữ liệu
- Phân bón: Phân gà Ba Huân (chất hữu cơ 60%, N: 3,3%, $\text{P}_2\text{O}_5$: 2,3%, $\text{K}_2\text{O}$: 2,2%), khoáng hữu cơ (Ca 16%, Mg 19%, S 19%), đạm cá (N: 0,95%, $\text{P}_2\text{O}_5$: 0,27%, $\text{K}_2\text{O}$: 0,27%, Ca: 0,5%, Mg: 0,05%) và dịch ủ quả dưa lưới phế phẩm.
- Theo dõi thông số môi trường: Hệ thống cảm biến tự động thu thập giá trị EC dung dịch (dao động từ 1,01 đến 1,93 mS/cm) và pH (dao động từ 4,29 đến 6,22). Điều kiện nhiệt độ trung bình từ tháng 5 đến tháng 8/2023 đạt 28,3–30,1 °C, ẩm độ 78–83%.
- Chỉ tiêu theo dõi: Định kỳ 10 ngày/lần trên 5 cây ngẫu nhiên mỗi ô (chiều cao thân, số lá, ngày đậu quả, ngày thu hoạch, tỷ lệ bọ trĩ Thrips palmi, tỷ lệ bệnh phấn trắng Erysiphe cichoracearum, đường kính quả, chiều dài quả, độ dày thịt quả, độ brix, khối lượng quả, năng suất lý thuyết, năng suất thực thu, năng suất thương phẩm và hiệu quả kinh tế).
- Phương pháp xử lý thống kê: Xử lý dữ liệu ban đầu bằng Microsoft Excel; phân tích phương sai (ANOVA) và kiểm định phân hạng trung bình bằng trắc nghiệm Tukey/LSD ở mức ý nghĩa $\alpha = 0,05$ và $\alpha = 0,01$ trên phần mềm R phiên bản 4.3.0.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan tài liệu
Chương này tổng hợp các kiến thức nền tảng và tài liệu nghiên cứu liên quan đến cây dưa lưới:
- Nguồn gốc, phân loại và đặc điểm thực vật học: Dưa lưới có nguồn gốc từ Ấn Độ và Châu Phi; mô tả chi tiết hình thái rễ cái ăn sâu 0,6–1 m, rễ bất định, thân leo dài 3 m, cấu tạo hoa đực mọc chùm và hoa cái/hoa lưỡng tính đơn lẻ thụ phấn nhờ côn trùng; phân tích bảng thành phần dinh dưỡng theo chuẩn USDA (34 kcal năng lượng, 2780 $\mu\text{g}$ $\beta$-carotene, 10,9 mg vitamin C trên 100 g quả tươi).
- Yêu cầu ngoại cảnh và giá thể: Phân tích các ngưỡng nhiệt độ, ẩm độ, quang kỳ 8–12 giờ và các loại giá thể cát, mụn xơ dừa qua xử lý tanin.
- Dịch phân bón hữu cơ và quản lý dịch hại: Lợi ích của việc tận dụng đạm cá (chứa 12–13% đạm thô) và phế phẩm dưa lưới ủ vi sinh; nhận diện triệu chứng các đối tượng dịch hại chính: bọ trĩ (Thrips palmi), nhện đỏ (Tetranychus spp.), sâu ăn lá (Diaphania indica), rầy mềm (Aphis gossypii), bệnh chết rạp cây con (Rhizoctonia solani), bệnh sương mai (Pseudoperonospora cubensis), bệnh phấn trắng (Erysiphe cichoracearum) và nứt thân xì mủ (Mycosphaerella melonis).
- Tình hình nghiên cứu: Tổng thuật các công trình quốc tế (Wang et al., 2015 về phân compost gia cầm; Afrasas et al., 2011; Shafeek et al., 2015; Dasgan et al., 2017) và các nghiên cứu trong nước (Trương Thị Hồng Hải et al., 2018; Phạm Hữu Nguyên et al., 2018; Vũ Thị Ánh et al., 2013).
Chương 2: Vật liệu và phương pháp
Trình bày chi tiết toàn bộ điều kiện tiến hành thực nghiệm nông học:
- Mô tả địa điểm Trại Thực nghiệm Khoa Nông học (ĐH Nông Lâm TP.HCM) và thông số kỹ thuật nhà màng $600\text{ m}^2$.
