Tổng quan luận án
Cây vải (Litchi chinensis Sonn.), thuộc họ Bồ hòn (Sapindaceae), là cây ăn quả nhiệt đới và á nhiệt đới có giá trị kinh tế quan trọng. Trên quy mô toàn cầu, sản xuất vải thương mại tập trung chủ yếu ở Bắc bán cầu, trong đó Việt Nam đứng thứ ba thế giới về sản lượng (chiếm khoảng 10% tổng sản lượng toàn cầu), xếp sau Trung Quốc và Ấn Độ. Tại Việt Nam, vùng trung du và miền núi phía Bắc sở hữu điều kiện sinh thái thuận lợi cho sự sinh trưởng của cây vải, với tổng diện tích canh tác cả nước đạt 58,3 nghìn ha. Trong đó, vùng sản xuất tập trung lớn nhất tại tỉnh Bắc Giang với 28.300 ha (sản lượng 180.000 tấn, bao gồm 60.000 tấn vải chín sớm và 120.000 tấn vải chính vụ), tiếp đến là tỉnh Hải Dương với gần 9.000 ha (sản lượng 60.000 tấn, gồm gần 25.000 tấn vải chín sớm và 35.000 tấn vải chính vụ). Diện tích còn lại phân bố tại các tỉnh Quảng Ninh, Lạng Sơn, Thái Nguyên, Vĩnh Phúc, Yên Bái, Tuyên Quang, Sơn La và Điện Biên.
Thực trạng cơ cấu giống tại Việt Nam cho thấy giống vải thiều Thanh Hà chiếm tỷ lệ áp đảo trên 80% tổng diện tích, trong khi các giống vải chín sớm chỉ chiếm khoảng 20% và các dòng chín muộn có tỷ lệ không đáng kể. Sự tập trung này dẫn đến mùa vụ thu hoạch bị dồn ứ cục bộ trong khoảng 30 đến 45 ngày (từ đầu tháng 6 đến cuối tháng 7 hàng năm). Do công nghệ chế biến và bảo quản sau thu hoạch đối với quả tươi chưa đáp ứng kịp thời, áp lực tiêu thụ quả tươi tăng cao, làm suy giảm giá trị thương mại và thu nhập của người sản xuất. Dù một số giống vải chín sớm như Phúc Hòa, Bình Khê, Hùng Long đã được đưa vào cơ cấu sản xuất, nguồn cung vải đầu vụ vẫn chưa đáp ứng đủ yêu cầu rải vụ tại vùng miền núi phía Bắc.
Trước yêu cầu đó, giống vải chín sớm PH40 đã được Viện Khoa học Kỹ thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc tuyển chọn từ thực tế sản xuất tại xã Phú Hộ, thị xã Phú Thọ, tỉnh Phú Thọ. Giống PH40 mang đặc tính chín sớm (thu hoạch từ 15/5 đến 25/5), quả lớn (50 - 55 g/quả), vỏ quả màu đỏ nhung và tiềm năng năng suất đạt trung bình 19,5 tấn/ha. Giống được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn công nhận giống sản xuất thử theo Quyết định số 2871/QĐ-BNN-TT ngày 12/7/2016 và công nhận giống chính thức theo Quyết định số 5070/QĐ-BNN-TT ngày 31/12/2019. Tuy nhiên, nhược điểm của giống PH40 là khả năng ra hoa và đậu quả chưa ổn định trong những năm thời tiết bất thuận (nắng ấm hoặc mưa nhiều vào mùa thu và mùa đông). Do đó, việc nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật nhằm ổn định quá trình phân hóa mầm hoa và năng suất cho giống PH40 là vấn đề có tính cấp thiết.
Mục tiêu nghiên cứu:
- Đánh giá đặc điểm nông sinh học trong mối quan hệ với điều kiện sinh thái vùng trồng của giống vải chín sớm PH40.
- Xác định một số biện pháp kỹ thuật chủ yếu nhằm cải thiện khả năng ra hoa và ổn định năng suất giống PH40, góp phần bổ sung giống vào cơ cấu sản xuất và nâng cao thu nhập cho người trồng tại vùng trung du miền núi phía Bắc.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Giống vải chín sớm PH40; các chất điều tiết sinh trưởng (Ethrel, Paclobutrazol); phân bón lá (MKP, axit boric); tổ hợp phân bón qua rễ; kỹ thuật bón phân mới; các biện pháp cơ giới (khoanh vỏ, cắt tỉa); thuốc bảo vệ thực vật phòng trừ sâu đục cuống quả và bọ xít.
- Phạm vi không gian: Nghiên cứu được triển khai tại các tỉnh thuộc vùng trung du miền núi phía Bắc, bao gồm Phú Thọ, Bắc Giang, Yên Bái và Tuyên Quang.
- Phạm vi thời gian: Đề tài thực hiện trong giai đoạn từ năm 2016 đến năm 2020.
