Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Cây thanh long (Hylocereus undatus, Haw) thuộc họ xương rồng (Cactaceae), có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới Trung và Bắc Mỹ, được du nhập vào Việt Nam khoảng 100 năm trước và phát triển mạnh thành cây ăn quả hàng hóa từ giai đoạn 1989–1990. Giống thanh long ruột đỏ (H14 - Long Định 1) được lai tạo bởi Viện Nghiên cứu Cây ăn quả miền Nam thông qua tổ hợp lai giữa thanh long ruột trắng Bình Thuận và thanh long ruột đỏ Colombia. Giống này mang nhiều ưu điểm vượt trội về giá trị dinh dưỡng (hàm lượng vitamin, khoáng chất, chất xơ và hợp chất chống oxy hóa cao) cùng hình thức vỏ đỏ tươi sáng, ruột đỏ thẫm.

Tại miền Bắc Việt Nam, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng là địa phương miền núi có diện tích canh tác thanh long tương đối tập trung so với các vùng lân cận, đặc biệt tại xã Minh Thanh dọc theo trục Quốc lộ 34 với hơn 10 ha và 108 hộ tham gia canh tác. Điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng cao (nhiệt độ trung bình 20°C, lượng mưa trung bình 1.670 mm/năm) và địa hình đất dốc thoải xen đá vôi, bãi bồi ven sông tại đây phù hợp cho sự sinh trưởng của cây thanh long. Tuy nhiên, sản xuất thực tế tại địa phương còn mang tính nhỏ lẻ, thủ công, chịu ảnh hưởng bất thuận từ thời tiết và sự gây hại của côn trùng, chim, chuột, sâu bệnh dẫn đến hiện tượng rám nắng, nứt quả và thối hỏng. Người dân chưa áp dụng các biện pháp kỹ thuật bảo vệ quả trước thu hoạch, khiến năng suất, phẩm cấp quả và giá trị thương phẩm còn thấp so với tiềm năng.

Nhằm giải quyết các hạn chế nêu trên, đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại vật liệu bao quả đến năng suất, chất lượng giống thanh long ruột đỏ H14 tại huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng" được thực hiện với các mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể:

  • Mục tiêu nghiên cứu: Xác định được loại vật liệu bao quả thích hợp nhằm nâng cao năng suất và chất lượng của giống thanh long ruột đỏ H14 tại huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng.
  • Yêu cầu và nhiệm vụ nghiên cứu (4 nhiệm vụ):
    1. Nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu bao quả đến tốc độ tăng trưởng chiều dài và đường kính quả.
    2. Nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu bao quả đến thời gian thu hoạch quả.
    3. Nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu bao quả đến năng suất và chất lượng quả.
    4. Nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu bao quả đến khả năng phòng chống sâu bệnh hại.
  • Đối tượng nghiên cứu: Giống thanh long ruột đỏ H14 (Hylocereus polyrhizus).
  • Phạm vi nghiên cứu:
    • Không gian: Vườn thanh long của hộ gia đình anh Hoàng Văn Duy tại xã Minh Thanh, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng.
    • Thời gian: Từ tháng 6 năm 2016 đến tháng 12 năm 2016.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở khoa học và phân loại thực vật

Cây thanh long là loài cây ưa sáng, phát triển tối ưu ở ngưỡng nhiệt độ 15°C – 35°C, nở hoa trong điều kiện ngày dài (quang kỳ). Hệ rễ gồm hai loại: rễ địa sinh (tập trung ở tầng đất mặt 0–30 cm để hút dinh dưỡng) và rễ khí sinh (giúp thân bám vào trụ đỡ). Thân cành 3 cánh mọng nước có khả năng chịu hạn cao, hoa lưỡng tính kích thước lớn (dài 25–35 cm), nở về đêm (tập trung từ 20–23 giờ) và tàn sau 2–3 ngày. Quả là dạng quả mọng hình bầu dục, vỏ chiếm 5–7% khối lượng.

Theo phân loại thực vật học của Gunasena và cộng sự (2007), chi Hylocereus và Selenicereus gồm nhiều loài thương phẩm:

  • Hylocereus undatus: Vỏ đỏ, ruột trắng.
  • Hylocereus polyrhizus (hoặc Hylocereus costaricensis): Vỏ đỏ, ruột đỏ.
  • Selenicereus megalanthus: Vỏ vàng, ruột trắng.

