Tổng quan luận án
Sắn (Manihot esculenta Crantz) là cây trồng có vị trí quan trọng trong nền nông nghiệp toàn cầu và Việt Nam. Theo thống kê của FAOSTAT, năm 2019 toàn thế giới có khoảng 105 quốc gia canh tác sắn với tổng diện tích 27,5 triệu ha, năng suất bình quân 11,08 tấn/ha và tổng sản lượng đạt 303,6 triệu tấn. Tại Việt Nam, sắn là cây lương thực có sản lượng đứng thứ ba sau lúa và ngô. Định hướng phát triển của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn trong "Chiến lược phát triển nông nghiệp nông thôn Việt Nam 2011-2020" xác định ổn định diện tích sắn ở mức 450 ngàn ha vào năm 2020, tập trung thâm canh đạt sản lượng 11 triệu tấn trên đất dốc dưới 15 độ, tầng dày trên 35 cm tại các vùng Trung du miền núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ, Duyên hải Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Đông Nam Bộ. Năm 2019, diện tích sắn cả nước đạt 519,3 nghìn ha với sản lượng ước đạt 10,1 triệu tấn.
Tỉnh Nghệ An đã quy hoạch 7.000 ha sắn nguyên liệu tập trung tại các huyện Nghĩa Đàn, Thanh Chương, Tân Kỳ, Đô Lương để cung cấp cho 4 nhà máy chế biến (Intimex Thanh Chương, Hoa Sơn, Long Sơn, Yên Thành) và các cơ sở nhỏ lẻ. Riêng vùng Trung du tỉnh Nghệ An có diện tích sắn lớn nhất tỉnh (năm 2019 đạt 5,8 nghìn ha, chiếm gần 40% diện tích sắn toàn tỉnh là 14,8 nghìn ha), năng suất trung bình đạt 22,04 tấn/ha. Tuy nhiên, mức năng suất này vẫn thấp so với tiềm năng canh tác tối ưu (60 - 70 tấn/ha) và Nhà máy tinh bột sắn Intimex Thanh Chương (công suất 200 tấn củ/ngày) thường xuyên đối mặt với tình trạng thiếu nguyên liệu.
Khoảng trống nghiên cứu và hạn chế trong thực tiễn sản xuất tại vùng Trung du Nghệ An bao gồm:
- Cơ cấu giống sắn chủ yếu là các giống cũ (KM94, NA1, TC1, STB1) bị thoái hóa, nhiễm bệnh do nhân giống vô tính nhiều năm.
- Tập quán canh tác độc canh, mức đầu tư phân bón thấp hoặc không bón phân làm suy giảm dinh dưỡng đất (đặc biệt là mùn và đa lượng); địa hình gò đồi dốc bị xói mòn, rửa trôi mạnh.
- Tác động của thời tiết bất thường (hạn hán, bão lũ, gió Lào) và dịch hại nguy hiểm bùng phát như bệnh chổi rồng (Phytoplasma sp.), rệp sáp hồng (Phenacoccus manihoti), nhện đỏ (Tetranychus sp.).
- Quy trình kỹ thuật canh tác chung của miền Bắc chưa được điều chỉnh phù hợp với điều kiện sinh thái, đất đai cụ thể của vùng Trung du tỉnh Nghệ An.
Xuất phát từ thực tiễn trên, luận án thực hiện đề tài: "Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác sắn bền vững tại vùng Trung du tỉnh Nghệ An".
Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá được đặc điểm của các vùng trồng sắn chính của tỉnh Nghệ An.
- Tuyển chọn giống sắn năng suất cao, hàm lượng tinh bột cao, thích hợp cho vùng Trung du tỉnh Nghệ An.
- Xác định được một số biện pháp kỹ thuật canh tác sắn bền vững tại vùng Trung du tỉnh Nghệ An.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Các giống sắn (BTB1, NA1, SA21-12, KM140, SA06, BK, 13Sa05 và đối chứng KM94); các giống cây trồng xen họ đậu (lạc L14, đậu tương ĐT26, đậu xanh ĐX14); các loại phân bón (Urê 46% N, Super lân 16% $\text{P}_2\text{O}_5$, Kali Clorua 60% $\text{K}_2\text{O}$, phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh, vôi bột); đất và mẫu lá cây sắn.
