Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Việt Nam sở hữu hệ sinh thái phong phú với tiềm năng phát triển cây dược liệu rất lớn. Theo thống kê của Viện Dược liệu (2017), cả nước ghi nhận 5.117 loài thực vật làm thuốc, trong đó có khoảng 40/54 loài được Bộ Y tế ưu tiên quy hoạch phát triển vùng trồng tập trung theo Quyết định số 205/QĐ-BYT (2015). Tuy nhiên, hoạt động canh tác dược liệu trong nước nhìn chung vẫn mang tính tự phát, phân tán và chưa đáp ứng được nhu cầu thực tế. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), khoảng 80% dân số tại các quốc gia đang phát triển có thói quen sử dụng y học cổ truyền và thảo dược trong chăm sóc sức khỏe. Mặc dù nhu cầu tiêu thụ nội địa lên tới 30.000 – 50.000 tấn dược liệu/năm, Việt Nam vẫn phải nhập khẩu từ 70% đến 80% nguyên liệu từ nước ngoài.

Cây kỳ tử (tên khoa học: Lycium barbarum L., thuộc họ Cà - Solanaceae; tên gọi dân gian: củ khởi, địa cốt bì) là loại cây dược liệu và rau ăn lá có giá trị kinh tế và dinh dưỡng cao. Tại vùng núi phía Bắc (như Sa Pa - Lào Cai), đọt non và lá kỳ tử được sử dụng phổ biến làm rau ăn bổ dưỡng và vị thuốc dân gian. Mặc dù cây kỳ tử dễ thích nghi, có khả năng tái sinh chồi mạnh sau cắt tỉa, nhưng các nghiên cứu hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác lấy ngọn—đặc biệt là việc xác định liều lượng phân bón khoáng N-P-K cân đối kết hợp biện pháp che phủ đất tại khu vực đồng bằng Bắc Bộ—vẫn còn rất hạn chế. Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của mức phân bón và vật liệu che phủ đến sinh trưởng, năng suất cây kỳ tử tại Gia Lâm, Hà Nội” đã được thực hiện.

Mục đích nghiên cứu của đề tài là đánh giá tác động của các mức phân bón và loại vật liệu che phủ đất khác nhau đến khả năng sinh trưởng, các chỉ tiêu sinh lý và năng suất sinh vật học (năng suất chất xanh), từ đó xác định tổ hợp kỹ thuật phù hợp nhất cho cây kỳ tử trồng tại Gia Lâm, Hà Nội.

Đề tài thực hiện 4 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Đánh giá ảnh hưởng của mức phân bón và vật liệu che phủ đến một số chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển của cây kỳ tử.
  2. Đánh giá ảnh hưởng của mức phân bón và vật liệu che phủ đến một số chỉ tiêu sinh lý của cây kỳ tử.
  3. Đánh giá ảnh hưởng của mức phân bón và vật liệu che phủ đến mức độ nhiễm sâu bệnh hại chính trên đồng ruộng.
  4. Đánh giá ảnh hưởng của mức phân bón và vật liệu che phủ đến năng suất sinh vật học (năng suất ngọn/chất xanh) của cây kỳ tử qua các lần thu hoạch.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Cây giống kỳ tử (Lycium barbarum L.) nhân giống trong bầu đất đạt chiều cao 10 – 15 cm, có từ 10 – 15 lá, bộ rễ hoàn chỉnh và sạch sâu bệnh.
  • Phạm vi không gian: Khu thí nghiệm đồng ruộng thuộc Bộ môn Canh tác học, Khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam (thị trấn Trâu Quỳ, huyện Gia Lâm, TP. Hà Nội).
  • Phạm vi thời gian: Thí nghiệm triển khai từ ngày 20/02/2021 đến ngày 07/09/2021 (thời điểm xuống giống cây con vào ngày 01/03/2021).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thực nghiệm

Nghiên cứu dựa trên cơ sở sinh học nông học của cây họ Cà (Solanaceae) và nguyên lý dinh dưỡng khoáng cây trồng. Cây kỳ tử là cây bụi thân gỗ mềm, bộ rễ ăn nông, sinh trưởng chồi bên mạnh và có nhu cầu dinh dưỡng khoáng cao khi thu hoạch ngọn định kỳ. Việc kết hợp bón phân khoáng (Đạm, Lân, Kali) cân đối và che phủ đất (bằng nilon đen hoặc rơm rạ) giúp giữ ẩm đất, hạn chế cỏ dại, điều hòa nhiệt độ đất và tăng cường hiệu quả hấp thu dinh dưỡng của rễ cây. Cơ sở thực tiễn được tham chiếu từ các công trình nghiên cứu về phân bón trên cây họ Cà như cà tím (Phạm Thị Lệ Thủy và cs., 2020), cà chua (Vũ Duy Hoàng và cs., 2013), ớt ngọt (Nguyễn Duy Thịnh và cs.) và cà gai leo (Phạm Thị Lý và cs., 2019).

