Tổng quan nghiên cứu

Diêm mạch (Chenopodium quinoa Willd.) là cây trồng có giá trị dinh dưỡng cao và khả năng thích nghi rộng rãi với nhiều điều kiện sinh thái khác nhau. Với hàm lượng protein từ 13,8 đến 21,9%, giàu các amino acid thiết yếu, vitamin và khoáng chất, diêm mạch được xem là nguồn thực phẩm quý giá, đặc biệt phù hợp cho người ăn kiêng hoặc mắc hội chứng celiac do không chứa gluten. Trên thế giới, diện tích trồng diêm mạch đã tăng nhanh, đặc biệt tại các quốc gia Nam Mỹ như Peru, Bolivia và Ecuador với sản lượng năm 2020 lần lượt đạt 100,1 nghìn tấn, 70,2 nghìn tấn và 4,9 nghìn tấn. Năng suất trung bình dao động từ 6,05 đến 14,8 tạ/ha tùy quốc gia và năm. Tại Việt Nam, diêm mạch là cây trồng mới, chưa được nghiên cứu sâu rộng, đặc biệt ở khu vực Nam Trung bộ.

Nghiên cứu này tập trung đánh giá ảnh hưởng của mật độ trồng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của hai giống diêm mạch nhập nội tại xã Sơn Long, huyện Sơn Hòa, tỉnh Phú Yên, vùng đất đỏ bazan với độ cao khoảng 460 m so với mực nước biển. Mục tiêu chính là xác định mật độ trồng tối ưu nhằm tối đa hóa năng suất và hiệu quả kinh tế trong điều kiện sinh thái đặc thù của địa phương. Thời gian nghiên cứu từ tháng 3 đến tháng 8 năm 2022, với các chỉ tiêu theo dõi bao gồm tỷ lệ nảy mầm, thời gian sinh trưởng, các chỉ số sinh trưởng như chiều cao cây, đường kính thân, số lá, số cành, cũng như các yếu tố cấu thành năng suất và mức độ nhiễm bệnh.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đa dạng hóa cây trồng, phát triển cây diêm mạch thành cây hàng hóa có giá trị kinh tế cao tại Nam Trung bộ, đồng thời cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học để hoàn thiện quy trình kỹ thuật trồng diêm mạch phù hợp với điều kiện khí hậu và đất đai của vùng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về sinh trưởng và phát triển thực vật, đặc biệt áp dụng thang điểm BBCH để mô tả các giai đoạn sinh trưởng của diêm mạch từ nảy mầm đến già cỗi. Thang BBCH gồm 10 giai đoạn chính, giúp xác định chính xác các mốc phát triển như nảy mầm, phát triển lá, phân nhánh, ra hoa, phát triển quả và chín hạt.

Ngoài ra, nghiên cứu áp dụng mô hình ảnh hưởng của mật độ trồng đến kiểu hình cây trồng, trong đó mật độ ảnh hưởng đến khả năng phân nhánh, chiều cao, đường kính thân và năng suất cá thể. Các khái niệm chính bao gồm: mật độ trồng (cây/ha), năng suất cá thể (g/cây), năng suất thực tế (tạ/ha), và các chỉ tiêu sinh trưởng như chiều cao cây, số lá, số cành hữu hiệu.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện tại xã Sơn Long, huyện Sơn Hòa, tỉnh Phú Yên trên nền đất đỏ bazan với độ cao 460 m so với mực nước biển, trong vụ hè năm 2022. Thí nghiệm bố trí theo kiểu lô phụ (split-plot) với hai nhân tố: giống (Biobio và Ivory) và mật độ trồng (200.000; 250.000; 300.000; 350.000 cây/ha), mỗi công thức được lặp lại ba lần, tổng diện tích thí nghiệm 72 m².

Nguồn dữ liệu thu thập bao gồm: phân tích đất trước và sau thí nghiệm (pH, chất hữu cơ, nitơ, photpho, kali), các chỉ tiêu sinh trưởng (tỷ lệ nảy mầm, thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, đường kính thân, số lá, số cành), các yếu tố cấu thành năng suất (chiều dài chùm bông, số bông, khối lượng 1000 hạt), năng suất cá thể và năng suất thực tế, cùng đánh giá mức độ nhiễm bệnh (bệnh sương mai, đốm nâu).