- Giới hạn nghiên cứu: Tập trung vào mô tả hình thái, theo dõi động thái vật hậu học; đánh giá quan hệ di truyền; xác định tương quan giữa tỷ lệ C/N trong lá với khả năng ra hoa; thử nghiệm thời điểm và kỹ thuật khoanh vỏ, cắt tỉa cành sau thu hoạch; xác định liều lượng phân bón qua rễ, phân bón lá, hóa chất điều tiết sinh trưởng; xác định hiệu lực thuốc trừ sâu đục cuống quả và bọ xít hại vải.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Tổng quan tài liệu của luận án tập hợp các công trình nghiên cứu về cây vải trên thế giới và tại Việt Nam:
Về nguồn gốc và phân loại: Cây vải (Litchi chinensis Sonn.) có xuất xứ nằm giữa vĩ độ 23° và 27° Bắc thuộc miền Nam Trung Quốc và Bắc Việt Nam. Theo Hoàng Thị Sản (2003), Panday và cộng sự (1989), Schaffer (1994), chi Litchi thuộc họ Sapindaceae có 3 loài phụ: Litchi chinensis (chứa các giống thương phẩm chính), Litchi philippinensis (phân bố tại Philippines và Papua New Guinea) và Litchi javenensis (phân bố tại Indonesia, Malaysia). Về phân biệt kiểu gen, Menzel và cộng sự chỉ ra phân loại hình thái dễ nhầm lẫn do biến dị môi trường; các tác giả Viruel và cộng sự (2004), Liu và cộng sự (2005), Madhou và cộng sự đã ứng dụng chỉ thị phân tử để xác định nguồn gen chuẩn.
Về sản xuất và cơ cấu giống quốc tế: Mitra và Pan (2020), Faming Zhang (2019) ghi nhận Trung Quốc có hơn 400 giống vải, sản lượng 2,05 triệu tấn trên 530 nghìn ha (2017), chủ yếu tại Quảng Đông với các giống 'Feizixiao', 'Baila', 'Baitangying', 'Guiwei', 'Nuomici' và Phúc Kiến với giống 'Lanzhu' (Chen và Huang, 2000, 2014). Tại Ấn Độ, sản lượng đạt 570 nghìn tấn trên 93.000 ha (2018), tập trung ở bang Bihar với các giống 'Shahi', 'Bombai', 'China' (Mitra và Dutta, 2005; Ray, 2020). Ở miền Nam bán cầu, Nam Phi phát triển giống 'Mauritius' và 'McLean’s Red' (Begemann, 2014); Madagascar sản xuất trên 100.000 tấn giống 'Mauritius' (Wermund và cộng sự, 2014); Australia canh tác các giống 'Kwai Mai Pink', 'Tai So', 'Salathiel' (Menzel, 1986, 2002; Houser, 2018); Thái Lan phân chia nhóm giống nhiệt đới ('Khom') và á nhiệt đới ('Hong Huay') (Anupunt và Sukhvibul, 2003; Chinawat và Suranant, 2000).
Về phân loại giống tại Việt Nam: Trần Thế Tục (1998) chia giống vải thành 3 nhóm: nhóm chín sớm (thu hoạch 5/5 - 30/5: Hùng Long, Yên Hưng, Yên Phú, Phúc Hòa, Bình Khê; quả 30 - 40 g); nhóm chính vụ (thu hoạch 1/6 - 30/6: Thiều Thanh Hà, Thiều Phú Hộ, Thiều Lục Ngạn; quả 18 - 25 g); nhóm chín muộn (thu hoạch 30/6 - 10/7 tại Thanh Hà và Lục Ngạn; quả 25 - 35 g).
Về sinh lý ra hoa và các biện pháp kỹ thuật:
- Quá trình phân hóa mầm hoa chịu ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh và tỷ lệ dinh dưỡng nội sinh. Vũ Mạnh Hải (2010) ghi nhận nền nhiệt độ bình quân ngày thấp tỷ lệ thuận với sự gia tăng tỷ lệ hoa cái. Beverley (2005) chỉ ra tỷ lệ C/N cao thuận lợi cho ra hoa. Menzel (1983), Yuan và cộng sự (1993), Nghê Diệu Nguyên và Ngô Tố Phần (1991) khẳng định hàm lượng đường bột và tỷ lệ C/N trong lá vụ thu - đông ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành hoa. Lê Đình Danh và Nguyễn Thị Thanh (1999) xác định trên giống vải Phú Hộ, tỷ lệ C/N cao làm tăng tỷ lệ hoa cái và tỷ lệ đậu quả.
- Về xử lý hóa chất và phân bón: Phun kali dihydrogen phosphat (MKP) nồng độ 0,3 - 0,5% vào thời kỳ ngủ nghỉ thúc đẩy mầm hoa (Trần Thế Tục, 2004). Bo giữ vai trò không thể thay thế trong việc tăng tỷ lệ thụ phấn, giữ quả (Lê Văn Tri, 2001; Vũ Mạnh Hải và cộng sự, 1986; Nguyễn Văn Dũng, 2004). Các chất điều tiết sinh trưởng như Ethrel (1,25 - 2,5 ml/l hoặc 500 - 1.500 ppm) và Paclobutrazol (PBZ) có tác dụng ức chế sinh trưởng sinh dưỡng, khống chế lộc đông, tăng tỷ lệ cành ra hoa (Mitra và cộng sự, 2000; Xuming Huang và cộng sự, 2003; Zhiyuan Huang và cộng sự, 1999; Phạm Minh Cương và cộng sự, 2005; Nguyễn Quốc Hùng, 2006).