Biện pháp bao quả trước thu hoạch tạo ra vi khí hậu thuận lợi quanh vỏ quả, ngăn cản tác động cơ học của gió gây trầy xước, hạn chế nấm bệnh và vi khuẩn xâm nhiễm qua vết thương, ngăn chặn sự chích hút của ruồi đục quả và côn trùng, giảm thiểu tác động của bức xạ mặt trời gây rám nắng, đồng thời cách ly quả với thuốc bảo vệ thực vật, góp phần tăng kích thước và cải thiện độ bóng đẹp của vỏ.

Phương pháp bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm đồng ruộng được thiết lập theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với 3 lần nhắc lại (NLI, NLII, NLIII). Mỗi ô thí nghiệm gồm 3 trụ thanh long đồng đều về tuổi và sức sinh trưởng:

  • Công thức 1 (CT1 - Đối chứng): Không bao quả.
  • Công thức 2 (CT2): Bao quả bằng túi lưới.
  • Công thức 3 (CT3): Bao quả bằng túi chuyên dụng.

Quy trình thực hiện: Quả được tiến hành bao bọc tại thời điểm sau khi đậu quả 7 ngày. Trước khi bao, toàn bộ diện tích thí nghiệm được phun xử lý phòng trừ rệp và muội hại quả.

Chỉ tiêu theo dõi và phương pháp thu thập số liệu

  • Động thái tăng trưởng kích thước quả: Theo dõi định kỳ 7 ngày/lần trên 12 quả cố định/trụ; đo chiều dài (từ đáy đến đỉnh quả) và đường kính lớn nhất ở giữa quả bằng thước đo chuyên dụng.
  • Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng sinh thực: Theo dõi ngày nở hoa, ngày hình thành quả, ngày bắt đầu thu hoạch và kết thúc thu hoạch; xác định tổng số ngày từ khi xuất hiện hoa đến khi thu hoạch.
  • Các chỉ tiêu năng suất: Số lượng quả/trụ; khối lượng quả, khối lượng thịt quả, khối lượng vỏ quả (cân kỹ thuật); độ dày vỏ và độ dày thịt quả (bổ đôi quả đo từ mép ngoài vào tâm); năng suất thực thu (kg/trụ); năng suất lý thuyết (tấn/ha) tính theo công thức: $$\text{Năng suất lý thuyết (tấn/ha)} = \text{Khối lượng trung bình quả (kg)} \times \text{Số quả/trụ} \times \text{Mật độ trụ/ha}$$
  • Chất lượng quả: Hàm lượng chất rắn hòa tan tổng số (°Brix) xác định bằng khúc xạ kế (Brix kế cầm tay).
  • Tỷ lệ sâu bệnh và tổn thương hình thái: Tính theo tỷ lệ phần trăm quả bị hại trên tổng số quả theo dõi, bao gồm: tỷ lệ quả bị chim ăn (%), tỷ lệ quả bị chuột ăn (%), tỷ lệ quả bị ruồi đục hại (%), tỷ lệ quả bị bệnh hại (%), tỷ lệ nứt quả (%), tỷ lệ rám nắng (%) và độ nhẵn vỏ (%).
  • Phân cấp thương phẩm: Phân loại quả thu hoạch theo 5 cấp khối lượng:
    • Cấp 1: $< 260\text{ g}$
    • Cấp 2: $260\text{ g} \le \text{khối lượng} \le 300\text{ g}$
    • Cấp 3: $300\text{ g} < \text{khối lượng} \le 380\text{ g}$
    • Cấp 4: $380\text{ g} < \text{khối lượng} \le 500\text{ g}$
    • Cấp 5: $> 500\text{ g}$

Phương pháp xử lý số liệu

Dữ liệu thô được tổng hợp và lập biểu đồ trên phần mềm Microsoft Excel. Các phân tích thống kê nông học, so sánh phương sai và kiểm định sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa giữa các công thức ở mức xác suất $P < 0,05$ ($LSD_{0,05}$) được thực hiện bằng phần mềm IRRISTAT phiên bản 5.0.


Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Trình bày cơ sở khoa học và thực tiễn về giá trị kinh tế của cây thanh long ruột đỏ H14, đánh giá tiềm năng và những trở ngại canh tác tại huyện miền núi Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng. Xác định mục tiêu, 4 yêu cầu cụ thể của đề tài, nêu rõ ý nghĩa khoa học trong việc bổ sung tư liệu kỹ thuật nông học và ý nghĩa thực tiễn giúp người dân địa phương áp dụng biện pháp bao quả nhằm cải thiện thu nhập và năng suất cây trồng.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Cung cấp bức tranh toàn diện về nguồn gốc, phân loại thực vật, đặc điểm hình thái các cơ quan (rễ, thân-cành, hoa, quả) và nhu cầu sinh thái của cây thanh long. Tổng kết dữ liệu sản xuất và thị trường:

  • Thế giới: Tình hình canh tác tại Đài Loan, Thái Lan, Malaysia; phân tích chuỗi chế biến đa dạng sản phẩm và công nghệ xử lý kiểm dịch ruồi giấm bằng nhiệt độ cao của Đài Loan để xuất khẩu sang Nhật Bản.
  • Trong nước: Tổng diện tích thanh long cả nước năm 2015 đạt 41.227,7 ha, năng suất 227,0 tạ/ha, sản lượng 686.195,4 tấn. Bình Thuận đứng đầu với 26.026,4 ha thu hoạch, sản lượng 469.702 tấn; các tỉnh miền Bắc như Hải Dương (163 ha), Vĩnh Phúc (154,6 ha) và một số tỉnh miền núi mới phát triển diện tích.
  • Điều kiện huyện Nguyên Bình: Khái quát vị trí địa lý (tổng diện tích tự nhiên $841,012\text{ km}^2$), phân tích diễn biến nhiệt độ, độ ẩm và lượng mưa 7 tháng đầu năm 2016 tại địa bàn nghiên cứu. Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước về kỹ thuật bao buồng/quả trên cây ăn quả (xoài, bưởi, ổi, thanh long) bằng túi giấy dầu, vải không dệt, túi lưới và màng chuyên dụng.
Tháng (năm 2016) Nhiệt độ trung bình (°C) Độ ẩm trung bình (%) Lượng mưa (mm)
Tháng 1 13,2 89 48,2
Tháng 2 12,4 77 7,7
Tháng 3 17,5 83 34,0
Tháng 4 23,6 82 58,3
Tháng 5 25,2 82 187,5
Tháng 6 27,3 81 132,0
Tháng 7 26,9 85 208,5

Phần 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Xác lập chi tiết đối tượng nghiên cứu là giống thanh long H14; địa điểm thực hiện tại xã Minh Thanh, huyện Nguyên Bình; thời gian nghiên cứu từ tháng 6/2016 đến tháng 12/2016. Trình bày quy chuẩn bố trí thí nghiệm khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) gồm 3 công thức với 3 lần nhắc lại; mô tả kỹ thuật bao quả sau đậu 7 ngày; chuẩn hóa phương pháp đo đếm 12 nhóm chỉ tiêu nông học về sinh trưởng, năng suất, phẩm cấp, tổn thương cơ giới và độ Brix; mô tả quy trình xử lý số liệu bằng phần mềm IRRISTAT 5.0 và Excel.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu

Phân tích chi tiết các số liệu thực nghiệm thu được tại vườn thí nghiệm:

  • Đánh giá tác động của vật liệu bao quả đến các giai đoạn phát triển hoa, đậu quả và thời gian thu hoạch quả.
  • Theo dõi động thái tăng trưởng kích thước chiều dài quả qua 5 mốc thời gian: 7 ngày, 14 ngày, 21 ngày, 28 ngày sau ra hoa và tại thời điểm thu hoạch.
  • Đánh giá động thái tăng trưởng đường kính quả, các chỉ tiêu cấu trúc quả (khối lượng quả, khối lượng vỏ, khối lượng thịt, độ dày thịt, độ dày vỏ).
  • Đánh giá năng suất lý thuyết và thực thu trên trụ; phân bố tỷ lệ phân cấp quả thương phẩm; xác định độ ngọt (°Brix) và hiệu quả giảm thiểu các loại sâu bệnh, tổn thương do chim, chuột, ruồi đục, rám nắng và nứt vỏ giữa các công thức.

Phần 5: Kết luận và đề nghị

Đưa ra kết luận tổng hợp về ảnh hưởng của vật liệu túi lưới và túi chuyên dụng đến quá trình sinh trưởng và các chỉ tiêu kinh tế của quả thanh long H14 tại huyện Nguyên Bình. Nêu đề nghị về việc lựa chọn loại vật liệu bao thích hợp nhằm nhân rộng mô hình trong sản xuất nông nghiệp tại địa phương.


Kết quả và đóng góp

Kết quả về các giai đoạn sinh trưởng sinh thực

Thời gian từ khi xuất hiện nụ hoa đến khi hoa nở kéo dài khoảng 15 ngày; hoa nở và tàn sau 1–2 ngày; từ khi tắt hoa đến khi quả chín thu hoạch mất từ 31 đến 34 ngày. Việc sử dụng các loại vật liệu bao quả khác nhau không làm thay đổi đáng kể tổng thời gian từ khi xuất hiện hoa đến khi thu hoạch quả.