Phân tích số liệu sử dụng phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) với phần mềm Statistix 8 để đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố đến các chỉ tiêu nghiên cứu. Cỡ mẫu được xác định dựa trên diện tích thí nghiệm và số lần lặp lại nhằm đảm bảo độ tin cậy thống kê.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Ảnh hưởng của mật độ trồng đến thời gian sinh trưởng: Tỷ lệ nảy mầm của hai giống đạt cao, lần lượt 96% và 98%. Thời gian sinh trưởng tổng thể dao động từ 110 đến 120 ngày, không có sự khác biệt đáng kể giữa các mật độ. Tuy nhiên, mật độ cao hơn có xu hướng làm giảm thời gian xuất hiện nhánh cấp 1 và ra hoa sớm hơn khoảng 3-5 ngày.

  2. Ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng và phát triển: Chiều cao cây và đường kính thân giảm khi mật độ tăng. Ở mật độ 200.000 cây/ha, chiều cao trung bình đạt 120 cm, trong khi ở mật độ 350.000 cây/ha chỉ còn khoảng 95 cm, giảm 20,8%. Số lá và số cành hữu hiệu cũng giảm tương ứng, với mật độ cao nhất giảm khoảng 25% so với mật độ thấp nhất.

  3. Ảnh hưởng đến các yếu tố cấu thành năng suất: Chiều dài chùm bông chính và số bông trên cây giảm khi mật độ tăng. Khối lượng 1000 hạt giảm nhẹ từ 3,2 g ở mật độ thấp xuống 2,8 g ở mật độ cao. Năng suất cá thể giảm rõ rệt từ 45 g/cây ở mật độ thấp xuống còn 28 g/cây ở mật độ cao.

  4. Năng suất thực tế: Mặc dù năng suất cá thể giảm, năng suất thực tế lại tăng theo mật độ trồng, đạt cao nhất ở mật độ 300.000 cây/ha với 3,8 tạ/ha, tăng 15% so với mật độ 200.000 cây/ha. Mật độ 350.000 cây/ha không làm tăng năng suất thực tế đáng kể do cây nhỏ và yếu hơn.

  5. Mức độ nhiễm bệnh: Giống Ivory có khả năng kháng bệnh sương mai tốt hơn, tỷ lệ nhiễm bệnh dưới 15% trong khi giống Biobio lên đến 35% ở mật độ cao. Mật độ cao làm tăng nguy cơ phát sinh bệnh do cây mọc dày, thông thoáng kém.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy mật độ trồng ảnh hưởng rõ rệt đến sinh trưởng và năng suất của diêm mạch. Mật độ thấp tạo điều kiện cho cây phát triển mạnh mẽ, chiều cao và đường kính thân lớn, nhưng năng suất trên diện tích thấp do số lượng cây ít. Ngược lại, mật độ cao làm giảm kích thước cá thể nhưng tăng tổng số cây trên diện tích, dẫn đến năng suất thực tế tăng lên đến một mức độ nhất định.

So sánh với các nghiên cứu tại Việt Nam và quốc tế, mật độ tối ưu khoảng 250.000-300.000 cây/ha phù hợp với điều kiện khí hậu và đất đai của Sơn Hòa, tương tự với mật độ 25 cây/m² được khuyến nghị tại Quảng Trị và mật độ 40 cây/m² ở các vùng khác. Mức độ nhiễm bệnh tăng ở mật độ cao cũng phù hợp với các báo cáo về bệnh sương mai phát triển mạnh trong điều kiện cây trồng dày đặc.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ đường thể hiện chiều cao cây và năng suất cá thể theo mật độ, bảng so sánh tỷ lệ nhiễm bệnh giữa hai giống và các mật độ, giúp minh họa rõ ràng ảnh hưởng của mật độ trồng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng mật độ trồng 300.000 cây/ha nhằm tối ưu hóa năng suất thực tế và hiệu quả kinh tế trong điều kiện đất đỏ bazan tại Sơn Hòa. Thời gian áp dụng từ vụ hè năm 2023, do các kết quả nghiên cứu đã được kiểm chứng.

  2. Ưu tiên sử dụng giống Ivory cho các vùng có nguy cơ bệnh sương mai cao nhờ khả năng kháng bệnh tốt hơn, giúp giảm thiểu tổn thất năng suất và chi phí phòng trừ.

  3. Tăng cường quản lý sâu bệnh và thông thoáng ruộng trồng bằng cách áp dụng biện pháp làm cỏ, vệ sinh đồng ruộng và sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hợp lý, đặc biệt ở mật độ cao để hạn chế sự phát triển của bệnh sương mai.

