Tổng quan luận án
Luận án tiến sĩ nông nghiệp với đề tài "Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng phát triển và biện pháp kỹ thuật tăng năng suất khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa tại tỉnh Bắc Kạn" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Lê Sỹ Lợi, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Trần Ngọc Ngoạn và TS. Nguyễn Văn Viết, chuyên ngành Trồng trọt (mã số: 62 62 01 01), bảo vệ tại Đại học Thái Nguyên năm 2008.
Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu
Bắc Kạn là tỉnh miền núi có tỷ lệ hộ nghèo cao (năm 2006 chiếm 41,42%), thu nhập bình quân đầu người khu vực nông thôn thấp (162,5 nghìn đồng/tháng), mức lương thực bình quân đạt 289,4 kg thóc/người/năm, nhiều hộ thiếu ăn từ 2 đến 6 tháng trong năm. Về tài nguyên đất nông nghiệp, toàn tỉnh có 13.273 ha đất ruộng nhưng chủ yếu chỉ cấy một vụ lúa Mùa; diện tích đất bỏ hóa trong vụ Đông lên tới 12.333 ha và vụ Xuân là 4.964 ha. Trong khi đó, điều kiện khí hậu mùa đông tại Bắc Kạn có nền nhiệt bình quân 14,3 – 28,3°C, lượng mưa từ 0,3 – 322,5 mm, độ ẩm không khí 77 – 89%, rất phù hợp với đặc tính sinh học của cây khoai tây.
Mặc dù khoai tây đã được đưa vào cơ cấu cây trồng vụ Đông nhưng diện tích mở rộng rất chậm do các nguyên nhân:
- Thiếu nguồn giống chất lượng; các giống khoai tây đang trồng phổ biến tại địa phương đã bị thoái hóa, tỷ lệ nhiễm bệnh virus cao (53,2% - 59%).
- Giống nhập nội từ châu Âu có giá thành cao (12.000 đồng/kg), trong khi giống nhập từ Trung Quốc giá rẻ (2.000 đồng/kg) nhưng chất lượng không ổn định và mang nhiều mầm bệnh.
- Trình độ canh tác của nông dân còn thấp, thiếu quy trình kỹ thuật chuẩn xác về thời vụ, mật độ, phân bón N-P-K, tưới nước và vun xới trên chân đất ruộng một vụ lúa.
Khoảng trống nghiên cứu mà luận án tập trung giải quyết là: Thiếu các cứ liệu thực nghiệm khoa học về khả năng thích ứng của các giống khoai tây mới nhập nội và quy trình kỹ thuật đồng bộ cho việc sản xuất khoai tây thương phẩm vụ Đông cũng như sản xuất củ giống vụ Xuân trên đất ruộng một vụ lúa tại địa bàn tỉnh Bắc Kạn.
Mục tiêu nghiên cứu
Luận án xác định 4 mục tiêu nghiên cứu cụ thể:
- Đánh giá thực trạng sản xuất khoai tây nhằm xác định các yếu tố hạn chế năng suất khoai tây tại tỉnh Bắc Kạn.
- Xác định giống khoai tây có năng suất cao, phẩm chất tốt đưa vào sản xuất thay thế giống cũ đã thoái hóa.
- Xác định các biện pháp kỹ thuật trồng chủ yếu nhằm tăng năng suất khoai tây vụ Đông và sản xuất khoai tây củ giống vụ Xuân. Trên cơ sở đó bổ sung và hoàn chỉnh quy trình kỹ thuật thâm canh khoai ở tỉnh Bắc Kạn góp phần mở rộng diện tích khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa.
- Xây dựng mô hình sản xuất thâm canh khoai tây.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu:
- Khảo nghiệm tập đoàn gồm 7 giống khoai tây nhập nội từ Hà Lan trong cả hai vụ Đông và vụ Xuân.
- Các biện pháp kỹ thuật nông học: mật độ trồng, thời vụ gieo trồng, liều lượng phân bón khoáng (đạm, lân, kali), chế độ tưới nước và biện pháp vun xới tạo vồng cho khoai tây thương phẩm vụ Đông và củ giống vụ Xuân.
- Phạm vi nghiên cứu:
- Không gian: Các thí nghiệm nghiên cứu đặc điểm giống và biện pháp kỹ thuật chuyên sâu được bố trí tại xã Bằng Phúc, huyện Chợ Đồn. Các mô hình sản xuất thử nghiệm mở rộng được thực hiện tại xã Bằng Phúc, xã Lương Bằng (huyện Chợ Đồn); xã Yên Đĩnh (huyện Chợ Mới); xã Tú Trĩ, xã Khuổi Lừa (huyện Bạch Thông), tỉnh Bắc Kạn.
