Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Dưa lê (Cucumis melo L.) là cây rau ăn quả thuộc họ Bầu bí (Cucurbitaceae) có giá trị kinh tế và dinh dưỡng cao, được gieo trồng phổ biến tại nhiều địa phương phía Bắc như Hải Dương, Hải Phòng, Bắc Giang, Thái Nguyên, Hưng Yên, Bắc Ninh. Dù diện tích canh tác mở rộng, sản lượng dưa lê trong nước vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng nội địa, dẫn đến tình trạng nhập khẩu dưa không rõ nguồn gốc. Nguyên nhân chính bắt nguồn từ việc thiếu bộ giống thích nghi tốt với từng vùng sinh thái; các giống dưa địa phương (dưa lê Hà Nội, dưa lê vàng Hải Dương) bộc lộ nhược điểm năng suất thấp, thịt quả mỏng và mềm. Giống dưa lê lai HP6 do Viện Nghiên cứu Rau quả lai tạo sở hữu nhiều đặc tính phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam, cho phép trồng 3 vụ/năm với chu kỳ hơn 3 tháng mỗi vụ.

Song song với vấn đề giống, thực trạng lạm dụng phân bón vô cơ trong sản xuất nông nghiệp kéo dài từ năm 1985 đến 2009 khiến lượng phân bón sử dụng tăng 517% trong khi diện tích gieo trồng chỉ tăng 57,7%. Hiệu suất hấp thu phân hóa học rất thấp (phân đạm đạt 45–50%, phân lân 20–30%, phân kali khoảng 60%), làm thất thoát hàng năm khoảng 1,8 triệu tấn urê, 2,07 triệu tấn supe lân và 344 nghìn tấn kali ra môi trường (Nguyễn Văn Bộ, 2014). Việc ứng dụng phân hữu cơ vi sinh, điển hình là phân trùn quế giàu dinh dưỡng khoáng và hệ vi sinh vật có ích, không chứa kim loại nặng hay vi khuẩn gây hại, là hướng đi cần thiết nhằm giảm thiểu phân hóa học và nâng cao chất lượng nông sản.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể:

  1. Xác định lượng phân trùn quế phù hợp cho sinh trưởng, năng suất và chất lượng của giống dưa lê HP6 trồng trong nhà màng.
  2. Đánh giá ảnh hưởng của các liều lượng phân trùn quế khác nhau đến các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực thu của giống dưa lê HP6.
  • Đối tượng nghiên cứu: Giống dưa lê HP6 và phân trùn quế nguyên chất.
  • Phạm vi không gian: Nhà lưới công nghệ cao thuộc Khoa Nông học, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên.
  • Phạm vi thời gian: Vụ Xuân năm 2022 (từ tháng 01/2022 đến tháng 06/2022).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở khoa học và vật liệu nghiên cứu

  • Đặc tính giống dưa lê HP6: Được Cục Trồng trọt chấp nhận thông báo tự công bố giống cây trồng mới theo Thông báo số 595/TB-TT-CLT ngày 11/06/2021. Cây sinh trưởng khỏe, thời gian sinh trưởng 70–85 ngày, khối lượng quả trung bình 400–500 g, quả dạng hình trụ dài, vỏ chín màu vàng đậm sọc trắng, độ Brix đạt 14–16%, năng suất trung bình 22–30 tấn/ha.
  • Thành phần phân trùn quế: Sản phẩm do Công ty TNHH SX-TM-DV Đặng Gia Trang sản xuất, chứa 100% phân trùn quế nguyên chất. Hàm lượng dinh dưỡng gồm đạm tổng số 1,57%, lân hữu hiệu 1,24%, kali hữu hiệu 0,67%, canxi 2,14%, magiê 0,52%; mật độ vi sinh vật cố định đạm đạt $4,2 \times 10^7$ CFU/g, vi sinh vật phân giải lân đạt $2,6 \times 10^6$ CFU/g, vi sinh vật phân giải cellulose đạt $2,0 \times 10^7$ CFU/g.
  • Cơ sở phân loại học: Dưa lê thuộc chi Cucumis, loài Cucumis melo L., được phân thành 7 nhóm theo Munger và Robinson (1991) (Agrestis, Cantalupensis, Inodorus, Flexuosus, Makuwa, Chito & Dudaim, Momordica) hoặc 6 nhóm theo Lim T.K (2012) (cantalupensis, makuwa, conomon, reticulatus, indorus, reticulatus "hami melon").
  • Giá trị dinh dưỡng cơ sở: Theo cơ sở dữ liệu USDA (2020), trong 100 g dưa lê chứa 34 kcal, 90,15 g nước, 8,16 g carbohydrate, 7,86 g đường, 0,9 g chất xơ thực phẩm, 1,84 g protein, 36,7 mg vitamin C, 2020 μg beta-carotene, 169 μg vitamin A, 12 mg magiê.

