Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Cà chua (Lycopersicon esculentum Mill.) thuộc họ Cà (Solanaceae), là loại rau ăn quả có giá trị dinh dưỡng cao, giàu vitamin A, B1, B2, B6, C, đạm, đường, chất béo và các khoáng vi lượng như canxi, sắt, photpho, lưu huỳnh, iot, coban, đồng, molibden. Tại Việt Nam, cà chua được xếp vào nhóm cây rau mang lại hiệu quả kinh tế cao với diện tích canh tác hàng chục nghìn hecta, phân bố tập trung ở vùng đồng bằng và trung du Bắc Bộ cũng như một số tỉnh phía Nam. Tuy nhiên, phần lớn các giống được trồng phổ biến trong nước là giống sinh trưởng hữu hạn, việc tiếp cận và khảo nghiệm các giống sinh trưởng vô hạn năng suất cao là nhu cầu thực tiễn cần thiết.

Tại Israel, cà chua là cây trồng mang lại giá trị xuất khẩu lớn, chủ yếu sử dụng các giống sinh trưởng vô hạn ghép trên gốc cà chua dại nhằm tăng cường sức sinh trưởng và khả năng chống chịu sâu bệnh. Mặc dù mùa đông tại Israel kéo dài từ 3-4 tháng với nhiệt độ ban đêm có thể xuống dưới 5°C, nhiệt độ ban ngày vẫn duy trì từ 9-23°C và có thể tăng thêm 12-15°C khi ứng dụng mô hình nhà màng/nhà kính kết hợp hệ thống tưới nhỏ giọt. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất cà chua trái vụ. Vào các tháng 12, tháng 1 và tháng 2, giá thu mua và xuất khẩu cà chua tại Israel thường cao hơn các thời điểm khác trong năm. Do đó, việc theo dõi và đánh giá năng suất của các giống cà chua vô hạn trong khung thời gian mùa đông là cơ sở quan trọng phục vụ công tác bố trí thời vụ và chọn giống canh tác.

Khóa luận tốt nghiệp chuyên ngành Trồng trọt của tác giả Nguyễn Quang Hưng (Khoa Nông học, Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên), dưới sự hướng dẫn của ThS. Hà Việt Long và giảng viên Oren tại Israel, thực hiện đề tài nhằm giải quyết các mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể:

  • Mục đích nghiên cứu: Tuyển chọn giống cà chua triển vọng trồng trong vụ Đông 2017-2018 tại Israel.
  • Nhiệm vụ nghiên cứu:
    1. Theo dõi các giai đoạn sinh trưởng phát triển của giống cà chua EIKRAM và 4402 vụ Đông năm 2016-2017 tại Israel.
    2. Theo dõi đặc điểm hình thái của 2 giống cà chua EIKRAM và 4402 vụ Đông năm 2016-2017 tại Israel.
    3. Đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của 2 giống cà chua thí nghiệm.
    4. Đánh giá tình hình sâu bệnh hại chính trên cây cà chua trong quá trình thí nghiệm.
    5. Đánh giá các chỉ tiêu về hình thái và một số đặc điểm có liên quan đến chất lượng quả của 2 giống cà chua.
  • Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
    • Đối tượng: 2 giống cà chua ghép sinh trưởng vô hạn gồm EIKRAM và 4402.
    • Địa điểm: Farm 26, Moshav Hazeva, Israel (canh tác trong nhà kính).
    • Thời gian: Từ ngày 01/09/2016 đến ngày 30/05/2017 (vụ Đông Xuân 2016-2017).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng nội dung dựa trên các cơ sở khoa học về đặc tính sinh học của chiết xuất giống cây trồng họ Cà, sinh lý phân hóa mầm hoa và đậu quả cà chua dưới tác động của nhiệt độ, độ ẩm và bức xạ ánh sáng trong môi trường nhà kính bán sa mạc. Văn bản tham chiếu các công trình nghiên cứu tổng quan trong nước và quốc tế (FAO, AVRDC, EICA, các nghiên cứu chọn tạo giống của Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, nghiên cứu bệnh virus TYLCV của Trường Đại học Khoa học).

