Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đề tài thuộc chuyên ngành Công nghệ sản xuất Rau Hoa Quả (Khoa Nông Học, Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên), do sinh viên Tăng Thị Dung thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Hà Duy Trường vào năm 2017. Nghiên cứu thuộc loại hình thực nghiệm nông học đồng ruộng kết hợp điều tra, khảo sát thực trạng sản xuất nông hộ.

Bối cảnh nghiên cứu xuất phát từ thực tiễn chuyển dịch cơ cấu cây trồng tại tỉnh Bắc Kạn, cụ thể là huyện Bạch Thông và xã Sỹ Bình. Hợp tác xã (HTX) Bình Sơn (thành lập tháng 12/2015 tại xã Sỹ Bình với 18 thành viên, quy mô canh tác 6,5 ha) đã định hướng sản xuất rau an toàn và được Chi cục Quản lý chất lượng nông lâm sản, thủy sản Bắc Kạn cấp giấy chứng nhận cơ sở đủ điều kiện an toàn thực phẩm vào tháng 10/2016. Tuy nhiên, việc canh tác rau màu tại địa phương còn gặp nhiều khó khăn: đất đai canh tác chủ yếu là đồi núi dốc, nguồn nước tưới thiếu hụt trong mùa khô, hoạt động tiêu thụ còn manh mún và nguy cơ bị cạnh tranh bởi sản phẩm không rõ nguồn gốc.

Đối với cây dưa lê (đặc biệt là các giống dưa lê nhập nội chất lượng cao), khảo sát thực tế tại tỉnh Bắc Kạn chỉ ra các hạn chế lớn:

  • Năng suất cây trồng chưa ổn định, khả năng chống chịu sâu bệnh còn yếu.
  • Độ ngọt (độ Brix) và hương thơm của quả còn thấp.
  • Tình trạng lạm dụng phân bón vô cơ (đặc biệt là phân đạm) dẫn đến nguy cơ dư lượng nitrat ($NO_3^-$) vượt ngưỡng cho phép, trong khi việc sử dụng phân bón hữu cơ chưa cân đối, chủ yếu tận dụng phân tự có chưa qua xử lý chuẩn hóa.

Mục tiêu nghiên cứu được xác định cụ thể:

  • Xác định được tỷ lệ thích hợp của phân chuồng hoai mục đến sự sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng của giống dưa lê Đài Loan trong vụ Xuân - Hè năm 2017 tại tỉnh Bắc Kạn.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Giống dưa lê lai F1 siêu ngọt CAAP số 1 Đài Loan; phân hữu cơ (phân chuồng ủ hoai mục) phối hợp với các mức phân khoáng vô cơ (Đạm Urê, Supe lân Lâm Thao, Kali clorua) và vôi bột.
  • Phạm vi không gian: HTX Bình Sơn, xã Sỹ Bình, huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn.
  • Phạm vi thời gian: Từ tháng 01/2017 đến tháng 05/2017 (vụ Xuân - Hè 2017).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng trên cơ sở lý thuyết về nhu cầu dinh dưỡng khoáng và sinh lý của cây dưa lê. Cây dưa lê thích hợp trên đất thịt nhẹ, cát pha, tơi xốp, thoát nước tốt, pH từ 5,5 - 6,5, hàm lượng mùn > 2%, nhiệt độ sinh trưởng từ 24 - 35°C. Để đạt năng suất 15 tấn quả/ha, cây dưa lê lấy đi từ đất khoảng 112 kg N, 45 kg $P_2O_5$, 97 kg $K_2O$, 300 kg CaO, 45 kg MgO, 100 kg $SiO_2$, 4 kg S, 180 g Zn, 50 g B và 4 g Fe. Tác giả phân tích cụ thể vai trò của từng chất dinh dưỡng: Đạm (N) phát triển thân lá; Lân (P) phát triển rễ và phân hóa mầm hoa; Kali (K) vận chuyển đường và làm săn chắc mô quả; Canxi (CaO) khử chua đất và hạn chế thối rễ; Magie (MgO) tăng cường hiệu suất quang hợp; Silic ($SiO_2$) làm dày lớp cutin chống sâu bệnh; các vi lượng (Zn, B, Fe) kích thích enzyme tạo hương vị đặc trưng.