- Phạm vi không gian: Vùng Trung du và các vùng trồng sắn trọng điểm tỉnh Nghệ An, khảo sát tại 3 huyện (Yên Thành, Thanh Chương, Tương Dương), bố trí thí nghiệm thực địa tập trung tại xã Thanh Ngọc, huyện Thanh Chương.
- Phạm vi thời gian: Thực hiện các nội dung điều tra, thí nghiệm đồng ruộng và phân tích trong giai đoạn 2017 - 2020; thu thập chuỗi số liệu khí tượng và thống kê từ năm 2010 đến 2020.
- Nội dung kỹ thuật: Tuyển chọn giống sắn; xác định thời vụ trồng và cây trồng xen; xác định mật độ trồng; chẩn đoán dinh dưỡng đất, lá và xác định tổ hợp phân bón thích hợp.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Các hướng nghiên cứu trên thế giới
- Sản xuất và thị trường toàn cầu: FAOSTAT (2020, 2021) ghi nhận sản lượng sắn thế giới đạt 302,66 triệu tấn năm 2020; trong đó Nigeria dẫn đầu về diện tích (trên 7,7 triệu ha) và sản lượng (trên 60 triệu tấn, chiếm 19,8%), Uganda đạt năng suất bình quân cao nhất thế giới (33,34 tấn/ha), Mozambique đạt thấp nhất (6,68 tấn/ha). IndexBox (2019) ước tính quy mô thị trường sắn toàn cầu đạt 164,1 tỷ USD. Trung Quốc là quốc gia nhập khẩu sắn lớn nhất thế giới, trong đó Việt Nam là đối tác cung cấp lớn thứ 2 về cả sắn lát và tinh bột sắn sau Thái Lan (năm 2020, Việt Nam xuất sang Trung Quốc 95,91 triệu USD sắn lát và 982,48 nghìn tấn tinh bột sắn trị giá 388,76 triệu USD).
- Chọn tạo giống: Các trung tâm quốc tế gồm CIAT (Colombia) hiện lưu giữ 5.728 mẫu giống sắn (trong đó có 35 loài hoang dại) và IITA (Nigeria). Thái Lan có chương trình chọn giống quy mô lớn (Đại học Kasetsart, TTDI, FCRI) với các giống tiêu biểu: Kasetsart 50 (KU50, công bố năm 1994), Rayong 1, 5, 72, 90, Huay Bong 60, Huay Bong 80; Boontung và cộng sự (2015) ghi nhận Rayong 9 (năng suất 35 tấn/ha, tinh bột 28,5%, kháng chổi rồng) và Rayong 11 (năng suất 36,1 tấn/ha). Trung Quốc (CATAS, GSCRI) phát triển các giống SC205, SC201, SC9 đến SC14. Ấn Độ (CTCRI) chọn tạo giống tam bội Sree Harsha (tinh bột 39,1%). Indonesia có các giống Litbang UK2 (89,5 tấn/ha), UJ3, UJ5 (Sholihin, 2015).
- Yêu cầu sinh thái và nông thái: Alves (2002) chỉ ra nhiệt độ thích hợp cho sắn sinh trưởng là 25 - 29°C, quang hợp tối ưu ở 25 - 30°C, nhiệt độ dưới 15°C làm kìm hãm sinh trưởng. Sắn là cây ngày ngắn, ưa sáng mạnh; lượng mưa trung bình thích hợp từ 1.000 - 1.500 mm/năm.
- Kỹ thuật canh tác và dinh dưỡng khoáng:
- Thời vụ: Howeler (2012) chỉ ra năng suất sắn giảm nghiêm trọng nếu khô hạn xảy ra trong 3 - 5 tháng đầu sau trồng. Thái Lan bố trí trồng vào tháng 5 hoặc tháng 11; Campuchia ghi nhận trồng tháng 5-6 cho năng suất 35 - 38 tấn/ha, cao hơn trồng tháng 4 (18 - 24 tấn/ha).
- Cây trồng xen: Xiumei Tang (2020) chứng minh xen canh sắn - lạc làm tăng vi khuẩn SA101, Pilimelia, tăng hàm lượng N và K dễ tiêu, cải thiện pH đất.