- Về tác động cơ giới: Vũ Mạnh Hải (2010), Menzel và cộng sự (1983), Phạm Minh Cương và Nguyễn Thị Thanh (2005) chỉ ra khoanh vỏ rộng khoảng 0,3 cm giúp chặn dòng nhựa luyện, làm tăng tỷ lệ C/N trong lá, kích thích phân hóa hoa. Cắt tỉa sau thu hoạch giúp loại trừ ưu thế ngọn, điều hòa lộc thu làm cành mẹ mang quả (Hieke, Menzel và cộng sự, 2002; Nguyễn Văn Dũng, 2005; Nguyễn Khắc Thái Sơn, 2006).
- Về ghép cải tạo và dịch hại: Ghép nối ngọn thay tán dựa trên sự tiếp hợp mô phân sinh tượng tầng (Matsuo, 1987; Phạm Văn Côn, 2003). Về dịch hại, có 38 loài sâu và 1 loài nhện hại (Ngô Thế Dân, 2002), trong đó sâu đục cuống quả (Conopomorpha sinensis) là đối tượng gây hại nguy hiểm nhất với tỷ lệ hại ở trà muộn lên đến 85 - 87% (Viện Bảo vệ Thực vật, 1976), cùng các bệnh hại chính như thán thư (Colletotrichum gloeosporioides), sương mai (Peronophythora litchii).
Khoảng trống nghiên cứu luận án giải quyết:
Trước thời điểm nghiên cứu, giống vải chín sớm PH40 mới được chọn lọc bước đầu từ quần thể thực sinh. Chưa có công trình nào đánh giá có hệ thống về đặc điểm nông sinh học, vị trí quan hệ di truyền bằng chỉ thị phân tử, động thái tỷ lệ C/N trong lá theo các mức độ tác động cơ giới, cũng như chưa xây dựng được gói kỹ thuật thâm canh (khoanh vỏ, phân bón, cắt tỉa, xử lý hóa chất và bảo vệ thực vật) phù hợp với giống PH40 trong điều kiện sinh thái vùng trung du miền núi phía Bắc. Luận án được thực hiện để giải quyết các khoảng trống này.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Cơ sở lý thuyết của luận án:
- Thuyết cân bằng Carbon/Nitrogen (tỷ lệ C/N): Quá trình chuyển pha từ sinh trưởng dinh dưỡng sang sinh thực đòi hỏi sự tích lũy vượt trội của hợp chất carbonhydrat so với hợp chất nitơ trong mô lá trước thời điểm phân hóa mầm hoa. Sự biến đổi hàm lượng IAA, Gibberellin và ABA nội sinh tại đỉnh sinh trưởng giữ vai trò điều tiết mầm hoa (Vũ Quang Sáng, 2008; Davenport, 1992; Asmann, 2003).
- Nguyên lý tác động cơ giới: Khoanh vỏ làm gián đoạn dòng vận chuyển nhựa luyện qua libe xuống rễ, tích tụ đường bột tại tán lá, nâng cao tỷ lệ C/N. Cắt tỉa cành sau thu hoạch phá bỏ ưu thế ngọn, điều tiết thời điểm xuất hiện lộc thu nhằm tạo cành mẹ thành thục đúng thời điểm tiếp nhận cảm ứng nhiệt độ thấp.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:
- Đánh giá đặc điểm nông sinh học: Theo dõi các chỉ tiêu hình thái thân, tán, cành, lá, hoa, quả theo quy chuẩn khảo nghiệm DUS của IPGRI. Đánh giá chu kỳ sinh trưởng của 4 đợt lộc (xuân, hè, thu, đông) trong giai đoạn kiến thiết cơ bản và thời kỳ kinh doanh.
- Phân tích di truyền phân tử: Tách chiết ADN tổng số từ mẫu lá non của 5 giống vải (PH40, Hùng Long, Thiều Thanh Hà, Thiều Phú Thọ, U Hồng). Phân tích phản ứng PCR sử dụng hệ thống chỉ thị phân tử microsatellite (SSR, ví dụ mồi LMLY10) và chỉ thị ScoT (Start Codon Targeted, các mồi ScoT47, ScoT48, ScoT55). Chạy điện di trên gel agarose, xác định số băng phân đoạn, tính toán hệ số đa hình di truyền PIC (Polymorphism Information Content), hệ số tương đồng di truyền và thiết lập sơ đồ dạng cây phân nhánh (Dendrogram).
- Thí nghiệm ghép cải tạo: Thực hiện ghép nối ngọn giống PH40 trên gốc ghép của một số giống vải phổ biến tại vùng nghiên cứu. Theo dõi tỷ lệ bật mầm, khả năng sinh trưởng của lộc hè, lộc thu, khả năng ra hoa, đậu quả và năng suất sau ghép 1 năm.