Phương pháp bố trí thí nghiệm:

  • Thí nghiệm 2 nhân tố được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) với 3 lần nhắc lại:
    • Nhân tố 1 (Mức phân bón N:P2O5:K2O quy về 1 ha):
      • Mức 1 (P1): 150 kg N + 120 kg P2O5 + 120 kg K2O.
      • Mức 2 (P2): 120 kg N + 90 kg P2O5 + 90 kg K2O.
      • Mức 3 (P3): 90 kg N + 60 kg P2O5 + 60 kg K2O. (Nguồn phân sử dụng: Đạm Urê 46% N, Supe lân 16% P2O5, Kali Clorua 60% K2O).
    • Nhân tố 2 (Vật liệu che phủ):
      • Che phủ nilon đen (C1).
      • Che phủ rơm rạ (C2).
  • Thí nghiệm gồm 6 tổ hợp công thức: CT1 (C1P1), CT2 (C1P2), CT3 (C1P3), CT4 (C2P1), CT5 (C2P2), CT6 (C2P3) với 18 ô thí nghiệm. Diện tích mỗi ô là 5,4 m² (1,8 m × 3 m), mật độ trồng 60 × 60 cm (bố trí so le), tổng diện tích khu thí nghiệm là 97,2 m².
  • Quy trình bón phân: Toàn bộ lượng phân được chia thành 5 đợt bón thúc (mỗi đợt 20% N + 20% P2O5 + 20% K2O hòa tan trong nước tưới gốc) bắt đầu từ 15 ngày sau trồng và các đợt tiếp theo cách nhau 30 ngày. Khi cây được 2 tháng tuổi, tiến hành làm giàn đỡ cố định.

Phương pháp thu thập chỉ tiêu và xử lý dữ liệu:

  • Chỉ tiêu sinh trưởng: Đo chiều cao cây (cm), đếm số lá (lá/cây), đếm số cành (cành/cây) định kỳ 2 tuần/lần trên 4 cây mẫu cố định ở giữa ô (tránh hiệu ứng rìa).
  • Chỉ tiêu sinh lý: Đo hàm lượng diệp lục bằng máy Chlorophyll Meter SPAD-502Plus (đo 5 lá trên thân chính cách ngọn 2 gang tay); xác định chỉ số diện tích lá (LAI) bằng phương pháp cân khối lượng tươi diện tích 1 dm² lá; xác định khối lượng chất khô tích lũy (g/m² đất) bằng phương pháp sấy mẫu ở 80°C đến khối lượng không đổi.
  • Chỉ tiêu năng suất: Thu hoạch ngọn non đạt chiều dài 15 – 20 cm theo chu kỳ 20 ngày/lần; cân khối lượng ngọn thực thu trên toàn ô để tính năng suất thực thu (tấn/ha).
  • Theo dõi sâu bệnh: Điều tra trực tiếp theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-38:2010/BNNPTNT theo thang điểm từ cấp 1 đến cấp 5.
  • Xử lý số liệu: Nhập liệu trên Microsoft Excel và xử lý phương sai (ANOVA), kiểm định sai khác trung bình (LSD 5%) bằng phần mềm IRRISTART 5 (IRRIASTAT 5).

Nội dung chính theo từng chương

Phần I: Mở đầu

Phần này trình bày lý do chọn đề tài, phân tích tiềm năng của ngành dược liệu Việt Nam và vị trí của cây kỳ tử như một loại cây đa dụng (lấy quả làm thuốc, lấy đọt non làm rau dinh dưỡng). Tác giả xác định rõ mục đích nghiên cứu nhằm xác định mức bón phân khoáng và vật liệu che phủ thích hợp nhất cho kỳ tử tại vùng Gia Lâm (Hà Nội), đi kèm 4 yêu cầu chuyên môn về theo dõi nông sinh học, sinh lý, sâu bệnh và năng suất.