- Dinh dưỡng và bón phân: Áp dụng quy trình 4R. Reinhardt Howeler (1981, 2015) xác định để tạo 15 tấn củ tươi/ha, sắn lấy đi 74 kg N + 16 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 78 kg $\text{K}_2\text{O}$ + 27 kg Ca + 12 kg Mg; để đạt 30 tấn/ha cần 150 kg N + 30 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 150 kg $\text{K}_2\text{O}$. Thái Lan khuyến cáo công thức 95 N + 45 $\text{P}_2\text{O}_5$ + 95 $\text{K}_2\text{O}$ (kg/ha); Indonesia khuyến cáo 90 N + 72 $\text{P}_2\text{O}_5$ + 50 $\text{K}_2\text{O}$ (kg/ha).
- Chẩn đoán dinh dưỡng: Asher và cộng sự (1980), Lozano và cộng sự mô tả triệu chứng thiếu hụt khoáng. Vũ Hữu Yêm (2012) phân tích ưu nhược điểm của 4 phương pháp xác định phân bón (triệu chứng, phân tích đất, phân tích cây, thí nghiệm đồng ruộng). CIAT (1985) và Howeler (1996, 2017) xác định bộ phận chỉ thị dinh dưỡng trên cây sắn là phiến lá thứ 4 đến thứ 5 từ ngọn xuống ở giai đoạn 3 - 4 tháng sau trồng.
Các nghiên cứu tại Việt Nam
- Giống sắn: Giai đoạn trước 1991 trồng các giống ăn tươi như Gòn, H34, Xanh Vĩnh Phú, HL20, HL23, HL24 (năng suất dưới 10 tấn/ha). Giai đoạn 1991 - 2015, mạng lưới nghiên cứu phối hợp với CIAT chọn tạo KM60, KM94, KM98-7, KM98-1, KM98-5, KM140, NA1, Sa06, Sa21-12 (Trịnh Thị Phương Loan, Mai Thạch Hoành, Nguyễn Trọng Hiển). Giai đoạn từ 2015 giới thiệu giống BK, 13Sa05, KM419, HLS10, HLS11 (Nguyễn Thị Trúc Mai, Nguyễn Bạch Mai) và các giống kháng khảm HN3, HN5 của Viện Di truyền Nông nghiệp.
- Biện pháp kỹ thuật:
- Hoàng Kim và Phạm Văn Biên (1995) khuyến cáo mức bón thâm canh 40 - 50 N + 30 $\text{P}_2\text{O}_5$ + 100 - 120 $\text{K}_2\text{O}$ (kg/ha).
- Thái Phiên và Nguyễn Công Vinh (1997) chứng minh trồng sắn 3 năm không bón phân làm năng suất giảm còn 10 tấn/ha, bón đủ N-P-K nâng năng suất lên 20 tấn/ha.
- Trần Ngọc Ngoạn (1995, 2015) nghiên cứu mô hình xen lạc, cây cốt khí theo đường đồng mức và mật độ 10.000 - 12.500 cây/ha.
- Trình Công Tư (2007) xác định xen 4 hàng lạc giữa 2 hàng sắn tại Tây Nguyên cho lãi ròng 51,22 - 64,03 triệu đồng/ha.
- Nguyễn Thanh Phương và cộng sự (2010, 2012) nghiên cứu xen đậu xanh tại Duyên hải Nam Trung Bộ giảm 14,4% lượng đất xói mòn và xác định công thức phân bón 40 N + 40 $\text{P}_2\text{O}_5$ + 60 $\text{K}_2\text{O}$ + 1,5 tấn phân hữu cơ vi sinh/ha.
Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết
Mặc dù đã có các quy trình kỹ thuật canh tác chung cho toàn miền Bắc hoặc từng vùng lớn (Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ), tại Nghệ An chưa có nghiên cứu cụ thể về cây trồng xen cho sắn trên đất dốc gò đồi, chưa xác định thời vụ tối ưu đồng thời cho cả sắn và cây xen. Nông dân địa phương trồng mật độ dày với giống thoái hóa và bón phân chưa cân đối. Luận án giải quyết khoảng trống về việc ứng dụng phương pháp chẩn đoán dinh dưỡng đất và phân tích lá để xây dựng tổ hợp phân bón định lượng tối ưu cho giống sắn mới tại vùng sinh thái Trung du tỉnh Nghệ An.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Cơ sở lý thuyết và khung phân tích
- Sinh lý dinh dưỡng và tương tác khoáng: N và K là hai yếu tố đa lượng cây sắn hấp thu nhiều nhất. Bón N làm tăng phát triển rễ và hỗ trợ hấp thu P; tuy nhiên thừa N làm thân lá phát triển quá mức, giảm tỷ lệ phân chia chất khô về củ và tăng nguy cơ sâu bệnh. Kali đóng vai trò quyết định trong việc vận chuyển chất khô, tích lũy tinh bột và giảm độc tố HCN trong củ.
