Đặt vấn đề Ngày nay cùng với sự gia tăng dân số một cách nhanh chóng thì nhu cầu lương thực thực phẩm ngày càng trở nên cấp thiết. Để giải quyết vấn đề này cần phải có một hệ thống cây trồng hợp lý, đa dạng về chủng loại. Cây sắn (Manihot esculenta Crantz) là một trong những cây lương thực dễ trồng, có khả năng thích ứng rộng, và trồng được trên những vùng đất nghèo, không yêu cầu cao về điều kiện sinh thái, phân bón, chăm sóc. Nó được trồng rộng rãi ở 300 Bắc đến 300 Nam và được trồng ở trên 100 nước nhiệt đới thuộc ba châu lục lớn là châu Phi, châu Mỹ và châu Á (Phạm Văn Biên và Hoàng Kim, 1991) [2].
Sắn là cây lương thực rất quan trọng bởi có giá trị lớn trên nhiều mặt. Sắn là nguồn lương thực đáng kể cho con người, hiện nay nhiều nước trên thế giới đã sử dụng sắn và các sản phẩm chế biến từ sắn làm nguồn lương thực chính, nhất là các nước của châu Phi. Tinh bột sắn còn là một thành phần quan trọng trong chế độ ăn của hơn một tỷ người trên thế giới. Sắn cũng là thức ăn cho gia súc, gia cầm quan trọng tại nhiều nước trên thế giới, ngoài ra sắn còn là hàng hóa xuất khẩu có giá trị để làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến bột ngọt, bánh kẹo, mì ăn liền, ván ép, bao bì, màng phủ sinh học và phụ gia dược phẩm… Đặc biệt trong thời gian tới, sắn là nguyên liệu chính cho công nghiệp chế biến nhiên liệu sinh học (ethanol).
Ở Việt Nam, sắn là cây lương thực quan trọng sau lúa và ngô. Năm 2012 diện tích sắn toàn quốc là 550,6 nghìn ha, năng suất bình quân 177,0 tạ/ha, sản lượng là 9745,5 nghìn tấn (FAOSTAT, 2017). Cả nước hiện có hơn 60 lượng tinh bột sắn của Việt Nam hiện đạt 600 - 800 nghìn tấn, trong đó có c 2 khoảng 70% dành cho xuất khẩu và 30% tiêu thụ trong nước (Trần Ngọc Ngoạn, 2007) [10]. Cây sắn ở Việt Nam ngày càng có nhu cầu cao trong công nghiệp chế biến tinh bột, thức ăn gia súc, thực phẩm, dược liệu và trở thành cây hàng hóa xuất khẩu của nhiều tỉnh, công nghiệp chế biến ngày càng đa dạng hóa sản phẩm, đáp ứng nhu cầu của người dân ngày càng tốt hơn.
Để đáp ứng nguồn nguyên liệu hiện nay thì giống tốt cho năng suất cao, chất lượng tốt và thích ứng rộng đóng vai trò rất quan trọng. Chính vì vậy, các nhà khoa học trên thế giới và trong nước đang rất quan tâm đến công tác chọn lọc và cải tạo giống sắn mới có năng suất cao, chất lượng tốt nhằm đáp ứng nhu cầu hiện nay cũng như sau này. Xuất phát từ thực tế đó, em thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của tập đoàn giống sắn tại Thái Nguyên năm 2016”. Mục tiêu của đề tài - Nghiên cứu đặc điểm thực vật học của các giống sắn trong tập đoàn.
- Xác định khả năng sinh trưởng và phát triển của các giống sắn trong tập đoàn. - Xác định các yếu tố cấu thành năng suất và chất lượng của các giống sắn trong tập đoàn. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Giúp sinh viên củng cố và hệ thống lại toàn bộ những kiến thức đã học, áp dụng vào thực tế tạo điều kiện cho sinh viên học hỏi thêm kiến thức cũng như kinh nghiệm trong sản xuất.