Phương pháp nghiên cứu bao gồm:

  1. Phương pháp thu thập dữ liệu thứ cấp: Thu thập tài liệu, báo cáo từ Sở NN&PTNT tỉnh Bắc Kạn, Trạm Khí tượng Thủy văn thị xã Bắc Kạn, số liệu thống kê FAO STAT (2016).
  2. Phương pháp điều tra sơ cấp: Phỏng vấn trực tiếp bằng bảng hỏi đối với 10/18 thành viên được chọn ngẫu nhiên trong HTX Bình Sơn về tập quán sử dụng phân bón và sản xuất rau.
  3. Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng: Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) gồm 3 công thức, 3 lần nhắc lại (tổng cộng 9 ô thí nghiệm). Kích thước mỗi ô là $2m \times 6m = 12m^2$, tổng diện tích thí nghiệm là $108m^2$ (chưa kể dải bảo vệ). Mật độ trồng 13.333 cây/ha (khoảng cách $50cm \times 1,5m$, lên luống cao 25 - 30cm, trồng 2 hàng kép).
    • Công thức 1 (Đối chứng - ĐC): 20 tấn phân chuồng hoai mục + 500 kg vôi bột + 120 kg N + 100 kg $P_2O_5$ + 120 kg $K_2O$/ha.
    • Công thức 2 (CT2): 25 tấn phân chuồng hoai mục + 500 kg vôi bột + 120 kg N + 100 kg $P_2O_5$ + 120 kg $K_2O$/ha.
    • Công thức 3 (CT3): 30 tấn phân chuồng hoai mục + 500 kg vôi bột + 120 kg N + 100 kg $P_2O_5$ + 120 kg $K_2O$/ha.
  4. Quy trình canh tác và theo dõi chỉ tiêu: Tuân thủ Tiêu chuẩn ngành 10TCN 219-2006 (đánh giá khảo nghiệm dưa lê). Điều tra sâu bệnh hại theo Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QCVN 01-38:2010/BNN&PTNT. Định lượng đường tổng số theo phương pháp Bertrand; đo độ Brix bằng khúc xạ kế tại phòng thí nghiệm Rau - Quả.
  5. Phương pháp xử lý số liệu: Tính toán trung bình, phương sai, sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ($LSD_{0.05}$), hệ số biến động ($CV%$) và độ tin cậy ($P$) bằng phần mềm chuyên dụng IRRISTAT và Microsoft Excel.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tổng quan về thực trạng sản xuất tại HTX Bình Sơn, quá trình chuyển đổi 2,5 ha rau vụ đông năm 2016 (tiêu thụ 10 tấn cà chua, 8 tấn su hào, 15 tấn bắp cải, thu nhập xã viên 4 - 5 triệu đồng/tháng). Nêu rõ sự cần thiết phải nghiên cứu phân bón hữu cơ nhằm giải quyết các tồn tại về chất lượng, dư lượng hóa chất và nâng cao hiệu quả kinh tế cho giống dưa lê Đài Loan tại địa phương.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng hợp các số liệu toàn cầu và trong nước:

  • Số liệu FAO (2014): Diện tích trồng dưa lê thế giới đạt 11.788,08 nghìn ha, sản lượng 29.626 nghìn tấn, năng suất 25,13 tấn/ha; Trung Quốc dẫn đầu diện tích (4.440,63 nghìn ha). Bỉ xuất khẩu lớn nhất (10.650 tấn), Hoa Kỳ nhập khẩu nhiều nhất (63.439 tấn).
  • Việt Nam: Diện tích rau cả nước khoảng 850 ngàn ha, sản lượng 15 triệu tấn. Dưa lê phát triển mạnh tại Hải Dương, Bắc Ninh, Hưng Yên, Bắc Giang... nhưng gặp khó khăn do trên 80% hạt giống phải nhập khẩu và kỹ thuật canh tác của nông dân còn nhiều hạn chế.
  • Điều kiện tự nhiên xã Sỹ Bình: Diện tích tự nhiên 2.751,56 ha, địa hình núi đá chiếm 90% với độ dốc 26 - 30°, đất sản xuất nông nghiệp chiếm 397,21 ha (14,44%), địa hình chia cắt mạnh gây khó khăn cho nguồn nước tưới.