- Thời gian: Các số liệu điều tra, thí nghiệm đồng ruộng và mô hình thử nghiệm được triển khai trong giai đoạn từ năm 2001 đến năm 2006.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Các hướng nghiên cứu chính được tổng quan
Tác giả đã hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước theo 4 nhóm nội dung trọng tâm:
-
Nguồn gốc, giá trị dinh dưỡng và yêu cầu sinh thái:
- Nguồn gốc: Khoai tây (Solanum tuberosum L.) xuất xứ từ dãy núi Andes ở độ cao 2.000 – 5.000 m (Salaman, 1949; Horton, 1987; Ducreux, 1989).
- Dinh dưỡng: Khoai tây có năng suất chất khô cao hơn lúa mì 3 lần, cao hơn lúa nước 1,3 lần và ngô 2,2 lần (Leviel, 1986). Cây khoai tây tạo ra năng suất protein (1,1 kg/ngày/ha) và năng lượng (48,64 kcal/ngày/ha) vượt trội so với các cây lương thực nhiệt đới khác (Vander Zaag, 1976; Beukema và cs).
- Sinh thái học: Nhiệt độ thích hợp cho thân lá là 18 – 20°C, cho hình thành củ là 18 – 19°C (nhiệt độ đất 16 – 17°C); nhiệt độ trên 25°C ức chế tạo củ và gây thoái hóa giống (Horton, 1987; Kunkel và cs, 1987). Cây yêu cầu cường độ chiếu sáng trên 20.000 lux (Allen và cs; Spitter, 1987). Nhu cầu nước đạt 12 – 15 m³ để tạo ra 100 kg củ; thiếu nước ở giai đoạn sinh trưởng làm giảm nghiêm trọng năng suất (Ngô Đức Thiệu và cs, 1978; Tạ Thị Thu Cúc, 1979; Deblonde và cs, 1999; Jefferies, 1995; Kashyap và cs, 2003). Đất trồng yêu cầu tơi xốp, cát pha hoặc thịt nhẹ (Đường Hồng Dật, 2005).
-
Dinh dưỡng khoáng N-P-K đối với khoai tây:
- Nhu cầu khoáng cho 260 tạ củ/ha lấy đi từ đất 106 kg N, 40 kg P₂O₅, 171 kg K₂O, 63 kg CaO, 40 kg MgO (Đường Hồng Dật, 2005; Rasco và cs, 1994).
- Đạm quyết định diện tích lá và sự phình to củ (Singh, 1995; Addiscott và cs; Kotsyuk, 1995; Martin, 1995). Lân làm tăng khả năng chịu rét, kích thích phát triển rễ và tăng hàm lượng tinh bột (Hoàng Minh Tấn và cs, 2006; Van Noordwijk và cs, 1990; De Ruijter và cs, 1998). Kali tăng cường vận chuyển chất hữu cơ về củ và nâng cao sức đề kháng bệnh hại (Beringer và cs; Kanzikwera và cs). Hiệu suất phân bón tại miền Bắc Việt Nam đạt: 1 kg N tăng 40 – 100 kg củ; 1 kg P₂O₅ tăng 0 – 40 kg củ; 1 kg K₂O tăng 12 – 15 kg củ (Nguyễn Văn Thắng và cs, 1996).
-
Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới, Việt Nam và miền núi phía Bắc:
- Năm 2005, diện tích khoai tây toàn cầu đạt 18,57 triệu ha, sản lượng 320,15 triệu tấn (FAO, 2005). Trung Quốc dẫn đầu diện tích (4,4 triệu ha), Bỉ đạt năng suất cao nhất (46,6 tấn/ha).
- Tại Việt Nam, diện tích năm 2005 đạt 35.000 ha, năng suất 10,57 tấn/ha (Đào Huy Chiên, 2002; FAO, 2005). Tại các tỉnh miền núi phía Bắc năm 2005, Yên Bái trồng 480 ha (13,5 tấn/ha), Lào Cai 227 ha (10,2 tấn/ha), Bắc Kạn 53 ha (15,2 tấn/ha), Sơn La đạt năng suất 19,0 tấn/ha (Sở NN&PTNT các tỉnh, 2006).
-
Nghiên cứu giống, nhân giống và hiện tượng thoái hóa giống:
- Chọn tạo và khảo nghiệm: Vai trò của Trung tâm Khoai tây Quốc tế CIP (từ 1971), các giống nhập nội tại Việt Nam như Mariella, Ackersegen, Diamant, Nicola, Lipsi, VC38.6, KT3 (Trần Như Nguyện và cs, 1990; Nguyễn Thị Nền và cs; Lê Thị Thuấn và cs, 1995; Đào Huy Chiên, 2002; Phạm Xuân Tùng và cs, 2003; Trương Công Tuyện và cs, 2005).
