Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Nông nghiệp giữ vai trò quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam, trong đó sản xuất rau quả là phân ngành thiết yếu cung cấp các chất dinh dưỡng như vitamin, muối khoáng, đường, tinh bột, protein và lipid cho khẩu phần ăn hằng ngày của con người. Cây dưa lưới (Cucumis melo L.) thuộc họ Bầu bí (Cucurbitaceae), là cây rau ăn quả có thời gian sinh trưởng ngắn, khả năng canh tác nhiều vụ trong năm và mang lại năng suất cao. Quả dưa lưới có giá trị dinh dưỡng lớn, cung cấp nhiều tiền vitamin A ($\beta$-carotene), vitamin C, kali (potassium), có thể dùng ăn tươi hoặc làm nguyên liệu chế biến nước ép, mang lại hiệu quả kinh tế vượt trội so với nhiều loại cây trồng truyền thống.

Thái Nguyên là tỉnh trung du miền núi phía Bắc, tập trung nhiều trường đại học, cao đẳng và trung cấp chuyên nghiệp với quy mô sinh viên lớn, tạo ra nhu cầu tiêu thụ rau quả tươi rất cao. Điều kiện khí hậu của địa phương thích hợp cho nhiều loại rau quả phát triển; tuy nhiên, nguồn dưa lưới cung cấp trên thị trường tại thời điểm nghiên cứu chủ yếu là dưa nhập khẩu, việc nghiên cứu và tổ chức sản xuất tại chỗ chưa đáp ứng đủ nhu cầu cả về số lượng lẫn chất lượng. Cây dưa lưới có sinh khối thân, lá, hoa và quả lớn nên đòi hỏi chế độ dinh dưỡng khoáng đầy đủ và cân đối. Việc xác định công thức phân bón tối ưu kết hợp công nghệ tưới nhỏ giọt tự động trong nhà lưới là yêu cầu cấp thiết nhằm nâng cao năng suất và chất lượng quả.

Mục tiêu của đề tài: Xác định được loại phân bón thích hợp cho khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của giống dưa lưới Hàn Quốc trồng trong điều kiện nhà lưới tại Thái Nguyên.

Nhiệm vụ và yêu cầu nghiên cứu:

  1. Đánh giá khả năng sinh trưởng của giống dưa lưới Hàn Quốc qua từng giai đoạn tương ứng với các công thức phân bón thí nghiệm.
  2. Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh hại của giống dưa lưới Hàn Quốc trong các công thức thí nghiệm.
  3. Đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất và chất lượng của giống dưa lưới Hàn Quốc giữa các công thức thí nghiệm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Giống dưa lưới Champion Hàn Quốc.
  • Phạm vi không gian: Nhà lưới Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
  • Phạm vi thời gian: Vụ Xuân Hè năm 2020 (gieo hạt ngày 11/04/2020, theo dõi đến khi kết thúc thu hoạch vào tháng 07/2020).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và phân loại thực vật học

  • Vị trí phân loại khoa học của dưa lưới: Giới Plantae, Ngành Magnoliophyta (Magnolophyta), Lớp Dicotyledoneae, Bộ Cucurbitales, Họ Cucurbitaceae, Chi Cucumis, Loài Cucumis melo L., Phân loài Melo, Thứ Cantalupensis.
  • Đặc điểm thực vật học và sinh thái: Cây thân thảo nhất niên, thân bò hoặc leo dài tới 3 m có lông mịn; bộ rễ phân bố cạn chủ yếu ở tầng đất 30–40 cm; lá hình chân vịt 5–7 thùy; hoa đơn tính hoặc lưỡng tính mọc ở nách lá, thụ phấn nhờ côn trùng hoặc nhân tạo. Cây sinh trưởng thuận lợi trong ngưỡng nhiệt độ 17–33°C, độ ẩm đất thích hợp 75–80%, yêu cầu nhiều ánh sáng và đất tơi xốp, thoát nước tốt.
  • Cơ sở dinh dưỡng: Cây dưa lưới cần ít nhất 12 nguyên tố dinh dưỡng khoáng (N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Zn, Cu, Mn, B, Mo), trong đó nhu cầu lân (P) cao ở giai đoạn đầu để phát triển rễ và phân hóa mầm hoa. Thực trạng giá phân bón vô cơ tăng cao (từ năm 2003, giá phân ure tăng 40–45%/năm, phân DAP tăng 60–65%/năm) cùng nguy cơ thoái hóa đất thúc đẩy việc ứng dụng công nghệ tưới nhỏ giọt kết hợp dinh dưỡng hòa tan chuyên dụng trong nhà màng để nâng cao hiệu quả hấp thu và kiểm soát sâu bệnh.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