Phần 3: Nội dung và phương pháp thực hiện

Trình bày chi tiết lịch trình thí nghiệm (ủ hạt ngày 09/02/2017, ươm ngày 14/02/2017, trồng ra ruộng ngày 15/03/2017), kỹ thuật bón phân (bón lót 100% phân chuồng, lân, vôi + 20% đạm + 30% kali; bón thúc chia làm 3 đợt), kỹ thuật cắm giàn cao 50cm, bấm ngọn thân chính ở 4 - 5 lá thật và nhánh cấp 1, cấp 2 ở 4 - 5 lá để giữ 3 - 5 quả/cây. Mô tả chi tiết công thức tính toán các chỉ tiêu sinh trưởng, tỷ lệ hại của bọ dưa, bệnh chết héo cây con, cấu thành năng suất và chất lượng quả.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này phân tích các chuỗi dữ liệu thực nghiệm thu được trong vụ Xuân - Hè 2017:

  1. Điều kiện thời tiết vụ Xuân - Hè 2017 tại Bạch Thông: Nhiệt độ tăng dần từ tháng 2 ($11 - 24^\circ C$) đến tháng 5 ($20 - 35^\circ C$). Giai đoạn tháng 2 đến giữa tháng 3 có nhiệt độ thấp làm kéo dài thời gian cây con ở vườn ươm. Tháng 4 và 5 nhiệt độ đạt $25 - 32^\circ C$, ẩm độ $60 - 87%$, lượng mưa $140 - 165mm$, thuận lợi cho giai đoạn phân hóa mầm hoa và đậu quả.
  2. Khảo sát tập quán bón phân của nông hộ: Điều tra 10 xã viên cho thấy 100% có dùng phân hữu cơ, nhưng chỉ 60% có ủ hoai mục trước khi bón; 70% chưa từng tham gia tập huấn kỹ thuật sử dụng phân bón; 100% sản phẩm chịu biến động giá thị trường.
  3. Thời gian sinh trưởng: Thời gian ủ hạt (4 ngày), mọc mầm (10 ngày), ra lá thật (18 ngày) ở cả 3 công thức là tương đương. Thời gian từ gieo đến ra hoa có sự chênh lệch: CT1 (47 ngày), CT2 (50 ngày), CT3 (52 ngày).
  4. Động thái tăng trưởng chiều cao và ra lá:
    • Chiều cao cây ở thời điểm 70 ngày sau trồng: CT2 đạt cao nhất ($164,33cm$), tiếp theo là CT3 ($154,9cm$) và CT1 ($152,9cm$), sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ($P < 0,05; LSD_{0.05} = 2,0$).
    • Số lá trên cây ở thời điểm 70 ngày sau trồng: CT2 đạt cao nhất ($65,66$ lá), CT3 đạt $63,26$ lá, CT1 đạt $54,6$ lá ($P < 0,05; LSD_{0.05} = 5,16$).
Chỉ tiêu nông học (70 ngày sau trồng) CT1 (Đối chứng: 20 tấn PHC/ha) CT2 (25 tấn PHC/ha) CT3 (30 tấn PHC/ha) $P$ $CV%$ $LSD_{0.05}$
Chiều cao cây ($cm$) 152,90 164,33 154,90 < 0,05 7,23 2,00
Số lá/thân chính (lá) 54,60 65,66 63,26 < 0,05 3,70 5,16
  1. Tình hình sâu bệnh hại: Tỷ lệ bệnh chết héo cây con ở cả 3 công thức đều ở mức $20,00%$. Tỷ lệ bọ dưa cắn lá: CT1 ($22,66%$), CT2 ($21,33%$), CT3 ($24,00%$). Sử dụng Ridomil Gold ($50g/16$ lít) và Altach 5EC ($20ml/16$ lít) đã khống chế hiệu quả dịch hại.
  2. Khả năng ra hoa và đậu quả: CT2 cho số hoa toàn cây cao nhất ($61,2$ hoa) và số quả đậu toàn cây cao nhất ($9,53$ quả), so với CT1 ($57,4$ hoa; $7,8$ quả) và CT3 ($58,33$ hoa; $8,6$ quả) với $P < 0,05$.
  3. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất:
Công thức Số quả TB/cây (quả) Khối lượng TB/quả ($g$) Năng suất lý thuyết (tấn/ha) Năng suất thực thu (tấn/ha)
CT1 (ĐC) 5,00 333,00 23,60 9,00
CT2 6,80 338,00 34,70 13,33
CT3 6,00 421,00 33,32 11,61
$P$ - - < 0,05 < 0,05
$CV%$ - - 7,40 6,90
$LSD_{0.05}$ - - 1,01 0,58
  1. Hình thái và chất lượng quả: Màu sắc vỏ quả ở CT2 và CT3 chuyển sang vàng nhạt xen xanh nhạt khi chín, thịt quả màu trắng xanh. Các chỉ tiêu kích thước và chất lượng thịt quả ở CT2 đạt giá trị cao nhất:
Công thức Đường kính quả ($cm$) Bề dày thịt quả ($cm$) Độ Brix ($%$)
CT1 (ĐC) 8,30 1,23 7,10
CT2 10,50 2,16 10,90
CT3 9,00 1,65 8,00
$P$ < 0,05 < 0,05 < 0,05
$CV%$ 5,70 9,80 7,20
$LSD_{0.05}$ 0,80 0,33 0,90