- Kỹ thuật nhân giống: Kỹ thuật in-vitro, sản xuất củ nhỏ và siêu nhỏ (Trịnh Khắc Quang, 2000; Rasco và cs; Vecchio và cs; Trương Văn Hộ và cs, 2002; Trịnh Mạnh Dũng và cs, 1990; Hoàng Thị Hiền và cs, 1997; Hoàng Minh Tấn và cs, 1991; Nguyễn Thị Kim Thanh, 2003, 2004; Mai Thị Tân và cs, 2001; Nguyễn Quang Thạch và cs, 2005); kỹ thuật tách/cắt mầm (Đặng Thị Huế và cs, 2004); sản xuất giống bằng hạt lai TPS (Phạm Xuân Liêm, 1991; Trương Công Tuyện và cs, 2005).
- Cơ chế thoái hóa giống: Thoái hóa bệnh lý do 6 loại virus điển hình (PLRV, PVY, PVA, PVX, PVS, PVM) lây truyền chủ yếu qua rệp đào Myzus persicae (Vũ Triệu Mân, 1978, 1986; Nguyễn Văn Viết, 1991; Merlet, 1979; Lê Hưng Quốc, 2006); thoái hóa sinh lý do củ bị già hóa khi bảo quản kéo dài 7 – 9 tháng trong điều kiện nhiệt độ cao (Madec & Perenec, 1985; Crosnier, 1987; Trương Văn Hộ và cs, 1990; Trịnh Khắc Quang và cs, 2000). Giải pháp sản xuất củ giống vụ Xuân tại vùng núi cao được đề xuất nhằm rút ngắn thời gian bảo quản và duy trì củ trẻ sinh lý (Kim Y.; Đào Huy Chiên, 1993; Phạm Xuân Tùng, 1993; Trần Văn Ngọc và cs, 1995).
Vị trí của luận án
Luận án định vị trọng tâm vào việc giải quyết nút thắt về giống và kỹ thuật canh tác tại một tỉnh miền núi cụ thể (Bắc Kạn). Bằng cách kết hợp khảo nghiệm tập đoàn giống Hà Lan nhập nội và nghiên cứu quy trình canh tác hai vụ (vụ Đông lấy củ thương phẩm, vụ Xuân sản xuất củ giống), luận án hướng tới việc thiết lập hệ thống sản xuất khép kín tại chỗ, khắc phục hiện tượng già hóa sinh lý của củ giống trên đất ruộng một vụ lúa.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Cơ sở lý thuyết và khung phân tích
- Lý thuyết phát triển cá thể và sinh thái học khoai tây: Dựa trên mô hình tích lũy nhiệt độ (tổng tích ôn sinh trưởng 1.500 – 1.800°C), phản ứng quang chu kỳ ngày ngắn đối với quá trình tạo củ của các dòng mang gen tuberosum và andigena.
- Lý thuyết về tuổi sinh lý và thoái hóa củ giống: Tiếp cận theo khung phân tích của Madec, Perenec (1985) và Crosnier (1987) về sự già hóa sinh lý của mầm củ, cùng lý thuyết thoái hóa bệnh lý do virus của CIP và Vũ Triệu Mân (1986).
- Khung chỉ tiêu nông sinh học: Đánh giá động thái tăng trưởng chiều cao cây, số thân/khóm, động thái tăng diện tích lá (chỉ số diện tích lá - LAI), tích lũy chất khô, hiệu suất quang hợp thuần (NAR), các yếu tố cấu thành năng suất (số củ/khóm, khối lượng trung bình củ), năng suất lý thuyết, năng suất thực thu, tỷ lệ củ thương phẩm và các chỉ tiêu chất lượng (hàm lượng chất khô, hàm lượng tinh bột).
Phương pháp nghiên cứu
Luận án áp dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đồng ruộng kết hợp điều tra kinh tế - xã hội nông thôn:
-
Phương pháp điều tra hiện trạng sản xuất:
- Điều tra 76 hộ nông dân tại các vùng sinh thái đại diện của tỉnh Bắc Kạn theo phiếu câu hỏi soạn sẵn nhằm thu thập thông tin về diện tích, cơ cấu giống, mức đầu tư phân bón, thời vụ, mật độ, chế độ tưới và thành phần sâu bệnh hại.
- Sử dụng mô hình hồi quy đa biến để đánh giá mức độ ảnh hưởng của các yếu tố kỹ thuật đến năng suất khoai tây.
-
Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng:
- Các thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) hoặc thí nghiệm ô lớn - ô nhỏ (Split-plot), 3 – 4 lần nhắc lại, diện tích ô thí nghiệm từ 10 – 20 m² theo quy chuẩn khảo nghiệm nông học Việt Nam.
- Thí nghiệm khảo nghiệm giống: 7 giống khoai tây Hà Lan nhập nội, so sánh với giống đối chứng địa phương trong cả vụ Đông và vụ Xuân.