Phương pháp bố trí thí nghiệm và kỹ thuật canh tác

Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) gồm 4 công thức và 3 lần nhắc lại:

  • Công thức 1 (CT1): 2,5 tấn phân trùn quế + Nền NPK (100 kg N + 60 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 110 kg $\text{K}_2\text{O}$/ha).
  • Công thức 2 (CT2 - Đối chứng): 3,0 tấn phân trùn quế + Nền NPK (100 kg N + 60 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 110 kg $\text{K}_2\text{O}$/ha).
  • Công thức 3 (CT3): 3,5 tấn phân trùn quế + Nền NPK (100 kg N + 60 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 110 kg $\text{K}_2\text{O}$/ha).
  • Công thức 4 (CT4): 4,0 tấn phân trùn quế + Nền NPK (100 kg N + 60 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 110 kg $\text{K}_2\text{O}$/ha).

Diện tích mỗi ô thí nghiệm là 30 $\text{m}^2$. Cây được trồng theo hàng kép cách nhau 1 m, hàng đơn cách nhau 70 cm, khoảng cách cây cách cây 50 cm (mật độ quy đổi 25.000 cây/ha).

Quy trình kỹ thuật gồm 4 bước:

  1. Xử lý và gieo hạt: Ngâm hạt ở nhiệt độ $54^\circ\text{C}$ (tỷ lệ 3 sôi 2 lạnh) trong 5 giờ, ủ trong giấy ẩm đến khi nứt nanh. Gieo trên giá thể đất sạch, phân và xơ dừa theo tỷ lệ thể tích 50:20:30.
  2. Trồng và chăm sóc: Ra ngôi khi cây con đạt 1–2 lá thật. Sau 10 ngày tiến hành treo dây cố định thân thẳng đứng. Tỉa bỏ toàn bộ nhánh, hoa và tua cuốn dưới đốt thứ 8. Thụ phấn nhân tạo từ 7h–10h sáng liên tục trong 1 tuần (thụ phấn 2–3 hoa cái/cây, giữ quả từ đốt thứ 2 trở lên).
  3. Đậu quả và bấm ngọn: Bấm ngọn khi cây đạt 23–25 lá để tập trung dinh dưỡng nuôi quả.
  4. Thu hoạch: Cắt giảm hoàn toàn nước tưới và dinh dưỡng trước khi thu hoạch 1 tuần.

Phương pháp theo dõi và xử lý số liệu

Theo dõi định kỳ 7 ngày/lần trên 5 cây mẫu/công thức/lần nhắc lại đối với các chỉ tiêu: chiều cao cây, số lá, đường kính gốc (đo cách mặt đất 5 cm tại đốt thứ 1), số hoa cái, số quả/cây, kích thước quả, khối lượng trung bình quả, năng suất lý thuyết và năng suất thực thu. Số liệu được tổng hợp bằng Microsoft Excel và phân tích phương sai (ANOVA), kiểm định sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ($\text{LSD}_{0,05}$) và hệ số biến động (CV%) qua phần mềm SAS 9.1.