Phần II: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng hợp hệ thống tư liệu khoa học trong và ngoài nước gồm:

  • Tình hình phát triển dược liệu toàn cầu và tại Việt Nam: Giai đoạn 2001 – 2011, nghiên cứu dược liệu tăng mạnh đạt trên 6.200 loài/năm và duy trì ổn định trên 5.000 loài/năm sau đó. Tại Việt Nam có 3.948 loài thực vật làm thuốc đã biết, tiêu thụ 30.000 – 50.000 tấn/năm.
  • Phân loại thực vật và nguồn gốc: Cây kỳ tử (Lycium barbarum L., chi Lycium, họ Solanaceae) có nguồn gốc từ vùng ôn đới/cận nhiệt đới Đông Á (Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản).
  • Giá trị dinh dưỡng và dược lý: Dữ liệu từ Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA, 2017) ghi nhận trong 100g kỳ tử chứa 349 Kcal, 14,26g protein, 45,61g đường tổng số, 13,0g chất xơ, 26.822 IU Vitamin A, 48,4 mg Vitamin C, 190 mg Canxi, 6,80 mg Sắt. Lá kỳ tử rất giàu rutin (16,03 – 16,33 mg/g) cùng các flavonoid chống oxy hóa.
  • Tổng quan nghiên cứu phân bón trên cây họ Cà (Solanaceae): Đánh giá các công trình bón phân N-P-K, biochar và phân hữu cơ trên cà chua, cà tím, ớt ngọt và cà gai leo để làm cơ sở xây dựng công thức thí nghiệm.

Phần III: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết về đối tượng cây giống, nguồn phân bón đơn, vật liệu màng phủ nilon đen và rơm rạ; sơ đồ bố trí 6 công thức theo khối ngẫu nhiên đầy đủ 3 lần nhắc lại; lịch trình theo dõi sinh trưởng (bắt đầu 15/03/2021), theo dõi sinh lý (bắt đầu 01/05/2021) và thu hoạch đọt non (bắt đầu 19/05/2021); quy trình bón thúc 5 lần hòa nước tưới gốc; phương pháp thu thập các chỉ tiêu nông sinh học, sâu bệnh (QCVN 01-38:2010/BNNPTNT) và thuật toán thống kê bằng phần mềm IRRISTART 5.

Phần IV: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này tập trung công bố và thảo luận các kết quả thực nghiệm đạt được:

  • Động thái tăng trưởng chiều cao cây: Mức bón P1 cho chiều cao cuối cùng cao nhất đạt 108,2 cm (sai khác có ý nghĩa so với mức P3 đạt 89,6 cm). Màng phủ nilon đen (105,3 cm) vượt trội so với che phủ rơm rạ (91,6 cm). Ở tương tác 2 nhân tố, tổ hợp CT1 (C1P1) đạt chiều cao lớn nhất là 120,1 cm, trong khi CT6 (C2P3) thấp nhất (86,7 cm). Tốc độ tăng trưởng chiều cao diễn ra mạnh nhất từ tuần thứ 6 đến tuần thứ 10 sau trồng (tăng 12,1 – 26,6 cm/lần đo).
  • Động thái tăng trưởng số lá: Mức bón P1 đạt số lá cuối cùng cao nhất (460,7 lá/cây), tiếp đến là P2 (394,9 lá/cây) và P3 (329,8 lá/cây), sai khác có ý nghĩa thống kê ở p < 0,05. Phủ nilon đạt 433,8 lá/cây, cao hơn phủ rơm rạ (356,6 lá/cây). Tổ hợp CT1 đạt số lá cao nhất (493,8 lá/cây), CT6 đạt thấp nhất (306,3 lá/cây).
  • Động thái tăng trưởng số cành: Số cành cuối cùng đạt cao nhất ở mức P1 (17,8 cành/cây) và thấp nhất ở P3 (14,7 cành/cây). Yếu tố phủ nilon đạt 17,5 cành/cây so với rơm rạ là 15,2 cành/cây. Tổ hợp CT1 (C1P1) cho số cành cao nhất với 19,0 cành/cây, CT6 đạt 13,7 cành/cây.
  • Chỉ số sinh lý (SPAD, LAI, chất khô): Chỉ số SPAD tăng dần theo thời gian sinh trưởng; tại thời điểm 14 tuần sau trồng, mức bón P1 đạt SPAD cao nhất (54,2), P2 đạt 51,3 và P3 đạt 49,5. Vật liệu che phủ không tạo ra sự biến động lớn đối với chỉ số SPAD nhưng ảnh hưởng rõ rệt đến diện tích lá (LAI) và lượng chất khô tích lũy.
  • Năng suất chất xanh: Sự kết hợp giữa mức phân bón cao (P1) và phủ nilon đen (C1) đem lại năng suất thực thu cao nhất (1,44 tấn/ha), trong khi mức bón thấp nhất kết hợp phủ rơm rạ (CT6) chỉ đạt 0,78 tấn/ha (sai khác có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95%).