- Tiêu chuẩn chẩn đoán dinh dưỡng lá sắn: Sử dụng tiêu chuẩn chẩn đoán của CIAT và Howeler (1996, 2017) cho phiến lá thứ 4 - 5 từ ngọn ở thời điểm 3 - 4 tháng sau trồng (TST):
| Mức độ dinh dưỡng |
N (%) |
P (%) |
K (%) |
Ca (%) |
Mg (%) |
S (%) |
B (ppm) |
Cu (ppm) |
Fe (ppm) |
Mn (ppm) |
Zn (ppm) |
| Rất thiếu (<40% NS tối đa) |
<4,0 |
<0,25 |
<0,85 |
<0,25 |
<0,15 |
<0,20 |
<7 |
<1,5 |
<100 |
<30 |
<25 |
| Thiếu (40-80% NS tối đa) |
4,1-4,8 |
0,25-0,36 |
0,85-1,26 |
0,25-0,41 |
0,15-0,22 |
0,20-0,27 |
7-15 |
1,5-4,8 |
100-110 |
30-40 |
25-32 |
| Thấp (80-90% NS tối đa) |
4,8-5,1 |
0,36-0,38 |
1,26-1,42 |
0,41-0,50 |
0,22-0,24 |
0,27-0,30 |
15-18 |
4,8-6,0 |
110-120 |
40-50 |
32-35 |
| Đủ (90-100% NS tối đa) |
5,1-5,8 |
0,38-0,50 |
1,42-1,88 |
0,50-0,72 |
0,24-0,29 |
0,30-0,36 |
18-28 |
6,0-10,0 |
120-140 |
50-150 |
35-57 |
| Cao (100-90% NS tối đa) |
>5,8 |
>0,50 |
1,88-2,40 |
0,72-0,88 |
>0,29 |
>0,36 |
28-64 |
10-15 |
140-200 |
150-250 |
57-120 |
| Ngộ độc (<90% NS tối đa) |
- |
- |
>2,40 |
>0,88 |
- |
- |
>64 |
>15 |
>200 |
>250 |
>120 |
- Tiêu chuẩn đánh giá dinh dưỡng đất (Howeler, 1996, 2017): Ngưỡng thích hợp cho sắn gồm $\text{pH}_{\text{KCl}}$ từ 4,5 - 7,0; OM từ 2,0 - 4,0%; lân dễ tiêu từ 5 - 15 mg P/kg đất; kali trao đổi từ 1,0 - 5,0 meq/100g đất.
Phương pháp nghiên cứu thực tế
- Phương pháp điều tra PRA: Thực hiện tại 3 xã đại diện cho 3 vùng trồng sắn chính của Nghệ An gồm xã Sơn Thành (huyện Yên Thành), xã Tam Thái (huyện Tương Dương), xã Thanh Ngọc (huyện Thanh Chương). Quy mô: 30 phiếu phỏng vấn/xã (tổng số 90 hộ dân).