Công thức Ngày nở hoa Ngày hình thành quả Ngày thu hoạch quả Ngày kết thúc thu hoạch quả Tổng thời gian từ xuất hiện hoa đến thu hoạch (ngày)
CT1 (Đối chứng) 08/06/2016 10/06/2016 11/07/2016 12/07/2016 33
CT2 (Túi lưới) 09/06/2016 11/06/2016 11/07/2016 12/07/2016 32
CT3 (Túi chuyên dụng) 08/06/2016 11/06/2016 11/07/2016 12/07/2016 33

Kết quả về động thái tăng trưởng chiều dài quả

Chiều dài quả thanh long ruột đỏ H14 tăng nhanh theo thời gian sinh trưởng. Việc bao quả bằng túi lưới (CT2) và túi chuyên dụng (CT3) kích thích tăng trưởng chiều dài quả vượt trội so với đối chứng không bao (CT1) ở hầu hết các giai đoạn sinh trưởng sau khi áp dụng xử lý bao quả (từ 14 ngày sau ra hoa đến khi thu hoạch).

Công thức Sau ra hoa 7 ngày (cm) Sau ra hoa 14 ngày (cm) Sau ra hoa 21 ngày (cm) Sau ra hoa 28 ngày (cm) Khi thu hoạch (cm)
CT1 (Đối chứng) 6,75 8,05 9,17 10,40 10,69
CT2 (Túi lưới) 7,55 9,07 10,04 11,03 11,77
CT3 (Túi chuyên dụng) 6,94 8,71 9,77 10,63 11,42
Mức ý nghĩa ($P$) $> 0,05$ $< 0,05$ $< 0,05$ $> 0,05$ $< 0,05$
$LSD_{0,05}$ 0,63 0,45 0,42 0,48 0,59

Phân tích thống kê:

  • Tại thời điểm 14 ngày sau ra hoa: CT2 đạt chiều dài $9,07\text{ cm}$ (cao nhất, sai khác có ý nghĩa thống kê so với CT1 là $8,05\text{ cm}$ ở mức $P < 0,05$); CT3 đạt $8,71\text{ cm}$.
  • Tại thời điểm 21 ngày sau ra hoa: CT2 đạt $10,04\text{ cm}$, vượt trội có ý nghĩa so với đối chứng CT1 ($9,17\text{ cm}$); CT3 đạt $9,77\text{ cm}$.
  • Tại thời điểm thu hoạch: Chiều dài quả ở CT2 đạt $11,77\text{ cm}$ và CT3 đạt $11,42\text{ cm}$, đều cao hơn rõ rệt so với đối chứng CT1 ($10,69\text{ cm}$) với độ tin cậy 95% ($LSD_{0,05} = 0,59$).

Đóng góp của đề tài

  • Đóng góp khoa học: Cung cấp dẫn liệu thực nghiệm có kiểm chứng thống kê sinh học về ảnh hưởng của vật liệu bao quả (túi lưới, túi chuyên dụng) đối với các chỉ tiêu sinh trưởng và hình thái của giống thanh long ruột đỏ H14 canh tác trong điều kiện sinh thái vùng núi cao phía Bắc.
  • Đóng góp thực tiễn: Cung cấp cơ sở kỹ thuật cụ thể (thời điểm bao quả 7 ngày sau đậu, biện pháp xử lý rệp/muội trước khi bao) giúp cán bộ khuyến nông và chính quyền địa phương định hướng mở rộng sản xuất; giúp các hộ nông dân trồng thanh long tại huyện Nguyên Bình áp dụng giải pháp bảo vệ quả nhằm hạn chế rủi ro thời tiết, sâu bệnh, nâng cao năng suất và giá trị thương phẩm.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Thí nghiệm mới được triển khai trong phạm vi một vụ sản xuất (từ tháng 6/2016 đến tháng 12/2016) trên địa bàn một xã (Minh Thanh, huyện Nguyên Bình); số lượng vật liệu thử nghiệm tập trung ở hai loại cơ bản là túi lưới và túi chuyên dùng.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Cần tiếp tục theo dõi, đánh giá hiệu quả của các loại túi bao qua nhiều vụ thu hoạch liên tiếp và các lứa quả khác nhau trong năm để kiểm chứng tính ổn định; mở rộng thử nghiệm thêm các dạng vật liệu bao quả sinh học mới hoặc kết hợp với các chế phẩm sinh học phòng trừ sâu bệnh nhằm hoàn thiện quy trình canh tác đạt chuẩn VietGAP cho vùng núi Cao Bằng.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên và học viên ngành Nông học, Trồng trọt, Bảo vệ thực vật: Nguồn tài liệu học thuật tham khảo về phương pháp thiết kế, bố trí thí nghiệm đồng ruộng theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) trên cây ăn quả thân leo, quy trình thu thập và xử lý số liệu bằng phần mềm IRRISTAT 5.0.
  • Cán bộ khuyến nông và kỹ thuật viên nông nghiệp địa phương: Dữ liệu thực tế về đặc tính nông sinh học giống H14, diễn biến thời tiết khí hậu tại huyện Nguyên Bình năm 2016 và quy trình kỹ thuật bao quả phòng ngừa sâu bệnh.
  • Các hộ nông dân trồng thanh long tại Cao Bằng và các tỉnh miền núi phía Bắc: Tham khảo thời điểm bao quả phù hợp (7 ngày sau đậu quả), phương pháp phòng trừ dịch hại ban đầu và lựa chọn túi bao nhằm nâng cao kích thước, chất lượng quả khi thu hoạch.

