CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Sản xuất lạc trên thế giới và Việt Nam 1.1 Sản xuất lạc trên thế giới Cây lạc (Arachis hypogaea L.), một cây họ đậu tự phấn là một cây họ đậu quan trọng được trồng trên 25 triệu ha trên thế giới và được sử dụng làm lương thực, thực phẩm. Hạt lạc có hàm lượng dầu cao từ 48–50%, hàm lượng protein từ 25–28% và nguồn cung cấp khoáng chất, vitamin, hoạt chất sinh học, các chất kháng oxy hóa polyphenol, flavonoid và isoflavone cho con người. Cải tiến giống lạc có tiềm năng năng suất cao, có thời gian chín khác nhau, kháng bệnh và chịu hạn đã được phóng thích ở nhiều nước trên thế giới (Pasupuleti Janila et al. Lạc được trồng trên gần 27 triệu ha trên toàn thế giới với tổng sản lượng 36,45 triệu tấn và năng suất trung bình 1,52 tấn/ha năm 2009 (FAOSTAT 2011) đến 2014 diện tích tăng lên 26,42 triệu ha, sản lượng đạt 43,92 triệu tấn và năng suát bình quân toàn cầu là 1,65 tấn/ha (FAOSTAT 2017).
Trung Quốc, Ấn Độ, Nigeria, Mỹ và Myanmar là những nước trồng lạc chính trên thế giới, năng suất và sản lượng lạc ở các nước đang phát triển còn thấp liên quan đến khoa học và chính sách cho phát triển. Sản xuất nông nghiệp tốt là yếu tố quyết định trong thúc đẩy tiềm năng sản xuất, đồng thời cùng với giống và hạt giống chất lượng phù hợp để hỗ trợ nâng cao năng suất và sản lượng (P. Janila and MG Mula, 2015).1: Diễn biến diện tích, năng suất và sản lượng lạc toàn cầu từ 2010-2014 2010 2011 2012 2013 2014 DT (ha) 26142267 25105921 25194119 26880761 26541660 NS (tấn/ha) 1,66 1,63 1,64 1,71 1,65 SL (tấn) 43421648 40860028 41311240 45836231 43915365 Nguồn FAOSTAT 2017 8 Lạc là cây lấy dầu quan trọng, cây lương thực và cây thức ăn gia súc nên được trồng rộng rãi trên 100 quốc gia. Nhưng thập kỷ gần đây sản xuất lạc trên thế giới tăng lên sản lượng hàng năm tăng 0,4%, diện tích tăng hàng năm 0,3% và năng suất tăng hàng năm 0,1%.
Nhu cầu sản phẩm lạc của Châu Á đến 2020 tăng lên 1,6 lần (Birthal et al. Châu Á và châu Phi có diện tích sản xuất lạc chiếm 95% diện tích lạc toàn cầu và là cây đóng góp vào sự phát triển bền vững của hệ thống cây trồng - vật nuôi của hai châu lục này, nó cũng là cây ưu thế nhất của vùng bán khô hạn (Pasupuleti Janila et al.2 Sản xuất lạc ở Việt Nam Cây lạc được trồng ở Việt Nam từ lâu đời và là cây lấy dầu đứng thứ nhất về diện tích, sản lượng và xuất khẩu, hàng năm đóng góp khá lớn vào tổng giá trị kim ngạch xuất khẩu nông sản của nước ta. Tuy nhiên, trước năm 1990 cây lạc vẫn chưa được quan tâm đúng mức nên diện tích, năng suất và sản lượng đạt được rất khiêm tốn. Năm 1987 là đỉnh cao của sản xuất lạc thời gian này với diện tích đạt 237.000 ha nhưng năng suất chỉ đạt 0,97 tấn/ha và sản lượng xấp xỉ 231.
Trong giai đoạn 1990 – 1995 sản xuất lạc có xu thế tăng về diện tích và sản lượng song năng suất chỉ đạt trên 1 tấn/ha. Đến giai đoạn 1995 - 2000 năng suất lạc đã có bước tăng nhảy vọt, đặc biệt năm 1999 năng suất đạt 1,43 tấn/ha cao nhất trong giai đoạn này. Diện tích lạc trên cả nước trong giai đoạn từ 2006 – 2010 biến động trong khoảng 231.300 ha, cao nhất là vào năm 2008 sau đó lại có xu hướng giảm. Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và PTNT (2009), hiện nay 5 vùng sinh thái có diện tích trồng lạc lớn của Việt Nam là đồng bằng Sông Hồng (30.500 ha), Đông Bắc (40.350 ha), Bắc Trung bộ (75.300 ha), Duyên hải Nam Trung bộ (33.100 ha) và Đông Nam bộ (29.
