Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Cây sắn (Manihot esculenta Crantz) là một trong những cây lương thực và cây công nghiệp quan trọng trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Củ sắn không chỉ phục vụ nhu cầu lương thực, thực phẩm cho hơn 500 triệu người trên toàn cầu mà còn là nguồn nguyên liệu thiết yếu cho ngành chăn nuôi, sản xuất cồn sinh học, bột ngọt, bánh kẹo và chế biến tinh bột xuất khẩu. Tại Việt Nam, sắn là cây lương thực đứng thứ ba sau lúa và ngô; năm 2014, diện tích trồng sắn cả nước đạt 551,1 nghìn ha với tổng sản lượng trên 10,23 triệu tấn củ tươi.

Tại tỉnh Yên Bái, cây sắn đã trở thành cây trồng sản xuất hàng hóa chủ lực với diện tích canh tác hàng năm ổn định khoảng 15.000 - 16.500 ha, mang lại giá trị thu nhập từ 350 đến 400 tỷ đồng cho người nông dân và cung cấp nguyên liệu cho 3 nhà máy chế biến tinh bột sắn lớn trên địa bàn cùng các cơ sở chế biến sắn lát khô. Trong đó, huyện Văn Yên là địa phương dẫn đầu toàn tỉnh về diện tích (trên 6.400 ha) và sản lượng sắn. Tuy nhiên, thực trạng sản xuất tại địa phương đang đối mặt với thách thức lớn: diện tích canh tác chủ yếu sử dụng giống sắn KM94 đã được đưa vào sản xuất đại trà qua nhiều năm, dẫn đến hiện tượng thoái hóa giống và xuất hiện triệu chứng nhiễm bệnh chổi rồng (Phytoplasma), làm suy giảm năng suất và chất lượng củ.

Trước yêu cầu cấp thiết của sản xuất, đề tài "Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của một số giống sắn mới năm 2016 tại huyện Văn Yên, Yên Bái" được thực hiện nhằm giải quyết các nhiệm vụ khoa học cụ thể:

  1. Đánh giá đặc điểm sinh trưởng, động thái tăng trưởng chiều cao cây, tốc độ ra lá và tuổi thọ lá của 7 giống sắn thí nghiệm.
  2. Theo dõi, mô tả đặc điểm hình thái thực vật học đặc trưng và các chỉ tiêu hình thái số lượng của các giống sắn.
  3. Đánh giá mức độ phát sinh và gây hại của các loài sâu bệnh chính trên đồng ruộng thí nghiệm.
  4. Xác định các yếu tố cấu thành năng suất (số củ/gốc, chiều dài củ, đường kính củ, khối lượng củ/gốc) và tiềm năng năng suất của các giống sắn mới.
  5. So sánh, lựa chọn giống sắn có khả năng thích ứng tốt, sinh trưởng khỏe, năng suất cao và phẩm chất tốt làm cơ sở bổ sung vào cơ cấu giống sắn của huyện Văn Yên và các vùng có điều kiện sinh thái tương tự.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: 07 giống sắn, bao gồm 06 giống sắn mới triển vọng (KM98-7, KM140, KM419, Rayong 6, Rayong 9, BKA900) và 01 giống đối chứng là KM94.
  • Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 03/2016 đến tháng 12/2016 (thời điểm trồng vào ngày 04/03/2016).
  • Địa điểm nghiên cứu: Xã Đông Cuông, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái.

Cơ sở khoa học và phương pháp khảo nghiệm

Nghiên cứu được thiết lập dựa trên cơ sở lý luận về nông sinh học của cây sắn thuộc họ Thầu dầu (Euphorbiaceae), bộ nhiễm sắc thể $2n = 36$, cũng như các nguyên lý di truyền và chọn giống cây có củ được đúc kết từ Trung tâm Quốc tế Nông nghiệp Nhiệt đới (CIAT), Viện Quốc tế Nông nghiệp Nhiệt đới (IITA) và Chương trình Sắn Việt Nam.

Khảo nghiệm đồng ruộng được triển khai theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD - Randomized Complete Block Design) với 07 công thức tương ứng 07 giống sắn, lặp lại 03 lần.

Bố trí thí nghiệm và quy trình kỹ thuật:

  • Diện tích ô thí nghiệm: $8,0\text{ m} \times 5,0\text{ m} = 40\text{ m}^2$. Mật độ trồng đạt 10.000 cây/ha (khoảng cách $1,0\text{ m} \times 1,0\text{ m}$), mỗi ô theo dõi gồm 32 cây.
  • Phân bón cho 1 ha: 3 tấn phân hữu cơ vi sinh + 120 kg N + 80 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 120 kg $\text{K}_2\text{O}$.
  • Kỹ thuật bón: Bón lót 100% phân hữu cơ vi sinh và phân lân; bón thúc đợt 1 (45 ngày sau khi mọc mầm) bón 50% lượng đạm + 50% lượng kali; bón thúc đợt 2 (90 ngày sau khi mọc mầm) bón 50% đạm + 50% kali còn lại.