- Xác định động thái C/N: Lấy mẫu lá ở các mức độ khoanh vỏ khác nhau để phân tích hàm lượng carbonhydrat tổng số (C) và đạm tổng số (N) tại phòng thí nghiệm, xác định ngưỡng C/N tương quan với khả năng phân hóa hoa.
- Bố trí các thí nghiệm kỹ thuật đồng ruộng:
- Thí nghiệm khoanh vỏ: Đánh giá số lần khoanh, mức độ khoanh và thời điểm khoanh vỏ ảnh hưởng đến tỷ lệ các loại hoa, tỷ lệ đậu quả và năng suất.
- Thí nghiệm phân bón lá MKP: Thử nghiệm các nồng độ dung dịch kali dihydrogen phosphat phun qua lá.
- Thí nghiệm chất điều tiết sinh trưởng: Sử dụng Ethrel và Paclobutrazol với các nồng độ khác nhau nhằm ức chế lộc đông và kích thích ra hoa.
- Thí nghiệm tổ hợp phân bón gốc: Đánh giá các công thức phối hợp tỷ lệ N:P:K bón vào đất đến sinh trưởng lộc thu, các yếu tố cấu thành năng suất và chỉ tiêu sinh hóa phẩm chất quả.
- Thí nghiệm phân bón bổ sung: Đánh giá phân bón lá chuyên dùng và liều lượng axit boric (H3BO3) bổ sung qua lá ảnh hưởng đến tỷ lệ đậu quả.
- Thí nghiệm kỹ thuật bón phân mới: So sánh kỹ thuật bón phân mới (bón tập trung theo rãnh/hốc hoặc cải tiến vị trí bón) với tập quán canh tác truyền thống; phân tích chênh lệch chi phí công lao động.
- Thí nghiệm cắt tỉa: Thử nghiệm các mức độ và thời điểm cắt tỉa sau thu hoạch đến chất lượng cành lộc thu và sản lượng quả vụ sau.
- Thí nghiệm phòng trừ sâu bệnh: Đánh giá hiệu lực của các loại thuốc trừ sâu đối với sâu đục cuống quả (Conopomorpha sinensis) và bọ xít hại vải.
- Xây dựng mô hình và hạch toán kinh tế: Xây dựng mô hình thâm canh áp dụng quy trình tổng hợp trên giống PH40 thời kỳ kinh doanh, tính toán doanh thu, chi phí và hiệu quả kinh tế so với đối chứng.
- Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu thí nghiệm được thu thập, xử lý thống kê sinh học (tính giá trị trung bình, độ lệch chuẩn, phân tích phương sai ANOVA, kiểm định sai khác mức ý nghĩa p = 0,05 và p = 0,01) bằng các phần mềm thống kê chuyên ngành nông học.
Nội dung chính theo từng chương
Mở đầu
Phần Mở đầu thiết lập bối cảnh thực tiễn của ngành sản xuất vải tại Việt Nam, phân tích sự mất cân đối mùa vụ do cơ cấu giống vải thiều Thanh Hà chiếm trên 80% diện tích, dẫn tới sức ép tiêu thụ tươi trong thời gian ngắn 30 - 45 ngày. Giống vải chín sớm PH40 được xác định là đối tượng chọn lọc có tiềm năng khắc phục tình trạng này tại vùng trung du miền núi phía Bắc. Tác giả nêu rõ mục tiêu, ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn, đối tượng, phạm vi thời gian (2016 - 2020), phạm vi không gian (Phú Thọ, Bắc Giang, Yên Bái, Tuyên Quang) và các điểm đóng góp mới của đề tài.
Chương I: Tổng quan tài liệu nghiên cứu
Chương này tổng kết toàn diện các tài liệu khoa học trong và ngoài nước liên quan đến cây vải:
- Nguồn gốc, phân loại thực vật học họ Sapindaceae, đặc điểm 3 loài phụ của chi Litchi, lịch sử di thực và hiện trạng sản xuất tại các quốc gia chính (Trung Quốc, Ấn Độ, Madagascar, Thái Lan, Nam Phi, Úc, Israel, Việt Nam).
- Yêu cầu sinh thái về đất đai và khí hậu. Đất đai vùng đồi trung du, phù sa bãi bồi ven sông có tầng canh tác dày đều thích nghi cho vải (tổng hợp qua Bảng 1.2 trong văn bản).
Mức độ thích nghi của cây vải thiều đối với đất đai (Trích dẫn Bảng 1.2 của luận án):
| Chỉ tiêu |
Mức độ rất thích hợp (S1) |
Mức độ thích hợp (S2) |
Mức độ ít thích hợp (S3) |
Không thích hợp |
| Loại đất |
P, Fp, Fs |
Fk, Fv |
Fa, Fq |
- |
| Độ dốc (độ) |
0 - 8 |
8 - 15 |
15 - 25 |
> 25 |
| Độ dày tầng đất (cm) |
> 100 |
70 - 100 |
50 - 70 |
< 50 |
| Độ phì đất |
N1 |
N2 |
N3 |
- |
(Ghi chú ký hiệu theo văn bản: P: Đất phù sa; Fp: đất nâu vàng trên phù sa cổ; Fs: đất đỏ vàng trên phiến thạch sét; Fk: đất nâu đỏ trên macma bazơ; Fv: đất nâu đỏ trên đá vôi; Fa: đất đỏ vàng trên đá macma axit; Fq: đất vàng nhạt trên đá cát).