  • Thiết kế thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) gồm 3 công thức, 3 lần nhắc lại, mỗi lần nhắc lại theo dõi 5 cây mẫu cố định. Quy mô ô thí nghiệm là 100 bầu trồng trong túi PE kích thước 17 × 33 cm chứa giá thể 100% xơ dừa đã qua xử lý nước vôi 5%.
  • Các công thức thí nghiệm:
    • Công thức 1 (CT1): Phân bón Đầu trâu (30-10-5) + TE; pha tỷ lệ 100 g phân với 20 lít nước.
    • Công thức 2 (CT2): Phân bón HaiFa (Israel) gồm Haifa MKP ($52%\text{ P}_2\text{O}_5$, $34%\text{ K}_2\text{O}$), Haifa MAP ($12%\text{ N}$), NovaCalcium ($15{,}5%\text{ N-NO}_3$, $26{,}5%\text{ CaO}$), PNC và axit MKP (2,5 g/lít để chỉnh pH); pha dung dịch mẹ bình A và bình B, khi tưới hòa 2 lít dung dịch A + 2 lít dung dịch B + 5 ml MKP vào 150 lít nước.
    • Công thức 3 (CT3): Phân bón NPK (10-15-20) + TE; pha tỷ lệ 100 g phân với 20 lít nước.
  • Quy trình kỹ thuật và công nghệ bón tự động:
    • Bón tưới tự động: Sử dụng hệ thống tưới nhỏ giọt công nghệ Israel kết hợp thiết bị hẹn giờ tự động KG316T. Giai đoạn 0–14 ngày sau trồng tưới 3 lần/ngày (lượng 100 ml/cây/lần, mỗi lần 7 phút vào 6h, 8h, 10h). Giai đoạn sau 14 ngày sau trồng đến trước thu hoạch 2 tuần tưới 6 lần/ngày (lượng 200 ml/cây/lần, mỗi lần 7 phút vào 8h, 10h, 12h, 14h, 16h, 18h).
    • Kỹ thuật chăm sóc: Bấm ngọn thân chính khi cây đạt 22–25 lá; tỉa bỏ toàn bộ chồi nhánh từ nách lá thứ 1 đến thứ 8; thụ phấn bổ sung nhân tạo cho hoa cái ở nách lá thứ 9–12 và tỉa định quả, chỉ giữ lại 1 quả/cây.
  • Phương pháp theo dõi và thu thập dữ liệu:
    • Chỉ tiêu sinh trưởng: Đo chiều cao thân chính (cm), đếm số lá thật trên thân chính (lá/cây), đo đường kính gốc cách cổ rễ 5 cm (mm) định kỳ 7 ngày/lần (tại các mốc 7, 14, 21, 28 ngày sau trồng).
    • Thời gian phát triển: Ghi nhận ngày ra hoa đực, ngày ra hoa cái, ngày thu quả đầu và ngày kết thúc thu hoạch.
    • Sâu bệnh hại: Đánh giá thành phần và mức độ hại định kỳ 7 ngày/lần theo 4 cấp độ từ rất ít (-) đến rất phổ biến (+++).
    • Năng suất và chất lượng: Theo dõi số hoa đực/cái, số quả đậu, tỷ lệ đậu quả (%), khối lượng trung bình quả (kg/quả), năng suất lý thuyết (NSLT) và năng suất thực thu (NSTT) quy ra tấn/ha.
  • Xử lý số liệu: Số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê sinh học bằng phần mềm SAS 9.1 và biểu diễn đồ thị qua Microsoft Excel.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Phần này trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ tiềm năng kinh tế và giá trị dinh dưỡng của cây dưa lưới, cùng thực trạng thiếu hụt nguồn cung chất lượng cao tại chỗ ở tỉnh Thái Nguyên. Tác giả xác định mục tiêu tổng quát, 3 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể, đồng thời khẳng định ý nghĩa khoa học trong việc rèn luyện phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và ý nghĩa thực tiễn cung cấp cơ sở kỹ thuật cho sản xuất nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao tại địa phương.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng kết toàn diện các tài liệu khoa học liên quan đến cây dưa lưới:

  • Hệ thống phân loại học, đặc điểm thực vật học các cơ quan rễ, thân, lá, hoa, quả.
  • Nguồn gốc lịch sử xuất phát từ châu Phi, lịch sử di thực sang Bắc Mỹ bởi Cristoforo Colombo (1494) và quá trình nhập nội vào Việt Nam.
  • Thành phần hóa sinh trong 100 g dưa lưới (cung cấp 34 kcal, 7,86 g đường, 36,7 mg vitamin C, 169 mg vitamin A, enzyme superoxide dismutase - SOD) cùng giá trị kinh tế qua các mô hình thực tế tại Hậu Giang, Hải Phòng.
  • Dữ liệu sản xuất dưa lưới thế giới giai đoạn 2013–2017 theo FAOSTAT (sản lượng duy trì ở mức 26,46–26,52 triệu tấn) và tình hình nghiên cứu chọn tạo giống trong nước và quốc tế.
  • Vai trò của dinh dưỡng khoáng và các kết quả ứng dụng kỹ thuật trồng dưa lưới trong nhà màng, nhà lưới tại Bình Định, Đồng Nai, Bình Dương, Vĩnh Phúc.

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết về giống dưa lưới Champion Hàn Quốc, tính chất lý hóa của 3 loại phân bón (Đầu trâu 30-10-5, bộ dinh dưỡng Haifa Israel, NPK 10-15-20), phương pháp xử lý giá thể xơ dừa ngâm nước vôi 5%. Chương này mô tả tường minh sơ đồ bố trí thí nghiệm RCBD (3 công thức × 3 lần nhắc lại), thông số cài đặt thiết bị hẹn giờ KG316T cho hệ thống tưới nhỏ giọt, các quy chuẩn bấm ngọn, tỉa cành, thụ phấn bổ sung và hệ thống công thức tính toán chỉ tiêu nông học.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này công bố và thảo luận các số liệu thực nghiệm thu được qua các bảng biểu và đồ thị:

  • Thời gian sinh trưởng và phát triển (Bảng 4.1): Thời gian nở hoa đực của các công thức dao động từ 25 đến 27 ngày sau trồng (CT2 sớm nhất: 25 ngày); nở hoa cái từ 30 đến 32 ngày (CT2: 30 ngày); thời gian từ trồng đến thu quả đầu từ 72 đến 74 ngày (CT2: 72 ngày); kết thúc thu hoạch từ 82 đến 84 ngày sau trồng.
  • Động thái tăng trưởng chiều cao thân chính (Bảng 4.2 & Hình 4.1): Ở giai đoạn 7 ngày sau trồng, chiều cao thân chính giữa các công thức chưa có sự sai khác rõ rệt (dao động 10,78–11,87 cm). Từ 14 ngày sau trồng, CT2 bắt đầu vượt trội rõ nét ($34{,}78\text{ cm}$) so với CT3 ($30{,}80\text{ cm}$) và CT1 ($29{,}83\text{ cm}$). Đến 28 ngày sau trồng, CT2 đạt chiều cao lớn nhất là $166{,}35\text{ cm}$, cao hơn có ý nghĩa thống kê so với CT3 ($152{,}57\text{ cm}$) và CT1 ($152{,}40\text{ cm}$) ở mức độ tin cậy 95%.
  • Động thái ra lá trên thân chính (Bảng 4.3 & Hình 4.2): Tốc độ ra lá tăng nhanh nhất ở giai đoạn 21–28 ngày sau trồng. Tại thời điểm 28 ngày sau trồng, CT2 đạt số lá cao nhất ($23{,}60\text{ lá/cây}$), tiếp theo là CT3 ($22{,}20\text{ lá/cây}$) và CT1 ($21{,}63\text{ lá/cây}$).
  • Động thái tăng trưởng đường kính gốc (Bảng 4.4 & Hình 4.3): Đường kính gốc ở ngày thứ 28 đạt cao nhất ở CT2 ($125{,}67\text{ mm}$), vượt trội so với CT3 ($112{,}96\text{ mm}$) và CT1 ($106{,}67\text{ mm}$), cho thấy công thức phân bón Haifa giúp cây phát triển khung thân khỏe và tích lũy sinh khối tốt.
  • Mức độ nhiễm sâu bệnh hại: Trong điều kiện nhà lưới có kiểm soát, cả 3 công thức đều chỉ ghi nhận sự xuất hiện của bọ trĩ (Thrips palmi), bệnh phấn trắng (Erysiphe cichoracearum) và bệnh lở cổ rễ (Rhizoctonia solani, Fusarium solani) ở mức độ rất ít (-) với tần suất bắt gặp dưới 5%.
  • Tỷ lệ đậu quả và các yếu tố cấu thành năng suất (Bảng 4.5 & Bảng 4.6):
    • Tỷ lệ đậu quả đạt cao nhất ở CT2 với $79{,}23%$, vượt trội so với CT1 ($71{,}79%$) và CT3 ($67{,}85%$).
    • Khối lượng trung bình quả đạt cao nhất ở CT2 ($1{,}18\text{ kg/quả}$), trong khi CT3 đạt $0{,}99\text{ kg/quả}$ và CT1 đạt $0{,}97\text{ kg/quả}$.
    • Năng suất lý thuyết và thực thu của CT2 đạt lần lượt $29{,}50\text{ tấn/ha}$ và $24{,}96\text{ tấn/ha}$, cao hơn hẳn so với CT3 (NSLT $24{,}72\text{ tấn/ha}$, NSTT $21{,}01\text{ tấn/ha}$) và CT1 (NSLT $24{,}33\text{ tấn/ha}$, NSTT $20{,}68\text{ tấn/ha}$).

