Chương 1 TỎNG QUAN TÀI LIỆU 1. Nguồn gốc và phân loại cây sắn 1. Nguồn gốc và giá trị Cây sắn có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới Châu Mỹ Latinh đã được trồng cách đây khoảng 5. Trên thế giới, cây sắn được trồng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới từ 30°B — 30°N (Hình 1.1), sắn được trồng ở châu Phi (72,42%), ở châu A (17,81%), ở châu Mỹ Latinh (9,65%) (FAOSTAT, 2016).
Vùng phân bố sản xuất sắn ở các nước trên thé giới năm 2013 (FAO, 2014) Cây san có địa bàn phân bố rộng ở nhiều châu lục khác nhau và có vai trò quan trọng đối với an ninh lương thực, năng lượng nói chung và trong kinh tế hộ gia đình nói riêng, góp phần xóa đói giảm nghèo, tạo cơ hội việc làm và 6n định cộng đồng nông thôn. Thông qua những tác động khác nhau về giống về phương thức - kỹ thuật canh tác, diện tích và sản lượng sắn tăng lên nhanh chóng ở nhiều nước Châu Á. Theo Hoàng Kim và Phạm Văn Biên (1995) sẵn có thời gian sinh trưởng từ 6 đến 12 tháng, có nơi 18 thang tùy thuộc vào giống, nhiệt độ thích hợp từ 15-29°C, thích hợp nhất từ 23- 279C. San là loại cây dé trồng thích hợp trên nhiều loại đất khác nhau, từ đất cát ven biên đến đất phù sa, đất xám, đất đồi núi, đất bazan, ngoại trừ đất úng nước pH đất thấp 3,5 — 7,8.
Nhưng thích hợp nhất ở đất có có sa cấu đất trung bình hàm lượng dinh dưỡng cao với pH 5,5 — 7,5 (Tran Ngọc Ngoan, 2007). Vùng phân bố Trên thế giới sắn được trồng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới từ 30° B — 30° N, tập trung nhiều ở Châu Phi, Châu Á và Nam Mỹ (Monfreda và cs, 2008; CIAT, 1993). Tại Việt Nam sắn được trồng tại hầu hết các tỉnh từ Bắc đến Nam, nhiều nhất tại vùng Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, vùng núi và trung du phía Bắc, Bắc Trung Bộ, vùng ven biên Nam Trung Bộ (Tổng cục thống kê năm, 2017). Đặc điểm kiểu hình lý tưởng của một giống sắn Một số công trình nghiên cứu đã đưa ra loại hình lý tưởng của giống san (trích theo Đường Hồng Dat, 2004) như sau: - Một thân độc nhất mọc từ hom.
- Ít hoặc chậm phân cảnh. - Số thân/khóm từ 2-3 thân. - Chiều cao cây chỉ trên đưới 2 m. - Lá ở thế nằm nghiêng.
- Tuổi thọ của lá cao 40 — 140 ngày. - Mỗi cây có khoảng § củ. - Củ to và khỏe, chắc không có cuống, dé bóc vỏ. - Hình đạng củ thuôn dài, đều.
- Chống chịu được sâu bệnh ở cấp độ 2 (<25%) — cấp độ 3 (25-50%). - Năng suất củ tươi (>35 tan/ha) và hàm lượng tinh bột cao (>27%). Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống sắn 1. Tình hình nghiên cứu chọn giống trên thé giới Những hướng chính của chọn tạo giống sắn trên thế giới bao gồm: giống có năng suất tinh bột cao, có khả năng chống chịu sâu bệnh, có hàm lượng protein trong lá và trong củ cao, có thời gian sinh trưởng ngắn, giá trị dinh dưỡng cao và giàu carotene, trong đó chọn những giống sắn có chỉ tiêu như ngắn ngày, năng suất tinh bột cao, khả năng chịu sâu bệnh là được ưu tiên hàng đầu, nhằm giữ 6n định vùng nguyên liệu và tăng hiệu quả cho người trồng sắn (Hoàng Kim và cs.