- Đánh giá định lượng tác động của điều kiện thời tiết đến năng suất: Chương I trích dẫn kết quả phương trình hồi quy toán học đa biến 11 năm của Vũ Công Hậu và Vũ Mạnh Hải đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng giai đoạn trước và trong phân hóa hoa đến sản lượng giống vải Thiều Phú Hộ (Bảng 1.3):
Mối quan hệ giữa năng suất vải với một số yếu tố khí tượng qua 11 năm (Bảng 1.3 của luận án):
| Yếu tố khí tượng |
Chỉ số thống kê |
Tháng XI |
Tháng XII |
Tháng I |
Tháng II |
Tháng III |
| Nhiệt độ |
Hệ số ảnh hưởng (B)
Hệ số tương quan (rB) |
-121,7
-0,280 |
-316,1
-0,822** |
+258,1
+0,149 |
-417,1
-0,506 |
+19,9
+0,215 |
| Lượng mưa |
Hệ số ảnh hưởng (C)
Hệ số tương quan (rC) |
-71,5
-0,176 |
-50,7
-0,661* |
+77,8
-0,462 |
+1,6
+0,005 |
-1,1
-0,081 |
| Số giờ nắng |
Hệ số ảnh hưởng (D)
Hệ số tương quan (rD) |
+7,13
+0,825** |
+52,3
+0,825** |
+17,3
+0,151 |
+0,9
+0,171 |
+221,0
+0,090 |
| Ẩm độ không khí |
Hệ số ảnh hưởng (E)
Hệ số tương quan (rE) |
-351,1
-0,619* |
-351,1
-0,536 |
-37,0
-0,377 |
-0,3
-0,034 |
+16,9
+0,179 |
| Yếu tố khác |
Hệ số ảnh hưởng (A) |
+512,5 |
+17,1 |
-354,6 |
+135,1 |
+601,7 |
(Mức ý nghĩa: * p = 0,95; ** p = 0,99).
Kết quả chứng minh nhiệt độ tháng XII có tương quan nghịch rất chặt chẽ với năng suất (r = -0,822 ở mức p = 0,99), số giờ nắng tháng XI và XII có tương quan thuận rất chặt (r = +0,825 ở mức p = 0,99), khẳng định cây vải bắt buộc phải trải qua giai đoạn tích lũy lạnh và khô ráo để cảm ứng phân hóa mầm hoa.
- Tổng hợp cơ sở lý thuyết về điều khiển quá trình hình thành hoa qua tỷ lệ C/N, phân bón MKP, Bo, PBZ, Ethrel, kỹ thuật khoanh vỏ, cắt tỉa cành và kiểm soát sâu đục cuống quả.
Chương II: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Trình bày chi tiết:
- Vật liệu: Nguồn gen giống vải chín sớm PH40; các loại phân bón và hóa chất nông nghiệp.
- Nội dung: Nghiên cứu đặc tính nông sinh học; xác định đa hình di truyền phân tử; đánh giá khả năng ghép cải tạo; nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật nâng cao tỷ lệ ra hoa, đậu quả và năng suất; xây dựng mô hình thâm canh.
- Phương pháp: Chi tiết hóa các bước thí nghiệm ngoài đồng ruộng và trong phòng thí nghiệm; công thức tính toán chỉ tiêu tỷ lệ C/N, phương pháp PCR-SSR, PCR-ScoT, phương pháp điều tra thành phần hoa, tỷ lệ đậu quả, tỷ lệ sâu bệnh hại và kiểm định thống kê.
Chương III: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương III trình bày toàn bộ số liệu thực nghiệm thu được qua các bảng từ 3.1 đến 3.39 và các hình ảnh minh họa từ 3.1 đến 3.7:
- Đặc điểm nông sinh học giống PH40:
- Nguồn gốc: Biến chủng chọn từ hạt của giống Thiều Phú Hộ tại xã Phú Hộ, thị xã Phú Thọ.
- Hình thái và sinh trưởng: Cây sinh trưởng khỏe; lá kép lông chim màu xanh thẫm; quả hình tim, vỏ đỏ nhung, khối lượng đạt 50 - 55 g/quả, thịt quả dày, vị ngọt đậm (Bảng 3.1, Bảng 3.2).
- Động thái ra lộc: Theo dõi chu kỳ lộc xuân, lộc hè, lộc thu và lộc đông ở giai đoạn kiến thiết cơ bản (Bảng 3.3) và giai đoạn kinh doanh (Bảng 3.4, Bảng 3.5, Hình 3.2). Đợt lộc thu phát sinh tháng 8 - 9 giữ vai trò quyết định làm cành mẹ mang quả.
