Đặt vấn đề Cây sắn (Manihot esculenta Crantz) có nguồn gốc ở vùng Nam Mỹ và được trồng cách đây khoảng 5. sau đó được du nhập vào Châu Á và Châu Phi đến nay được trồng ở 89 nước nhiệt đới từ 300 N đến 300S của ba châu lục. Tổng diện tích sắn trên toàn thế giới năm 2014 là 19,64 triệu ha, sản lượng 252,20 triệu tấn và tổng mức xuất khẩu đạt khoảng 9,8 triệu tấn sản phẩm gồm: sắn viên, sắn lát khô và tinh bột sắn. Hiện nay sắn đang được cộng đồng quốc tế (FAO, CIAT, IITA…) quan tâm nghiên cứu phát triển.
Vì cây sắn được coi là giải pháp an toàn lương thực quan trọng hàng đầu tại nhiều nước Châu Phi nơi tình trạng suy dinh dưỡng tăng lên gấp đôi trong hai thập kỷ qua và là nguồn nguyên liệu chế biến thức ăn gia súc có khối lượng lớn tại nhiều nước Châu Mỹ, đồng thời là cây công nghiệp có giá trị thương mại trong chế biến tinh bột tại nhiều nước Châu Á. Ở Việt Nam, sắn ngày càng có nhu cầu cao trong công nghiệp chế biến tinh bột, thức ăn gia súc, thực phẩm, dược liệu và đã trở thành cây hàng hoá xuất khẩu của nhiều tỉnh. Năm 2014 ở Việt Nam trồng 551,1 nghìn ha với tổng sản lượng thu được 10,225 triệu tấn (FAOSTAT, 2015). Đặc biệt năm 2014 sản lượng xuất khẩu sắn của nước ta là 3,39 triệu tấn, kim ngạch thu được sấp xỉ 1,2 tỷ USD.
Theo quyết định số 53/2012/QĐ-TTg, ngày 22/11/2012 của Thủ tướng Chính phủ về việc ban hành lộ trình bắt buộc áp dụng tỷ lệ phối trộn xăng sinh học nguyên liệu chủ yếu từ sắn lát khô lên đến 860 triệu lít vào năm 2020. Như vậy chúng ta cần có vùng nguyên liệu sắn ổn định 550 nghìn ha, c 2 với NS bình quân 23 tấn/ha. Để đáp ứng nhu cầu trên, cần phải áp dụng đồng bộ các tiến bộ kỹ thuật trong sản xuất sắn, trong đó giống là khâu quan trọng nhất. Hiện nay chúng ta đã thay thế >75% diện tích trồng sắn trong cả nước bằng giống KM94 là giống nhập nội vào Việt Nam trên 20 năm nên giống này đã bị thoái hoá và nhiễm bệnh nặng nên dẫn đến năng suất giảm.
Mặt khác trong quá trình thay thế giống sắn mới, hầu hết các vùng sản xuất sắn đã lãng quên những giống sắn địa phương chất lượng cao và có khả năng chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh bất lợi. Vì vậy, để có nguồn gen giống tốt phục vụ cho công tác chọn tạo giống sắn thì việc thu thập, bảo tồn và lưu giữ nguồn gen giống sắn là việc làm cấp thiết. Do vậy, chúng tôi đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của tập đoàn giống sắn tại Thái Nguyên năm 2016” 1. Mục tiêu của đề tài Đánh giá khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của tập đoàn giống sắn tại Thái Nguyên góp phần bảo tồn đa dạng sinh học cây sắn, phục vụ cho công tác học tập, nghiên cứu và chọn tạo giống sắn đáp ứng nhu cầu sản xuất sắn hàng hoá.
Yêu cầu - Theo dõi khả năng sinh trưởng của các giống sắn - Đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất và chất lượng - Mô tả đặc điểm thực vật học 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Giúp sinh viên củng cố và hệ thống lại toàn bộ những kiến thức đã học, áp dụng lý thuyết vào thực tế, tạo điều kiện cho sinh viên nâng cao được kỹ năng nghề nghiệp. c 3 - Giúp sinh viên phương pháp triển khai một đề tài nghiên cứu khoa học, phương pháp đo đếm, thu thập số liệu và trình bày một báo cáo khoa học 1. Ý nghĩa thực tiễn - Xác định được đặc điểm nông sinh học của các giống sắn làm cơ sở cho công tác bảo tồn và chọn tạo giống sắn mới.