Hiện nay trên thế giới việc nghiên cứu giống sắn chủ yếu được thực hiện ở Trung tâm Quốc tế Nông nghiệp Nhiệt đới (CIAT) tại Colombia và Thai Lan, Viện Quốc tế Nông nghiệp Nhiệt đới (IITA) tai Nigeria, cùng với các Viện Nghiên cứu Quốc gia và các trường Đại học ở những nước trồng và tiêu thụ nhiều sắn (CIAT, 1990). Hai tổ chức CIAT và IITA đã có những chương trình nghiên cứu rộng lớn, kết hợp chặt chẽ với các chương trình sắn của mỗi quốc gia để tiến hành thu thập, nhập nội, chọn tạo vả cải tiến giống săn. Mục tiêu của chiến lược cải tiến giống sẵn được thay đổi tuỳ theo sự cần thiết và khả năng của từng chương trình quốc gia. Đối với công tác tập huấn, phân phối nguồn vật liệu giống ban đầu, được điều tiết bởi các chuyên gia chọn tạo giống sắn của CIAT.
CIAT cũng là nơi bảo tồn nguồn gen giống sắn hàng đầu của thế giới. Nguồn gen san Châu Mỹ: Hiện tại, CIAT đã thu thập, bao quan 5.728 mẫu giống sắn và đã đăng ký tại Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên Hiệp Quốc (FAO), bao gồm 5.138 mẫu giống san thu thập tại vùng Nam Mỹ va Trung Mỹ, 24 mẫu giống sẵn ở Bắc Mỹ, 384 mẫu giống sắn lai của CIAT, 163 mẫu giống sẵn vùng châu Á, 19 mẫu giống sắn vùng Châu Phi (CIAT - GRU 2003, Hernan Ceballos, 2005).728 mẫu giống sắn này có 35 loài sắn hoang dại được thu thập, sử dung dé lai tạo giống sắn kháng sâu bệnh hoặc giàu protein. Nguồn gen giống sắn Châu Mỹ đã được CIAT bảo tồn và đánh giá về khả năng cho năng suất, giá trị đinh đưỡng, thời gian sinh trưởng, khả năng chống chịu sâu bệnh hại, khả năng thích ứng với sự thay đổi của môi trường, từ đó chọn ra những cặp bố mẹ phục vụ cho công tác cải tiến giống sắn và trao đối quỹ gen đối với các nước (Trần Công Khanh, 2007). Nguồn gen sắn Châu A: Thái Lan là nước có nguồn gen giống san lớn nhất Châu Á.
Các chương trình chọn tạo giống sắn ở Thái Lan được thực hiện chủ yếu tại Trường Đại học Kasetsart (KU), Trung tâm Nghiên cứu Cây trồng Rayong (RFCRC) và Viện Nghiên cứu phát triển tinh bột sắn Thái Lan (TTDI). Mục tiêu là chọn tạo được các giống sắn có năng suất cao, hàm lượng chất khô cao, hàm lượng xianua thấp, thu hoạch sớm và thích ứng rộng. Giống sắn Thái Lan có mối quan hệ chặt chẽ với Việt Nam và là nguồn gen sắn đặc biệt quan trọng của Châu Á. Hầu hết giống sắn phổ biến và triển vọng của Thái Lan đều đã được nhập nội và đánh giá ở Việt Nam như các giống chế biến công nghiệp: Kasetsart 50 (tên gọi ở Việt Nam là KM94, nhập cây giống trong bộ giống khảo nghiệm Liên Á), Rayong 60 (tên gọi ở Việt Nam là KM60, nhập cây giống trong bộ giống khảo nghiệm Liên A), Rayong72 (cùng nguồn gốc cha mẹ với giống KM98-1, nhập hạt giống cha me, chọn dòng và tạo giống tại Việt Nam), Huay Bong 60, Huay Bong 80, Rayong 1, Rayong 3, Rayong 5, Rayong 7, Rayong 9, Rayong 90; các giống sắn tiêu thụ tươi: Hanatee, Rayong 2 (Nguyễn Thị Trúc Mai, 2017).
Ở An Độ, chương trình chọn tạo giống săn được thực hiện chủ yếu tại Viện Nghiên cứu Cây có củ toàn Ấn ở Trivandrum và Trường Đại học Nông nghiệp Tamil Nadu. Những giống sắn trồng phổ biến và triển vọng tại An Độ có H165, H226, Sree Sahya, Sree Visakham, Sree Prakash, COI, CO2, CO3, CO4, Sree Harsha, H119, Sree Vijaya, Sree Rekha, Sree Prabha, Sree Padmanabha, Sree Athulya, Sree Apoorva (Hoang Kim, 2013; Howeler and Aye, 2015). An Độ là nước có năng suất sắn cao nhất thé giới với năng suất củ tươi bình quân 36,2 tan/ha và nhiều mô hình đầu tư thâm canh đủ nước tưới, phân bón, đạt 40 - 50 tấn sắn củ tươi/ha. San An Độ được trồng nhiều tại các tiêu bang phía Nam vùng Kerala và Tamil Nadu trên dat lúa có tưới hoặc các loại dat cao trông dừa, cây ăn quả.
