Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Cây sắn có đặc điểm khác với những cây trồng khác là nó có sự phát triển đồng thời giữa phát triển thân lá và tích luỹ tinh bột vào củ. Có nghĩa rằng sản phẩm của quá trình quang hợp được phân phối cho duy trì phát triển thân lá và phình to của củ. Năng suất của sắn phụ thuộc vào khả năng quang hợp và chỉ số diện tích lá.
Tốc độ tăng trưởng tích luỹ vật chất khô của cây tăng khi chỉ số diện tích lá tăng. Tinh bột được tích luỹ về củ tăng dần theo thời gian sinh trưởng. Năng suất của sắn tăng nhanh nhất từ tháng thứ 6 cho đến tháng 9 sau trồng, sau đó tăng chậm. Do đặc điểm khí hậu của miền Bắc nước ta có một mùa đông lạnh, khô hạn kéo dài nên sắn hầu như bị rụng hết lá vào tháng 12, 1 và 2 hàng năm khi nhiệt độ, ẩm độ, lượng mưa xuống thấp nên cây sắn ngừng sinh trưởng và năng suất sắn lúc này gần như đạt cao nhất.
Người dân trồng sắn ở miền Bắc thường thu hoạch sắn từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau vì lúc này thời tiết khô hanh và sắn gần như đạt năng suất cao nhất dẫn đến lợi nhuận thu được cũng cao nhất, do vậy rất thuận lợi cho thu hoạch và chế biến, bảo quản sắn lát khô. Trên đây là cơ sở khoa học để tôi nghiên cứu làm đề tài này để đưa ra những biện pháp kỹ thuật canh tác bền vững cùng với việc với tuyển chọn giống sắn có triển vọng năng suất cao, chất lượng tốt, hiệu quả kinh tế cao để người dân nghiên cứu và áp dụng vào sản xuất. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tỉnh Bắc Kạn. Bắc Kạn có diện tích 4.859,4 km², là tỉnh có trên 90% diện tích đất đồi núi, địa hình bị sông suối chia cắt khá phức tạp, thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam, độ cao trung bình so với mặt nước biển từ 500 đến 600 m, điểm cao nhất là dãy n 5 núi Nam Hoa Sơn (1.640 m) và điểm thấp nhất là xã Quảng Chu - huyện Chợ Mới (40 m).
Bắc Kạn Là tỉnh vùng núi cao, có địa hình phức tạp, cơ sở vật chất và kinh tế chưa phát triển. Cơ cấu kinh tế: Khu vực nông - lâm nghiệp chiếm 42%; khu vực công nghiệp - xây dựng cơ bản chiếm 14,2%; khu vực dịch vụ chiếm 43,8%. Thu nhập bình quân đầu người đạt 14,6 triệu đồng/năm. Hiện nay trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn có 37.798 ha đất sản xuất nông nghiệp, chiếm 7,76% diện tích tự nhiên.
Bình quân diện tích đất sản xuất nông nghiệp trên đầu người của tỉnh đạt 1.259 m2/người, cao hơn của cả nước (1.058 ha đất lâm nghiệp, chiếm 68,41% diện tích tự nhiên. Bình quân diện tích đất lâm nghiệp là 1,11 ha/người cao hơn mức bình quân chung của cả nước (0,15 ha/người). Theo nguồn gốc phát sinh có thể phân đất của tỉnh thành 4 nhóm chính với 21 loại đất, được xuất phát từ 2 nguồn gốc: Đất địa thành và đất thủy thành, địa hình khá phức tạp và khá đặc biệt, độ cao, độ dốc lớn, lại là đầu nguồn. Việc khai thác chặt phá rừng, khai thác khoáng sản bừa bãi, do một bộ phận dân cư sống du canh, du cư.
Thảm thực vật bị phá huỷ kéo dài để lại hơn 8,7 vạn ha đất đồi núi đất không có rừng cây ở các huyện Ngân Sơn, Pác Nặm, Ba Bể, Na Rì, Bạch Thông… Đất bị thoái hoá, xói mòn, nghèo dinh dưỡng, khô cằn không dễ khắc phục trong một thời gian ngắn. Khai thác không theo quy hoạch các nguồn tài nguyên đã làm giảm diện tích đất có rừng, tăng diện tích đất bị bỏ hoang hoá. * Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xã Kim Lư: Xã Kim Lư là một xã Nằm ở phía Đông Bắc Huyện Na Rì phía tây giáp Thị trấn Yến Lạc, phía Nam giáp Cư Lễ, phía Đông Giáp xã Vĩnh Yên, huyện Bình Gia và xã Tân Yên, huyện Trành Định tỉnh Lạng Sơn. n 6 Tổng số nhân khẩu: 2.479 khẩu; có 568 hộ; gồm có 5 dân tộc Nùng, Tày, Dao, Kinh, H Mông.
