Tổng quan nghiên cứu

Sản xuất rau màu nhiệt đới tại Việt Nam đang có những chuyển biến mạnh mẽ về quy mô và năng suất canh tác. Theo số liệu thống kê của ngành nông nghiệp, diện tích trồng bí xanh trên cả nước đã mở rộng từ 31.458 nghìn ha vào năm 2010 lên 51.971 nghìn ha vào năm 2014, với năng suất trung bình tăng từ 150 tạ/ha năm 2005 lên 210,887 tạ/ha năm 2014, đưa tổng sản lượng đạt trên 1,096 triệu tấn. Trên bình diện thế giới, số liệu từ Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc cho thấy diện tích bí xanh toàn cầu năm 2014 đạt 3,47 triệu ha cùng sản lượng 111,08 triệu tấn, khẳng định vị thế thương phẩm chiến lược của cây trồng này.

Tuy nhiên, thực trạng canh tác bí xanh tại vùng Đồng bằng sông Hồng, điển hình là huyện Đan Phượng, thành phố Hà Nội, vẫn tồn tại nhiều hạn chế cốt lõi. Người sản xuất chủ yếu gieo trồng các giống địa phương thụ phấn tự do như bí bộp, bí đá hoặc hạt giống tự để qua các mùa vụ, dẫn đến hiện tượng thoái hóa giống nghiêm trọng, năng suất chỉ dao động ở mức 18 đến 20 tấn/ha. Thêm vào đó, nguồn hạt lai F1 chất lượng cao phần lớn phải nhập khẩu với giá thành đắt đỏ, trong khi quy trình kỹ thuật về mật độ trồng và chế độ bón phân đạm chưa được chuẩn hóa theo từng vùng sinh thái.

Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài luận văn thạc sĩ chuyên ngành Khoa học cây trồng thực hiện nghiên cứu đánh giá sinh trưởng, phát triển của 39 tổ hợp lai bí xanh triển vọng và xác định biện pháp kỹ thuật canh tác tối ưu tại Đan Phượng, Hà Nội trong giai đoạn từ tháng 9 năm 2018 đến tháng 6 năm 2019. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn khi xác định được tổ hợp lai vượt trội và xây dựng công thức canh tác đạt năng suất thực thu 47,6 tấn/ha, mang lại lãi thuần 262,4 triệu đồng/ha, góp phần nâng cao thu nhập cho người nông dân địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên hệ thống cơ sở sinh học thực vật và nông học hiện đại đối với cây bí xanh, tên khoa học Benincasa cerifera Savi thuộc họ Bầu bí (Cucurbitaceae). Khung lý thuyết trọng tâm bao gồm lý thuyết về ưu thế lai F1 trong chọn tạo giống rau, mô hình tích lũy vật chất khô qua quá trình quang hợp, và nguyên lý cân bằng dinh dưỡng khoáng N-P-K trong điều tiết năng suất cây trồng lấy quả.

Trong quá trình sinh trưởng, cây bí xanh hấp thu dinh dưỡng khoáng theo tỷ lệ tương đối ổn định với khoảng 93% lượng đạm, 33% lượng lân và 98 đến 99% lượng kali xuyên suốt vụ trồng. Việc cung ứng đạm hợp lý đóng vai trò thúc đẩy sự phân chia tế bào đỉnh sinh trưởng, phát triển diện tích lá hữu hiệu và kéo dài thời gian hoạt động của bộ máy quang hợp. Đồng thời, lý thuyết về mật độ quần thể chỉ rõ rằng việc phân bố khoảng cách cây thích hợp sẽ tối ưu hóa chỉ số diện tích lá, giảm thiểu mức độ che khuất lẫn nhau và tận dụng tối đa bức xạ mặt trời để hình thành hoa cái cũng như nuôi quả.

Các khái niệm chính được vận hành trong nghiên cứu bao gồm: năng suất cá thể (tổng khối lượng quả trên một cây), năng suất thực thu (khối lượng quả thu hoạch thực tế trên đơn vị diện tích), tỷ lệ đậu quả, thời gian sinh trưởng, và hiệu suất sử dụng phân bón đạm (lượng nông sản thu được trên một đơn vị đạm nguyên chất).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn vật liệu thực nghiệm gồm 39 tổ hợp lai bí xanh triển vọng (ký hiệu từ THL1 đến THL39) do Trung tâm Chuyển giao Tiến bộ Kỹ thuật Ngô lai tạo trong vụ xuân 2018, kết hợp 01 giống đối chứng là giống bí xanh lai F1 Hổ Xanh đang phổ biến trên thị trường.