- Thống kê điều kiện khí tượng: Ghi nhận nhiệt độ trung bình tháng 5/2023 ($30,1\text{ }^\circ\text{C}$), tháng 6/2023 ($29,5\text{ }^\circ\text{C}$), tháng 7/2023 ($28,1\text{ }^\circ\text{C}$).
- Đặc tính vật liệu: Giống AB Sweet (thời gian sinh trưởng 70–85 ngày sau trồng - NST, dạng quả oval dài, ruột cam), giống Lam Khuê (75–80 NST, quả oval vỏ xanh sậm), giống Golden Sweet (70–85 NST, vỏ vàng/lưới, ruột cam dày).
- Thiết lập quy trình bón phân hữu cơ bổ sung dinh dưỡng qua hệ thống tưới nhỏ giọt kết hợp bón lót phân gà theo 2 mức 100 g và 200 g/bầu.
- Công thức tính toán chi tiết cho các chỉ tiêu nông học, tỷ lệ sâu bệnh hại, các loại năng suất (lý thuyết, thực thu, thương phẩm) và chỉ tiêu kinh tế (chi phí, doanh thu, lợi nhuận, tỷ suất lợi nhuận).
Chương 3: Kết quả và thảo luận
Chương 3 tập trung phân tích các dữ liệu thực nghiệm thu thập được qua các giai đoạn sinh trưởng:
- Thời gian phát dục: Thời gian hình thành quả giữa các nghiệm thức dao động từ 29 đến 32 NST. Giống AB Sweet hình thành quả sớm nhất (29–30 NST), Lam Khuê trễ nhất (31 NST). Thời gian thu hoạch của giống Lam Khuê sớm nhất (76–79 NST), kế đến là AB Sweet (77–78 NST), giống Golden Sweet có thời gian thu hoạch dài nhất (82–83 NST).
- Đặc điểm sinh trưởng:
- Chiều cao cây: Ở 10 NST đạt 8,25–9,69 cm; ở 20 NST có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các giống, trong đó Golden Sweet đạt cao nhất (53,4 cm), Lam Khuê đạt 49,2 cm, AB Sweet đạt 47,2 cm; ở 30 NST chiều cao dao động 136,0–156,0 cm. Hai mức phân gà và tương tác giữa giống với phân bón không làm thay đổi chiều cao cây có ý nghĩa thống kê.
- Số lá trên thân chính: Đạt từ 5,40–5,92 lá (10 NST), 10,4–11,1 lá (20 NST) và 22,4–23,3 lá (30 NST); không có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê giữa các yếu tố thí nghiệm.
- Tình hình sâu bệnh hại: Tỷ lệ hại của bọ trĩ dao động từ 13,8% đến 14,3%; tỷ lệ nhiễm bệnh phấn trắng dao động từ 24,3% đến 26,4%. Sự khác biệt giữa các giống và các mức bón phân gà đều không có ý nghĩa thống kê ($p > 0,05$).
- Chỉ tiêu hình thái, phẩm chất quả và các yếu tố năng suất:
| Chỉ tiêu theo dõi |
AB Sweet ($G_1$) |
Lam Khuê ($G_2$) |
Golden Sweet ($G_3$) |
Mức 100g ($M_1$) |
Mức 200g ($M_2$) |
Mức ý nghĩa thống kê |
| Đường kính quả (cm) |
14,0 |
16,0 |
15,9 |
14,6 |
16,0 |
Giống ($ns$), Phân bón ($ns$) |
| Chiều dài quả (cm) |
17,7$^b$ |
18,0$^b$ |
19,3$^a$ |
18,1$^a$ |
18,6$^b$ |
Giống (**), Phân bón (*) |
| Độ brix (%) |
8,8 |
11,2 |
9,8 |
9,6 |
10,2 |
Giống ($ns$), Phân bón ($ns$) |
| Độ dày thịt quả (mm) |
25,0$^b$ |
23,1$^b$ |
29,4$^a$ |
25,9 |
25,7 |
Giống (**), Phân bón ($ns$) |
| Khối lượng quả (kg/cây) |
0,98 |
1,00 |
1,07 |
0,99 |
1,04 |
Giống ($ns$), Phân bón ($ns$) |
| Năng suất lý thuyết (tấn/1.000 $\text{m}^2$) |
2,55 |
2,61 |
2,78 |
2,57 |
2,70 |
Giống ($ns$), Phân bón ($ns$) |
| Năng suất thực thu (tấn/1.000 $\text{m}^2$) |
1,62$^b$ |
1,63$^b$ |
1,81$^a$ |
1,69 |
1,68 |
Giống (**), Phân bón ($ns$) |
| Năng suất thương phẩm (tấn/1.000 $\text{m}^2$) |
1,24$^c$ |
1,43$^b$ |
1,72$^a$ |
1,51 |
1,42 |
Giống (**), Phân bón ($ns$) |
*(Ghi chú: Các chữ cái khác nhau trong cùng một hàng thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê theo trắc nghiệm LSD; $ns$: không có ý nghĩa; : khác biệt ở mức $\alpha = 0,05$; **: khác biệt ở mức $\alpha = 0,01$).