- Phương pháp lấy mẫu và phân tích đất: Lấy 9 mẫu đất (3 mẫu/huyện) ở tầng canh tác 0 - 20 cm và 20 - 40 cm theo phương pháp 5 điểm chéo góc, khối lượng 500 g/mẫu đại diện, phơi khô nghiền qua rây 0,2 mm và 0,5 mm. Phân tích tại Phòng thí nghiệm - Khoa Quản lý đất đai - Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
| Chỉ tiêu đất |
Đơn vị |
Phương pháp phân tích |
| $\text{pH}_{\text{KCl}}$ |
- |
Đo bằng máy đo pH mét |
| OM |
% |
Phương pháp Walkley - Black (oxy hóa bằng $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ trong môi trường $\text{H}_2\text{SO}_4$ đậm đặc, chuẩn độ lượng dư bằng $\text{FeSO}_4$ 0,5N với chỉ thị diphenylamine) |
| $\text{N}_{\text{ts}}$ |
% N |
Công phá bằng $\text{H}_2\text{SO}_4$ đđ – $\text{CuSO}_4$ - Se (tỷ lệ 100:10:1), chưng cất Kjeldahl |
| $\text{P}_{\text{ts}}$ |
% $\text{P}_2\text{O}_5$ |
Công phá bằng $\text{H}_2\text{SO}_4$ đđ – $\text{HClO}_4$, hiện màu Phosphomolybdate khử bằng acid ascorbic, so màu sắc kế |
| $\text{K}_{\text{ts}}$ |
% $\text{K}_2\text{O}$ |
Công phá bằng $\text{HF}$ và $\text{HClO}_4$, xác định bằng quang phổ ngọn lửa hoặc quang phổ phát xạ |
| $\text{N}_{\text{dt}}$ |
mg/100g |
Chiết bằng dung dịch $\text{KCl}$ 1 mol/l, khử nitrat bằng Devarda, cưng cất micro Kjeldahl, hấp thụ bằng acid boric và chuẩn độ bằng $\text{HCl}$ |
| $\text{K}_{\text{dt}}$ |
mg/100g |
Chiết bằng $\text{CH}_3\text{COONH}_4$ 1,0 mol/l ($\text{pH} = 7,0$), xác định bằng quang phổ phát xạ |
- Bố trí thí nghiệm đồng ruộng: Thí nghiệm so sánh giống và các biện pháp kỹ thuật được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn lại (RCBD), 3 lần nhắc lại, diện tích ô thí nghiệm 50 $\text{m}^2$, khoảng cách trồng 1 m x 1 m.
- Nguồn dữ liệu: Chuỗi số liệu khí tượng thủy văn 2010 - 2019 thu thập tại 3 trạm (Vinh, Tương Dương, Con Cuông); số liệu Niên giám thống kê nông nghiệp tỉnh Nghệ An và Tổng cục Thống kê (2010 - 2020); báo cáo ngành của Sở Nông nghiệp và PTNT, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Nghệ An.
Nội dung chính theo từng chương
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận và thực tiễn về ngành sản xuất sắn toàn cầu, Việt Nam và tỉnh Nghệ An:
- Hiện trạng sản xuất sắn Việt Nam: 4 vùng trọng điểm (Trung du miền núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ - Duyên hải miền Trung, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ) chiếm 98,2% diện tích (513,3 nghìn ha) và 98,7% sản lượng cả nước (10,3 triệu tấn năm 2020). Cả nước có trên 105 nhà máy chế biến tinh bột quy mô công nghiệp (tổng công suất 3,8 triệu tấn củ tươi/năm) và 7 nhà máy cồn. Năm 2020 xuất khẩu sắn đạt 2,76 triệu tấn (989 triệu USD), thị trường Trung Quốc chiếm 92% kim ngạch.
| Vùng sinh thái |
Diện tích 2015 (1.000 ha) |
Diện tích 2020 (1.000 ha) |
Sản lượng 2020 (1.000 tấn) |
| Cả nước |
567,9 |
524,4 |
10.487,8 |
| Trung du MN phía Bắc |
117,1 |
94,4 |
1.206,7 |
| Đồng bằng sông Hồng |
1,8 |
3,3 |
55,8 |
| Bắc Trung Bộ - Duyên hải miền Trung |
171,3 |
158,6 |
3.160,8 |
| Tây Nguyên |
156,8 |
170,9 |
3.186,0 |
| Đông Nam Bộ |
104,5 |
91,2 |
2.686,0 |
| Đồng bằng sông Cửu Long |
3,0 |
5,7 |
7,7 |
- Diễn biến sản xuất sắn tỉnh Nghệ An giai đoạn 2010 - 2020:
| Năm |
Diện tích (nghìn ha) |
Năng suất (tấn/ha) |
Sản lượng (nghìn tấn) |
| 2010 |
17,3 |
22,09 |
382,2 |
| 2015 |
17,4 |
22,11 |
384,8 |
| 2016 |
19,3 |
22,64 |
437,0 |
| 2017 |
15,5 |
22,28 |
345,4 |
| 2018 |
13,6 |
22,44 |
305,2 |
| 2019 |
14,7 |
22,42 |
331,8 |
| 2020 (Sơ bộ) |
13,5 |
20,37 |
315,8 |
- Tổng hợp tiến bộ giống sắn Việt Nam (1993 - 2020): Các giống chủ lực gồm KM94 (năng suất 30 - 40 tấn/ha, tinh bột 28 - 29,5%), NA1 (46 - 47,8 tấn/ha, tinh bột 25 - 29,7%), BK (47 - 52 tấn/ha, tinh bột 27 - 27,5%), và giống triển vọng 13Sa05 (năng suất 45,2 - 50,1 tấn/ha, tinh bột 28,0 - 29,8%).