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã định lượng cụ thể các chỉ tiêu nông sinh học và năng suất chất xanh của cây kỳ tử dưới ảnh hưởng của liều lượng phân khoáng N-P-K và vật liệu che phủ đất:

Chỉ tiêu theo dõi (Giá trị cuối kỳ) P1 (150N:120P:120K) P2 (120N:90P:90K) P3 (90N:60P:60K) C1 (Phủ Nilon) C2 (Phủ Rơm) Tổ hợp cao nhất CT1 (C1P1) Tổ hợp thấp nhất CT6 (C2P3)
Chiều cao cây cuối cùng (cm) 108,2 97,5 89,6 105,3 91,6 120,1 86,7
Số lá cuối cùng (lá/cây) 460,7 394,9 329,8 433,8 356,6 493,8 306,3
Số cành cuối cùng (cành/cây) 17,8 16,5 14,7 17,5 15,2 19,0 13,7
Chỉ số SPAD (14 tuần sau trồng) 54,2 51,3 49,5 - - - -
Năng suất thực thu chất xanh (tấn/ha) - - - - - 1,44 0,78

Các giải pháp và kết luận kỹ thuật của tác giả:

  • Mức phân bón P1 (150 kg N : 120 kg P2O5 : 120 kg K2O/ha) kết hợp sử dụng màng phủ nilon đen (C1) mang lại hiệu quả sinh trưởng thân lá, số lượng cành nhánh và năng suất ngọn non cao nhất (1,44 tấn/ha).
  • Kỹ thuật bón thúc phân thành 5 lần hòa nước tưới kết hợp làm giàn đỡ ở giai đoạn 2 tháng tuổi giúp cây kỳ tử phân cành đều, tái sinh ngọn tốt sau các lứa thu hoạch cách nhau 20 ngày.

Đóng góp mới của đề tài: Khóa luận đã xây dựng được dẫn liệu thực nghiệm bước đầu về khả năng di thực và canh tác cây kỳ tử lấy đọt non làm rau ăn tại điều kiện sinh thái vùng đồng bằng sông Hồng (Gia Lâm, Hà Nội), làm rõ vai trò vượt trội của màng phủ nông nghiệp nilon đen so với rơm rạ truyền thống trong việc thúc đẩy tăng trưởng sinh khối ngọn rau kỳ tử.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

  • Thí nghiệm mới được triển khai trong một vụ duy nhất (từ tháng 2 đến tháng 9 năm 2021) trên quy mô diện tích nhỏ (97,2 m²) tại một điểm sinh thái (Gia Lâm, Hà Nội), do đó chưa đánh giá được biến động qua nhiều mùa vụ hoặc các tiểu vùng khí hậu khác nhau.
  • Nghiên cứu tập trung vào năng suất chất xanh (ngọn và lá non), chưa theo dõi giai đoạn ra hoa đậu quả và năng suất quả khô thương phẩm, đồng thời chưa phân tích chi tiết hàm lượng hoạt chất dược liệu (như rutin hay flavonoid tổng số) trong ngọn rau thu hoạch theo từng công thức phân bón.

Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Tiếp tục khảo nghiệm công thức phân bón P1 kết hợp màng phủ nilon trên diện tích lớn hơn và qua các mùa vụ khác nhau trong năm.
  • Mở rộng nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ trồng, các dạng phân bón hữu cơ/vi sinh kết hợp và đánh giá chất lượng hoạt chất sinh hóa của ngọn rau kỳ tử sau thu hoạch.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực đối với:

  • Sinh viên, học viên chuyên ngành Nông học, Khoa học cây trồng, Canh tác học và Cây dược liệu: Tham khảo phương pháp thiết kế thí nghiệm 2 nhân tố theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD), phương pháp thu thập chỉ tiêu sinh trưởng (chiều cao, số lá, số cành), chỉ tiêu sinh lý (SPAD, LAI, chất khô) và thuật toán xử lý dữ liệu nông học bằng phần mềm IRRISTART 5.
  • Cán bộ khuyến nông và người sản xuất nông nghiệp: Ứng dụng trực tiếp quy trình bón phân N-P-K (150N:120P:120K kg/ha chia 5 đợt) và kỹ thuật sử dụng màng phủ nilon đen, làm giàn đỡ để thâm canh cây kỳ tử lấy ngọn rau thương phẩm tại khu vực miền Bắc.

Câu hỏi thường gặp

1. Công thức thí nghiệm nào cho năng suất thực thu chất xanh cao nhất và thấp nhất trong nghiên cứu? Công thức CT1 (kết hợp mức phân bón P1: 150 kg N + 120 kg P2O5 + 120 kg K2O/ha với che phủ màng nilon đen) cho năng suất thực thu chất xanh cao nhất đạt 1,44 tấn/ha. Công thức CT6 (kết hợp mức phân bón P3: 90 kg N + 60 kg P2O5 + 60 kg K2O/ha với che phủ rơm rạ) cho năng suất thấp nhất đạt 0,78 tấn/ha. Sự sai khác này có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95%.

2. Ba mức phân bón khoáng N-P-K được thử nghiệm trong đề tài có liều lượng cụ thể là bao nhiêu? Ba mức phân bón tính cho 1 ha gồm:

  • Mức 1 (P1): 150 kg N : 120 kg P2O5 : 120 kg K2O.
  • Mức 2 (P2): 120 kg N : 90 kg P2O5 : 90 kg K2O.
  • Mức 3 (P3): 90 kg N : 60 kg P2O5 : 60 kg K2O.

3. Quy trình bón thúc và chăm sóc kỹ thuật trong thí nghiệm được thực hiện như thế nào? Tổng lượng phân bón được chia đều thành 5 lần bón thúc (mỗi lần bón 20% N + 20% P2O5 + 20% K2O hòa nước tưới gốc). Lần 1 bón sau trồng 15 ngày; lần 2 cách lần đầu 30 ngày; các lần 3, 4, 5 tiếp tục cách nhau 30 ngày. Khi cây được 2 tháng tuổi, tiến hành làm giàn đỡ cho cây bám.

4. Màng phủ nilon đen thể hiện ưu thế như thế nào so với rơm rạ đối với các chỉ tiêu sinh trưởng của cây kỳ tử? Màng phủ nilon đen vượt trội hơn che phủ rơm rạ ở toàn bộ các chỉ tiêu sinh trưởng cuối cùng: chiều cao cây đạt 105,3 cm (so với rơm rạ là 91,6 cm), số lá đạt 433,8 lá/cây (so với rơm rạ là 356,6 lá/cây), và số cành đạt 17,5 cành/cây (so với rơm rạ là 15,2 cành/cây). Các sai khác này đều có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95%.

5. Tiêu chuẩn và chu kỳ thu hoạch ngọn rau kỳ tử trong nghiên cứu được quy định ra sao? Ngọn non được thu hoạch với tiêu chuẩn chiều dài ngọn cắt từ 15 – 20 cm, chừa lại 2 – 3 đốt ở phần gốc cành để tiếp tục tái sinh chồi. Chu kỳ ngắt ngọn định kỳ được tiến hành khoảng 20 ngày một lần.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Lê Hồng Nhung đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu xác định mức phân bón và vật liệu che phủ thích hợp cho cây kỳ tử lấy ngọn tại Gia Lâm, Hà Nội. Kết quả thực nghiệm khẳng định tổ hợp bón phân P1 (150 kg N : 120 kg P2O5 : 120 kg K2O/ha) kết hợp màng phủ nilon đen giúp cây sinh trưởng thân lá tối ưu và đạt năng suất chất xanh cao nhất (1,44 tấn/ha). Công trình cung cấp các thông số kỹ thuật và luận cứ khoa học thực nghiệm có giá trị phục vụ cho việc mở rộng mô hình trồng cây kỳ tử làm rau ăn lá dinh dưỡng tại vùng đồng bằng Bắc Bộ.