Phương pháp theo dõi và nguồn dữ liệu:

  • Chỉ tiêu sinh trưởng: Tỷ lệ mọc mầm (%), thời gian mọc mầm (ngày), tốc độ tăng trưởng chiều cao cây (cm/ngày), tốc độ ra lá (lá/ngày), tuổi thọ lá (ngày), đo đếm định kỳ 30 ngày/lần trên 5 cây cố định theo đường chéo góc của từng ô.
  • Chỉ tiêu hình thái: Đánh giá thang điểm màu sắc cơ quan (lá, ngọn lá, cuống lá, vỏ thân, vỏ ngoài củ, thịt củ); đo đếm chiều cao thân chính, chiều dài cành cấp 1, cấp 2-3, chiều cao cây cuối cùng và đường kính gốc (đo cách gốc 15 cm bằng thước kẹp panme).
  • Yếu tố cấu thành năng suất và chất lượng: Thu hoạch 5 cây/ô ở hàng trong để đếm số củ/gốc (chỉ tính củ có chiều dài $\ge 12\text{ cm}$ và đường kính $> 2\text{ cm}$), cân khối lượng củ/gốc (kg); lấy mẫu 30 củ/ô để đo chiều dài và đường kính củ.
  • Xác định tỷ lệ chất khô: Áp dụng phương pháp khối lượng riêng CIAT qua cân trọng lượng củ trong không khí ($A$) và trong nước ($B$) bằng cân Reinman, tính theo công thức: $$Y = \left(\frac{A}{A - B}\right) \times 158,3 - 142,0$$
  • Xử lý số liệu: Toàn bộ dữ liệu thu thập được tổng hợp, xử lý trên phần mềm Microsoft Excel 2007 và phân tích phương sai (ANOVA), kiểm định sai khác trung bình bằng phép thử LSD ở mức xác suất $P < 0,05$ trên phần mềm thống kê chuyên ngành SAS 9.0. Nguồn dữ liệu thứ cấp được trích xuất từ FAOSTAT (2017), Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn (MARD, 2017) và Viện Chăn nuôi.

Nội dung chính theo từng phần

Phần 1: Mở đầu

Phần này làm rõ vị trí chiến lược của cây sắn trong nền nông nghiệp nhiệt đới, từ vai trò đảm bảo an ninh lương thực sang vai trò cây nguyên liệu công nghiệp hàng hóa phục vụ chế biến tinh bột và nhiên liệu sinh học. Tác giả chỉ rõ tính cấp thiết của việc tìm kiếm các giống sắn mới thay thế giống sắn KM94 đang có biểu hiện thoái hóa và nhiễm bệnh chổi rồng tại tỉnh Yên Bái nói chung và vùng trọng điểm sắn Văn Yên nói riêng. Mục đích nghiên cứu là lựa chọn các giống sắn mới có năng suất củ tươi cao, tỷ lệ tinh bột cao, sinh trưởng khỏe, thích ứng với điều kiện khí hậu đồi núi đất dốc tại địa phương.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Nội dung tổng quan cung cấp hệ thống dữ liệu toàn diện về cây sắn trên ba khía cạnh:

  • Giá trị dinh dưỡng và sử dụng: Thành phần củ sắn chứa 65,5% nước, 32,1% tinh bột, 1,0% protein, 0,2% lipit và 1,2% xenlulose. Bột lá sắn chứa 20,57% protein thô và năng lượng trao đổi đạt 2.349 Kcal/kg, là nguồn thức ăn bổ sung có giá trị cho gia súc.
  • Tình hình sản xuất: Năm 2014, sản lượng sắn thế giới đạt 268,28 triệu tấn trên diện tích 23,87 triệu ha (Châu Á dẫn đầu về năng suất đạt 21,91 tấn/ha). Tại Việt Nam, sản lượng năm 2014 đạt 10,21 triệu tấn củ tươi, phân bố ở 4 vùng trọng điểm: Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung (170,1 nghìn ha), Tây Nguyên (152,2 nghìn ha), Trung du và miền núi phía Bắc (118,5 nghìn ha), Đông Nam Bộ (97,7 nghìn ha). Diện tích sắn tỉnh Yên Bái giai đoạn 2011 - 2014 tăng từ 15,3 lên 16,5 nghìn ha, năng suất đạt 192,3 tạ/ha.
  • Lịch sử chọn tạo giống: Khái quát các thành tựu từ các trung tâm quốc tế CIAT, IITA đến mạng lưới nghiên cứu sắn Việt Nam, tiêu biểu là quá trình phát triển các giống sắn KM60, KM94, KM98-1, KM98-7, KM140, KM419.