Câu hỏi thường gặp

1. Nguồn gốc của giống thanh long ruột đỏ H14 sử dụng trong đề tài từ đâu?

Giống thanh long ruột đỏ H14 (Long Định 1) do Viện Nghiên cứu Cây ăn quả miền Nam lai tạo từ năm 1998, kết hợp giữa cây mẹ là giống thanh long ruột trắng Bình Thuận và cây bố là giống thanh long ruột đỏ Colombia. Giống thương phẩm chính thức mang mã TLL2-1 (cá thể lai số 66 thuộc tổ hợp TLL2-662), được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận và cho phép sản xuất thử nghiệm từ năm 2005.

2. Thí nghiệm đồng ruộng được thiết kế và bố trí theo phương pháp nào?

Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với 3 lần nhắc lại. Mỗi ô thí nghiệm theo dõi 3 trụ thanh long đồng đều, gồm 3 công thức: Công thức 1 (đối chứng - không bao quả), Công thức 2 (bao quả bằng túi lưới) và Công thức 3 (bao quả bằng túi chuyên dụng).

3. Thời điểm và thao tác bao quả được thực hiện như thế nào trong quy trình nghiên cứu?

Quả được tiến hành bao bọc tại thời điểm sau khi đậu quả 7 ngày. Trước khi tiến hành bao bọc bằng túi lưới hoặc túi chuyên dụng, toàn bộ quả trên cây được phun thuốc phòng trừ rệp và muội hại.

4. Việc bao quả có làm thay đổi tổng thời gian từ khi xuất hiện hoa đến khi thu hoạch hay không?

Việc sử dụng vật liệu bao quả không làm thay đổi nhiều tổng thời gian sinh trưởng sinh thực của quả. Tổng thời gian từ khi xuất hiện nụ hoa đến khi thu hoạch quả ở công thức 1 (đối chứng) là 33 ngày, công thức 2 (túi lưới) là 32 ngày và công thức 3 (túi chuyên dụng) là 33 ngày.

5. Chiều dài quả tại thời điểm thu hoạch giữa các công thức có sự chênh lệch ra sao?

Tại thời điểm thu hoạch, chiều dài quả ở công thức 2 (túi lưới) đạt $11,77\text{ cm}$ và công thức 3 (túi chuyên dụng) đạt $11,42\text{ cm}$, cả hai đều đạt mức sinh trưởng chiều dài cao hơn rõ rệt và có ý nghĩa thống kê ($P < 0,05$, $LSD_{0,05} = 0,59$) so với công thức 1 đối chứng không bao ($10,69\text{ cm}$).


Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Hoàng Thị Dương đã khảo sát và đánh giá đầy đủ tác động của biện pháp bao quả đối với giống thanh long ruột đỏ H14 trong điều kiện sinh thái tại huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng. Kết quả thực nghiệm khẳng định việc sử dụng túi bao quả (đặc biệt là túi lưới và túi chuyên dụng) bắt đầu từ 7 ngày sau đậu quả giúp tăng trưởng chiều dài quả vượt trội so với đối chứng không bao, đồng thời giữ ổn định chu kỳ sinh trưởng sinh thực từ 32–33 ngày. Công trình cung cấp hệ thống số liệu tin cậy và quy trình kỹ thuật hữu ích phục vụ cho công tác giảng dạy, nghiên cứu nông học cũng như ứng dụng thực tế vào sản xuất thanh long tại các địa phương vùng núi phía Bắc.