Ở Trung Quốc, chương trình cải tiến giống săn được thực hiện chủ yếu tại Học viện Cây trồng Nhiệt đới Nam Trung Quốc và Viện Nghiên cứu Cây trồng cạn Quảng Tây. Giống sắn Trung Quốc cũng có mối quan hệ chặt chẽ với Việt Nam và cũng là nguồn gen giống sắn quan trọng của Châu Á. Mục tiêu là chọn tạo những giống sẵn có năng suất củ tươi cao, hàm lượng bột cao, thích ứng rộng và ngắn ngày. Những giống sắn mới triển vọng ở Trung Quốc gồm SC11 (MBRA900), SC10, SC8, SC7, những giống sắn phổ biến trong sản xuất là SC201, SC205 (sắn lá tre), SC5, SC6, GR911, GR891 (Howeler và Aye, 2015).
Phần lớn các giống san Trung Quốc đã được Trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh và Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam nhập nội trồng thử nghiệm nhưng sắn Việt hợp phong thé hơn. Tại Indonesia, chương trình chọn tạo giống san được thực hiện chủ yếu tại Viện Nghiên cứu Cây Đậu đỗ và Cây có củ (RILET). Tại Philippines, chương trình chọn tạo giống san được thực hiện chủ yếu tại Viện Chọn Giống Cây trồng (IPB) ở Los Banos, Laguna và Trung tâm Nghiên cứu Huấn luyện Cây có củ Philippines ở VISCA. Nguồn gen sắn ở hiện có 270 mẫu giống.
Từ năm 1986 đến nay Philippines đã phóng thích 8 giống sắn, chủ yếu dong lai nhập nội từ CIAT có năng suất củ tươi cao dùng để tiêu thụ tươi (Howeler và Aye, 2015). Diện tích san ở Campuchia, Miễn Điện, Lào, Malaysia không nhiều. Những năm gan đây, diện tích san ở Campuchia và Miến Điện tăng nhanh do nhu cầu cao và giá hấp dẫn của thị trường sắn lát từ Trung Quốc. Trên 90% nguồn gen giống sắn của Campuchia là từ Việt Nam (Nguyễn Thị Trúc Mai, 2017).
Tình hình nghiên cứu chọn giống tại Việt Nam Tại Việt Nam những nghiên cứu đối với cây sắn tập trung chủ yếu vào việc chọn tạo các giống sắn có năng suất cao, thời gian sinh trưởng ngắn thông qua các phương pháp lai tạo truyền thống. Một trong những yếu tố chính góp phần hiệu quả trong việc nâng cao năng suất sắn là tăng cường nghiên cứu, nhập nội, lai tạo, ứng dụng công nghệ mới trong việc chọn tạo và nhân giống sắn lai (Hoàng Kim và cs, 2001). Công tác nghiên cứu chọn tạo giống theo phương pháp truyền thống được thực hiện bởi Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam (IAS) đóng vai trò chính, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chi Minh, trường Đại học Nông Lâm Huế và các sở Nông nghiệp của các tỉnh trồng nhiều sắn phối hợp nghiên cứu phát triển. Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc, Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Cây có củ đã phối hợp với nhau, thông qua các chương trình quốc gia dé thu thập, bảo quản, đánh giá và sử dụng nguồn gen giống sắn.
Việc trao đổi quỹ gen giống sắn giữa Việt Nam với CIAT đã được tiến hành thường xuyên (Trung tâm Hưng Lộc là nơi lưu giữ nguồn gen lớn nhất của cả nước, hơn 600 mẫu giống). Với nhiều nỗ lực của các cơ quan nghiên cứu đến nay 6 giống sắn có khả năng kháng bệnh khảm lá được Viện Di truyền Nông nghiệp tự công bố lưu hành gồm HN1, HN3, HN5, HN36, HN80, HN97.