Nội dung chính theo từng phần của khóa luận

Phần 1: Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của việc phát triển giống dưa lê chất lượng cao HP6 nhằm thay thế các giống dưa địa phương thoái hóa và giảm thiểu phụ thuộc vào dưa nhập khẩu. Khái quát thực trạng sử dụng phân bón hóa học dư thừa tại Việt Nam, nêu bật vai trò của phân trùn quế như nguồn dinh dưỡng hữu cơ an toàn. Xác định mục tiêu, yêu cầu kỹ thuật và ý nghĩa khoa học - thực tiễn của đề tài trong việc hoàn thiện quy trình canh tác dưa lê nhà màng vụ Xuân.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Tổng hợp cơ sở khoa học về giá trị dinh dưỡng, công dụng dược học và sinh thái học của cây dưa lê. Khái quát yêu cầu ngoại cảnh: nhiệt độ thích hợp 25–$30^\circ\text{C}$ (dưới $15^\circ\text{C}$ gây rụng nụ), độ ẩm đất 75–80%, độ pH tối ưu 6,0–6,5, nhu cầu chiếu sáng 8–12 giờ/ngày. Đánh giá tình hình sản xuất dưa lê quốc tế (dẫn đầu là Ấn Độ đạt 59.000 ha năm 2020, tiếp theo là Brazil, Indonesia, Philippines) và Việt Nam (năm 2017 diện tích đạt 11.210,2 ha với sản lượng 246.000 tấn). Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước về dưa lê và phân trùn quế của các tác giả: Naudin (1859), Annie Sauton & Robert Dumas Vaulx (1987), Mafalda và cs (2020), Ngô Thị Hạnh và cs (2020 - chọn tạo giống HP6 từ tổ hợp lai OM10-1 $\times$ OM107-5), Trần Thị Ba và cs (2007), Võ Thị Bích Thủy (2014), Nguyễn Thị Cẩm Mỹ (2017), Trần Thị Tường Linh (2018).

Phần 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chi tiết hóa đối tượng nghiên cứu (giống HP6, phân trùn quế Đặng Gia Trang), địa điểm nhà lưới Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, thiết kế khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với 4 công thức bón phân trùn quế (2,5; 3,0; 3,5; 4,0 tấn/ha) trên nền NPK cố định. Mô tả chi tiết quy trình xử lý giống, gieo ươm giá thể, kỹ thuật bấm ngọn, thụ phấn nhân tạo, danh mục các chỉ tiêu nông học cần theo dõi và thuật toán thống kê trên phần mềm SAS 9.1.

Phần 4: Kết quả và thảo luận

Trình bày số liệu thực nghiệm chi tiết qua 6 bảng và 3 biểu đồ:

  • Thời gian sinh trưởng: Gieo đến mọc mầm dao động 7–8 ngày; mọc mầm đến 3–4 lá thật mất 22–23 ngày; ra hoa đực sau 29–30 ngày; ra hoa cái sau 37–39 ngày. CT3 đạt thời gian xuất hiện hoa cái sớm nhất (37 ngày).
  • Chiều cao cây: Sau 42 ngày trồng, chiều cao đạt từ 181,23 cm đến 193,83 cm. CT3 đạt cao nhất (193,83 cm), cao hơn có ý nghĩa thống kê so với CT2 đối chứng (187,07 cm) ở mức $P < 0,05$.
  • Số lá trên thân chính: Sau 42 ngày, CT3 đạt 33,20 lá/cây, vượt trội so với CT2 (30,93 lá), CT1 (30,20 lá) và CT4 (29,80 lá).
  • Đường kính gốc: Tăng dần theo thời gian sinh trưởng, tại 42 ngày sau trồng đạt từ 0,84 cm đến 0,91 cm. CT3 đạt đường kính gốc lớn nhất (0,91 cm).
  • Ra hoa và đậu quả: CT3 ghi nhận số hoa cái trung bình 2,47 hoa/cây và số quả đạt 2,20 quả/cây, cao nhất trong các công thức thí nghiệm.
  • Năng suất và cấu thành năng suất: CT3 vượt trội ở tất cả các chỉ tiêu kích thước quả (đường kính 8,21 cm; chiều dài 14,66 cm), khối lượng quả trung bình (493,50 g), năng suất lý thuyết (11,46 tấn/ha) và năng suất thực thu (10,04 tấn/ha).

Phần 5: Kết luận và đề nghị

Khẳng định công thức bón 3,5 tấn phân trùn quế/ha kết hợp nền NPK tiêu chuẩn mang lại hiệu quả sinh trưởng và năng suất cao nhất cho giống dưa lê HP6 vụ Xuân 2022. Đề nghị tiếp tục mở rộng nghiên cứu liều lượng phân trùn quế trên các đối tượng cây trồng khác và các điều kiện mùa vụ tiếp theo.