Diện tích còn lại phân bố nhiều nơi trong cả nước và cây lạc được trồng ở 62/64 tỉnh thành, 9 chỉ có hai tỉnh không trồng lạc là Hậu Giang và Cà Mau. Trong đó 10 tỉnh có diện tích trồng lạc lớn là Nghệ An (23.675 ha), Tây Ninh (21.400 ha), Hà Tĩnh (20.175 ha), Bắc Giang (10.900 ha), Quảng Nam (10.225 ha), Đắk Lắk (9.425 ha), Bình Định (8.400 ha), Đắk Nông (8.125 ha) và Long An (7. Số liệu thống kê từ 2010 đến 2014 cho thấy sản xuất lạc của Việt Nam không tăng và không ổn định cả về diện tích, năng suất và sản lượng, do vậy cần có những nghiên cứu để phát triển sản xuất cho cây trồng quan trọng này.2: Diễn biến diện tích, năng suất và sản lượng lạc Việt Nam từ 2010-2014 2010 2011 2012 2013 2014 DT (ha) 231400 223744 219265 216215 208149 NS (tấn/ha) 2,11 2,10 2,14 2,28 2,18 SL (tấn) 487200 468418 468402 492005 453332 Nguồn FAOSTAT 2017 Nhu cầu sản phẩm lạc tiêu thụ nội địa và xuất khẩu tăng, những nước nhập khẩu lớn trong vùng như Thái Lan, Trung Quốc. Những thị trường khác, nhìn chung, những thập kỷ gần đây tiêu thụ lạc tăng lên cho tất cả các mục đích sử dụng và chủ yếu lấy dầu và thực phẩm.
Thực sự nhập khẩu lạc của thế giới cho chế biến kẹo tăng mạnh đến 83% từ 1979-81 đến 1994- 96 (Freeman et al. Nhưng chất lượng sản phẩm yêu cầu cao hơn, đặc biệt yêu cầu về mức độ nhiễm nấm như Aspergillus tạo ra đốc tố aflatoxin (B R Ntare et al. Những thông tin cho thấy cần thiết phát triển sản xuất lạc ở nước ta để tái cơ cấu nông nghiệp, nâng cao giá trị và phát triển bền vững.2 Chọn tạo giống lạc Nguồn gen lạc rất đa dạng là một cơ sở cho chọn tạo giống như nguồn gen lạc của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ USDA (United States Department of Agriculture) có hơn 8.000 mẫu (accessions) của loài A., 2001) và khoảng 800 mẫu của các loài khác thuộc chi Arachis (Stalker và Simpson, 1995). Một lượng lớn bộ sưu tập các loài của chi Arachis cũng được lưu giữ ở đại học Texas A & M, Viện nghiên cứu cây trồng cho vùng nhiệt đới bán khô hạn (ICRISAT) ở Ấn Độ và tại Trung tâm Quốc gia về Tài nguyên di truyền (CENARGEN) tại Brazin.
Bộ sưu tập lớn nhất về các giống lạc đã được thuần hóa là ở ICRISAT. Hiện nay ICRISAT đang bảo tồn 14.723 mẫu nguồn gen bao gồm 14.310 mẫu nguồn gen lạc trồng và 413 mẫu của các loài lạc dại thuộc chi Arachis thu thập từ 92 quốc gia. 45% mẫu lạc trồng là var. hypogaea, tiếp sau 35,7% var.
vulgaris và 16,1% là var. (Upadhyaya et al. Một số lượng lớn các mẫu trong bộ sưu tập của ICRISAT đã được đánh giá đặc điểm hình thái, hiệu quảsử dụng nước và phản ứng đối với nhiều bệnh và côn trùng gây hại của lạc (Upadhyaya et al. Dựa trên bộ sưu tập mẫu giống hiện có và sự phân bổ địa lý của các nguồn gen, Williams (2001) kết luận rằng bộ sưu tập bổ sung của các loài Arachis hoang dại đã được bảo hộ ở miền đông Bolivia và tây bắc Paraguay là nguồn vật liệu cho chọn tạo giống lạc với các mưc tiêu khác nhau.