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Chương 2 mô tả chi tiết nguồn vật liệu thí nghiệm, thiết kế các nội dung thực nghiệm và quy trình phân tích:
- Vật liệu: 8 giống sắn khảo nghiệm (BTB1, NA1, SA21-12, KM140, SA06, BK, 13Sa05 và KM94 làm đối chứng); 3 giống cây trồng xen họ đậu (lạc L14, đậu tương ĐT26, đậu xanh ĐX14); phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh (Hữu cơ tổng số 23,5%, axithumic 5,6%, $\text{P}_2\text{O}_5$ 3,2%, vi sinh vật hữu ích $5 \times 10^6\text{ CFU/g}$).
- Cấu trúc nội dung triển khai:
- Nội dung 1 (2017): Điều tra PRA tại Yên Thành, Thanh Chương, Tương Dương; lấy mẫu phân tích lý hóa đất tại 3 huyện.
- Nội dung 2 (2017 - 2018): Khảo nghiệm tuyển chọn giống sắn thích hợp tại xã Thanh Ngọc, Thanh Chương.
- Nội dung 3 (2018 - 2020): Xác định các biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống 13Sa05 tại xã Thanh Ngọc, Thanh Chương, gồm: (3.1) Thời vụ trồng và cây trồng xen (2018 - 2019); (3.2) Chẩn đoán hiện trạng dinh dưỡng đất, lá và lập công thức phân bón thử nghiệm (2018); (3.3) Xác định mật độ và tổ hợp phân bón tối ưu kỹ thuật - kinh tế (2019 - 2020).
Kết quả và những đóng góp mới
Đóng góp mới về mặt khoa học lý luận
- Bổ sung cơ sở dữ liệu khoa học về đặc điểm nông sinh thái và tình trạng thoái hóa dinh dưỡng đất tại các vùng trồng sắn chính của tỉnh Nghệ An.
- Ứng dụng thành công phương pháp chẩn đoán dinh dưỡng khoáng qua phân tích phiến lá (vị trí lá thứ 4 - 5 ở thời điểm 3 - 4 tháng sau trồng) trên cây sắn tại vùng Bắc Trung Bộ.
- Xác định được định lượng trạng thái dinh dưỡng lá của giống sắn 13Sa05 tại xã Thanh Ngọc, huyện Thanh Chương:
- Hàm lượng N trong lá đạt $3,36 \pm 0,49%$ (thuộc ngưỡng rất thiếu so với chuẩn $5,1 - 5,8%$).
- Hàm lượng P trong lá đạt $0,31 \pm 0,06%$ (thuộc ngưỡng hơi thiếu/thiếu so với chuẩn $0,38 - 0,50%$).
- Hàm lượng K trong lá đạt $1,13 \pm 0,23%$ (thuộc ngưỡng thiếu so với chuẩn $1,42 - 1,88%$).
- Xác định mối quan hệ tương quan thuận từ chặt đến rất chặt giữa nồng độ dinh dưỡng khoáng trong lá với năng suất củ tươi: hệ số tương quan của đạm đạt $r = 0,72$, lân đạt $r = 0,63$, và kali đạt $r = 0,87$.
Đóng góp mới về mặt thực tiễn
- Tuyển chọn giống mới: Xác định được giống sắn 13Sa05 thích hợp với điều kiện sinh thái vùng Trung du tỉnh Nghệ An, đạt năng suất củ tươi cao (48,24 - 52,14 tấn/ha), hàm lượng tinh bột cao (28,78 - 28,98%). Giống sắn 13Sa05 đã được tự công bố lưu hành theo Thông báo số 745/TB-TT-CLT ngày 22/6/2020 của Cục Trồng trọt.
- Xác định gói kỹ thuật canh tác bền vững cho giống 13Sa05:
- Thời vụ trồng thích hợp: Đầu tháng 2.
- Cây trồng xen hiệu quả nhất: Lạc (giống L14).
- Mật độ trồng tối ưu: 10.000 cây/ha (khoảng cách 1,0 m x 1,0 m).
- Tổ hợp phân bón khuyến cáo: $90\text{ kg N} + 50\text{ kg }\text{P}_2\text{O}_5 + 100\text{ kg }\text{K}_2\text{O} + 1,5\text{ tấn phân hữu cơ vi sinh} + 500\text{ kg vôi bột/ha}$.
