Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Cà chua (Lycopersicon esculentum Mill.) là loại rau ăn quả có giá trị dinh dưỡng cao, chứa nhiều loại đường, axit hữu cơ, khoáng chất và các vitamin thiết yếu như vitamin A, B, B2, C, PP. Cây cà chua thuộc họ Cà (Solanaceae), là đối tượng cây trồng rất mẫn cảm với nhiều loài sâu hại và bệnh truyền nhiễm, gây tổn thất nghiêm trọng về năng suất và phẩm chất quả. Trong thực tế sản xuất, nhằm bảo vệ năng suất cây trồng, người sản xuất thường lạm dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) có nguồn gốc hóa học độc tính cao. Do đặc tính của cà chua là cây thu hoạch quả rải rác nhiều lần, việc không tuân thủ nghiêm ngặt thời gian cách ly dẫn đến tồn dư hóa chất BVTV ở mức cao trong nông sản, gây nguy cơ ngộ độc cấp tính, bệnh mãn tính cho người tiêu dùng và tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái.

Để giải quyết vấn đề tồn dư độc chất và phát triển quy trình quản lý cây trồng tổng hợp (Integrated Crop Management - ICM) hướng tới sản xuất an toàn, việc thử nghiệm và đánh giá các loại thuốc BVTV có nguồn gốc sinh học kết hợp với các biện pháp kỹ thuật canh tác như trồng xen là hướng đi cần thiết.

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

  • Mục tiêu nghiên cứu: Xác định được loại thuốc bảo vệ thực vật sinh học và biện pháp kỹ thuật trồng xen hợp lý đối với giống cà chua mới trong điều kiện trái vụ (vụ Xuân Hè) tại Thái Nguyên.
  • Nhiệm vụ nghiên cứu:
    1. Đánh giá ảnh hưởng của việc sử dụng các loại thuốc BVTV và biện pháp trồng xen đến tình hình sâu bệnh hại trên giống cà chua mới vụ Xuân Hè 2014.
    2. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của giống cà chua ở các công thức xử lý khác nhau.
    3. Xác định ảnh hưởng của các công thức thí nghiệm đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của giống cà chua.
    4. Phân tích các chỉ tiêu chất lượng quả và hiệu quả kinh tế của các công thức thí nghiệm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Giống cà chua lai F1 TN386 do Công ty TNHH Trang Nông nhập nội từ Thái Lan; các loại thuốc BVTV hóa học (Avalon 8WP, Kacie 250 EC, Sherpa 25 EC); các chế phẩm BVTV sinh học (Pseudomonas fluorescens, Bacillus polymyxa, Vertimec 1.8 EC, Atabron 5 EC); cây hành lá dùng trong biện pháp trồng xen.
  • Phạm vi nghiên cứu:
    • Không gian: Khu thí nghiệm thuộc Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên.
    • Thời gian: Vụ Xuân Hè năm 2014 (từ tháng 02/2014 đến tháng 06/2014).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận vận dụng nguyên lý Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) và Quản lý cây trồng tổng hợp (ICM). Cơ sở khoa học của các biện pháp thử nghiệm dựa trên khả năng đối kháng của các vi sinh vật hữu ích (Pseudomonas fluorescens, Bacillus polymyxa) đối với các tác nhân nấm và vi khuẩn gây bệnh héo rũ, héo xanh; cơ chế ức chế tổng hợp chitin và tiếp xúc của các chế phẩm sinh học (Atabron 5 EC, Vertimec 1.8 EC); cùng đặc tính xua đuổi côn trùng gây hại của cây hành lá nhờ mùi tinh dầu tự nhiên khi trồng xen canh.

Nghiên cứu được thiết kế theo phương pháp thực nghiệm đồng ruộng:

  • Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) gồm 4 công thức với 3 lần nhắc lại. Kích thước mỗi ô thí nghiệm là 1,6 m × 5,0 m = 8,0 m² (tính cả rãnh). Tổng diện tích thí nghiệm đạt 96 m² (không tính dải bảo vệ). Mật độ canh tác đạt 35.714 cây/ha (luống rộng 110–130 cm, cao 26–30 cm, trồng 2 hàng/luống với khoảng cách hàng cách hàng 70 cm, cây cách cây 40 cm).
  • Các công thức thí nghiệm:
    • Công thức 1 (Đối chứng - BVTV hóa học): Trừ bệnh héo rũ bằng Avalon 8WP (pha 25 g/bình 16 lít cho 500 m²); trừ bọ phấn truyền bệnh xoăn lá bằng Kacie 250 EC 0,1% (1 lít/ha); trừ sâu ăn lá và sâu đục quả bằng Sherpa 25 EC 0,1% (1 lít/ha).
    • Công thức 2 (BVTV sinh học 1): Trừ bệnh héo rũ bằng chế phẩm Pseudomonas fluorescens; trừ bọ phấn bằng Vertimec 1.8 EC (10 ml/8 lít nước cho 1.000 m²); trừ sâu ăn lá và sâu đục quả bằng Atabron 5 EC (1 lít/ha, pha 40 ml/bình 16 lít, phun 400 lít nước/ha).
    • Công thức 3 (BVTV sinh học 2): Trừ bệnh héo rũ bằng chế phẩm Bacillus polymyxa; trừ bọ phấn bằng Vertimec 1.8 EC (10 ml/8 lít nước cho 1.000 m²); trừ sâu ăn lá và sâu đục quả bằng Atabron 5 EC (1 lít/ha).
    • Công thức 4 (Biện pháp canh tác): Trồng xen hành lá với cà chua, hoàn toàn không sử dụng thuốc BVTV.
  • Quy trình kỹ thuật và phân bón: Toàn bộ thí nghiệm sử dụng chung một mức phân bón cho 1 ha gồm: 25 tấn phân hữu cơ sinh học NTT + 800 kg vôi bột + 90 kg N + 100 kg P₂O₅ + 150 kg K₂O. Hạt giống được xử lý trong nước ấm 54°C trong 4 giờ, ủ nứt nanh và gieo trên khay xốp vào ngày 23/02/2014. Cây con đủ tiêu chuẩn (6 lá thật) được đưa ra ruộng sản xuất vào ngày 26/03/2014 (30 ngày sau gieo).
  • Phương pháp theo dõi và thu thập dữ liệu:
    • Tình hình sâu bệnh hại: Điều tra theo phương pháp 5 điểm đường chéo góc chuẩn của Viện Bảo vệ thực vật. Đánh giá tỷ lệ hại (%), mật độ sâu (con/cây) đối với sâu xám (Agrotis upsilon), sâu xanh (Heliothis armigera), sâu khoang (Spodoptera litura); tỷ lệ bệnh (%) đối với bệnh xoăn lá (TYLCV) và bệnh héo rũ (Sclerotium rolfsii, Ralstonia solanacearum) trên 15 cây/công thức.
    • Chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất: Theo dõi định kỳ 7 ngày/lần trên 5 cây mẫu ngẫu nhiên/lần nhắc lại về chiều cao thân chính và số lá. Ghi nhận thời gian các giai đoạn phát dục, tỷ lệ đậu quả (%), số quả trung bình/cây, khối lượng trung bình/quả (gam), năng suất lý thuyết (NSLT) và năng suất thực thu (NSTT, tấn/ha).
    • Chỉ tiêu chất lượng quả: Phân tích theo phương pháp hóa sinh của Phạm Thị Trân Châu (hàm lượng vitamin C bằng chuẩn độ 2,6-Dichlorophenolindophenol, chất khô sấy ở 75°C, đường tổng số theo phương pháp Bertrand, độ Brix bằng khúc xạ kế, hàm lượng axit bằng chuẩn độ kiềm).
  • Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu thực nghiệm được tính toán và xử lý thống kê sinh học bằng phần mềm ANOVA SAS phiên bản 8 (SAS Institute, 1999). So sánh sự sai khác giữa các giá trị trung bình bằng phép thử sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa (LSD ở mức xác suất p = 0,05) và hệ số biến động CV (%). Các đồ thị được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Trình bày cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài. Nhấn mạnh giá trị kinh tế và dinh dưỡng của cà chua, phân tích tác hại của việc sử dụng thuốc BVTV hóa học không kiểm soát, nêu rõ mục tiêu đánh giá các chế phẩm sinh học và kỹ thuật trồng xen hành lá nhằm kiểm soát dịch hại cho giống cà chua TN386 trong vụ Xuân Hè tại Thái Nguyên.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế về cây cà chua:

  • Tình hình sản xuất: Tổng hợp số liệu FAO giai đoạn 2008–2012 cho thấy diện tích trồng cà chua toàn cầu tăng từ 4.179.834 ha lên 4.734.356 ha, sản lượng đạt 161.834.000 tấn năm 2012; Châu Á dẫn đầu về diện tích (2.590.757 ha) nhưng Châu Âu dẫn đầu về năng suất (452,9 tạ/ha). Tại Việt Nam giai đoạn 2004–2008, năng suất cà chua tăng từ 172 tạ/ha lên 216 tạ/ha, sản lượng năm 2008 đạt 527.784 tấn.
  • Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống và BVTV: Phân tích các thành tựu tạo giống kháng bệnh héo xanh vi khuẩn, giống lai F1 chịu nhiệt tại Mỹ, AVRDC, Malaysia, Thái Lan và Việt Nam (các giống VT3, HT7, lai số 9). Đánh giá cơ chế tác động của các biện pháp hóa học, sinh học, thiên địch, bẫy pheromone và quản lý dư lượng chất độc (tomatine tự nhiên trong thân lá, dư lượng thuốc BVTV).

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

Mô tả chi tiết vật liệu nghiên cứu (giống TN386, các hoạt chất BVTV), phương pháp bố trí thí nghiệm khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với 4 công thức, 3 lần nhắc lại, diện tích 96 m². Quy định rõ kỹ thuật vườn ươm, kỹ thuật canh tác đồng ruộng, chế độ bón phân, phương pháp theo dõi các chỉ tiêu nông sinh học, phương pháp điều tra dịch hại theo tiêu chuẩn ngành và phương pháp phân tích thống kê trên SAS.

Phần 4: Kết quả và thảo luận

Trình bày và thảo luận toàn bộ các kết quả thu được từ thực nghiệm:

  • Diễn biến thời tiết: Phân tích số liệu khí tượng từ tháng 1 đến tháng 6/2014 tại Thái Nguyên. Nhiệt độ trung bình tăng từ 16,6°C (tháng 1, 2) lên 29,4°C (tháng 6); ẩm độ biến động từ 73% đến 91%; lượng mưa cao nhất vào tháng 5 (152,2 mm) và tháng 6 (143,0 mm).
  • Tình hình sâu bệnh hại: So sánh mật độ sâu hại và tỷ lệ bệnh trước và sau khi sử dụng các biện pháp BVTV.
  • Sinh trưởng và phát triển: Đánh giá thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng (từ 153 đến 156 ngày), động thái tăng trưởng chiều cao cây (đạt cực đại 153,2–158,8 cm ở 91 ngày sau trồng) và động thái ra lá thân chính (28,9–30,0 lá).
  • Năng suất: Phân tích các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực thu của các công thức thí nghiệm.

Phần 5: Kết luận và đề nghị

Đưa ra kết luận tổng hợp về hiệu quả của các biện pháp BVTV sinh học và kỹ thuật trồng xen hành lá; đề xuất công thức tối ưu cho sản xuất cà chua an toàn trái vụ tại Thái Nguyên.


Kết quả và đóng góp

Khóa luận cung cấp hệ thống số liệu thực nghiệm đầy đủ về hiệu quả của các biện pháp bảo vệ thực vật và kỹ thuật xen canh trên giống cà chua TN386:

1. Hiệu lực phòng trừ sâu bệnh hại

Biện pháp trồng xen hành lá và sử dụng thuốc BVTV sinh học đã kiểm soát tốt các đối tượng dịch hại nguy hiểm:

Chỉ tiêu dịch hại Thời điểm theo dõi CT1 (Hóa học) CT2 (Sinh học 1) CT3 (Sinh học 2) CT4 (Trồng xen hành lá)
Sâu ăn lá Mật độ trước phun (con/cây) 0,40 0,60 0,70 0,30
Tỷ lệ hại trước phun (%) 55,2 61,9 60,0 20,0
Mật độ sau phun (con/cây) 0,20 0,30 0,34 0,30
Tỷ lệ hại sau phun (%) 34,3 40,4 39,7 20,0
Sâu đục quả Mật độ trước phun (con/cây) 0,30 0,40 0,40 0,30
Tỷ lệ hại trước phun (%) 28,6 31,4 34,3 20,0
Mật độ sau phun (con/cây) 0,10 0,20 0,15 0,30
Tỷ lệ hại sau phun (%) 17,1 20,0 22,8 20,0
Bệnh xoăn lá (TYLCV) Tỷ lệ bệnh (%) 44,8 43,8 41,9 34,3
Bệnh héo rũ Tỷ lệ bệnh (%) 20,0 22,9 23,8 25,7

Ghi chú: Ở công thức 4 (trồng xen hành lá), tỷ lệ hại do sâu ăn lá (20,0%), sâu đục quả (20,0%) và tỷ lệ bệnh xoăn lá (34,3%) duy trì ở mức thấp nhất trong suốt quá trình theo dõi mà không cần sử dụng bất kỳ loại thuốc BVTV nào.