Tính kháng nấm mốc vàng ở lạc có thể chia ra ba loại: kháng xâm nhiễm quả (vỏ quả); kháng xâm nhiễm hạt (vỏ hạt) và kháng sản sinh aflatoxin (lá mầm). Nấm phải xuyên qua vỏ quả và vỏ hạt để tới lá mầm nơi chứa chất dinh dưỡng. Sự kháng xâm nhiễm quả phụ thuộc vào cấu trúc vỏ quả, trong khi sự kháng xâm nhiễm hạt chủ yếu là vật lý và tương quan với độ dày, mật độ của các lớp tế bào hàng rào, không có những vết nứt, lỗ hổng và sự hiện diện của các lớp sáp (Nigam et al. 11 Kết quả nghiên cứu trái ngược nhau của một số tác giả về kháng xâm nhiễm do vai trò của các hợp chất ức chế nấm của gốc phenol đã được công bố trong thời gian qua cho thấy cần phải nghiên cứu sâu hơn về vấn đề này.
Mehan (Mehan et al., 1989), Shulamit và Darou đã chỉ ra giống có tính kháng quả là PI 337.409, GFA 1, GFA 2, UF 71. Báo cáo của Faizpur và Monir cho rằng 240 - 30 cho tính kháng xâm nhiễm hạt do nấm mốc vàng bằng phương pháp lây nhiễm hạt trong phòng thí nghiệm (IVSCAF); U 4-7-5 và VRR 245 kháng sự sản sinh aflatoxin. Tầm quan trọng của sự nhiễm aflatoxin trước thu hoạch chỉ được nhận ra trong cuối những năm 1980 và một vài dòng kháng IVSCAF (PI 337.409, GFA 1, GFA 2, J 11, UF 71.513và Ah 7223) được báo cáo là nhiễm hạt trong điều kiện tự nhiên bởi A. flavus thấp hơn đáng kể so với những dòng nhiễm IVSCAF khác (Mehan et al.
Giá trị của một nguồn kháng phụ thuộc vào mức độ và sự ổn định tính kháng của nó. Tính kháng nhiễm quả đã được báo cáo là ở mức thấp và có sự biến động cao. Tương tự như vậy, tính kháng IVSCAF là không tuyệt đối và ngay cả những nguồn tốt nhất cũng có tới 15% hạt bị nhiễm, chỉ có một vài dòng (11 J, PI F 337394và PI 337409) thể hiện tính kháng ổn định. Đối với nhiễm aflatoxin, mức độ kháng không phải là rất cao (Anderson et al.
Nhiễm aflatoxin đã được quan sát thấy do ảnh hưởng rất đáng kể tương tác giữa môi trường và kiểu gen. Mục tiêu chọn tạo giống lạc ở Việt Nam chủ yếu gồm chịu hạn, chất lượng dầu, giống lạc tiêu chuẩn chứa trung bình 55% axit oleic và 25% axít linoleic (Knauft et al. Chọn giống theo hướng cải thiện mùi thơm (hương vị) của hạt khi rang, kháng bệnh nhiễm độc tố aflatoxin trước thu hoạch (Vũ Văn Liết và cs, 2016). 12 Năng suất lạc có thể đánh giá trên cơ sở sản phẩm sử dụng như quả, hạt, dầu và thân lá.
Tình trạng quả lạc là chỉ tiêu quan trọng nhất phản ánh tổng hợp về tình hình sinh trưởng, thời gian sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực của cây (Janila et al. Chọn lọc tăng năng suất quảlà cải tiến năng suất và sản lượng lạc, tuy nhiên chọn lọc rất phức tạp vì có tương tác kiểu gen và môi trường (Nigam et al. Ấn Độ đã cố gắng chọn lọc nâng cao năng suất lạc bằng việc chọn lọc nâng cao kích thước hạt, khối lượng hạt và số quả trên cây (Rathnakumar et al. Reddy and Basu (1989) cho rằng cải tiến giống đã đóng góp tăng năng suất lạc hiện nay ở Ấn Độ lên 30% so với năm 1967.
Ví dụ như năm 1979, Ấn Độ đã chọn tạo thành công và phổ biến ra sản xuất giống JL 24 có năng suất cao, thích nghi rộng đã được phổ biến trong sản xuất ở bang Phule Pragati (Patil et al., 1980), sau đó mở rộng đến châu Phi như Congo (1990), Sera Leone (1993)và Nam Phi (2002), Zambia (1999), Malawi (2000), Mali (2000).