- Mức bón tối đa về mặt kỹ thuật: $91,75\text{ kg N} + 51,81\text{ kg }\text{P}_2\text{O}_5 + 103,84\text{ kg }\text{K}_2\text{O} + 1,5\text{ tấn phân hữu cơ vi sinh} + 500\text{ kg vôi bột/ha}$.
- Mức bón tối thích về mặt kinh tế: $88,60\text{ kg N} + 51,60\text{ kg }\text{P}_2\text{O}_5 + 101,30\text{ kg }\text{K}_2\text{O} + 1,5\text{ tấn phân hữu cơ vi sinh} + 500\text{ kg vôi bột/ha}$.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế về phạm vi thực nghiệm: Các thí nghiệm nông học chuyên sâu về thời vụ, cây xen, mật độ và tổ hợp phân bón chẩn đoán qua lá được tiến hành tập trung tại xã Thanh Ngọc (huyện Thanh Chương), đại diện cho tiểu vùng Trung du Nghệ An; các địa bàn khác (miền núi cao Tương Dương, vùng đồng bằng Yên Thành) mới dừng ở mức độ điều tra PRA và phân tích thổ nhưỡng.
- Hạn chế về đối tượng giống: Quy trình chẩn đoán dinh dưỡng khoáng và định lượng phân bón chi tiết mới được xây dựng hoàn chỉnh cho giống 13Sa05, chưa mở rộng cho các dòng giống mới khác trong bộ khảo nghiệm.
- Hướng nghiên cứu tiếp theo:
- Tiếp tục mở rộng khảo nghiệm sản xuất giống sắn 13Sa05 và kiểm chứng quy trình bón phân theo chẩn đoán lá trên các loại đất khác nhau (đất cát ven biển, đất đỏ bazan miền núi) tại Nghệ An và các tỉnh Bắc Trung Bộ.
- Nghiên cứu bổ sung các giải pháp quản lý dịch hại tổng hợp (IPM), đặc biệt là các biện pháp sinh học phòng trừ bệnh chổi rồng (Phytoplasma sp.), rệp sáp hồng (Phenacoccus manihoti) và khảm lá virus.
Giá trị tham khảo
- Đối với nghiên cứu sinh và học viên cao học: Cung cấp phương pháp luận thực nghiệm về ứng dụng chẩn đoán dinh dưỡng mô lá (lá thứ 4 - 5 ở 3 - 4 tháng tuổi) để xây dựng phương trình tương quan và tối ưu hóa lượng phân bón khoáng kết hợp hữu cơ trên đất dốc.
- Đối với giảng viên và cơ sở đào tạo: Bổ sung tư liệu giảng dạy thực tế về môn học Cây lương thực, Dinh dưỡng cây trồng và Canh tác học bền vững trên đất đồi núi Bắc Trung Bộ.
- Đối với cơ quan quản lý nông nghiệp (Sở Nông nghiệp và PTNT Nghệ An, Trung tâm Khuyến nông): Cung cấp căn cứ khoa học để định hướng chuyển đổi bộ giống sắn thoái hóa sang giống 13Sa05, điều chỉnh cơ cấu mùa vụ (trồng đầu tháng 2) và áp dụng mô hình xen lạc nhằm cải tạo đất và duy trì năng suất bền vững.
- Đối với các doanh nghiệp chế biến (Nhà máy tinh bột sắn Intimex Thanh Chương, Yên Thành): Hỗ trợ xây dựng vùng nguyên liệu ổn định đạt năng suất củ 48 - 52 tấn/ha và hàm lượng tinh bột trên 28,7%, khắc phục tình trạng thiếu nguyên liệu chế biến.
Câu hỏi thường gặp
1. Giống sắn nào được tuyển chọn trong luận án và có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật nào nổi bật?
Luận án đã tuyển chọn được giống sắn 13Sa05 thích hợp với vùng Trung du tỉnh Nghệ An. Giống đạt năng suất củ tươi từ 48,24 đến 52,14 tấn/ha, hàm lượng tinh bột đạt 28,78 đến 28,98%, vượt trội so với các giống sản xuất cũ như KM94 và NA1. Giống 13Sa05 đã được Cục Trồng trọt thông báo tự công bố lưu hành theo văn bản số 745/TB-TT-CLT ngày 22/6/2020.