Cỡ mẫu nghiên cứu được thiết kế với 30 cây theo dõi điển hình cho mỗi tổ hợp lai. Thí nghiệm so sánh 39 tổ hợp lai được bố trí theo phương pháp khối tuần tự không lặp lại có đối chứng gieo xen kẽ để đánh giá các chỉ tiêu sinh trưởng, đặc tính sinh học, khả năng kháng sâu bệnh và chất lượng thương phẩm quả. Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ trồng và liều lượng phân đạm đối với tổ hợp lai ưu tú nhất được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với 3 lần nhắc lại.

Lý do lựa chọn bố trí RCBD là nhằm triệt tiêu tối đa các sai số ngẫu nhiên do độ phì nhiêu không đồng đều của đất bãi ven sông, bảo đảm tính khách quan và độ tin cậy khoa học cao. Toàn bộ dữ liệu thu thập về động thái tăng trưởng chiều cao thân chính, tốc độ ra đốt, các yếu tố cấu thành năng suất và chỉ tiêu cảm quan được phân tích thống kê phương sai (ANOVA) và kiểm định sai biệt bằng các phần mềm chuyên ngành nông nghiệp. Quá trình thí nghiệm diễn ra liên tục qua hai vụ: vụ thu đông 2018 (sàng lọc tổ hợp lai) và vụ xuân 2019 (thử nghiệm kỹ thuật canh tác).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, về thời gian sinh trưởng và khả năng phát triển thân lá, 39 tổ hợp lai có tổng thời gian sinh trưởng dao động từ 95 đến 112 ngày, rất thuận lợi cho việc bố trí luân canh tăng vụ tại Đồng bằng sông Hồng. Trong đó, tổ hợp lai THL2 thể hiện đặc tính ra hoa sớm với thời gian từ trồng đến xuất hiện hoa đực là 22 ngày, hoa cái là 26 ngày, cho thu hoạch quả đợt đầu sau 73 ngày và kết thúc thu hoạch ở 97 ngày, ngắn hơn giống đối chứng 10 ngày. Chiều dài thân chính của THL2 đạt 5,40 m với 40 đốt lá, tạo khung tán vững chắc.

Thứ hai, về các yếu tố cấu thành năng suất, tổ hợp lai THL2 đạt tỷ lệ đậu quả cao nhất toàn bộ tập đoàn với 75,05%, vượt trội so với mức trung bình 55% đến 60% của các tổ hợp khác. Số quả trên cây của THL2 đạt 3,5 quả/cây, khối lượng quả trung bình đạt 1,5 kg, mang lại năng suất cá thể 5,25 kg/cây, tương đương với giống lai đối chứng Hổ Xanh (5,25 kg/cây) và cao hơn 56% so với các tổ hợp kém phát triển như THL10 (1,68 kg/cây).

Thứ ba, về chất lượng cảm quan và tính chống chịu sâu bệnh, quả của THL2 có dạng thon dài 56,1 cm, đường kính 6,3 cm, vỏ quả màu xanh đồng đều, độ dày thịt quả đạt 2,0 cm với ruột đặc. Khi ăn tươi hoặc luộc chín, thịt quả giữ được độ giòn đặc trưng, không bị nát, có vị ngọt mát thanh dịu. Đặc biệt, THL2 thể hiện tính kháng cao đối với các đối tượng gây hại nguy hiểm như sâu xám, rầy mềm, thối gốc và thối trái non trong điều kiện tự nhiên vụ thu đông.

Thứ tư, về tối ưu hóa biện pháp kỹ thuật canh tác cho tổ hợp lai THL2 trong vụ xuân 2019, mật độ trồng 10.000 cây/ha mang lại hiệu quả cao nhất với năng suất cá thể 6,99 kg/cây và năng suất thực thu đạt 47,1 tấn/ha. Đối với chế độ phân bón, mức bón tối ưu là 130 kg N/ha trên nền phân 20 tấn phân chuồng kết hợp 100 kg P2O5 và 160 kg K2O/ha, giúp năng suất thực thu đạt đỉnh 47,6 tấn/ha, hiệu suất sử dụng đạm đạt 294 kg quả/kg N và lợi nhuận kinh tế thuần đạt 262,4 triệu đồng/ha.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân giúp tổ hợp lai THL2 đạt năng suất và phẩm chất vượt trội bắt nguồn từ ưu thế lai rõ rệt giữa hai dòng bố mẹ thuần, tạo nên bộ rễ khỏe có khả năng hút nước tầng đất sâu và hệ thống mạch dẫn phát triển mạnh. Việc ra hoa cái sớm ở nách lá thứ 12 đến 16 giúp cây tận dụng tối ưu nguồn dinh dưỡng khoáng ban đầu để nuôi quả non.