2. Các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển

  • Thời gian sinh trưởng: Các công thức xử lý không làm biến đổi chu kỳ sinh trưởng của giống TN386. Thời gian từ trồng đến ra hoa dao động từ 32 đến 35 ngày; từ trồng đến đậu quả từ 40 đến 44 ngày; thời gian kết thúc thu hoạch từ 123 đến 126 ngày sau trồng. Tổng thời gian sinh trưởng của giống dao động từ 153 đến 156 ngày.
  • Động thái tăng trưởng chiều cao và ra lá: Cây tăng trưởng chiều cao mạnh nhất ở giai đoạn 49–56 ngày sau trồng (CT4 tăng 32,4 cm/7 ngày; CT3 tăng 30,2 cm/7 ngày). Chiều cao cây cuối cùng ở 91 ngày sau trồng đạt từ 153,2 cm đến 158,8 cm. Số lá trên thân chính kết thúc ở mức 28,9 đến 30,0 lá (sự sai khác giữa các công thức không có ý nghĩa thống kê ở mức α = 0,05 với CV = 2,69% và LSD₀,₀₅ = 1,58 lá).

3. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất

Chỉ tiêu theo dõi CT1 (Hóa học) CT2 (Sinh học 1) CT3 (Sinh học 2) CT4 (Trồng xen hành) CV (%) LSD₀,₀₅
Tỷ lệ đậu quả (%) 50,3^(ab) 46,8^(ab) 45,9^(b) 53,7^(a) 7,7 7,5
Số quả trung bình/cây (quả) 19,5^(a) 18,1^(a) 17,6^(a) 18,9^(a) 8,0 2,9
Khối lượng TB/quả (gam) 74,9^(a) 75,1^(a) 74,5^(a) 74,1^(a) 4,1 6,1
Năng suất lý thuyết (tấn/ha) 46,2^(a) 43,2^(a) 41,6^(a) 44,5^(a) 9,3 8,1
Năng suất thực thu (tấn/ha) 32,9^(a) 29,0^(ab) 26,5^(b) 33,1^(a) 8,0 4,8
  • Công thức 4 (trồng xen hành lá) đạt tỷ lệ đậu quả cao nhất (53,7%) và năng suất thực thu cao nhất (33,1 tấn/ha), tương đương về mặt thống kê với công thức 1 sử dụng thuốc hóa học (32,9 tấn/ha).
  • Các công thức sinh học (CT2 và CT3) đạt năng suất thực thu lần lượt là 29,0 tấn/ha và 26,5 tấn/ha, đảm bảo năng suất thương phẩm đồng thời triệt tiêu nguy cơ tồn dư hóa chất độc hại.

Đóng góp và đề xuất của tác giả

  • Khẳng định tính khả thi của việc canh tác giống cà chua lai F1 TN386 trong vụ Xuân Hè trái vụ tại vùng trung du miền núi phía Bắc (Thái Nguyên).
  • Chứng minh biện pháp kỹ thuật trồng xen hành lá với cà chua là giải pháp canh tác sinh thái hiệu quả cao, giúp hạn chế dịch hại tự nhiên, giảm thiểu chi phí thuốc BVTV và tăng năng suất thực thu.
  • Đề xuất áp dụng mô hình trồng xen hành lá kết hợp sử dụng luân phiên các chế phẩm vi sinh (Pseudomonas fluorescens, Bacillus polymyxa, Atabron 5 EC, Vertimec 1.8 EC) vào quy trình sản xuất cà chua an toàn tại địa phương.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Thí nghiệm mới được tiến hành trong phạm vi diện tích hẹp (96 m²) tại một địa điểm duy nhất (Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên) và theo dõi trong một vụ Xuân Hè năm 2014. Các điều kiện thời tiết cực đoan của vụ Xuân Hè (mưa lớn tập trung và ẩm độ cao tháng 3–4) đã gây phát sinh bệnh mốc sương và ảnh hưởng đến tỷ lệ rụng hoa, rụng quả.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Tiếp tục lặp lại thí nghiệm trên các vụ tiếp theo và mở rộng khảo nghiệm trên các loại chân đất, tiểu vùng sinh thái khác nhau của tỉnh Thái Nguyên; hoàn thiện quy trình quản lý cây trồng tổng hợp (ICM) chuẩn hóa cho giống TN386 trên quy mô sản xuất hàng hóa lớn.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho sinh viên, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu thuộc các chuyên ngành Trồng trọt, Nông học, Bảo vệ thực vật và Khoa học cây trồng:

  • Tham khảo phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) trên cây rau ăn quả.
  • Quy trình điều tra sâu bệnh hại theo phương pháp 5 điểm đường chéo góc chuẩn của Viện Bảo vệ thực vật và các chỉ tiêu phân tích chất lượng quả cà chua.
  • Cung cấp dẫn liệu thực tế cho người sản xuất và cán bộ khuyến nông về kỹ thuật trồng xen hành lá để giảm thiểu sâu bệnh, phục vụ sản xuất rau an toàn đạt tiêu chuẩn vệ sinh thực phẩm.

Câu hỏi thường gặp

1. Giống cà chua TN386 sử dụng trong thí nghiệm có đặc điểm và nguồn gốc như thế nào?

Giống cà chua TN386 là giống lai F1 có nguồn gốc nhập nội từ Thái Lan, do Công ty TNHH Trang Nông cung ứng. Trong điều kiện vụ Xuân Hè 2014 tại Thái Nguyên, giống có thời gian sinh trưởng từ 153 đến 156 ngày, chiều cao thân chính đạt từ 153,2 cm đến 158,8 cm, mang từ 28,9 đến 30,0 lá trên thân chính và khối lượng quả trung bình đạt 74,1–75,1 gam/quả.

2. Hiệu quả kiểm soát sâu hại của biện pháp trồng xen hành lá (Công thức 4) thể hiện như thế nào so với thuốc hóa học?

Ở công thức 4 (trồng xen hành lá không phun thuốc), nhờ mùi tinh dầu tự nhiên của hành lá gây xua đuổi côn trùng, tỷ lệ hại do sâu ăn lá duy trì ổn định ở mức 20,0% (mật độ 0,3 con/cây) và sâu đục quả là 20,0% (mật độ 0,3 con/cây). Mức độ gây hại này thấp hơn đáng kể so với các công thức khác trước khi phun thuốc (sâu ăn lá hại 55,2–61,9%) và tương đương với hiệu quả sau khi phun thuốc hóa học của Công thức 1.

3. Việc sử dụng các loại thuốc BVTV và trồng xen có làm thay đổi tốc độ sinh trưởng chiều cao và ra lá của cây cà chua không?

Kết quả nghiên cứu cho thấy các biện pháp BVTV khác nhau không làm thay đổi có ý nghĩa thống kê về tốc độ tăng trưởng chiều cao và tốc độ ra lá. Ở 91 ngày sau trồng, chiều cao cây dao động trong khoảng 153,2–158,8 cm và số lá trên thân chính đạt từ 28,9 đến 30,0 lá với mức sai khác không có ý nghĩa ở độ tin cậy 95% (CV = 2,69%, LSD₀,₀₅ = 1,58 lá).

4. Năng suất thực thu giữa công thức trồng xen hành lá và công thức dùng thuốc hóa học có sự sai khác như thế nào?

Năng suất thực thu của công thức 4 (trồng xen hành lá) đạt 33,1 tấn/ha, cao nhất trong 4 công thức và tương đương về mặt thống kê với công thức 1 sử dụng thuốc BVTV hóa học (32,9 tấn/ha) ở mức xác suất tin cậy 95% (LSD₀,₀₅ = 4,8 tấn/ha). Cả hai công thức này đều đạt năng suất thực thu cao hơn công thức sinh học 3 sử dụng Bacillus polymyxa (26,5 tấn/ha).


Kết luận

Khóa luận đã đánh giá thực nghiệm toàn diện ảnh hưởng của các loại thuốc BVTV hóa học, sinh học và biện pháp trồng xen hành lá đến giống cà chua lai TN386 trong vụ Xuân Hè 2014 tại Thái Nguyên. Kết quả khẳng định biện pháp trồng xen hành lá mang lại hiệu quả vượt trội trong việc xua đuổi sâu ăn lá, sâu đục quả và hạn chế bệnh xoăn lá, giúp cây đạt tỷ lệ đậu quả 53,7% và năng suất thực thu 33,1 tấn/ha mà không cần sử dụng thuốc BVTV. Đây là cơ sở thực tiễn quan trọng để hoàn thiện quy trình canh tác cà chua an toàn trái vụ và giảm thiểu ô nhiễm môi trường nông nghiệp.