Kết quả và đóng góp

Số liệu thực nghiệm tổng hợp

Hiệu lực của các mức bón phân trùn quế lên giống dưa lê HP6 được phản ánh qua các chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất thu hoạch tại thời điểm kết thúc thí nghiệm:

Chỉ tiêu theo dõi CT1 (2,5 tấn/ha) CT2 - ĐC (3,0 tấn/ha) CT3 (3,5 tấn/ha) CT4 (4,0 tấn/ha) $\text{LSD}_{0,05}$ CV (%)
Thời gian mọc mầm (ngày) $8 \pm 1,0$ $7 \pm 1,09$ $7 \pm 1,12$ $8 \pm 1,05$ - -
Thời gian ra hoa cái (ngày) $39 \pm 1,81$ $38 \pm 1,54$ $37 \pm 1,31$ $39 \pm 1,81$ - -
Chiều cao cây sau 42 ngày (cm) 186,33 187,07 193,83 181,23 3,82 1,02
Số lá sau 42 ngày (lá/cây) 30,20 30,93 33,20 29,80 1,07 1,73
Đường kính gốc sau 42 ngày (cm) 0,84 0,85 0,91 0,88 0,03 1,88
Số hoa cái sau 42 ngày (hoa/cây) 1,93 2,27 2,47 2,20 0,32 7,21
Số quả trung bình (quả/cây) 1,47 1,73 2,20 1,27 0,36 10,77
Đường kính quả (cm) 7,51 7,15 8,21 7,72 2,66 6,43
Chiều dài quả (cm) 12,10 11,05 14,66 13,15 2,53 6,33
Khối lượng trung bình quả (g) 433,60 403,56 493,50 457,91 1,05 3,88
Năng suất lý thuyết (tấn/ha) 5,79 8,61 11,46 7,12 1,73 10,50
Năng suất thực thu (tấn/ha) 5,42 8,06 10,04 6,58 1,08 7,20

Giải pháp và khuyến nghị kỹ thuật

  • Tác giả đề xuất áp dụng mức bón phân trùn quế tối ưu cho giống dưa lê HP6 trồng trong điều kiện nhà màng là 3,5 tấn phân trùn quế + 100 kg N + 60 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 110 kg $\text{K}_2\text{O}$/ha (Công thức 3). Công thức này cho năng suất thực thu đạt 10,04 tấn/ha, vượt đối chứng 1,98 tấn/ha (tăng 24,56%).
  • Việc tăng mức bón lên 4,0 tấn/ha (CT4) làm giảm số quả/cây (chỉ đạt 1,27 quả/cây) và hạ năng suất thực thu xuống 6,58 tấn/ha, chứng minh việc bón thừa phân hữu cơ vi sinh không mang lại hiệu quả kinh tế và sinh trưởng.

Đóng góp học thuật

Khóa luận đã bổ sung dẫn liệu thực nghiệm đầu tiên về phản ứng sinh trưởng và năng suất của giống dưa lê lai mới HP6 đối với các liều lượng phân trùn quế trong mô hình nông nghiệp công nghệ cao tại khu vực trung du miền núi phía Bắc (Thái Nguyên).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Thí nghiệm chỉ được thực hiện trong một vụ duy nhất (vụ Xuân năm 2022) tại một địa điểm cố định (nhà lưới Khoa Nông học, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên), chưa đánh giá biến động qua các mùa vụ khác nhau trong năm (vụ Hè, vụ Thu Đông) cũng như trên các loại chân đất và giá thể khác ngoài đồng ruộng.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Tác giả kiến nghị tiếp tục triển khai các nghiên cứu lặp lại theo chu kỳ mùa vụ, mở rộng khảo nghiệm liều lượng phân trùn quế trên các giống dưa lê khác và các loại cây trồng cạn nhằm xây dựng quy trình phân bón chuẩn hóa cho từng vùng sinh thái.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng thụ hưởng: Sinh viên, học viên cao học chuyên ngành Nông học, Trồng trọt, Khoa học Đất và Bảo vệ Thực vật; cán bộ khuyến nông và các hộ sản xuất nông nghiệp công nghệ cao.
  • Nội dung tham khảo trọng tâm:
    • Dẫn liệu thực nghiệm về các chỉ tiêu sinh trưởng và định mức phân bón hữu cơ vi sinh cho dưa lê HP6.
    • Quy trình kỹ thuật điều tiết cây trong nhà màng: cắt tỉa chồi nách dưới đốt 8, phương pháp thụ phấn nhân tạo khung giờ 7h–10h sáng, kỹ thuật bấm ngọn ở tầng lá 23–25 và chế độ ngừng nước trước thu hoạch.
    • Thiết kế thí nghiệm nông học khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) và phương pháp phân tích phương sai xử lý số liệu qua SAS 9.1.