Khi phân tích tương quan giữa mật độ và chế độ dinh dưỡng, dữ liệu có thể được mô tả trực quan qua biểu đồ cột thể hiện năng suất thực thu và đường xu vi mô tả hiệu suất sử dụng đạm. Việc tăng mật độ vượt quá 10.000 cây/ha làm gia tăng chỉ số diện tích lá quá mức, gây hiện tượng che bóng cục bộ, giảm tỷ lệ đậu quả và khiến quả nhỏ đi. Ngược lại, mức bón 130 kg N/ha cung cấp lượng đạm vừa đủ cho quá trình quang hợp mà không gây lốp đổ thân lá hay thu hút sâu bệnh hại như các mức bón cao hơn.

So với các giống bí truyền thống địa phương chỉ cho năng suất từ 18 đến 20 tấn/ha, kết quả canh tác THL2 kết hợp biện pháp kỹ thuật đồng bộ đã giúp tăng năng suất lên gấp 2,3 đến 2,6 lần. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với các công bố khoa học quốc tế về tiềm năng năng suất bí xanh tại khu vực châu Á nhiệt đới, khẳng định tính khả thi của việc ứng dụng giống lai tự chọn tạo trong nước nhằm thay thế nguồn giống nhập nội.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, mở rộng sản xuất thử nghiệm tổ hợp lai THL2 trên quy mô từ 5 đến 10 ha tại huyện Đan Phượng và các vùng trồng màu chuyên canh thuộc Hà Nội trong vụ xuân và vụ thu đông giai đoạn 2020 đến 2021. Đơn vị thực hiện chính là Trung tâm Chuyển giao Tiến bộ Kỹ thuật Ngô phối hợp với Phòng Kinh tế huyện Đan Phượng, hướng đến mục tiêu đạt năng suất ổn định 45 đến 48 tấn/ha.

Thứ hai, chuyển giao quy trình kỹ thuật canh tác chuẩn hóa cho các hợp tác xã và hộ nông dân, áp dụng nghiêm ngặt mật độ trồng 10.000 cây/ha và công thức bón phân cân đối gồm 130 kg N kết hợp 100 kg P2O5, 160 kg K2O và 20 tấn phân chuồng hoai mục cho 1 ha. Mục tiêu kinh tế đặt ra là bảo đảm hiệu suất sử dụng đạm trên 290 kg quả/kg N và lãi thuần vượt 260 triệu đồng/ha.

Thứ ba, hoàn thiện hồ sơ khoa học và khảo nghiệm tính khác biệt, tính đồng nhất, tính ổn định (DUS) cùng giá trị canh tác và sử dụng (VCU) để đề nghị Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn công nhận THL2 là giống tiến bộ kỹ thuật quốc gia trong giai đoạn 2020 đến 2022. Đơn vị chủ trì là nhóm tác giả và Học viện Nông nghiệp Việt Nam.

Thứ tư, đẩy mạnh nghiên cứu đánh giá chuyên sâu nguồn gen bí xanh tại Ngân hàng gen cây trồng quốc gia bằng chỉ thị phân tử, nâng tỷ lệ mẫu giống được mô tả chi tiết từ mức 51% hiện nay lên trên 85% vào năm 2025. Trách nhiệm thực hiện thuộc về Trung tâm Tài nguyên Thực vật nhằm phục vụ công tác lai tạo các bộ giống kháng bệnh chuyên biệt.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, các nhà khoa học, chuyên gia chọn tạo giống rau tại các viện nghiên cứu và trường đại học. Tài liệu cung cấp cơ sở dữ liệu thực nghiệm toàn diện về đặc tính hình thái, sinh lý, di truyền và khả năng kết hợp của 39 tổ hợp lai bí xanh phục vụ định hướng lai tạo giống mới.

Thứ hai, cán bộ khuyến nông và chuyên viên phòng nông nghiệp các địa phương. Luận văn cung cấp quy trình kỹ thuật canh tác chuẩn xác, định lượng cụ thể về mật độ và liều lượng phân bón, làm tài liệu đào tạo tập huấn chuyển giao tiến bộ kỹ thuật cho nông dân.