c 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học của đề tài Để đánh giá các giống sắn cần dựa vào các đặc điểm sinh trưởng và phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất: số lượng củ/gốc; chiều cao cây; tổng số lá; tuổi thọ trung bình của lá; khả năng phân cành, chỉ số diện tích lá, tỷ lệ chất khô, chỉ số thu hoạch, năng suất củ khô, năng suất sinh học, năng suất tinh bột. trong đó năng suất sinh học, chỉ số thu hoạch được coi là chỉ tiêu chính để chọn lọc. Sắn là loại cây trồng có khả năng thích ứng rộng, song việc chọn lọc được một số giống sắn mới có khả năng cho năng suất cao ở tất cả các vùng sinh thái nông nghiệp quả là một vấn đề khó khăn.
Do yếu tố môi trường thay đổi đã tạo nên sự tương tác gen với môi trường, trong đó tính trạng năng suất củ tươi dưới tác động của môi trường khác nhau (khí hậu, đất đai, điều kiện canh tác.) sẽ bị ảnh hưởng rất lớn. Nên việc đánh giá đặc điểm sinh trưởng, năng suất và chất lượng của các giống cơ hội để xác định được giống thích hợp nhất cho từng vùng sản xuất. Nguồn gốc, sự phân bố của cây sắn 2. Nguồn gốc Cho đến nay vẫn chưa có bằng chứng chứng minh về nguồn gốc phát sinh của cây sắn.
Một số công trình nghiên cứu gần đây của nhiều tác giả kết luận rằng cây sắn có nguồn gốc phức tạp và có 4 Trung tâm phát sinh chính đó là Braxin có 2 Trung tâm còn lại là Mexico và Bolivia. Sắn đã được trồng cách đây khoảng 3. Cây sắn được du nhập vào châu Á khoảng giữa thế kỷ XVII theo 2 con đường: Thứ nhất là vào Srilanca năm 1876 rồi sang ấn Độ năm 1794 sau đó sang Trung Quốc, Myanmar và một số nước châu Á khác. Thứ hai là từ châu c 5 Mỹ la tinh đưa vào Philippin bởi thực dân Tây Ban Nha sau đó đem trồng ở Inđônesia và một số nước châu Á khác.
Ở Việt Nam cây sắn được du nhập vào khoảng giữa thế kỷ 18 (Phạm Văn Biên, 1991) [2], đến nay cây sắn đã trở thành một trong năm loại cây lương thực quan trọng nhất. Sự phân bố Trên thế giới, sắn được trồng rộng rãi ở 300 Vĩ Bắc đến 300 Vĩ Nam và được trồng ở trên 100 nước nhiệt đới và cận nhiệt đới thuộc ba châu lục lớn là châu Phi, châu Mỹ và châu Á (Trần Ngọc Ngoạn, 2007) [4]; Ở Việt Nam cây sắn được trồng tập trung nhiều nhất ở vùng Trung du và miền núi phía Bắc, vùng Bắc Trung bộ và Duyên hải miền Trung, vùng Tây Nguyên và vùng Đông Nam bộ. Giá trị của cây sắn Sắn là một cây trồng có nhiều công dụng trong chế biến công nghiệp, lương thực thực phẩm và thức ăn gia súc. - Củ sắn tƣơi: Củ sắn tươi giàu tinh bột, chứa nhiều gluxit khó tiêu, nghèo các chất béo, muối khoáng, vitamin và đạm.Phần ăn được có tỷ lệ chất khô 30-40% trọng lượng mẫu tươi, tinh bột 27- 36%, đường tổng số 0,5-2,5% (trong đó saccarose 71%, glucose13%, fructose 9%, mantose 3%), đạm tổng số 0,5-2,0%, chất xơ 1,0%, chất béo 0,5%, chất khoáng 0,5-1,5 %, vitamin A khoảng 17 mg/100g, vitamin C khoảng 50 mg/100g,năng lượng 607 KJ/100g, yếu tố hạn chế dinh dưỡng là Cyanogenes, tỷ lệ trích tinh bột 22-25 %, kích thước hạt bột 5- 50 micron, amylose 15-29 %, độ dính tối đa 700- 1100 BU, nhiệt độ hồ hóa 49-73 OC (Christopher Wheatley, Gregory J.Scott, Rupert Best and Siert Wiersema 1995) [8].1: Thành phần hoá học trong củ sắn tƣơi Thành phần Hàm lƣợng Tỷ lệ chất khô (%) 30- 40 Hàm lượng tinh bột (%) 27-36 Đường tổng số (% FW) 0,5- 2,5 Đạm tổng số (%FW) 0,5- 2,0 Chất xơ (%FW) 1,0 Chất béo (%FW) 0,5 Chất khoáng (%FW) 0,5- 1,5 Vitamin A (mg/100gFW) 17 Vitamin C (mg/100gFW) 50 Năng lượng (KJ/100g) 607 Amylose (%) 15-29 Christopher Wheatley, Gregory J.Scott, Rupert Best and Siert Wiersema 1995[8].