Phương pháp nghiên cứu và quy trình thực nghiệm được triển khai cụ thể:

  • Quy chuẩn áp dụng: Dựa theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng giống cà chua (QCVN 01-63:2011/BNNPTNT).
  • Vật liệu thí nghiệm: Hai giống cà chua ghép EIKRAM và 4402 do tập đoàn Haifa-Group cung cấp (cây được ghép trên gốc ghép cà chua dại).
  • Phương pháp bố trí thí nghiệm: Bố trí theo phương pháp khảo sát không nhắc lại, gồm 2 ô thí nghiệm, diện tích mỗi ô 6 m², mật độ 12 cây/ô. Khoảng cách trồng: cây cách cây 60 cm, hàng cách hàng 20 cm.
  • Quy trình kỹ thuật và chăm sóc:
    • Thời vụ và làm đất: Trồng ngày 01/09/2016. Đất được làm sạch cỏ dại, xử lý tàn dư, ủ phân hữu cơ, lên luống, lắp đặt hệ thống tưới nhỏ giọt và phủ nilon kín mặt luống; tưới ẩm định kỳ 1-2 tuần/lần trước trồng để hạn chế cỏ dại và mầm bệnh.
    • Chế độ dinh dưỡng (Fertigation tính trên 1 dunam = 1000 m²): Hòa phân trực tiếp qua hệ thống tưới nhỏ giọt với định lượng: 5 m³ nước sạch, Đạm (N) 500 ppm, Canxi (Ca) 500 ppm. Duy trì độ ẩm đất ở ngưỡng 70-80%.
    • Quấn ngọn và tỉa cành: Thực hiện 11 đợt (từ 10/09/2016 đến 10/04/2017). Quấn ngọn thân chính theo chiều kim đồng hồ, tỉa bỏ toàn bộ cành nách mọc từ thân chính (hoặc giữ cành khỏe thay thế nếu thân chính cong yếu).
    • Cắt tỉa hoa quả: Tỉa bớt hoa/quả dị hình, còi cọc ở phần dưới của chùm; định mức cố định để lại 5 quả/chùm.
    • Thả dây (hạ giàn): Khi thân cây đạt độ cao khoảng 3 m chạm ròng rọc, tiến hành tháo cuộn dây và hạ dần thân sao cho đỉnh ngọn cách ròng rọc 30-40 cm; thực hiện qua 6 đợt (từ 13/11/2016 đến 10/04/2017).
    • Cắt lá gốc và bấm ngọn: Cắt tỉa lá già, lá sâu bệnh sát gốc định kỳ 5 đợt (4-5 lá/lần). Tiến hành bấm ngọn chính vào ngày 01/04/2017 (trước khi phá vườn 1 tháng) để tập trung nuôi quả.
  • Phương pháp thu thập chỉ tiêu:
    • Thời gian sinh trưởng: Xác định số ngày từ khi trồng đến khi đạt 50-70% số cây ra hoa, đậu quả và chín ở chùm 1.
    • Chỉ tiêu hình thái: Đo chiều cao gốc (từ mặt đất đến chùm hoa đầu), chiều cao cây cuối cùng (từ gốc đến đỉnh sinh trưởng), đếm số đốt gốc đến chùm hoa thứ nhất, quan sát dạng chùm hoa (đơn giản, trung gian, phức tạp), màu sắc lá và dạng quả.
    • Chỉ số hình dạng quả ($I$): $I = H / D$ ($H$: chiều cao quả; $D$: đường kính quả). Đánh giá dạng quả tròn khi $I = 0,85 - 1,0$.
    • Tỷ lệ đậu quả: Theo dõi 5 chùm hoa trên các cây đại diện theo 3 đợt (đầu vụ, giữa vụ, cuối vụ).
    • Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất: Đếm số chùm quả/cây, tổng số quả/cây, cân khối lượng trung bình quả (g), tính năng suất cá thể (kg/cây), tính năng suất thực thu quy đổi trên 1 dunam (tấn/dunam) và phân tích năng suất thực thu theo từng tháng (tháng 12, 1, 2, 3, 4).
    • Chất lượng quả và sâu bệnh: Đánh giá số ngăn hạt, độ dày thịt quả (cm), độ chắc, độ ướt thịt quả, khẩu vị, hương vị bằng cảm quan; theo dõi mức độ nhiễm bệnh virus (Tomato yellow leaf curl virus - TYLCV) theo chu kỳ 1 tháng/lần, bệnh nấm và các loại sâu hại (sâu vẽ bùa, sâu đục quả).