Tỷ lệ hộ nghèo hiện còn: 28,7%. Bình quân lương thực: 1060 kg/người/ năm. Thu nhập bình quân: 7. Điều kiện khí hậu: Độ ẩm trung bình từ 70 - 80% khí hậu phân rõ 4 mùa Xuân, hạ, thu, Đông; lựơng mưa trung bình hàng năm 2000 - 2500 ml/năm.
Tổng diện tích: 558,43ha. Đất sản xuất nông nghiệp: 701 ha. Đất trồng cây hàng năm: 680,68 ha. Trong đó: Lúa 1 vụ: 210 ha; Lúa 2 vụ: 99,4ha; Đất trồng cây hàng năm khác: 371.
Đất Lâm nghiệp: 4.363,3 ha: trong đó: Đất rừng sản xuất: 2.071 ha; Đất rừng phòng hộ: 2. Diên tích cây dong riềng 127 ha trong đó riêng năm 2012 trồng mới thêm 56 ha. Năng suất đạt từ 40->45 tấn /ha. Tình hình sản xuất, tiêu thụ và nghiên cứu sắn trên thế giới 1.
Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn trên thế giới Năm 2010 diện tích sắn trên toàn thế giới đạt 18,41 triệu ha, năng suất bình quân 12,40 tấn/ha, sản lượng 228,55 triệu tấn. Qua đó ta thấy rằng cây sắn hiện nay đang bị thu hẹp về diện tích song vẫn phát triển cả về năng suất và sản lượng. Diện tích, năng suất và sản lượng sắn trên thế giới được thể hiện ở bảng 1.1: Diện tích, năng suất và sản lượng sắn trên thế giới giai đoạn 2006 - 2010 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tấn/ha) (triệu tấn) 2006 18,56 12,06 223,85 2007 18,62 12,15 226,30 2008 18,77 12,44 233,50 2009 18,75 12,50 234,55 2010 18,41 12,40 228,55 (Nguồn: FAOSTAT, 2011 [26]) n 7 Hiện nay cây sắn được trồng tại 105 quốc gia, trong đó có 64,8% diện tích sắn được trồng ở Châu Phi, Châu Á chiếm 21,2% và Châu Mỹ là 14%. Năm 2010 tổng diện tích sắn trồng ở Châu Mỹ là 2,678 triệu ha, năng suất củ tươi bình quân 12,395 tấn/ha, sản lượng 33,197 triệu tấn.
Năng suất trung bình ở Châu Mỹ cao hơn năng suất trung bình của Châu Phi là 0,395 tấn/ha. Brazil là nước có diện tích trồng sắn lớn nhất châu Mỹ với 1,773 triệu ha – sản lượng 23,354 triệu tấn. Tồn tại chính trong sản xuất và tiêu thụ sắn ở Châu Mỹ là trình độ kỹ thuật thâm canh chưa cao, công nghiệp chế biến tinh bột sắn không phát triển bằng Châu Á, sắn chủ yếu sử dụng tươi và làm thức ăn gia súc. Châu Á cùng với Châu Phi và Châu Mỹ là một trong ba vùng sắn quan trọng của thế giới.
Diện tích sắn Châu Á hiện có 3,892 triệu ha, sản lượng 74,779 triệu tấn đứng thứ hai sau Châu Phi, năng suất sắn ở Châu Á hiện đạt bình quân 19,216 tấn/ha cao hơn Châu Phi 6,821 tấn/ha. Indonesia là nước có diện tích trồng sắn lớn nhất châu Á với 1,183 triệu ha – sản lượng 23,909 triệu tấn. Sản xuất sắn tại Châu Á tăng ở mức cao 3%/năm trong thời gian của cuối những năm 70 và đầu 80, những năm 90 sản xuất sắn phát triển chậm lại. Sản xuất sắn được phát triển khá nhanh trở lại ở 3,3%/năm trong suốt 10 năm qua (Reinhardt Howeler và Keith Fahrne, 2008).