- Sắn lát khô: Thường có hai loại, sắn lát khô có vỏ và sắn lát khô không vỏ. Sắn lát khô có vỏ bao gồm; vỏ thịt, thịt sắn, lõi sắn và có thể là một phần vỏ gỗ. Sắn lát khô không vỏ chỉ bao gồm thịt sắn và lõi sắn. Số liệu phân chất về sắn lát khô không vỏ của Việt Nam bình quân: đạt vật chất khô 90,01%, đạm thô 2,48%, béo thô 1,40%, xơ thô 3,72%, khoáng tổng số 2,04%, dẫn xuất không đạm 78,59%, Ca 0,15%, P 0,25%.
Sắn lát khô có vỏ vật chất khô 90,57%, đạm thô 4,56%, béo thô 1,43%, xơ thô 3,52%, khoáng tổng số 2,22%, dẫn xuất không đạm 78,66%, Ca 0,27%, P 0,50% - Bột sắn nghiền và tinh bột sắn: Bột sắn nghiền thủ công có vật chất khô khoảng 87,56%, đạm thô 3,52%, béo thô 1,03%, xơ thô 1,37%, khoáng tổng số 1,38%, dẫn xuất không đạm 83,89%, Ca 0,11%, P 0,11% (Hoàng Kim, Phạm Văn Biên 1996)[6]. Tinh bột sắn có màu rất trắng. Hạt tinh bột c 7 sắn quan sát trên kính hiển vi điện tử quét SEM có kích thước 5 - 40 nm, nhiều hình dạng, chủ yếu là hình tròn, bề mặt nhẵn, một bên mặt có chỗ lõm hình nón và một núm nhỏ ở giữa. Tinh bột sắn có hàm lượng amylopectin và phân tử lượng trung bình cao hơn amylose của tinh bột bắp, lúa mì, khoai tây, độ nhớt cao, xu hướng thoái hóa thấp, độ bền gen cao Hoàng Kim Anh, Ngô Kế Sương, Nguyễn Xích Liên, 2005) [1] - Lá sắn: Lá sắn có hàm lượng đạm khá cao (20-25% trọng lượng chất khô) với nhiều chất bột, chất khoáng và vitamin.
Chất đạm của lá sắn có khá đầy đủ các acid amin cần thiết, giàu lysin nhưng thiếu methionin. Trong lá sắn ngoài các chất dinh dưỡng, cũng chứa một lượng độc tố [HCN] đáng kể. Các giống sắn ngọt có 80-110 mg HCN/1kg lá tươi. Các giống sắn đắng chứa 160- 240 mg HCN/1kg lá tươi.
Lá sắn ngọt là một loại rau bổ dưỡng có chứa nhiều chất đạm, canxi, caroten, vitamin B1, C. nhưng cần chú ý để làm giảm hàm lượng HCN. Lá sắn đắng không nên luộc ăn mà nên muối dưa hoặc phơi khô để làm bột lá sắn phối hợp với các bột khác làm bánh thì hàm lượng HCN còn lại không đáng kể 2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn trên thế giới và Việt Nam 2.
Tình hình sản xuất sắn trên thế giới Hiện nay, cây sắn được trồng tại trên 100 nước nhiệt đới trên toàn thế giới với quy mô canh tác, năng suất, sản lượng rất khác nhau và được tập trung ở một số châu lục như châu Á, châu Phi và châu Mỹ. Tình hình sản xuất sắn trên thế giới được thể hiện ở bảng 2. Số liệu bảng 2.2 cho thấy diện tích trồng sắn trên thế giới tăng dần trong 5 năm gần đây, từ 19,68 triệu ha (2010) lên 23,87 triệu ha (2014).