Nội dung chính theo từng chương

Phần I: Mở đầu

Trình bày tổng quan về nguồn gốc, thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng, ý nghĩa kinh tế của cây cà chua đối với ngành chế biến thực phẩm và tiêu dùng tươi. Tác giả phân tích đặc điểm khí hậu mùa đông tại vùng sa mạc Hazeva (Israel) với nền nhiệt độ ban ngày ấm áp thích hợp cho canh tác trong nhà kính, qua đó nêu rõ tính cấp thiết của việc tuyển chọn giống cà chua sinh trưởng vô hạn cho năng suất cao vào các tháng mùa đông có giá trị thương mại lớn (tháng 12 đến tháng 2). Phần mở đầu xác lập mục đích tổng quát, 5 nhiệm vụ theo dõi cụ thể, giới hạn vật liệu và địa bàn nghiên cứu tại Moshav Hazeva.

Phần II: Tổng quan tài liệu

Khái quát lịch sử thuần hóa và phân bố của cây cà chua từ Nam Mỹ sang châu Âu và châu Á. Tổng hợp số liệu thống kê sản xuất cà chua thế giới (theo FAO, diện tích năm 2014 của châu Á dẫn đầu với 2.260.000 ha, châu Úc đạt năng suất cao nhất với 61,26 tấn/ha). Tại Việt Nam, sản lượng cà chua giai đoạn 2008-2012 tăng dần từ 435,18 nghìn tấn lên 616,89 nghìn tấn. Tại Israel giai đoạn 2008-2014, diện tích duy trì trên 5.000 ha với năng suất dao động từ 65,75 đến 81,21 tấn/ha (đạt đỉnh vào năm 2009). Chương này cũng điểm lại các công trình chọn tạo giống cà chua lai F1, giống trồng trong nhà kính và nghiên cứu kháng virus TYLCV tại Việt Nam (Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm, Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Đại học Nông nghiệp Hà Nội).

Phần III: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Mô tả chi tiết 2 giống cà chua ghép thí nghiệm EIKRAM và 4402 của Haifa-Group. Trình bày thông số địa bàn Farm 26, Moshav Hazeva; lịch thời gian từ 01/09/2016 đến 30/05/2017. Thiết kế thí nghiệm khảo sát diện tích 6 m²/ô với 12 cây. Ghi nhận toàn bộ thông số kỹ thuật canh tác: mật độ 60 cm x 20 cm, bón phân hòa tan N-Ca (500 ppm), lịch trình 11 đợt quấn ngọn, 6 đợt thả dây, 5 đợt cắt lá gốc và thời điểm bấm ngọn 01/04/2017. Định nghĩa rõ ràng các công thức tính toán chỉ tiêu nông học, tỷ lệ đậu quả, chỉ số dạng quả $I$, cấu thành năng suất và thang đánh giá cảm quan chất lượng quả theo QCVN 01-63:2011/BNNPTNT.