- Là tài liệu tham khảo cho các bạn sinh viên khóa sau có cùng hướng nghiên cứu. Ý nghĩa đối với thực tiễn sản xuất Góp phần tìm ra giống sắn mới có năng suất cao, chất lượng tốt đưa vào sản xuất đại trà nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất của tỉnh Thái Nguyên cũng như các tỉnh Trung du miền núi phía Bắc. c 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Nguồn gốc, giá trị dinh dƣỡng của cây sắn 2.
Nguồn gốc Cây sắn có tên khoa học là Manihot esculenta Crantz có hoa hạt kín, có 2 lá mầm và thuộc họ thầu dầu có tới hơn 300 chi và 8000 loài phân thành 17 nhóm, có bộ nhiễm sắc thể 2n = 36. Nhiều tài liệu cho biết cây sắn có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của châu Mỹ Latinh (Crantz, 1976) và được trồng cách đây khoảng 5000 năm (CIAT,1993). Trung tâm phát sinh của cây sắn được giả thuyết tại Đông Bắc Brazil thuộc lưu vực sông Amazon, nơi có nhiều chủng loại sắn trồng và hoang dại (Đecanola, 1986; Roger, 1965). Trung tâm phân hóa phụ của cây sắn có thể tại Mehico, Trung Mỹ và ven biển các nước Nam Mỹ.
Bằng chứng là những di tích khảo cổ ở Venezuela niên đại 2700 năm trước công nguyên, những lò nướng bánh sắn trong phức hệ Malabo ở phía bắc Colombia niên đại khoảng 1200 năm trước công nguyên, những hạt tinh bột sắn ở trong phần hóa thạch được phát hiện tại Mehico có tuổi khoảng 900 năm đến 200 năm trước công nguyên (Roger, 1963, 1965). Các công trình nghiên cứu gần đây của nhiều tác giả kết luận rằng: Cây sắn có nguồn gốc phức tạp và có bốn trung tâm phát sinh đó là: Brazil có hai trung tâm, còn lại là ở Mehico và Bolivia. Cây sắn được người Bồ Đào Nha đưa đến Congo của châu Phi vào thế kỷ 16. Tài liệu nói tới sắn ở vùng này là của Barre và Thevet viết năm 1558.
Ở châu Á, sắn được du nhập vào Ấn Độ khoảng thế kỷ 17 (P,G, Rajendran et al, 1995) và Sri Lanka đầu thế kỷ 18 (W,M,S,M Bandara và M Sikurajapathy, 1992). Sau đó, sắn được trồng ở c 5 Trung Quốc, Myanma và các nước châu Á khác ở cuối thế kỷ 18, đầu thế kỷ 19 (Fang Baiping, U Thun Than 1992). Ở Việt Nam cây sắn được du nhập vào khoảng thế kỷ thứ 18 [2] và được canh tác phổ biến ở hầu hết các tỉnh của Việt Nam từ Bắc đến Nam. Diện tích sắn trồng nhiều nhất ở vùng Bắc Trung Bộ và duyên hải miền Trung, vùng Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, vùng Trung du và miền núi phía Bắc.
Giá trị dinh dưỡng Theo kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy: Trong protein của sắn có tương đối đầy đủ các acid amin (nhất là 9 acid amin không thay thế được cần thiết cho con người) đặc biệt hai acid amin quan trọng là Lizin và Tritophan có đủ để cung cấp cho nhu cầu của cả trẻ em và người lớn. Củ sắn rất giàu tinh bột (76,2 - 77,2%), nhưng rất nghèo protein (2,2-2,7%), đặc biệt acid amin Methionine (0-0,6 % protein) (Hoàng Văn Tiến, 1987; Limon, 1995). Ngược lại, lá sắn rất giàu protein nhưng hàm lượng độc tố HCN cũng rất cao (Hoàng Văn Tiến, 1987). Hiện nay sắn không chỉ đóng vai trò là cây lương thực quan trọng của một số nước trên thể giới mà sắn còn giữ vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguyên liệu cho nghành công nghiệp chế biến và đặc biệt là nghành chế biến nhiên liệu sinh học Ethanol.