- Chỉ tiêu hoa và năng suất: Hoa tự dài 15 - 30 cm, chùm hoa phân nhánh khỏe, năng suất bình quân cây trưởng thành đạt 19,5 tấn/ha (Bảng 3.7).
- Quan hệ di truyền phân tử:
- Kết quả điện di ADN (Hình 3.3) và sản phẩm PCR với mồi SSR (LMLY10 - Hình 3.4) cùng các mồi ScoT (ScoT47, ScoT48, ScoT55 - Hình 3.5, Hình 3.6).
- Bảng 3.8 và Bảng 3.9 xác định số băng khuếch đại, hệ số PIC và hệ số tương đồng di truyền giữa 5 giống vải, xác lập sơ đồ hình cây (Hình 3.7) phản ánh mức độ quan hệ nguồn gen giữa PH40 với giống Hùng Long, Thiều Thanh Hà, Thiều Phú Thọ và U Hồng.
- Khả năng thích ứng khi ghép cải tạo:
- Tỷ lệ bật mầm cành ghép trên các gốc ghép địa phương đạt tỷ lệ cao (Bảng 3.10).
- Lộc hè và lộc thu sau ghép sinh trưởng thuận lợi (Bảng 3.11, Bảng 3.12). Cây ghép cải tạo cho hoa, đậu quả và có năng suất thương phẩm sau 1 năm ghép (Bảng 3.13).
- Thành phần sâu, bệnh hại: Bảng 3.14 đánh giá mức độ cảm nhiễm của giống PH40 đối với các loài sâu chính (sâu đục cuống quả, bọ xít) và bệnh hại chính (thán thư, sương mai).
- Các biện pháp kỹ thuật nâng cao năng suất:
- Mối quan hệ giữa C/N và sự ra hoa: Phân tích tại Bảng 3.15 chứng minh việc khoanh vỏ làm tăng tích lũy carbonhydrat, gia tăng tỷ lệ C/N trong lá, tương quan chặt chẽ với tỷ lệ ra hoa.
- Xử lý phân bón lá MKP: Xác định nồng độ MKP thích hợp thúc đẩy lộc thu thành thục sớm, hạn chế lộc đông và hỗ trợ ra hoa (Bảng 3.16).
- Kỹ thuật khoanh vỏ: Đánh giá thời điểm và số lần khoanh vỏ thích hợp (Bảng 3.17, Bảng 3.18), giúp cân đối tỷ lệ hoa đực/hoa cái, nâng cao tỷ lệ đậu quả và năng suất cá thể (Bảng 3.19).
- Hóa chất điều tiết sinh trưởng: Sử dụng Ethrel và Paclobutrazol (PBZ) nồng độ thích hợp giúp triệt tiêu mầm lộc đông, tăng tỷ lệ cành mang hoa và tỷ lệ đậu quả (Bảng 3.20).
- Dinh dưỡng khoáng qua rễ: Xác định tổ hợp phân bón N-P-K phù hợp thúc đẩy lộc thu phát triển đồng đều (Bảng 3.21, Bảng 3.22), nâng cao khả năng ra hoa (Bảng 3.23), năng suất quả (Bảng 3.24) và cải thiện phẩm chất sinh hóa quả (Bảng 3.25).
- Dinh dưỡng bổ sung: Phân bón lá làm tăng năng suất quả (Bảng 3.26); xử lý axit boric (H3BO3) nồng độ tối ưu qua lá làm giảm tỷ lệ rụng quả sinh lý, nâng cao tỷ lệ đậu quả (Bảng 3.27).
- Kỹ thuật bón phân mới: So sánh phương pháp bón phân mới với đối chứng tập quán (Bảng 3.28, Bảng 3.29, Bảng 3.30), chứng minh hiệu quả tiết kiệm chi phí công lao động (Bảng 3.31).
- Biện pháp cắt tỉa cành: Cắt tỉa sau thu hoạch đúng kỹ thuật giúp kiểm soát thời gian ra lộc thu (Bảng 3.32), nâng cao chất lượng cành mẹ (Bảng 3.33), tăng tỷ lệ hoa cái và đậu quả (Bảng 3.34), làm tăng năng suất thực thu (Bảng 3.35).
- Phòng trừ dịch hại: Khảo nghiệm các loại thuốc trừ sâu đặc hiệu phòng trừ sâu đục cuống quả làm giảm tỷ lệ quả bị hại (Bảng 3.36) và nâng cao hiệu lực diệt trừ bọ xít hại vải (Bảng 3.37).
- Ứng dụng kết quả và hiệu quả mô hình thâm canh:
- Xây dựng mô hình thâm canh tổng hợp cho giống PH40 giai đoạn kinh doanh đạt năng suất cao và ổn định (Bảng 3.38).
- Hạch toán kinh tế tại Bảng 3.39 chứng minh việc áp dụng đồng bộ các giải pháp kỹ thuật mới mang lại chênh lệch lợi nhuận và hiệu quả kinh tế cao hơn rõ rệt so với đối chứng canh tác truyền thống.