Phần 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết danh mục 7 giống sắn tham gia khảo nghiệm (KM98-7, KM140, KM419, Rayong 6, Rayong 9, BKA900, KM94), thiết kế bố trí thí nghiệm khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD), định mức phân bón, quy trình làm đất, kỹ thuật chăm sóc, hệ thống các chỉ tiêu theo dõi về sinh trưởng, hình thái học, sâu bệnh hại, năng suất, tỷ lệ chất khô, tỷ lệ tinh bột và các phương pháp thống kê sinh học áp dụng.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này tập trung phân tích toàn bộ số liệu thực nghiệm thu được trong vụ trồng 2016 tại xã Đông Cuông, huyện Văn Yên:

  1. Khả năng mọc mầm và phân cành: Tỷ lệ mọc mầm của 7 giống sắn đạt từ 90,0% đến 93,3%. Thời gian bắt đầu mọc mầm từ 14 đến 16 ngày sau trồng, kết thúc mọc mầm sau 18 - 21 ngày. Giống KM94 đối chứng có thời gian đến phân cành muộn nhất (120,23 ngày), giống BKA900 phân cành sớm nhất (104,62 ngày), riêng giống Rayong 9 không phân cành.
  2. Tốc độ sinh trưởng chiều cao và ra lá: Tốc độ tăng trưởng chiều cao đạt giá trị cực đại vào tháng thứ 4 sau trồng (1,39 - 1,95 cm/ngày), sau đó giảm dần qua các tháng 5, 6, 7 và đạt mức thấp nhất ở tháng thứ 8 (0,03 - 0,24 cm/ngày). Tốc độ ra lá cao nhất ở tháng thứ 4 (0,64 - 0,99 lá/ngày, trong đó Rayong 9 đạt cao nhất 0,99 lá/ngày) và giảm dần về tháng thứ 8 (0,03 - 0,24 lá/ngày).
  3. Tuổi thọ lá: Đạt giá trị cao nhất vào tháng thứ 5 sau trồng ở tất cả các giống (dao động từ 62,13 đến 95,80 ngày). Trong đó, giống KM94 có tuổi thọ lá dài nhất (95,80 ngày), giống KM140 có tuổi thọ lá ngắn nhất (62,13 ngày).
  4. Đặc điểm hình thái: Màu sắc thịt củ của toàn bộ 7 giống đều có màu trắng (điểm 1). Màu vỏ củ ngoài có 3 dạng: xám bạc (Rayong 9, KM94), trắng (KM140, Rayong 6, BKA900), nâu đen (KM98-7, KM419). Chiều cao cây cuối cùng đạt từ 278,33 cm (KM419) đến 402,93 cm (Rayong 9). Tổng số lá trên cây dao động từ 133,60 lá/cây (KM419) đến 186,53 lá/cây (Rayong 9). Đường kính gốc giữa 7 giống biến động từ 2,70 đến 3,27 cm, sai khác không có ý nghĩa thống kê ($P > 0,05$).
  5. Tình hình sâu bệnh: Mức độ nhiễm sâu bệnh hại trên đồng ruộng khảo nghiệm nhìn chung rất thấp; chỉ ghi nhận rệp sáp gây hại nhẹ trên giống KM140 với tỷ lệ 4,44%.
  6. Yếu tố cấu thành năng suất: Số củ/gốc dao động từ 9,47 củ (Rayong 6) đến 13,73 củ (BKA900). Chiều dài củ đạt từ 22,33 cm (KM98-7) đến 32,83 cm (Rayong 6). Khối lượng củ trung bình trên gốc đạt cao nhất ở giống KM419 (4,79 kg/gốc) và BKA900 (4,69 kg/gốc), cao hơn đối chứng KM94 (4,23 kg/gốc) có ý nghĩa thống kê ở mức $P < 0,05$.

Phần 5: Kết luận và đề nghị

Đánh giá tổng hợp kết quả khảo nghiệm, xác định các giống sắn có triển vọng cao về năng suất cá thể và khả năng chống chịu sâu bệnh để đề xuất tiếp tục theo dõi, khảo nghiệm mở rộng trong các vụ tiếp theo.


Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã cung cấp hệ thống số liệu thực nghiệm đầy đủ về 7 giống sắn khảo nghiệm tại huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái năm 2016 qua các bảng tổng hợp sau:

Bảng 1: Động thái sinh trưởng và thời gian mọc mầm của các giống sắn

STT Tên giống sắn Tỷ lệ mọc mầm (%) Bắt đầu mọc mầm (ngày) Kết thúc mọc mầm (ngày) Thời gian đến phân cành (ngày)
1 KM98-7 91,7 14 18 110,17
2 KM140 93,3 14 19 106,00
3 KM419 90,8 16 21 107,00
4 Rayong 6 90,0 15 20 119,13
5 Rayong 9 91,7 14 20 Không phân cành
6 BKA900 92,5 15 21 104,62
7 KM94 (Đối chứng) 93,3 15 19 120,23

Bảng 2: Đặc điểm hình thái số lượng của 7 giống sắn tham gia thí nghiệm

Tên giống sắn Chiều cao thân chính (cm) Chiều dài cành cấp 1 (cm) Chiều dài cành cấp 2, 3 (cm) Chiều cao cây cuối cùng (cm) Đường kính gốc (cm) Tổng số lá (lá/cây)
KM98-7 177,53 144,07 62,93 384,53 2,96 170,67
KM140 153,67 117,47 62,40 333,53 2,70 149,97
KM419 153,13 87,27 37,93 278,33 3,07 133,60
Rayong 6 184,43 145,17 56,00 385,60 3,27 143,67
Rayong 9 — — — 402,93 3,26 186,53
BKA900 152,88 126,87 59,12 338,87 2,78 135,73
KM94 (Đ/C) 153,37 134,47 72,30 360,13 3,06 141,60
$P$ $< 0,05$ — — $< 0,05$ $> 0,05$ $< 0,05$
$CV\ (%)$ 7,67 — — 5,24 8,88 0,97
$LSD_{0,05}$ 22,69 — — 33,06 0,48 2,61

Bảng 3: Các yếu tố cấu thành năng suất của 7 giống sắn khảo nghiệm

Tên giống sắn Chiều dài củ (cm) Đường kính củ (cm) Số củ/gốc (củ) Khối lượng củ TB/gốc (kg)
KM98-7 22,33 4,82 10,93 3,71
KM140 27,27 4,05 12,27 2,97
KM419 27,43 4,52 12,80 4,79
Rayong 6 32,83 5,05 9,47 3,63
Rayong 9 23,87 4,14 11,93 3,09
BKA900 25,07 4,59 13,73 4,69
KM94 (Đối chứng) 31,87 4,96 10,40 4,23
$P$ $< 0,05$ $< 0,05$ $< 0,05$ $< 0,05$
$CV\ (%)$ 13,94 4,16 11,94 6,12
$LSD_{0,05}$ 6,75 3,39 2,47 0,42

Đóng góp thực tiễn và giải pháp đề xuất:

  • Nghiên cứu đã xác định được 02 giống sắn có tiềm năng vượt trội về năng suất cá thể là KM419 (đạt 4,79 kg củ/gốc) và BKA900 (đạt 4,69 kg củ/gốc và 13,73 củ/gốc), vượt trội so với giống đối chứng KM94 ($4,23\text{ kg/gốc}$) có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95%.
  • Giống KM419 có chiều cao cây vừa phải (278,33 cm), cành cấp 1 và cấp 2 ngắn (87,27 cm và 37,93 cm), dạng tán gọn, thuận lợi cho việc tăng mật độ trồng hoặc canh tác xen canh và hạn chế gãy đổ trong mùa mưa bão tại vùng đồi núi.
  • Giống Rayong 9 thể hiện đặc tính không phân cành, thân mọc thẳng đứng, chiều cao đạt 402,93 cm và tổng số lá lớn nhất (186,53 lá/cây), thích hợp với các mô hình canh tác mật độ dày.
  • Về sâu bệnh hại, kết quả ghi nhận hầu hết các giống mới đều có khả năng chống chịu tốt trong điều kiện tự nhiên tại Văn Yên; chỉ có giống KM140 bị nhiễm rệp sáp với tỷ lệ nhẹ (4,44%).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế về phạm vi và thời gian: Thí nghiệm chỉ được tiến hành trong một vụ trồng (từ tháng 03/2016 đến tháng 12/2016) và tại một địa điểm duy nhất là xã Đông Cuông, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái. Do đó, các tác động của biến động khí hậu liên năm và sự phân hóa lập địa trên các dạng đất đồi dốc khác nhau chưa được đánh giá toàn diện.
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo: Cần tiếp tục duy trì khảo nghiệm các giống sắn triển vọng (đặc biệt là KM419 và BKA900) qua nhiều vụ liên tiếp trên các vùng sinh thái đồi núi khác nhau của tỉnh Yên Bái. Đồng thời, cần nghiên cứu bổ sung các thí nghiệm về mật độ gieo trồng tối ưu, chế độ phân bón cân đối và đánh giá độ bền chống chịu bệnh chổi rồng trong điều kiện lây nhiễm tự nhiên trên diện rộng.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tư liệu thực nghiệm hữu ích cho:

  • Sinh viên và học viên chuyên ngành Khoa học cây trồng, Nông học, Trồng trọt: Tham khảo phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng (RCBD) trên cây màu, phương pháp theo dõi các chỉ tiêu nông sinh học, phương pháp đo tỷ lệ chất khô CIAT và quy trình xử lý thống kê bằng SAS.
  • Cán bộ khuyến nông và nhà quản lý nông nghiệp địa phương: Sử dụng làm căn cứ thực tiễn để định hướng thay thế dần giống sắn KM94 đã thoái hóa bằng các giống mới năng suất cao (KM419, BKA900) trong quy hoạch vùng nguyên liệu sắn tại huyện Văn Yên và các địa bàn lân cận thuộc vùng Trung du và miền núi phía Bắc.

Câu hỏi thường gặp

1. Trong 7 giống sắn tham gia khảo nghiệm, giống nào đạt khối lượng củ/gốc cao nhất?
Giống KM419 đạt khối lượng củ trung bình trên gốc cao nhất với 4,79 kg/gốc, tiếp theo là giống BKA900 đạt 4,69 kg/gốc. Cả hai giống này đều cao hơn giống đối chứng KM94 (4,23 kg/gốc) có ý nghĩa thống kê ở mức $P < 0,05$ ($LSD_{0,05} = 0,42\text{ kg}$).

2. Giống sắn nào trong thí nghiệm có đặc tính hình thái không phân cành?
Giống Rayong 9 là giống duy nhất không phân cành (cành cấp 1, 2, 3 đều bằng 0), cây có dạng hình thẳng đứng với chiều cao cây cuối cùng đạt cao nhất thí nghiệm là 402,93 cm và tổng số lá trên cây đạt cao nhất với 186,53 lá/cây.

3. Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây và tốc độ ra lá của các giống sắn đạt cực đại vào thời điểm nào?
Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây và tốc độ ra lá của tất cả 7 giống sắn đều đạt giá trị cực đại vào tháng thứ 4 sau khi trồng (tốc độ tăng trưởng chiều cao đạt từ 1,39 đến 1,95 cm/ngày; tốc độ ra lá đạt từ 0,64 đến 0,99 lá/ngày), sau đó giảm dần qua các tháng tiếp theo.

4. Mức độ nhiễm sâu bệnh hại trên các giống sắn khảo nghiệm tại Văn Yên như thế nào?
Tình hình sâu bệnh hại trên toàn bộ thí nghiệm xuất hiện rất ít. Trong 7 giống tham gia khảo nghiệm, chỉ ghi nhận giống KM140 bị nhiễm rệp sáp với tỷ lệ thấp là 4,44%, các giống còn lại không bị hại đáng kể.

5. Công thức phân bón đã áp dụng cho 1 ha trong quy trình kỹ thuật thí nghiệm là gì?
Lượng phân bón cho 1 ha gồm: 3 tấn phân hữu cơ vi sinh + 120 kg N + 80 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 120 kg $\text{K}_2\text{O}$. Trong đó, bón lót toàn bộ phân vi sinh và phân lân; bón thúc 50% đạm + 50% kali ở thời điểm 45 ngày sau mọc mầm và 50% đạm + 50% kali còn lại ở thời điểm 90 ngày sau mọc mầm.


Kết luận

Khóa luận đã hoàn thành việc đánh giá khả năng sinh trưởng, đặc điểm hình thái và các yếu tố cấu thành năng suất của 7 giống sắn trong điều kiện sinh thái tại huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái năm 2016. Kết quả thực nghiệm khẳng định hai giống sắn mới KM419 và BKA900 có khả năng sinh trưởng khỏe, ít sâu bệnh, cho số củ và khối lượng củ trên gốc vượt trội so với giống đối chứng KM94. Đây là nguồn dữ liệu khoa học tin cậy hỗ trợ công tác tuyển chọn, chuyển giao giống sắn mới nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế cho vùng sản xuất sắn nguyên liệu tại địa phương.