- Hiệu quả kinh tế: Tổng chi phí đầu tư cho $1.000\text{ m}^2$ dao động từ 69.202.660 đồng ($M_1$) đến 71.802.660 đồng ($M_2$). Giống Golden Sweet ở mức bón 200g phân gà đạt doanh thu cao nhất, đem lại lợi nhuận 9.378.950 đồng/$1.000\text{ m}^2$/vụ với tỷ suất lợi nhuận đạt 0,13. Ngược lại, giống đối chứng AB Sweet cho lợi nhuận âm (thâm hụt từ -14.823.071 đến -16.453.639 đồng/$1.000\text{ m}^2$/vụ) do tỷ lệ quả thương phẩm thấp.
Kết quả và đóng góp
Kết quả nghiên cứu chính
- Xác định được sự vượt trội của giống dưa lưới Golden Sweet khi canh tác hướng hữu cơ trong nhà màng: đạt chiều dài quả 19,3 cm, độ dày thịt quả 29,4 mm (cao hơn hẳn so với AB Sweet 25,0 mm và Lam Khuê 23,1 mm).
- Năng suất thực thu của Golden Sweet đạt 1,81 tấn/$1.000\text{ m}^2$ và năng suất thương phẩm đạt 1,72 tấn/$1.000\text{ m}^2$, vượt trội có ý nghĩa thống kê so với Lam Khuê (1,63 và 1,43 tấn/$1.000\text{ m}^2$) và AB Sweet (1,62 và 1,24 tấn/$1.000\text{ m}^2$).
- Lượng phân gà bón lót (100g so với 200g/chậu 20L) chưa tạo ra sự sai khác có ý nghĩa thống kê đối với đa số các chỉ tiêu sinh trưởng (chiều cao, số lá), tỷ lệ sâu bệnh và năng suất thu hoạch; tuy nhiên mức 100g giúp chiều dài quả nhỉnh hơn và tối ưu hóa chi phí đầu vào.
- Giống Golden Sweet cho hiệu quả kinh tế cao nhất với lợi nhuận đạt 9.378.950 đồng/$1.000\text{ m}^2$/vụ (tỷ suất lợi nhuận 0,13), cao gấp hơn 2 lần so với các giống còn lại trong điều kiện khảo nghiệm.
Đóng góp thực tiễn
- Cung cấp dẫn liệu thực nghiệm chính xác về khả năng thích ứng của 3 giống dưa lưới lai thương mại trong mô hình canh tác hướng hữu cơ không sử dụng đất tại Thành phố Hồ Chí Minh.
- Đưa ra khuyến nghị kỹ thuật cụ thể về việc lựa chọn giống Golden Sweet và định lượng phân gà bón lót trong giá thể chậu vải không dệt cho các nông hộ và đơn vị sản xuất nông nghiệp công nghệ cao.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Đề tài chỉ được tiến hành trong một vụ duy nhất (từ tháng 05/2023 đến tháng 11/2023) tại một điểm nghiên cứu (Trại Thực nghiệm Khoa Nông học, ĐH Nông Lâm TP.HCM); số lượng mức phân gà khảo sát còn hẹp (chỉ 2 mức 100g và 200g); chưa tiến hành phân tích sâu các chỉ tiêu sinh hóa dinh dưỡng trong thịt quả (hàm lượng vitamin, axit hữu cơ, hàm lượng đường tổng số).
- Hướng nghiên cứu tiếp: Cần tiếp tục bố trí thử nghiệm bộ giống dưa lưới này qua nhiều mùa vụ khác nhau trong năm và trên các vùng sinh thái lân cận; mở rộng dải nghiệm thức liều lượng phân gà cũng như kết hợp thêm các dạng phân hữu cơ sinh học khác để hoàn thiện quy trình canh tác hữu cơ chuẩn hóa.