- Thí nghiệm các biện pháp kỹ thuật vụ Đông (sản xuất thương phẩm):
- Mật độ: Thí nghiệm các mức mật độ khác nhau (khóm/m²).
- Thời vụ: Bố trí các đợt trồng từ tháng 10 đến tháng 11.
- Phân bón: Thí nghiệm đơn yếu tố và đa yếu tố đối với liều lượng đạm (N), lân (P₂O₅) và kali (K₂O) trên nền phân chuồng cố định.
- Tưới nước: Thí nghiệm các chế độ tưới nước theo số lần và giai đoạn sinh trưởng.
- Vun gốc: Thí nghiệm các biện pháp vun xới tạo vồng.
- Thí nghiệm các biện pháp kỹ thuật vụ Xuân (sản xuất củ giống): Bố trí tương tự vụ Đông nhằm xác định mật độ dày, liều lượng N-P-K và thời vụ tối ưu để thu được số lượng củ giống kích thước 25 – 45 mm cao nhất.
-
Phương pháp theo dõi củ giống bảo quản trong kho tán xạ:
- Củ giống thu hoạch từ các công thức thí nghiệm được đưa vào bảo quản trong kho tán xạ nông hộ từ tháng 2 đến tháng 10 hàng năm; theo dõi tỷ lệ nảy mầm, tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên, tỷ lệ thối hỏng và chất lượng mầm.
-
Phương pháp xây dựng mô hình sản xuất thử và hạch toán kinh tế:
- Xây dựng mô hình trình diễn trên quy mô hộ nông dân tại 3 huyện (Chợ Đồn, Chợ Mới, Bạch Thông).
- Hạch toán chi phí đầu vào, công lao động, tổng thu nhập và lãi thuần của mô hình trồng khoai tây vụ Đông so với cây trồng đối chứng (ngô vụ Đông).
-
Phương pháp xử lý số liệu:
- Toàn bộ số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê sinh học bằng phần mềm IRRISTAT 4.0 và Excel, tính toán các tham số trung bình, phương sai, so sánh sai số LSD ở mức xác suất P = 0,05 và phân tích tương quan hồi quy.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan tài liệu
Chương này tổng thuật toàn diện các nghiên cứu về nguồn gốc, giá trị dinh dưỡng, yêu cầu sinh thái, tình hình sản xuất và công tác nghiên cứu chọn tạo, nhân giống khoai tây trên thế giới và ở Việt Nam.
Tác giả tổng hợp bảng so sánh giá trị sản xuất dinh dưỡng của khoai tây so với các cây trồng chính:
| Loại cây trồng |
Năng lượng (Kcal/100 g) |
Năng suất năng lượng (kcal/ngày/ha) |
Tỷ lệ protein (%) |
Năng suất protein (kg/ngày/ha) |
| Khoai tây |
90,82 |
48,64 |
2,0 |
1,1 |
| Sắn |
185,87 |
45,12 |
0,7 |
0,2 |
| Khoai lang |
138,30 |
48,93 |
1,5 |
0,5 |
| Đậu đỗ |
400,24 |
11,72 |
22,0 |
0,6 |
| Lúa |
420,90 |
35,10 |
7,0 |
0,6 |
| Ngô |
138,91 |
38,97 |
9,5 |
0,8 |
Về sản xuất, giai đoạn 2000 – 2005, diện tích khoai tây thế giới dao động từ 18,57 – 19,94 triệu ha; sản lượng từ 312,35 – 329,43 triệu tấn. Tại Việt Nam, diện tích dao động từ 28.022 ha đến 35.000 ha, năng suất đạt 10,53 – 11,76 tấn/ha. Tại 12 tỉnh miền núi phía Bắc năm 2005, sản xuất khoai tây phân bố như sau:
| STT |
Tỉnh |
Diện tích (ha) |
Năng suất (tấn/ha) |
Sản lượng (tấn) |
Giống chủ yếu |
Thời vụ |
| 1 |
Bắc Kạn |
53,0 |
15,2 |
805,6 |
VT2, Diamant, TQ khác |
Đông |
| 2 |
Cao Bằng |
70,0 |
17,0 |
1190,0 |
VT2, Hà Lan, TQ khác |
Đông |
| 3 |
Điện Biên |
80,0 |
12,0 |
960,0 |
VT2, TQ khác |
Đông |
| 4 |
Hà Giang |
154,0 |
12,2 |
1878,8 |
VT2, KT3, Hà Lan |
Đông |
| 5 |
Lào Cai |
227,0 |
10,2 |
2315,4 |
VT2, TQ khác |
Đông, Xuân |
| 6 |
Phú Thọ |
86,0 |
9,1 |
782,6 |
VT2, Diamant |
Đông |
| 7 |
Quảng Ninh |
150,0 |
15,0 |
2250,0 |
KT3, VT2, Diamant |
Đông |
| 8 |
Sơn La |
20,0 |
19,0 |
380,0 |
VT2, Diamant |
Đông, Xuân |
| 9 |
Thái Nguyên |
382,0 |
11,0 |
4202,0 |
VT2, KT2 |
Đông |
| 10 |
Tuyên Quang |
98,6 |
6,6 |
650,8 |
VT2, TQ khác |
Đông |
| 11 |
Vĩnh Phúc |
72,9 |
10,8 |
787,3 |
VT2, TQ khác |
Đông |
| 12 |
Yên Bái |
480,0 |
13,5 |
6480,0 |
KT3, VT2 |
Đông |
Chương 1 đi đến kết luận: Để thúc đẩy sản xuất khoai tây ở miền núi phía Bắc, việc nghiên cứu tuyển chọn bộ giống thích hợp, xây dựng quy trình kỹ thuật chuẩn và bố trí sản xuất củ giống vụ Xuân nhằm khắc phục thoái hóa giống là hướng đi có cơ sở khoa học vững chắc.
Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Trình bày chi tiết nguồn gốc 7 giống khoai tây Hà Lan nhập nội; các quy chuẩn bố trí thí nghiệm đồng ruộng tại xã Bằng Phúc (Chợ Đồn); các công thức thí nghiệm về mật độ, thời vụ, phân bón N-P-K, tưới nước, vun xới; phương pháp lấy mẫu đất phân tích dinh dưỡng (Bảng 3.1); phương pháp thu thập số liệu nông sinh học; phương pháp bảo quản kho tán xạ; phương pháp đánh giá bệnh hại (mốc sương, virus) và các công thức toán học thống kê xử lý số liệu.
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương này gồm 5 phần kết quả thực nghiệm chính:
-
Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và hiện trạng sản xuất khoai tây ở Bắc Kạn (Tiểu mục 3.1):
- Đất ruộng lúa tại Bắc Kạn có hàm lượng dinh dưỡng dao động: pH_KCl từ 4,30 – 5,10; mùn tổng số 1,85 – 2,80%; đạm tổng số 0,12 – 0,18%; lân dễ tiêu 2,15 – 4,50 mg/100g đất; kali dễ tiêu 4,80 – 7,20 mg/100g đất.
- Diện tích đất ruộng bỏ hóa vụ Đông năm 2005 là 12.333 ha. Cơ cấu giống của nông dân chủ yếu là VT2 (51,3%) và các giống Trung Quốc trôi nổi (38,2%).
- Mức đầu tư phân bón của nông dân rất thấp, bón đạm không cân đối với lân và kali; 68,4% diện tích không được tưới nước chủ động; thành phần bệnh hại chủ yếu là bệnh mốc sương (Phytophthora infestans) và bệnh virus xoăn lùn.
- Phân tích hồi quy (Bảng 3.11) khẳng định năng suất khoai tây tại Bắc Kạn chịu ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê từ các yếu tố: phân chuồng, phân đạm, kali, số lần tưới nước và mật độ trồng.
-
Khả năng sinh trưởng, phát triển của các giống khoai tây thí nghiệm (Tiểu mục 3.2):
- Đánh giá 7 giống khoai tây Hà Lan thí nghiệm trong vụ Đông 2002 – 2003 và vụ Xuân 2002 – 2003.
- Kết quả chỉ ra sự khác biệt rõ rệt giữa các giống về thời gian sinh trưởng (80 – 95 ngày), chỉ số diện tích lá tối đa (LAI đạt từ 2,85 – 4,12), hiệu suất quang hợp thuần và khả năng tích lũy chất khô.
- Về tính chống chịu: Các giống có mức độ nhiễm bệnh mốc sương và virus khác nhau; một số giống Hà Lan thể hiện khả năng kháng mốc sương tốt hơn giống đối chứng.
- Về năng suất và chất lượng củ: Năng suất thực thu vụ Đông của các giống triển vọng đạt từ 18,5 – 24,2 tấn/ha, tỷ lệ củ thương phẩm đạt 75,4 – 86,2%, hàm lượng chất khô đạt 19,2 – 22,5%, hàm lượng tinh bột đạt 14,0 – 16,8%. Trong vụ Xuân, năng suất đạt 12,1 – 15,8 tấn/ha, tỷ lệ củ kích cỡ giống đạt cao.
- Bảo quản kho tán xạ: Củ giống vụ Xuân bảo quản qua mùa hè (từ tháng 3 đến tháng 10) có tỷ lệ hao hụt tự nhiên thấp hơn và mầm mập hơn so với củ giống vụ Đông bảo quản 9 tháng.
-
Biện pháp kỹ thuật trồng khoai tây vụ Đông trên đất ruộng một vụ lúa (Tiểu mục 3.3):
- Mật độ trồng: Mật độ 5,0 – 5,5 khóm/m² cho năng suất thực thu, tỷ lệ củ thương phẩm (>70g) và hiệu quả kinh tế cao nhất. Mật độ quá dày (>6,0 khóm/m²) làm tăng tỷ lệ nhiễm bệnh mốc sương và củ nhỏ.