Kết quả và đóng góp

Bảng tổng hợp số liệu thực nghiệm chính

Chỉ tiêu theo dõi Công thức 1 (Đầu trâu 30-10-5) Công thức 2 (HaiFa Israel) Công thức 3 (NPK 10-15-20)
Thời gian ra hoa đực (ngày) 26 25 27
Thời gian ra hoa cái (ngày) 31 30 32
Thời gian thu quả đầu (ngày) 73 72 74
Thời gian kết thúc thu hoạch (ngày) 83 82 84
Chiều cao thân chính ngày thứ 28 (cm) 152,40 166,35 152,57
Số lá trên thân chính ngày thứ 28 (lá) 21,63 23,60 22,20
Đường kính gốc ngày thứ 28 (mm) 106,67 125,67 112,96
Mức độ nhiễm sâu bệnh hại chính Rất ít (-) Rất ít (-) Rất ít (-)
Số hoa đực trung bình (hoa) 29,30 31,70 29,10
Số hoa cái trung bình (hoa) 4,50 5,43 4,77
Tỷ lệ đậu quả (%) 71,79 79,23 67,85
Số quả thu hoạch/cây (quả) 1,00 1,00 1,00
Khối lượng trung bình quả (kg/quả) 0,97 1,18 0,99
Năng suất lý thuyết (tấn/ha) 24,33 29,50 24,72
Năng suất thực thu (tấn/ha) 20,68 24,96 21,01

Giải pháp và khuyến nghị kỹ thuật

  • Áp dụng công thức phân bón HaiFa (Israel) kết hợp hệ thống tưới nhỏ giọt tự động hẹn giờ cho giống dưa lưới Champion Hàn Quốc trồng trên giá thể xơ dừa trong điều kiện nhà lưới tại Thái Nguyên.
  • Thực hiện nghiêm ngặt quy trình kỹ thuật: bấm ngọn thân chính ở lá thứ 22–25, tỉa nhánh từ nách lá 1–8, thụ phấn bổ sung nhân tạo ở nách lá 9–12 và chỉ giữ 1 quả/cây để đạt năng suất thương phẩm và kích thước quả đồng đều.

Đóng góp của đề tài

  • Cung cấp dẫn liệu thực nghiệm có giá trị về đặc điểm sinh trưởng, động thái tăng trưởng hình thái và năng suất của giống dưa lưới Champion Hàn Quốc canh tác trong nhà màng tại vùng trung du miền núi phía Bắc.
  • Xác thực hiệu quả vượt trội của tổ hợp phân bón hòa tan công nghệ cao (Haifa - Israel) so với các dạng phân bón thông thường (Đầu trâu 30-10-5, NPK 10-15-20) khi kết hợp với hệ thống tưới tự động KG316T.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi một vụ duy nhất (vụ Xuân Hè năm 2020) tại một địa điểm thí nghiệm (Nhà lưới Đại học Nông Lâm Thái Nguyên) trên một giống dưa lưới Champion Hàn Quốc; một số chỉ tiêu chất lượng hóa sinh quả (độ Brix, hàm lượng nitrat) dù được đề cập trong phương pháp theo dõi nhưng chưa được trình bày bảng số liệu phân tích chi tiết trong văn bản.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Tiếp tục thử nghiệm công thức phân bón HaiFa qua các vụ canh tác khác nhau trong năm (vụ Thu Đông, Đông Xuân) để đánh giá độ ổn định năng suất.
    • Mở rộng nghiên cứu trên nhiều giống dưa lưới nhập nội khác nhau và triển khai thử nghiệm trên các vùng sinh thái lân cận của tỉnh Thái Nguyên.
    • Đo đạc và đánh giá toàn diện các chỉ tiêu hóa sinh sau thu hoạch gồm độ đường Brix, hàm lượng nitrat và dư lượng khoáng chất.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng tham khảo: Sinh viên, học viên cao học, giảng viên và cán bộ kỹ thuật thuộc các ngành Khoa học cây trồng, Nông học, Trồng trọt và Nông nghiệp công nghệ cao; người sản xuất dưa lưới trong nhà màng.
  • Nội dung có giá trị ứng dụng:
    • Quy trình xử lý giá thể 100% xơ dừa bằng nước vôi 5% đảm bảo độ sạch mầm bệnh và độ tơi xốp cho cây trồng trong bầu PE.
    • Công thức pha chế dung dịch dinh dưỡng HaiFa (A, B và dung dịch tưới) kết hợp điều chỉnh pH bằng axit MKP.
    • Chế độ cài đặt thiết bị hẹn giờ tự động KG316T điều khiển tưới nhỏ giọt theo 2 giai đoạn sinh trưởng của cây.