Giá trị tham khảo
Bản khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho:
- Sinh viên, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Nông học, Khoa học Cây trồng, Bảo vệ Thực vật và Nông nghiệp Công nghệ cao trong việc xây dựng phương pháp bố trí thí nghiệm ô phụ (Split-Plot Design) trên cây trồng nhà màng.
- Kỹ sư nông nghiệp và các chủ trang trại đang vận hành hệ thống nhà màng ứng dụng tưới nhỏ giọt canh tác cây ăn quả ngắn ngày theo định hướng hữu cơ.
- Các nội dung có giá trị tham khảo cao gồm: quy trình pha trộn và kiểm soát dung dịch dinh dưỡng hữu cơ (đạm cá, dịch ủ dưa phế phẩm), phương pháp theo dõi và xử lý thống kê các chỉ tiêu sinh trưởng - năng suất bằng ngôn ngữ R, và bảng dự toán chi phí - hạch toán kinh tế chi tiết cho quy mô $1.000\text{ m}^2$.
Câu hỏi thường gặp
1. Thí nghiệm sử dụng những giống dưa lưới nào và nguồn gốc từ đâu?
Thí nghiệm sử dụng ba giống dưa lưới lai $F_1$: giống đối chứng AB Sweet do Công ty Nông Sinh Nguyên Khang cung cấp, giống Lam Khuê do Công ty Vedan cung cấp và giống Golden Sweet do Công ty TNHH Nông nghiệp công nghệ cao Nông Lâm Farm cung cấp.
2. Hai mức phân gà bón lót được bố trí trong thí nghiệm là bao nhiêu?
Hai mức phân gà bón lót (sử dụng phân gà hữu cơ Ba Huân) được bố trí ở yếu tố lô chính gồm: mức $M_1$ là 100 gam/bầu 20 lít và mức $M_2$ là 200 gam/bầu 20 lít.
3. Giống dưa lưới nào cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất trong thí nghiệm?
Giống Golden Sweet cho kết quả tốt nhất với năng suất thực thu đạt 1,81 tấn/$1.000\text{ m}^2$, năng suất thương phẩm đạt 1,72 tấn/$1.000\text{ m}^2$, độ dày thịt quả lớn nhất (29,4 mm) và đem lại lợi nhuận cao nhất là 9.378.950 đồng/$1.000\text{ m}^2$/vụ (tỷ suất lợi nhuận 0,13).
4. Tình hình bọ trĩ và bệnh phấn trắng diễn biến ra sao giữa các nghiệm thức?
Tỷ lệ bọ trĩ gây hại dao động từ 13,8% đến 14,3% và tỷ lệ bệnh phấn trắng dao động từ 24,3% đến 26,4%. Cả hai đối tượng dịch hại này đều không có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê giữa 3 giống dưa lưới cũng như giữa 2 mức phân gà bón lót.
5. Dinh dưỡng bổ sung dạng lỏng trong quá trình tưới gồm những thành phần nào?
Ngoài phân gà bón lót và khoáng hữu cơ, nguồn dinh dưỡng hòa tan cung cấp qua hệ thống tưới nhỏ giọt gồm có dịch đạm cá (N: 0,95%, $\text{P}_2\text{O}_5$: 0,27%, $\text{K}_2\text{O}$: 0,27%, Ca: 0,5%, Mg: 0,05%) và dịch ủ từ phế phẩm quả dưa lưới (N: 0,228%, $\text{P}_2\text{O}_5$: 0,06%, $\text{K}_2\text{O}$: 0,078%, Ca: 0,15%).
Kết luận
Khóa luận đã hoàn thành việc đánh giá thực nghiệm ảnh hưởng của hai mức phân gà bón lót đến ba giống dưa lưới canh tác hướng hữu cơ trong nhà màng tại Thành phố Hồ Chí Minh. Kết quả chứng minh giống Golden Sweet thích nghi tốt nhất, vượt trội về độ dày thịt quả, chiều dài quả, năng suất thương phẩm (1,72 tấn/$1.000\text{ m}^2$) và đạt tỷ suất lợi nhuận 0,13. Liều lượng phân gà bón lót 100g hay 200g/chậu 20L không tạo ra sự khác biệt có ý nghĩa thống kê đến năng suất và mức độ phát sinh sâu bệnh, do đó mức 100g là lựa chọn hợp lý để tiết kiệm chi phí sản xuất. Công trình cung cấp cơ sở thực tiễn có giá trị cho việc mở rộng sản xuất dưa lưới chất lượng cao theo quy trình hữu cơ bền vững.