Diện tích, năng suất, sản lượng sắn của những nước trồng sắn chính trên thế giới năm 2010 Diện tích Năng suất Sản lượng Vùng trồng (triệu ha) (tấn/ha) (triệu tấn) Toàn thế giới 18,458 12,436 229,541 Châu Phi 11,870 10,224 121,361 Nigeria 3,125 12,0 37,504 Cộng hòa Congo 1,855 9,173 15,050 Angola 1,047 13,241 13,859 Ghana 0,875 15,433 13,504 Mozambique 0,950 6,0 5,700 Châu Mỹ 2,678 12,395 33,197 Brazil 1,773 13,734 24,354 Paraguay 0,177 10,596 2,62408 Colombia 0,223 14,785 2,36353 Peru 0,105 11,765 1,24012 Haiti 0,147 4,073 0,5995 Châu Á 3,892 19,216 74,779 Indonesia 1,183 20,217 23,909 Thái Lan 1,168 18,833 22,006 Việt Nam 0,496 17,179 8,522 Ấn Độ 0,232 34,755 8,060 Trung Quốc 0,278 16,822 4,684 Nguồn: FAOSTAT, 2011 [26] n 9 Qua phân tích tình hình sản xuất sắn trên thế giới ta thấy rằng, sắn sẽ đóng vai trò kinh tế quan trọng và ngày càng đa dạng trong việc phát triển hệ thống lương thực quốc gia trong hai thập kỷ tiếp theo. Cây sắn có hệ thống cố định Cacbon cho phép cây tiếp tục quang hợp có hiệu quả trong thời gian thiếu nước kéo dài. Vì vậy, sắn hiện nay đang được sử dụng như một nguyên liệu phù hợp để sản xuất ethanol trên toàn Châu Á, Châu Phi và Mỹ Latinh. Nhiên liệu sinh học hiện có tầm quan trọng trong cuộc sống hiện đại kể từ khi giá nhiên liệu hóa thạch đã bắt đầu tăng vọt do các vấn đề chính trị và cũng là mối quan tâm ngày càng tăng trên tất cả các vấn đề về ô nhiễm môi trường.
Xem xét những vấn đề này, các nước phát triển và đang phát triển đã xây dựng chính sách để bắt buộc pha ethanol và diesel sinh học (sản xuất từ các nguồn tái tạo) với nhiên liệu hóa thạch (xăng, diesel). Tại Việt Nam và Campuchia sắn được xem là một cây trồng quan trọng để sử dụng cho việc sản xuất nhiên liệu sinh học. Tình hình nghiên cứu giống sắn trên thế giới Ngoài việc tập trung cho sản xuất và tiêu thụ sắn thì việc nghiên cứu giống sắn trên thế giới cũng được quan tâm phát triển mạnh. Từ lâu, cây sắn được mệnh danh là cây cứu đói vì vậy thường được phát triển trên diện rộng.
Sắn là cây trồng của người nghèo và được sản xuất bởi những người nông dân nghèo nên đã có một thời gian cây sắn bị lãng quên ở cộng đồng các nước phát triển. Cho đến năm 1970 với sự thành lập chương trình nghiên cứu sắn của CIAT ở Nigiênia. Đến năm 1970 các chương trình sắn quốc gia đã được hình thành hoặc được tăng cường ở nhiều nước trồng sắn. Đến năm 1992, CIAT đã thu thập và đánh giá được 5.728 mẫu giống sắn theo các mục tiêu khả năng chống chịu sâu bệnh hại, khả năng cho năng n 10 suất cao và thích ứng với sự thay đổi của môi trường.
Từ đó lựa chọn các cặp bố mẹ phục vụ cho công tác nghiên cứu giống sắn và trao đổi quỹ gen giữa các quốc gia [11], [6]. Trong đó bao gồm 5.138 mẫu giống sắn thu thập tại vùng Nam Mỹ và Trung Mỹ, 24 mẫu giống sắn ở Bắc Mỹ, 384 mẫu giống sắn lai của CIAT, 163 mẫu giống sắn vùng châu Á, 19 mẫu giống sắn vùng châu Phi. Sau đó, CIAT đã giới thiệu cho châu Á và châu Mỹ 251 dòng sắn, cũng theo hướng đó hàng năm tại CIAT đã cung cấp tới 41.021 hạt lai từ 131 cặp lai cho các khu vực để quốc gia tiến hành chọn lọc, cải tiến giống. Viện nghiên cứu Nông Nghiệp Quốc tế IITA ở Nigiênia đã thu thập, đánh giá, bảo quản 1.