Phần 5: Kết luận và đề nghị

Đưa ra kết luận tổng hợp về công thức tối ưu cho sản xuất và các đề xuất kỹ thuật đối với nông hộ tại địa bàn nghiên cứu.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

  • Xác định được mức bón 25 tấn phân chuồng hoai mục/ha (kết hợp 500 kg vôi bột + 120 kg N + 100 kg $P_2O_5$ + 120 kg $K_2O$) ở Công thức 2 là công thức phù hợp nhất cho giống dưa lê Đài Loan trong vụ Xuân - Hè tại Bắc Kạn.
  • Năng suất thực thu của CT2 đạt 13,33 tấn/ha, cao hơn đối chứng CT1 (9,00 tấn/ha) là 4,33 tấn/ha và cao hơn CT3 (11,61 tấn/ha) là 1,72 tấn/ha ($P < 0,05$).
  • Chất lượng thương phẩm ở CT2 vượt trội: Độ Brix đạt $10,9%$ (so với đối chứng $7,1%$ và CT3 $8,0%$), bề dày thịt quả đạt $2,16cm$ (so với đối chứng $1,23cm$), đường kính quả đạt $10,5cm$.

Giải pháp và khuyến nghị kỹ thuật

  • Tác giả khuyến nghị áp dụng lượng bón 25 tấn phân chuồng hoai mục/ha vào quy trình canh tác dưa lê của HTX Bình Sơn và các vùng lân cận có điều kiện sinh thái tương đương.
  • Áp dụng nghiêm ngặt kỹ thuật ủ hoai mục phân chuồng trước khi bón, không sử dụng phân tươi để phòng tránh bệnh hại rễ.
  • Thực hiện đầy đủ quy trình bón phân lót và bón thúc 3 đợt, kết hợp bấm ngọn tỉa cành định quả (chỉ giữ 3 - 5 quả/cây) và áp dụng quản lý dịch hại tổng hợp (IPM).

Đóng góp của đề tài

  • Cung cấp dẫn liệu thực nghiệm về ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ đến sinh trưởng, năng suất và độ Brix của giống dưa lê lai F1 CAAP số 1 Đài Loan tại vùng đồi núi huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn.
  • Cung cấp cơ sở thực tiễn để HTX Bình Sơn hoàn thiện quy trình sản xuất dưa lê đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm, góp phần đa dạng hóa cơ cấu cây trồng vụ Xuân - Hè tại địa phương.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Nghiên cứu mới được triển khai trong phạm vi 1 vụ gieo trồng (vụ Xuân - Hè năm 2017) tại một địa điểm duy nhất (HTX Bình Sơn, xã Sỹ Bình). Điều kiện thời tiết có đợt rét lạnh kéo dài trong tháng 2 và tháng 3 đã ảnh hưởng nhất định đến giai đoạn vườn ươm và hồi xanh của cây con. Khảo sát nông hộ chỉ thực hiện trên cỡ mẫu nhỏ (10 thành viên HTX).
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Cần tiếp tục lặp lại thí nghiệm trong các vụ tiếp theo và mở rộng sang các vùng sinh thái khác trong tỉnh Bắc Kạn để kiểm chứng tính ổn định của công thức phân bón; nghiên cứu bổ sung ảnh hưởng của các dạng phân hữu cơ vi sinh, phân bón lá và phân tích định lượng dư lượng nitrat ($NO_3^-$) trong sản phẩm sau thu hoạch.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng tham khảo: Sinh viên, học viên chuyên ngành Nông học, Trồng trọt, Công nghệ sản xuất Rau Hoa Quả, Khoa học Cây trồng; cán bộ kỹ thuật nông nghiệp, khuyến nông viên tại các tỉnh miền núi phía Bắc.
  • Phần nội dung có giá trị tham khảo cao:
    • Quy trình thiết kế thí nghiệm đồng ruộng RCBD và phương pháp theo dõi các chỉ tiêu sinh trưởng, sinh lý, cấu thành năng suất theo Tiêu chuẩn 10TCN 219-2006.
    • Bảng số liệu chi tiết về tương quan giữa các mức bón phân chuồng hoai mục với động thái tăng trưởng thân lá, tỷ lệ đậu quả, độ Brix và bề dày thịt quả của giống dưa lê F1 Đài Loan.