Câu hỏi thường gặp

1. Giống dưa lê HP6 có nguồn gốc từ đâu và mang những đặc tính nông học cơ bản nào?

Giống dưa lê HP6 do Viện Nghiên cứu Rau quả chọn tạo từ tổ hợp lai OM10-1 $\times$ OM107-5, được Cục Trồng trọt công nhận theo Thông báo số 595/TB-TT-CLT ngày 11/06/2021. Cây có thời gian sinh trưởng 70–85 ngày, quả dạng hình trụ dài, vỏ chín màu vàng đậm sọc trắng, khối lượng 400–500 g, độ ngọt (Brix) đạt 14–16%, năng suất trung bình đạt 22–30 tấn/ha.

2. Thành phần dinh dưỡng và mật độ vi sinh vật trong phân trùn quế sử dụng gồm những gì?

Phân trùn quế nguyên chất do Công ty Đặng Gia Trang cung cấp chứa: Đạm tổng số (N) 1,57%, Lân hữu hiệu ($\text{P}_2\text{O}_5$) 1,24%, Kali hữu hiệu ($\text{K}_2\text{O}$) 0,67%, Canxi (Ca) 2,14%, Magiê (Mg) 0,52%. Mật độ vi sinh vật cố định đạm đạt $4,2 \times 10^7$ CFU/g, vi sinh vật phân giải lân đạt $2,6 \times 10^6$ CFU/g và vi sinh vật phân giải cellulose đạt $2,0 \times 10^7$ CFU/g, không chứa kim loại nặng độc hại.

3. Trong 4 công thức thí nghiệm, công thức nào mang lại hiệu quả năng suất cao nhất?

Công thức 3 (bón 3,5 tấn phân trùn quế + 100 kg N + 60 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 110 kg $\text{K}_2\text{O}$/ha) cho hiệu quả cao nhất: chiều cao cây đạt 193,83 cm; số lá đạt 33,20 lá/cây; số quả đạt 2,20 quả/cây; khối lượng quả đạt 493,50 g; năng suất lý thuyết đạt 11,46 tấn/ha và năng suất thực thu đạt 10,04 tấn/ha.

4. Quy trình thụ phấn nhân tạo và nuôi quả cho dưa lê HP6 được tiến hành như thế nào?

Cây được tỉa sạch hoa, nhánh và tua cuốn từ gốc đến trước đốt thứ 8. Khi cây ra hoa cái từ đốt thứ 8 trở đi, tiến hành thụ phấn nhân tạo từ 7h đến 10h sáng liên tục trong 1 tuần (thụ phấn 2–3 hoa cái/cây). Quả được giữ tập trung từ đốt thứ 2 của cành quả trở lên. Khi cây đạt 23–25 lá thì tiến hành bấm ngọn thân chính để tập trung dinh dưỡng nuôi quả.

5. Tại sao mức bón 4,0 tấn phân trùn quế/ha (CT4) không cho năng suất cao hơn mức 3,5 tấn/ha (CT3)?

Ở mức bón 4,0 tấn/ha, số quả trung bình trên cây chỉ đạt 1,27 quả/cây (thấp hơn CT3 đạt 2,20 quả/cây và đối chứng CT2 đạt 1,73 quả/cây), dẫn đến năng suất thực thu chỉ đạt 6,58 tấn/ha (thấp hơn CT3 đạt 10,04 tấn/ha). Điều này cho thấy mật độ dinh dưỡng hữu cơ vượt ngưỡng tối ưu gây mất cân đối trong quá trình phân hóa mầm hoa và đậu quả của cây dưa lê.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Phùng Thị Mỹ Linh đã nghiên cứu thực nghiệm và đánh giá có hệ thống tác động của 4 mức bón phân trùn quế trên nền NPK đến giống dưa lê HP6 trồng trong nhà màng tại Thái Nguyên. Kết quả khẳng định mức bón 3,5 tấn phân trùn quế/ha (kết hợp 100 kg N + 60 kg $\text{P}_2\text{O}_5$ + 110 kg $\text{K}_2\text{O}$/ha) giúp cây sinh trưởng tối ưu và đạt năng suất thực thu cao nhất (10,04 tấn/ha). Công trình cung cấp quy trình kỹ thuật và cơ sở khoa học đáng tin cậy phục vụ sản xuất dưa lê an toàn và nâng cao hiệu quả canh tác nông nghiệp công nghệ cao.