Kết luận và đề nghị
Luận án tóm tắt các kết luận cốt lõi về đặc tính giống, mối quan hệ di truyền, các thông số kỹ thuật tối ưu (khoanh vỏ, bón phân, cắt tỉa, BVTV) và đề xuất các giải pháp áp dụng vào sản xuất thực tế tại vùng trung du miền núi phía Bắc.
Kết quả và những đóng góp mới
- Về mặt lý luận và khoa học:
- Luận án cung cấp hệ thống dẫn liệu khoa học toàn diện về đặc tính nông sinh học và vật hậu học của giống vải chín sớm PH40. Xác lập vị trí quan hệ di truyền của giống PH40 trong mối tương quan với các giống vải hiện có tại Việt Nam (Hùng Long, Thiều Thanh Hà, Thiều Phú Thọ, U Hồng) thông qua việc khai thác các chỉ thị phân tử SSR và ScoT.
- Làm sáng tỏ cơ sở sinh lý dinh dưỡng thông qua biến động hàm lượng carbonhydrat tổng số (C), đạm tổng số (N) và tỷ lệ C/N trong lá cây giai đoạn thành thục cành mẹ, chỉ ra mối liên hệ trực tiếp giữa chỉ số C/N với khả năng hình thành mầm hoa. Đây là dẫn liệu khoa học phục vụ điều khiển quá trình ra hoa đối với cây vải trong điều kiện khí hậu biến đổi.
- Về mặt thực tiễn và sản xuất:
- Xác lập gói kỹ thuật đồng bộ cho giống PH40 thời kỳ kinh doanh: xác định thời điểm và kỹ thuật khoanh vỏ cơ giới; công thức phun phân bón lá MKP và chất điều tiết sinh trưởng (Ethrel, Paclobutrazol) nhằm khống chế triệt để lộc đông; công thức phân bón gốc N-P-K hợp lý; liều lượng bổ sung Bo (axit boric) qua lá nhằm giảm rụng quả non; kỹ thuật cắt tỉa sau thu hoạch định hình cành mẹ lộc thu; phương pháp bón phân mới giảm công lao động; và danh mục thuốc bảo vệ thực vật trừ sâu đục cuống quả, bọ xít.
- Hoàn thiện mô hình thâm canh cho giống vải chín sớm PH40 tại các tỉnh trung du miền núi phía Bắc, nâng cao năng suất, duy trì chất lượng quả ổn định và gia tăng giá trị kinh tế trên một đơn vị diện tích.
- Khẳng định tính tương thích cao của giống PH40 khi ghép cải tạo trên gốc các giống vải sẵn có, mở ra phương thức thay tán chuyển đổi giống nhanh chóng mà không cần chặt bỏ vườn cây cũ.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của luận án:
- Giới hạn về không gian thực nghiệm: Các nghiên cứu, khảo nghiệm mới tập trung tại 4 tỉnh thuộc vùng trung du và miền núi phía Bắc gồm Phú Thọ, Bắc Giang, Yên Bái và Tuyên Quang.
- Giới hạn về thời gian theo dõi: Dữ liệu thực nghiệm thu thập trong chu kỳ từ năm 2016 đến năm 2020. Dù đã phản ánh được các đặc tính cốt lõi, chu kỳ theo dõi chưa bao quát toàn bộ các biến động khí hậu cực đoan trong thời gian dài hơn.
- Về mặt sinh học: Bản thân giống PH40 vẫn mang tính mẫn cảm sinh thái nhất định, quá trình ra hoa đậu quả dễ bị gián đoạn nếu gặp thời tiết ấm ẩm bất thường trong mùa đông mà không được can thiệp kỹ thuật kịp thời.
Hướng nghiên cứu tiếp:
- Tiếp tục theo dõi tính ổn định năng suất và phẩm chất quả của giống vải PH40 ở quy mô đại trà tại nhiều tiểu vùng sinh thái khác nhau thuộc miền Bắc.
- Hoàn thiện quy trình thâm canh theo tiêu chuẩn thực hành nông nghiệp tốt (VietGAP, GlobalGAP) và nghiên cứu các biện pháp bảo quản sau thu hoạch đối với quả tươi giống PH40 để kéo dài thời gian thương phẩm.
Giá trị tham khảo
Luận án là tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:
- Nghiên cứu sinh, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu chuyên ngành Khoa học cây trồng, Trồng trọt, Nông học: Tham khảo phương pháp đánh giá hình thái DUS, quy trình phân tích chỉ thị phân tử SSR và ScoT, phương pháp nghiên cứu động thái sinh lý C/N và thiết kế thí nghiệm nông học trên cây ăn quả thân gỗ.
- Giảng viên các trường đại học, viện nghiên cứu nông nghiệp: Sử dụng số liệu Chương I và Chương III làm tài liệu giảng dạy về sinh lý cây ăn quả á nhiệt đới, kỹ thuật điều khiển ra hoa trái vụ và kỹ thuật ghép cải tạo vườn tạp.