  4. Xây dựng quy trình kỹ thuật trồng và chăm sóc diêm mạch dựa trên mật độ và giống phù hợp, kết hợp với bón phân cân đối và tưới tiêu hợp lý nhằm nâng cao chất lượng và năng suất cây trồng trong vòng 2 năm tới.

  5. Đào tạo và chuyển giao kỹ thuật cho nông dân địa phương nhằm phổ biến các kết quả nghiên cứu, giúp người dân áp dụng hiệu quả, tăng thu nhập và đa dạng hóa cây trồng tại vùng đồi núi Nam Trung bộ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nông dân và hợp tác xã nông nghiệp tại các vùng đồi núi Nam Trung bộ, đặc biệt huyện Sơn Hòa, để áp dụng mật độ trồng và kỹ thuật chăm sóc diêm mạch phù hợp, nâng cao năng suất và thu nhập.

  2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Sinh học thực nghiệm, Nông học có nhu cầu tìm hiểu về sinh trưởng, phát triển và kỹ thuật trồng diêm mạch trong điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa.

  3. Cơ quan quản lý nông nghiệp và chính quyền địa phương trong việc xây dựng chính sách phát triển cây trồng mới, đa dạng hóa cơ cấu cây trồng và đảm bảo an ninh lương thực khu vực.

  4. Doanh nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực nông nghiệp công nghệ cao quan tâm đến phát triển sản phẩm diêm mạch có giá trị dinh dưỡng cao, phục vụ thị trường trong nước và xuất khẩu.

Câu hỏi thường gặp

  1. Mật độ trồng diêm mạch tối ưu là bao nhiêu?
    Nghiên cứu cho thấy mật độ 300.000 cây/ha là phù hợp nhất tại Sơn Hòa, giúp cân bằng giữa năng suất cá thể và năng suất trên diện tích, đồng thời hạn chế bệnh hại.

  2. Hai giống diêm mạch nào được nghiên cứu và ưu điểm của chúng?
    Giống Biobio có năng suất cao nhưng dễ nhiễm bệnh sương mai, trong khi giống Ivory có khả năng kháng bệnh tốt hơn, phù hợp với điều kiện khí hậu ẩm ướt.

  3. Ảnh hưởng của mật độ trồng đến năng suất cá thể và năng suất thực tế như thế nào?
    Mật độ cao làm giảm năng suất cá thể do cây nhỏ hơn, nhưng năng suất thực tế tăng do số lượng cây nhiều hơn, đạt đỉnh ở mật độ khoảng 300.000 cây/ha.

  4. Làm thế nào để phòng trừ bệnh sương mai trên diêm mạch?
    Cần áp dụng biện pháp làm cỏ, vệ sinh đồng ruộng, chọn giống kháng bệnh và sử dụng thuốc bảo vệ thực vật đúng lúc, đặc biệt khi mật độ trồng cao.

  5. Thời gian sinh trưởng của diêm mạch tại Sơn Hòa là bao lâu?
    Thời gian sinh trưởng tổng thể từ khi gieo đến thu hoạch khoảng 110-120 ngày, phù hợp với điều kiện khí hậu và đất đai địa phương.

Kết luận

  • Mật độ trồng có ảnh hưởng rõ rệt đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của hai giống diêm mạch tại Sơn Hòa, Phú Yên.
  • Mật độ 300.000 cây/ha được xác định là mật độ tối ưu, cân bằng giữa năng suất cá thể và năng suất thực tế.
  • Giống Ivory có khả năng kháng bệnh sương mai tốt hơn, phù hợp với điều kiện khí hậu ẩm ướt của địa phương.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng quy trình kỹ thuật trồng diêm mạch phù hợp với vùng đất đỏ bazan Nam Trung bộ.
  • Khuyến nghị áp dụng kết quả nghiên cứu trong các vụ tiếp theo và chuyển giao kỹ thuật cho nông dân nhằm phát triển cây diêm mạch thành cây trồng kinh tế chủ lực.

Tiếp theo, cần triển khai mô hình sản xuất diện rộng, đồng thời nghiên cứu sâu hơn về quản lý sâu bệnh và cải tiến kỹ thuật chăm sóc để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Mời các nhà nghiên cứu, nông dân và doanh nghiệp quan tâm hợp tác phát triển cây diêm mạch tại Việt Nam.