2. Kết quả chẩn đoán dinh dưỡng lá giống sắn 13Sa05 tại Thanh Chương ghi nhận hiện trạng gì và mối tương quan với năng suất ra sao?
Kết quả phân tích phiến lá (vị trí lá 4 - 5 ở 3 - 4 tháng sau trồng) tại xã Thanh Ngọc cho thấy: hàm lượng Đạm ($N = 3,36 \pm 0,49%$) ở mức rất thiếu; Lân ($P = 0,31 \pm 0,06%$) ở mức hơi thiếu; Kali ($K = 1,13 \pm 0,23%$) ở mức thiếu. Hàm lượng dinh dưỡng lá tương quan thuận chặt chẽ với năng suất củ tươi với các hệ số tương quan lần lượt là $r_N = 0,72$; $r_P = 0,63$ và $r_K = 0,87$.
3. Công thức phân bón khuyến cáo, mức bón tối đa kỹ thuật và tối thích kinh tế cho giống sắn 13Sa05 được xác định như thế nào?
- Khuyến cáo áp dụng: $90\text{ kg N} + 50\text{ kg }\text{P}_2\text{O}_5 + 100\text{ kg }\text{K}_2\text{O} + 1,5\text{ tấn phân hữu cơ vi sinh} + 500\text{ kg vôi bột/ha}$.
- Tối đa kỹ thuật: $91,75\text{ kg N} + 51,81\text{ kg }\text{P}_2\text{O}_5 + 103,84\text{ kg }\text{K}_2\text{O} + 1,5\text{ tấn phân hữu cơ vi sinh} + 500\text{ kg vôi bột/ha}$.
- Tối thích kinh tế: $88,60\text{ kg N} + 51,60\text{ kg }\text{P}_2\text{O}_5 + 101,30\text{ kg }\text{K}_2\text{O} + 1,5\text{ tấn phân hữu cơ vi sinh} + 500\text{ kg vôi bột/ha}$.
4. Luận án xác định thời vụ trồng, mật độ và cây trồng xen tối ưu nào cho vùng Trung du tỉnh Nghệ An?
Gói kỹ thuật canh tác xác định: thời vụ trồng thích hợp nhất vào đầu tháng 2; mật độ trồng chuẩn là 10.000 cây/ha (khoảng cách 1,0 m x 1,0 m); cây trồng xen thích hợp nhất mang lại hiệu quả kinh tế và bảo vệ đất là cây lạc (giống L14).
5. Quy trình phân tích hóa lý đất trong luận án được thực hiện bằng các phương pháp nào và ở đâu?
Mẫu đất được phân tích tại Phòng thí nghiệm thuộc Khoa Quản lý đất đai - Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Các phương pháp gồm: $\text{pH}{\text{KCl}}$ đo bằng máy đo pH mét; chất hữu cơ (OM) theo Walkley - Black; đạm tổng số ($\text{N}{\text{ts}}$) theo Kjeldahl; lân tổng số ($\text{P}{\text{ts}}$) so màu Phosphomolybdate; kali tổng số ($\text{K}{\text{ts}}$) bằng quang phổ phát xạ; đạm dễ tiêu ($\text{N}{\text{dt}}$) chiết bằng $\text{KCl}$ và khử Devarda; kali dễ tiêu ($\text{K}{\text{dt}}$) chiết bằng $\text{CH}_3\text{COONH}_4$ 1,0 mol/l.
Kết luận
Luận án đã đánh giá toàn diện hiện trạng sản xuất, điều kiện đất đai và khí hậu các vùng trồng sắn chính của tỉnh Nghệ An, chỉ ra tình trạng thiếu hụt dinh dưỡng khoáng và thoái hóa giống cũ tại địa phương. Nghiên cứu đã tuyển chọn thành công giống sắn 13Sa05 có năng suất cao (48,24 - 52,14 tấn/ha) và hàm lượng tinh bột cao (28,78 - 28,98%), được công nhận lưu hành chính thức. Đồng thời, công trình đã xây dựng hoàn chỉnh gói biện pháp canh tác bền vững gồm thời vụ trồng đầu tháng 2, xen canh lạc L14, mật độ 10.000 cây/ha kết hợp tổ hợp phân bón tối ưu dựa trên chẩn đoán dinh dưỡng đất và lá, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường đất dốc tại vùng Trung du tỉnh Nghệ An.