- Cán bộ khuyến nông và nhà quản lý nông nghiệp tại các địa phương: Tham khảo cơ sở khoa học để xây dựng quy hoạch chuyển dịch cơ cấu mùa vụ cây ăn quả, đưa giống chín sớm PH40 vào cơ cấu rải vụ nhằm giảm tải áp lực thu hoạch cho vùng vải miền núi phía Bắc.
- Người sản xuất và chủ trang trại trồng vải: Áp dụng trực tiếp các quy trình kỹ thuật về khoanh vỏ, cắt tỉa cành hè - thu, công thức phân bón N-P-K, phun Bo chống rụng quả và kỹ thuật phòng trừ sâu đục cuống quả.
Câu hỏi thường gặp
-
Nguồn gốc xuất xứ và đặc tính nổi bật nhất của giống vải chín sớm PH40 là gì?
Giống PH40 được Viện Khoa học Kỹ thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc chọn lọc từ thực tế sản xuất tại xã Phú Hộ, thị xã Phú Thọ, tỉnh Phú Thọ, nhiều khả năng là một biến chủng từ hạt của giống Thiều Phú Hộ. Đặc tính nổi trội nhất của giống là chín sớm (thu hoạch từ 15/5 đến 25/5, sớm hơn đáng kể so với vải chính vụ), khối lượng quả lớn (đạt 50 - 55 g/quả), năng suất bình quân 19,5 tấn/ha, quả hình tim, vỏ màu đỏ nhung và thịt quả có chất lượng tốt.
-
Nhược điểm chính của giống PH40 được luận án chỉ ra là gì và giải quyết bằng cách nào?
Nhược điểm chính của giống PH40 là khả năng ra hoa và đậu quả thiếu ổn định trong những năm thời tiết bất thuận (mùa thu và đông có nắng ấm hoặc mưa nhiều dẫn tới phát sinh lộc đông thay vì mầm hoa). Luận án giải quyết nhược điểm này bằng cách kết hợp khoanh vỏ cơ giới để nâng cao tỷ lệ C/N trong lá, phun phân bón lá MKP thúc đẩy lộc mau thuần thục, sử dụng hóa chất điều tiết sinh trưởng (Ethrel, Paclobutrazol) khống chế lộc đông và áp dụng chế độ cắt tỉa sau thu hoạch đúng thời điểm.
-
Luận án đã sử dụng những loại chỉ thị phân tử nào để xác định quan hệ di truyền của giống PH40?
Luận án sử dụng các hệ thống chỉ thị phân tử ADN gồm chỉ thị vi vệ tinh SSR (Simple Sequence Repeat, mồi LMLY10) và chỉ thị ScoT (Start Codon Targeted, các mồi ScoT47, ScoT48, ScoT55). Dữ liệu điện di được tính toán hệ số đa hình di truyền PIC, hệ số tương đồng di truyền và dựng sơ đồ dạng cây để so sánh quan hệ giữa PH40 với 4 giống vải khác là Hùng Long, Thiều Thanh Hà, Thiều Phú Thọ và U Hồng.
-
Tại sao tỷ lệ C/N trong lá lại đóng vai trò quyết định đối với khả năng ra hoa của giống vải PH40?
Theo cơ sở sinh lý dinh dưỡng, tỷ lệ C/N phản ánh mức độ tích lũy carbonhydrat tổng số (đường bột) so với đạm tổng số trong lá. Khi cây được khoanh vỏ đúng kỹ thuật, dòng vận chuyển nhựa luyện bị ngăn lại, hàm lượng hợp chất carbon tăng cao trong khi đạm giảm, đẩy tỷ lệ C/N lên cao tại thời điểm mùa đông. Trạng thái sinh lý này là điều kiện nội sinh bắt buộc để kích hoạt sự phân hóa mầm hoa thay vì phân hóa mầm lá dinh dưỡng.
-
Khả năng ghép cải tạo giống PH40 trên các vườn vải hiện có đạt kết quả ra sao?
Thí nghiệm ghép cải tạo cho thấy giống PH40 có mức độ tương thích cao khi ghép trên các gốc vải phổ biến tại vùng miền núi phía Bắc. Cành ghép có tỷ lệ bật mầm cao, lộc hè và lộc thu sinh trưởng thuận lợi, cây nhanh chóng phục hồi bộ tán và có khả năng ra hoa, đậu quả cho năng suất thương phẩm ngay sau 1 năm ghép cải tạo mà không cần phải phá bỏ trồng mới.
Kết luận
Luận án của nghiên cứu sinh Hà Quang Thưởng là công trình khoa học thực nghiệm có hệ thống về giống vải chín sớm PH40 tại vùng trung du miền núi phía Bắc. Công trình đã làm rõ các đặc tính nông sinh học, quan hệ di truyền phân tử và vai trò sinh lý của tỷ lệ C/N đối với quá trình ra hoa của giống. Đồng thời, luận án đã xác lập gói kỹ thuật canh tác đồng bộ gồm khoanh vỏ, cắt tỉa, bón phân cân đối, xử lý điều tiết sinh trưởng và phòng trừ sâu bệnh, giúp ổn định khả năng ra hoa, nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế cho giống vải chín sớm PH40 trong thực tiễn sản xuất.