- Thời vụ trồng: Thời vụ từ 20/10 đến 05/11 cho năng suất củ cao nhất (21,5 – 23,8 tấn/ha). Trồng quá sớm (trước 10/10) gặp nhiệt độ cao làm thối củ giống; trồng quá muộn (sau 15/11) gặp rét đậm làm chậm sinh trưởng và giai đoạn phát triển củ bị rút ngắn.
- Liều lượng phân bón N-P-K: Trên nền 15 tấn phân chuồng/ha, công thức phân bón tối ưu cho vụ Đông là 120 kg N + 90 kg P₂O₅ + 120 kg K₂O/ha, mang lại năng suất thực thu cao nhất, tỷ lệ củ thương phẩm đạt trên 82% và lãi thuần tối đa.
- Tưới nước: Chế độ tưới 3 lần (vào các giai đoạn cây con phân cành, hình thành củ và phình to củ) duy trì độ ẩm đất 70 – 80% cho năng suất tăng từ 28,5 – 35,2% so với không tưới.
- Vun gốc: Biện pháp vun 2 lần (lần 1 khi cây cao 15 – 20 cm, lần 2 sau lần một 15 ngày kết hợp bón thúc) giúp đất tơi xốp, hạn chế củ bị lộ sáng xanh vỏ và tăng số lượng củ hữu hiệu/khóm.
- Đã xây dựng hoàn chỉnh Quy trình kỹ thuật sản xuất khoai tây vụ Đông ở Bắc Kạn.
-
Biện pháp kỹ thuật sản xuất khoai tây củ giống trong vụ Xuân (Tiểu mục 3.4):
- Mật độ trồng: Mật độ thích hợp để sản xuất củ giống là 6,0 – 6,5 khóm/m² nhằm thu được số lượng củ giống kích thước 25 – 45 mm cao nhất trên một đơn vị diện tích.
- Thời vụ trồng: Thời vụ tối ưu từ 10/01 đến 25/01, giúp cây kết thúc giai đoạn hình thành củ trước khi nhiệt độ tăng cao vào cuối tháng 4.
- Liều lượng phân bón: Công thức phân bón cho vụ Xuân là 90 kg N + 90 kg P₂O₅ + 100 kg K₂O/ha trên nền 15 tấn phân chuồng/ha, giúp củ giống chắc, tích lũy đủ dinh dưỡng và tăng khả năng bảo quản trong kho tán xạ qua mùa hè.
- Vun gốc: Vun 2 lần tạo vồng cao giúp thoát nước tốt trong điều kiện mưa xuân ẩm ướt, hạn chế bệnh thối củ.
- Đã xây dựng hoàn chỉnh Quy trình kỹ thuật sản xuất khoai tây giống trong vụ Xuân tại Bắc Kạn.
-
Kết quả xây dựng mô hình và xu hướng phát triển khoai tây vụ Đông (Tiểu mục 3.5):
- Mô hình trồng thử giống mới áp dụng quy trình kỹ thuật mới qua 2 vụ Đông 2005 – 2006 tại 3 huyện đạt năng suất trung bình 19,8 – 22,5 tấn/ha, tăng 35 – 48% so với tập quán canh tác của nông dân địa phương.
- Hạch toán kinh tế (Bảng 3.66): Trồng khoai tây vụ Đông cho thu nhập thuần đạt từ 16,5 – 22,3 triệu đồng/ha, cao gấp 2,5 – 3,2 lần so với trồng ngô vụ Đông trên cùng chân đất ruộng một vụ.
Kết quả và những đóng góp mới
Đóng góp mới về mặt khoa học
- Cung cấp hệ thống cứ liệu khoa học thực nghiệm toàn diện về khả năng thích ứng nông sinh học, tiềm năng năng suất và phẩm chất của tập đoàn giống khoai tây Hà Lan nhập nội trên đất ruộng một vụ lúa tại vùng núi cao Bắc Kạn.
- Xác lập cơ sở khoa học cho việc đưa vụ khoai tây Xuân vào hệ thống luân canh cây trồng tại Bắc Kạn, chứng minh tính khả thi của việc sản xuất củ giống trẻ sinh lý tại chỗ để thay thế củ giống bảo quản dài ngày bị già hóa hoặc phụ thuộc giống nhập khẩu giá cao.
- Làm sáng tỏ quy luật tương tác giữa các yếu tố kỹ thuật nông học (mật độ, thời vụ, N-P-K, tưới nước, vun vồng) đến các chỉ tiêu sinh lý (LAI, NAR, tích lũy chất khô) và năng suất củ trong hai mùa vụ sinh thái khác nhau (vụ Đông và vụ Xuân).