Câu hỏi thường gặp

1. Giống dưa lê và mật độ khoảng cách trồng trong thí nghiệm được bố trí như thế nào? Khóa luận sử dụng giống dưa lê lai F1 siêu ngọt CAAP số 1 Đài Loan. Mật độ trồng thí nghiệm là 13.333 cây/ha, bố trí trồng 2 hàng kép trên mặt luống cao 25 - 30cm, khoảng cách cây $50cm \times 1,5m$, mỗi hốc trồng 1 cây.

2. Công thức phân bón nào mang lại năng suất và phẩm chất dưa lê cao nhất? Công thức 2 với mức bón 25 tấn phân chuồng hoai mục + 500 kg vôi bột + 120 kg N + 100 kg $P_2O_5$ + 120 kg $K_2O$/ha mang lại hiệu quả cao nhất. Công thức này đạt năng suất thực thu 13,33 tấn/ha, độ Brix $10,9%$, bề dày thịt quả $2,16cm$ và đường kính quả $10,5cm$, vượt trội có ý nghĩa so với đối chứng ($P < 0,05$).

3. Tại sao công thức bón 30 tấn phân chuồng/ha (CT3) lại cho năng suất thực thu và độ Brix thấp hơn công thức bón 25 tấn/ha (CT2)? Khi tăng lượng phân chuồng lên 30 tấn/ha (CT3), cây có xu hướng sinh trưởng sinh dưỡng mạnh, thời gian ra hoa bị kéo dài (52 ngày so với 50 ngày ở CT2), số hoa và số quả đậu trên toàn cây giảm ($58,33$ hoa và $8,6$ quả đậu ở CT3 so với $61,2$ hoa và $9,53$ quả đậu ở CT2), dẫn đến năng suất thực thu (11,61 tấn/ha) và độ Brix ($8,0%$) thấp hơn CT2.

4. Ruộng thí nghiệm xuất hiện những loại sâu bệnh hại nào và tác giả đã xử lý bằng biện pháp gì? Trên ruộng thí nghiệm xuất hiện bệnh chết héo cây con (tỷ lệ $20,00%$ ở cả 3 công thức) và bọ dưa cắn lá ($21,33% - 24,00%$). Tác giả đã xử lý bệnh chết héo cây con bằng thuốc Ridomil Gold với liều lượng $50g/16$ lít nước, và phòng trừ bọ dưa cắn lá bằng thuốc Altach 5EC với liều lượng $20ml/16$ lít nước kết hợp bắt bằng tay/vợt.

5. Kết quả khảo sát 10 hộ xã viên tại HTX Bình Sơn chỉ ra những hạn chế nào trong tập quán sử dụng phân bón? Mặc dù $100%$ số hộ được hỏi có sử dụng phân hữu cơ, nhưng có tới $40%$ số hộ không thực hiện ủ hoai mục phân chuồng trước khi bón; $50%$ số hộ chưa được hướng dẫn kỹ thuật bón phân và $70%$ số hộ chưa từng được tham gia các lớp tập huấn kỹ thuật sử dụng phân bón cho cây trồng.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Tăng Thị Dung đã hoàn thành việc đánh giá thực nghiệm ảnh hưởng của các mức bón phân chuồng hoai mục đến giống dưa lê F1 Đài Loan tại HTX Bình Sơn, xã Sỹ Bình, huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn trong vụ Xuân - Hè 2017. Kết quả nghiên cứu khẳng định công thức bón 25 tấn phân chuồng hoai mục/ha (kết hợp 500 kg vôi bột, 120 kg N, 100 kg $P_2O_5$, 120 kg $K_2O$) cho hiệu quả tối ưu với năng suất thực thu đạt 13,33 tấn/ha và độ Brix đạt $10,9%$. Công trình cung cấp quy trình kỹ thuật cụ thể và luận cứ khoa học thực tiễn phục vụ việc phát triển vùng sản xuất dưa lê an toàn tại địa phương.