Phần IV: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Trình bày và phân tích các số liệu thực nghiệm thu được từ 2 giống cà chua:

  1. Các giai đoạn sinh trưởng: Giống EIKRAM có thời gian từ trồng đến ra hoa (15 ngày), đậu quả (20 ngày) và quả chín (77 ngày) đều ngắn hơn giống 4402 (lần lượt là 20 ngày, 26 ngày và 83 ngày). Cả 3 giai đoạn sinh trưởng của 4402 đều kéo dài hơn EIKRAM từ 5-6 ngày.
  2. Đặc điểm hình thái cây và quả: Cả hai giống đều thuộc loại hình sinh trưởng vô hạn với chiều cao cây cuối cùng đạt trên 6 m (EIKRAM đạt 606,78 cm; 4402 đạt 640,87 cm). Chiều cao từ gốc đến chùm hoa đầu của EIKRAM là 31,80 cm (7,08 đốt), của 4402 là 33,43 cm (7,42 đốt). Giống EIKRAM có lá màu xanh bình thường, chùm hoa đơn giản; giống 4402 có lá màu xanh thẫm, chùm hoa trung gian. Quả của cả 2 giống đều có dạng tròn ($I = 0,85 - 1$) và khi chín có màu đỏ cờ.
  3. Tỷ lệ đậu quả và cấu thành năng suất: Tỷ lệ đậu quả trung bình của giống 4402 đạt 91,16%, cao hơn EIKRAM (86,26%). Giống 4402 vượt trội về các chỉ tiêu cấu thành năng suất: số chùm quả/cây đạt 18,2 chùm (EIKRAM: 17,0 chùm); tổng số quả/cây đạt 70,6 quả (EIKRAM: 60,3 quả); khối lượng trung bình quả đạt 131,1 g (EIKRAM: 118,8 g).
  4. Năng suất cá thể và năng suất thực thu: Năng suất cá thể của 4402 đạt 9,26 kg/cây, cao hơn EIKRAM (7,17 kg/cây). Năng suất thực thu trên 1 dunam của 4402 đạt 16,66 tấn/dunam, cao hơn EIKRAM (12,91 tấn/dunam). Xét theo từng tháng, giống 4402 đạt năng suất cao hơn EIKRAM ở hầu hết các tháng (tháng 1 đạt 2,68 so với 1,93 tấn; tháng 2 đạt 3,83 so với 2,93 tấn; tháng 3 đạt 2,97 so với 1,84 tấn; tháng 4 đạt 4,20 so với 2,88 tấn), riêng trong tháng 12 giống EIKRAM đạt năng suất cao hơn (3,32 tấn so với 2,98 tấn/dunam).
  5. Chất lượng quả và tình hình sâu bệnh: Cả 2 giống đều có phẩm chất quả tốt: thịt quả chắc mịn, độ ướt khô nhẹ, khẩu vị ngọt dịu và có mùi thơm đặc trưng. Giống 4402 có độ dày thịt quả lớn hơn (1,06 cm so với 0,93 cm) và số ngăn hạt nhiều hơn (2,3 ngăn so với 2,0 ngăn). Về tình hình sâu bệnh, giống 4402 hoàn toàn không nhiễm bệnh virus TYLCV và nấm bệnh, trong khi EIKRAM bị nhiễm nhẹ virus TYLCV. Sâu vẽ bùa và sâu đục quả xuất hiện rải rác nhưng được kiểm soát tốt thông qua biện pháp tỉa lá và cắt tỉa cơ học.

Phần V: Kết luận và đề nghị

Đưa ra kết luận tổng hợp khẳng định các đặc tính sinh trưởng, hình thái, ưu thế về năng suất thực thu (16,66 tấn/dunam) và khả năng sạch bệnh của giống 4402 so với giống EIKRAM (12,91 tấn/dunam). Tác giả kiến nghị chủ farm tiếp tục theo dõi, đánh giá bổ sung 2 giống này trong các vụ khác nhau, trên các chân đất và điều kiện sinh thái khác nhau nhằm hoàn thiện cơ sở dữ liệu chọn giống trước khi mở rộng quy mô sản xuất.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã thu thập được hệ thống số liệu thực nghiệm đầy đủ về các chỉ tiêu sinh trưởng, hình thái, năng suất và phẩm chất của hai giống cà chua sinh trưởng vô hạn EIKRAM và 4402 trong điều kiện vụ Đông tại vùng Moshav Hazeva, Israel:

Chỉ tiêu theo dõi Đơn vị tính Giống EIKRAM Giống 4402
Thời gian từ trồng đến ra hoa Ngày 15 20
Thời gian từ trồng đến đậu quả Ngày 20 26
Thời gian từ trồng đến quả chín Ngày 77 83
Chiều cao gốc đến chùm hoa 1 cm 31,80 33,43
Số đốt từ gốc đến chùm hoa 1 Đốt 7,08 7,42
Chiều cao cây cuối cùng cm 606,78 640,87
Màu sắc lá Cảm quan Xanh bình thường Xanh thẫm
Dạng chùm hoa Hình thái Đơn giản Trung gian
Dạng quả & Màu sắc quả khi chín Hình thái Tròn / Đỏ cờ Tròn / Đỏ cờ
Tỷ lệ đậu quả trung bình % 86,26 91,16
Số chùm quả trung bình trên cây Chùm/cây 17,0 18,2
Tổng số quả trung bình trên cây Quả/cây 60,3 70,6
Khối lượng trung bình quả g/quả 118,8 131,1
Năng suất cá thể kg/cây 7,17 9,26
Năng suất thực thu trên 1 dunam Tấn/dunam 12,91 16,66
Số ngăn hạt trung bình Ngăn/quả 2,0 2,3
Độ dày thịt quả cm 0,93 1,06
Mức độ nhiễm nấm bệnh Quan sát Không (-) Không (-)
Mức độ nhiễm virus (TYLCV) Quan sát Nhiễm nhẹ (+) Không (-)

Phân bố năng suất thực thu theo từng tháng trong vụ Đông Xuân 2016-2017:

Giống cà chua Tháng 12 (tấn/dunam) Tháng 1 (tấn/dunam) Tháng 2 (tấn/dunam) Tháng 3 (tấn/dunam) Tháng 4 (tấn/dunam) Tổng NSTT (tấn/dunam)
EIKRAM 3,32 1,93 2,93 1,84 2,88 12,91
4402 2,98 2,68 3,83 2,97 4,20 16,66

Đóng góp thực tiễn của đề tài:

  • Cung cấp dữ liệu so sánh cụ thể giữa giống đối chứng phổ biến (EIKRAM) và giống mới thử nghiệm (4402) tại Israel.
  • Khẳng định giống 4402 có tiềm năng năng suất tổng thể vượt trội (16,66 tấn/dunam so với 12,91 tấn/dunam), khối lượng quả lớn hơn, thịt quả dày hơn và có khả năng chống chịu bệnh virus TYLCV tốt hơn trong nhà kính.
  • Chỉ ra đặc điểm phân bố sản lượng theo thời vụ: Giống EIKRAM cho năng suất sớm và cao hơn trong tháng 12 (3,32 tấn/dunam), trong khi giống 4402 cho năng suất cao vượt trội trong các tháng 1, 2, 3 và 4.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận ghi nhận các hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp theo dựa trên phạm vi nghiên cứu thực tế:

  • Hạn chế: Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khảo sát không nhắc lại trong một ô thí nghiệm hẹp (6 m² với 12 cây/ô) tại một địa điểm duy nhất (Farm 26, Moshav Hazeva). Thời gian thực tập ngắn nên chưa thể tiến hành đánh giá lặp lại qua nhiều vụ, nhiều loại đất và các tiểu vùng khí hậu sinh thái khác nhau.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Tiếp tục bố trí thí nghiệm so sánh lặp lại nhiều lần, mở rộng khảo nghiệm giống 4402 và EIKRAM trên các điều kiện đất đai, thời vụ và chế độ phân bón khác nhau để đánh giá toàn diện tính ổn định của năng suất, chất lượng thương phẩm và khả năng kháng bệnh virus TYLCV.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo thực tế cho:

  • Sinh viên, học viên ngành Nông học, Trồng trọt, Bảo vệ thực vật quan tâm đến phương pháp khảo nghiệm giống rau ăn quả theo QCVN 01-63:2011/BNNPTNT.
  • Các kỹ sư nông nghiệp, người làm trang trại công nghệ cao cần tham khảo quy trình canh tác cà chua vô hạn trong nhà màng/nhà kính: kỹ thuật thả dây ròng rọc cho cây cao trên 6 m, kỹ thuật quấn ngọn, tỉa cành định kỳ, chế độ tưới phân vi lượng và hòa tan (fertigation) qua hệ thống tưới nhỏ giọt.
  • Các đơn vị sản xuất quan tâm đến việc chuyển giao hoặc nhập nội các giống cà chua vô hạn ghép gốc hoang dại thích ứng với mùa lạnh.