Đóng góp mới về mặt thực tiễn
- Tuyển chọn được các giống khoai tây có năng suất cao, phẩm chất tốt, khả năng chống chịu bệnh mốc sương khá để bổ sung vào cơ cấu giống cây trồng vụ Đông tại tỉnh Bắc Kạn.
- Xây dựng và ban hành 02 quy trình kỹ thuật hoàn chỉnh:
- Quy trình kỹ thuật thâm canh khoai tây thương phẩm vụ Đông trên đất ruộng một vụ lúa.
- Quy trình kỹ thuật sản xuất khoai tây củ giống trong vụ Xuân trên đất ruộng một vụ lúa.
- Thiết lập thành công các mô hình sản xuất thử nghiệm thâm canh khoai tây tại huyện Chợ Đồn, Chợ Mới và Bạch Thông, nâng cao hiệu quả sử dụng đất bỏ hóa vụ Đông từ 1 vụ lúa lên công thức luân canh 2 vụ (Lúa Mùa - Khoai tây Đông) hoặc 3 vụ (Lúa Mùa - Khoai tây Đông - Khoai tây Xuân lấy giống), nâng cao thu nhập cho nông dân nghèo miền núi.
Kiến nghị và giải pháp đề xuất
- Đề nghị Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Bắc Kạn công nhận và áp dụng 02 quy trình kỹ thuật của đề tài vào hệ thống khuyến nông toàn tỉnh.
- Xây dựng vùng sản xuất củ giống vụ Xuân tập trung tại các xã vùng cao có khí hậu mát mẻ (như xã Bằng Phúc, huyện Chợ Đồn) để chủ động cung cấp củ giống sạch bệnh, giá rẻ cho các vùng trồng khoai tây vụ Đông trong toàn tỉnh.
- Hoàn thiện hệ thống kho tán xạ nông hộ cải tiến để lưu giữ củ giống qua mùa hè đạt tỷ lệ sống và chất lượng mầm cao.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đề tài
- Nghiên cứu tập trung khảo nghiệm tập đoàn giống có nguồn gốc từ Hà Lan, chưa mở rộng đánh giá so sánh thêm các dòng hạt lai TPS hoặc các giống nhập nội mới từ các quốc gia khác.
- Các thí nghiệm chuyên sâu chủ yếu được bố trí tại địa bàn xã Bằng Phúc (huyện Chợ Đồn), do đó mức độ đại diện cho một số tiểu vùng sinh thái có điều kiện thổ nhưỡng đặc thù khác trong tỉnh còn cần được kiểm chứng thêm.
- Việc theo dõi bảo quản củ giống vụ Xuân qua mùa hè mới dừng lại ở quy mô kho tán xạ tự nhiên của hộ gia đình, chưa đánh giá trong điều kiện kho lạnh công nghiệp.
Hướng nghiên cứu tiếp theo
- Tiếp tục theo dõi tính ổn định năng suất, độ bền tính kháng bệnh virus và bệnh mốc sương của các giống đã tuyển chọn qua nhiều chu kỳ nhân giống liên tiếp tại địa phương.
- Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ bảo quản củ giống quy mô nhóm hộ và hợp tác xã nhằm giảm tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên trong những tháng hè nắng nóng.
- Nghiên cứu mở rộng việc áp dụng quy trình trên các loại chân đất bãi bồi ven sông suối và đất đồi thấp tại các tỉnh miền núi phía Bắc có điều kiện tương đồng.
Giá trị tham khảo
- Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên ngành Trồng trọt, Nông học: Luận án cung cấp phương pháp luận chuẩn xác về thiết kế thí nghiệm nông học đa yếu tố, đánh giá sinh lý cây có củ (LAI, NAR, tích lũy chất khô) và phân tích thống kê sinh học trong khảo nghiệm đồng ruộng.
- Đối với cán bộ khuyến nông và kỹ sư nông nghiệp: Cung cấp thông số kỹ thuật chi tiết về định lượng phân bón N-P-K, khoảng cách mật độ, lịch thời vụ chính xác và các thao tác kỹ thuật tưới nước, vun luống cho cây khoai tây trên đất ruộng lúa miền núi.
- Đối với các nhà quản lý và hoạch định chính sách nông nghiệp tại các tỉnh miền núi phía Bắc: Cung cấp cơ sở thực tiễn vững chắc cho việc xây dựng phương án chuyển đổi cơ cấu cây trồng, tận dụng diện tích đất ruộng một vụ bỏ hóa vụ Đông và vụ Xuân để nâng cao hệ số sử dụng đất và xóa đói giảm nghèo.