Thứ ba, các chủ nhiệm hợp tác xã, chủ trang trại và hộ nông dân chuyên canh rau màu tại vùng Đồng bằng sông Hồng. Nghiên cứu mang lại giải pháp cơ cấu mùa vụ hợp lý, lựa chọn hạt giống năng suất cao và phương án quản trị chi phí phân bón để tối đa hóa lợi nhuận kinh tế.

Thứ tư, học viên cao học và sinh viên các ngành Nông học, Khoa học cây trồng, Bảo vệ thực vật. Công trình là tài liệu tham khảo mẫu mực về phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng, quy chuẩn thu thập số liệu hình thái thực vật và kỹ năng phân tích thống kê sinh học.

Câu hỏi thường gặp

Tổ hợp lai THL2 có những ưu điểm vượt trội nào so với các tổ hợp lai khác trong nghiên cứu? Tổ hợp lai THL2 sở hữu tỷ lệ đậu quả đạt 75,05% cao nhất trong 39 tổ hợp thử nghiệm, số quả đạt 3,5 quả/cây, năng suất cá thể 5,25 kg/cây. Quả có chiều dài 56,1 cm, độ dày thịt 2,0 cm, thịt quả giòn ngọt mát, không bị nát và kháng tốt với các bệnh thối gốc, thối trái non.

Mật độ trồng tối ưu cho giống bí xanh THL2 được xác định là bao nhiêu? Mật độ trồng tối ưu được chứng minh qua thực nghiệm vụ xuân 2019 là 10.000 cây/ha. Ở mật độ này, cây tận dụng tối đa ánh sáng quang hợp, đạt năng suất cá thể 6,99 kg/cây và năng suất thực thu đạt mức cao nhất 47,1 tấn/ha mà không gây hiện tượng lốp tán.

Công thức bón phân đạm nào mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất cho bí xanh tại Đan Phượng? Mức bón tối ưu là 130 kg N/ha trên nền 20 tấn phân chuồng, 100 kg P2O5 và 160 kg K2O/ha. Công thức này giúp năng suất thực thu đạt 47,6 tấn/ha, hiệu suất sử dụng phân đạm đạt 294 kg quả/kg N và lợi nhuận thuần đạt 262,4 triệu đồng/ha.

Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai bí xanh trong nghiên cứu kéo dài bao lâu? Tổng thời gian sinh trưởng của 39 tổ hợp lai dao động từ 95 đến 112 ngày. Trong đó, THL2 có thời gian sinh trưởng 97 ngày, thu quả đợt đầu sau 73 ngày trồng, rất thuận lợi để bố trí luân canh gối vụ trong cơ cấu cây trồng vụ đông xuân tại miền Bắc.

Nghiên cứu có ý nghĩa gì đối với công tác bảo tồn và khai thác nguồn gen bí xanh tại Việt Nam? Nghiên cứu đóng góp dữ liệu đánh giá thực địa giá trị cho tập đoàn công tác, hỗ trợ Ngân hàng gen quốc gia (nơi lưu giữ 390 mẫu giống bí xanh) từng bước hoàn thiện tư liệu hóa nguồn gen, nâng cao hiệu quả chọn tạo giống bí xanh phục vụ tái cơ cấu ngành trồng trọt.

Kết luận

  • Tuyển chọn thành công tổ hợp lai bí xanh triển vọng THL2 từ tập đoàn 39 tổ hợp lai, sở hữu tỷ lệ đậu quả 75,05%, năng suất cá thể 5,25 kg/cây, phẩm chất quả giòn ngọt và khả năng kháng bệnh thối gốc xuất sắc.
  • Xác lập quy trình kỹ thuật canh tác chuẩn xác với mật độ tối ưu 10.000 cây/ha và liều lượng bón 130 kg N/ha, giúp năng suất thực thu đạt 47,6 tấn/ha cùng lợi nhuận thuần 262,4 triệu đồng/ha.
  • Đóng góp nguồn dẫn liệu khoa học hoàn chỉnh về sinh trưởng thực vật, đặc tính nông học và hiệu quả kinh tế của tập đoàn giống bí xanh tại tiểu vùng khí hậu Đan Phượng, Hà Nội.
  • Kế hoạch hành động giai đoạn 2020 đến 2022 tập trung hoàn thiện khảo nghiệm quốc gia DUS, VCU và chuyển giao nhân rộng giống THL2 trên địa bàn các tỉnh phía Bắc.
  • Hãy chủ động ứng dụng tổ hợp lai THL2 cùng quy trình kỹ thuật bón phân, mật độ chuẩn hóa vào sản xuất vụ tới để tối ưu hóa năng suất và nâng cao hiệu quả kinh tế cho nông hộ.