Câu hỏi thường gặp

1. Hai giống EIKRAM và 4402 có sự khác biệt như thế nào về thời gian các giai đoạn sinh trưởng? Giống EIKRAM có tốc độ sinh trưởng nhanh hơn: thời gian từ trồng đến ra hoa là 15 ngày, đến đậu quả là 20 ngày và đến quả chín là 77 ngày. Giống 4402 sinh trưởng chậm hơn, thời gian ra hoa là 20 ngày, đậu quả là 26 ngày và chín là 83 ngày (chậm hơn EIKRAM từ 5 đến 6 ngày ở từng giai đoạn).

2. Năng suất cá thể và năng suất thực thu trên 1 dunam của giống 4402 vượt trội hơn giống EIKRAM bao nhiêu? Giống 4402 đạt năng suất cá thể 9,26 kg/cây và năng suất thực thu 16,66 tấn/dunam, cao hơn giống EIKRAM (đạt năng suất cá thể 7,17 kg/cây và năng suất thực thu 12,91 tấn/dunam). Chênh lệch năng suất thực thu giữa hai giống là 3,75 tấn/dunam.

3. Diễn biến năng suất của hai giống qua các tháng từ tháng 12 đến tháng 4 tại Israel ra sao? Giống EIKRAM cho năng suất cao nhất vào tháng 12 (3,32 tấn/dunam) và thấp nhất vào tháng 3 (1,84 tấn/dunam). Ngược lại, giống 4402 đạt năng suất cao nhất vào tháng 4 (4,20 tấn/dunam) và thấp nhất vào tháng 1 (2,68 tấn/dunam). Trừ tháng 12, giống 4402 cho năng suất hàng tháng luôn cao hơn giống EIKRAM.

4. Mức độ nhiễm bệnh virus TYLCV và nấm bệnh giữa hai giống có sự khác nhau như thế nào? Cả hai giống đều không bị nhiễm các bệnh do nấm gây ra. Đối với bệnh virus (đặc biệt là virus xoăn vàng lá TYLCV), giống EIKRAM bị nhiễm ở mức độ nhẹ (+), trong khi giống 4402 hoàn toàn không bị nhiễm bệnh (-) trong suốt vụ thí nghiệm.

5. Quy trình kỹ thuật thả dây và quản lý chiều cao cây được thực hiện với các thông số nào? Cây cà chua sinh trưởng vô hạn đạt chiều cao cuối cùng từ 606,78 cm (EIKRAM) đến 640,87 cm (4402). Khi cây cao khoảng 3 m chạm ròng rọc, người canh tác tiến hành gỡ cuộn dây và hạ thân cây xuống sao cho ngọn cách ròng rọc 30-40 cm. Kỹ thuật thả dây được thực hiện định kỳ qua 6 đợt trong suốt chu kỳ sinh trưởng.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Nguyễn Quang Hưng đã hoàn thành việc đánh giá thực nghiệm khả năng sinh trưởng, hình thái, năng suất và phẩm chất của hai giống cà chua ghép EIKRAM và 4402 trong điều kiện nhà kính vụ Đông tại Moshav Hazeva, Israel. Kết quả thực nghiệm cho thấy giống 4402 có ưu thế rõ rệt về tỷ lệ đậu quả (91,16%), năng suất thực thu (16,66 tấn/dunam), độ dày thịt quả (1,06 cm) và tính kháng virus TYLCV so với giống EIKRAM. Đề tài cung cấp những dẫn liệu thực tế có giá trị phục vụ công tác tuyển chọn giống và hoàn thiện quy trình canh tác cà chua vô hạn ứng dụng công nghệ cao.