Câu hỏi thường gặp

1. Đề tài khảo nghiệm những công thức phân bón nào trên giống dưa lưới nào?
Đề tài khảo nghiệm 3 công thức phân bón: CT1 (Phân bón Đầu trâu 30-10-5), CT2 (Phân bón HaiFa - Israel gồm Haifa MKP, Haifa MAP, NovaCalcium, PNC và axit MKP), CT3 (Phân bón NPK 10-15-20) trên đối tượng giống dưa lưới Champion Hàn Quốc.

2. Chế độ tưới nhỏ giọt tự động bằng máy hẹn giờ KG316T được cài đặt như thế nào?

  • Giai đoạn 0–14 ngày sau trồng: Tưới 3 lần/ngày, lượng 100 ml/cây/lần, thời gian tưới 7 phút/lần cách nhau 2 giờ (vào các khung giờ 6h, 8h, 10h).
  • Giai đoạn sau 14 ngày sau trồng đến trước thu hoạch 2 tuần: Tưới 6 lần/ngày, lượng 200 ml/cây/lần, thời gian tưới 7 phút/lần cách nhau 2 giờ (vào các khung giờ 8h, 10h, 12h, 14h, 16h, 18h).

3. Động thái tăng trưởng chiều cao thân chính và đường kính gốc ở công thức phân bón HaiFa (CT2) đạt kết quả bao nhiêu vào ngày thứ 28 sau trồng?
Vào ngày thứ 28 sau trồng, cây dưa lưới ở CT2 đạt chiều cao thân chính $166{,}35\text{ cm}$ (so với CT1 là $152{,}40\text{ cm}$, CT3 là $152{,}57\text{ cm}$) và đường kính gốc đạt $125{,}67\text{ mm}$ (so với CT1 là $106{,}67\text{ mm}$, CT3 là $112{,}96\text{ mm}$).

4. Khối lượng quả và năng suất thực thu của giống dưa lưới Champion Hàn Quốc ở công thức 2 đạt mức nào?
Ở công thức 2, khối lượng trung bình quả đạt $1{,}18\text{ kg/quả}$ và năng suất thực thu đạt $24{,}96\text{ tấn/ha}$, cao hơn rõ rệt so với công thức 1 ($0{,}97\text{ kg/quả}$; $20{,}68\text{ tấn/ha}$) và công thức 3 ($0{,}99\text{ kg/quả}$; $21{,}01\text{ tấn/ha}$) ở độ tin cậy 95%.

5. Tình hình phát sinh sâu bệnh hại trong nhà lưới ghi nhận kết quả ra sao?
Trong suốt quá trình thí nghiệm, cây dưa lưới ít bị sâu bệnh hại tấn công; các đối tượng như bọ trĩ, bệnh phấn trắng và bệnh lở cổ rễ chỉ xuất hiện ở mức độ rất ít (-) với tần suất bắt gặp dưới 5% và được xử lý kịp thời bằng thuốc sinh học.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Dương Thanh Tùng đã hoàn thành việc đánh giá ảnh hưởng của 3 công thức phân bón kết hợp công nghệ tưới nhỏ giọt tự động đến sinh trưởng và năng suất của giống dưa lưới Champion Hàn Quốc trong điều kiện nhà lưới tại Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Kết quả thực nghiệm khẳng định công thức sử dụng phân bón HaiFa (Israel) mang lại hiệu quả sinh trưởng thân lá, tỷ lệ đậu quả ($79{,}23%$), khối lượng quả ($1{,}18\text{ kg/quả}$) và năng suất thực thu ($24{,}96\text{ tấn/ha}$) cao nhất. Công trình cung cấp quy trình bón tưới tự động trên giá thể xơ dừa có giá trị ứng dụng thực tiễn cao cho canh tác dưa lưới công nghệ cao tại địa phương.