Câu hỏi thường gặp
1. Nguyên nhân chính khiến năng suất khoai tây tại Bắc Kạn trước đây chưa cao và diện tích mở rộng chậm là gì?
Theo số liệu điều tra hiện trạng của luận án, nguyên nhân chủ yếu gồm: nông dân chủ yếu trồng giống VT2 và giống Trung Quốc trôi nổi đã bị thoái hóa, tỷ lệ nhiễm virus cao từ 53,2% đến 59%; mức đầu tư phân bón thấp và mất cân đối; 68,4% diện tích phụ thuộc hoàn toàn vào nước trời; chưa có quy trình kỹ thuật chuẩn về thời vụ và mật độ trên đất ruộng một vụ lúa; giá củ giống chất lượng nhập từ châu Âu quá cao trong khi củ giống tự lưu bị già hóa sinh lý.
2. Ý nghĩa kỹ thuật của việc đưa khoai tây vụ Xuân vào cơ cấu cây trồng tại Bắc Kạn là gì?
Khoai tây vụ Xuân được trồng từ tháng 1 đến tháng 4 nhằm mục đích chính là sản xuất củ giống. Việc này giúp rút ngắn thời gian bảo quản củ giống qua mùa hè từ 9 tháng (nếu lấy từ vụ Đông) xuống còn 5 – 6 tháng (từ tháng 4 đến tháng 10). Củ giống thu hoạch vụ Xuân là củ "trẻ sinh lý", khi đem trồng cho vụ Đông tiếp theo sẽ có sức sống cao hơn, mầm mập khỏe, giúp tăng năng suất củ thương phẩm lên tới 40% so với trồng bằng củ già sinh lý.
3. Khung thời vụ và mật độ tối ưu cho khoai tây thương phẩm vụ Đông trên đất ruộng một vụ lúa tại Bắc Kạn được xác định như thế nào?
- Thời vụ: Tốt nhất từ ngày 20/10 đến ngày 05/11. Khung thời vụ này giúp cây tận dụng tối đa điều kiện nhiệt độ 18 – 20°C cho thân lá và 16 – 17°C cho tạo củ, đồng thời thu hoạch trước khi bệnh mốc sương phát sinh gây hại nặng vào cuối vụ.
- Mật độ: Mật độ tối ưu là 5,0 – 5,5 khóm/m² (khoảng 50.000 – 55.000 khóm/ha), đảm bảo chỉ số diện tích lá đạt đỉnh ở mức 3,8 – 4,1, cho tỷ lệ củ thương phẩm (>70g) cao nhất và tối đa hóa lãi thuần.
4. Liều lượng phân bón N-P-K khuyến nghị cho sản xuất khoai tây vụ Đông tại Bắc Kạn là bao nhiêu?
Trên nền bón lót 15 tấn phân chuồng hoai mục/ha, công thức phân bón khoáng tối ưu được xác định qua thực nghiệm là: 120 kg N + 90 kg P₂O₅ + 120 kg K₂O/ha (tương đương 260 kg Urê + 560 kg Supe lân + 200 kg Kali clorua/ha). Bón cân đối công thức này giúp cây tích lũy chất khô cao, củ to đồng đều, tỷ lệ củ thương phẩm đạt trên 82% và hạn chế bệnh mốc sương.
5. Trồng khoai tây vụ Đông trên đất ruộng một vụ lúa mang lại hiệu quả kinh tế như thế nào so với cây trồng khác?
Kết quả xây dựng mô hình sản xuất thử nghiệm tại 3 huyện Chợ Đồn, Chợ Mới và Bạch Thông cho thấy: Năng suất thực thu khoai tây đạt 19,8 – 22,5 tấn/ha. Sau khi trừ toàn bộ chi phí vật tư và công lao động, lãi thuần đạt từ 16,5 – 22,3 triệu đồng/ha, cao gấp 2,5 – 3,2 lần so với trồng ngô vụ Đông trên cùng chân đất ruộng một vụ, khẳng định hiệu quả kinh tế vượt trội trong việc khai thác đất ruộng bỏ hóa vụ Đông.
Kết luận
Luận án của nghiên cứu sinh Lê Sỹ Lợi là công trình nghiên cứu nông học thực nghiệm có hệ thống về cây khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa tại tỉnh Bắc Kạn. Tác giả đã đánh giá toàn diện hiện trạng sản xuất, tuyển chọn thành công các giống khoai tây Hà Lan nhập nội có năng suất và chất lượng cao, đồng thời xác lập được các thông số kỹ thuật tối ưu về thời vụ, mật độ, phân bón N-P-K, tưới nước và vun xới. Điểm then chốt của công trình là việc hoàn thiện đồng bộ hai quy trình kỹ thuật cho khoai tây thương phẩm vụ Đông và củ giống vụ Xuân, mở ra giải pháp chủ động nguồn giống sạch bệnh tại chỗ và khai thác hiệu quả hơn 12.000 ha đất ruộng bỏ hóa vụ Đông tại các tỉnh miền núi phía Bắc.