Ở Việt Nam sắn còn là cây nâng cao kinh tế cho người nông dân với đặc điểm dễ trồng, ít chịu thâm canh, trồng trên đất dốc, đồi núi vẫn cho năng suất cao đã tạo điều kiện đưa nền kinh tế vùng sâu vùng xa phát triển. Trong ngành dược, tinh bột sắn được sử dụng làm tá dược trong sản xuất thuốc. Biến tính tinh bột sắn cho nhiều sản phẩm có giá t rị như đường gluccose, fructose… để làm dịch truyền hoặc các phụ gia cho các sản phẩm khác. c 6 Tinh bột sắn còn được dùng để làm hồ vải, làm lương thực, thực phẩm cho người, đặc biệt tinh bột sắn là thành phần không thể thiếu được trong ngành công nghiệp chế biến thức ăn cho nghề nuôi trồng thuỷ sản do nó có độ dẻo cao và không bị tan trong nước.
Từ tinh bột sắn có thể chế biến được gần 300 loại sản phẩm khác nhau. Thành phần dinh dưỡng không chỉ chứa trong củ sắn, lá sắn cũng chứa hàm lượng protein cao (20 - 25%), hàm lượng đáng kể các chất Canxi, Caroten, Vitamin B1, C (Tera 1984). Chất đạm của lá sắn có khá đầy đủ các acid amin cần thiết, giàu lysin nhưng thiếu methionin. Trong lá sắn ngoài các chất dinh dưỡng, cũng chứa một lượng độc tố HCN đáng kể.
Các giống sắn ngọt có 80 - 110mg HCN/1kg lá tươi. Các giống sắn đắng chứa 160 - 240mg HCN/ 1kg lá tươi. Lá sắn ngọt là một loại rau rất bổ dưỡng nhưng cần chú ý luộc kỹ để làm giảm hàm lượng HCN. Lá sắn đắng không nên luộc ăn mà nên muối dưa hoặc phơi khô để làm bột lá sắn phối hợp với các bột khác làm bánh thì hàm lượng HCN còn lại không đáng kể.
Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn trong và ngoài nƣớc 2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn trên thế giới Sắn hiện được trồng trên 100 nước có khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới thuộc 3 châu lục: châu Á, châu Phi và châu Mỹ Latinh. Tổ chức Nông lương thực thế giới xếp sắn là cây lương thực quan trọng ở các nước đang phát triển sau lúa gạo, ngô và mì. Tinh bột sắn là một thành phần quan trong trong chế độ ăn của hơn một tỷ người thế giới.
Đồng thời, sắn cũng là cây hàng hóa xuất khẩu có giá trị để chế biến bột ngọt, bánh kẹo, mì ăn liền, ván ép, bao bì màng phủ sinh học và phụ gia dược phẩm. Đặc biệt trong thời gian tới, sắn là nguyên liệu cho công nghiệp chế biến nhiên liệu sinh học (ethanol), năm 2008, Trung Quốc đã sản xuất một triệu tấn ethanol, họ đã thỏa thuận với các quốc gia lân cận để cung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất c 7 ethanol. Tại Thái Lan, nhiều nhà máy sản xuất ethanol sử dụng sắn đã được xây dựng năm 2008. Indonesia đã lên kế hoạch sử dụng sắn sản xuất ethanol để pha vào xăng theo tỷ lệ bắt buộc 5% bắt đầu từ năm 2010.
Các nước như Lào, Papua New Guinea, đảo quốc Fiji, Nigeria, Colombia và Uganda cũng đang nghiêncứu thử nghiệm cho sản xuất ethanol[13]. Diện tích, năng suất và sản lượng sắn trên thế giới được thể hiện ở bảng 2. Diện tích, năng suất và sản lƣợng sắn trên thế giới qua các năm Diện tích Năng suất Sản lƣợng Năm (ha) (tấn/ha) (nghìn tấn) 2008 19,10 12,22 223,50 2009 19,31 12,29 237,43 2010 18,46 12,43 243,05 2011 20,46 12,79 261,76 2012 20,82 12,92 269,12 2013 20,73 13,47 275,72 2014 23,87 11,24 268,28 (Nguồn: FAOSTAT,2017) Kết quả bảng 2.1 cho thấy: Diện tích sắn trên thế giới có sự thay đổi qua các năm dao động từ 18,46 – 23,87 ha. Trong đó, năm 2014 diện tích sắn trên toàn thế giới là 23,87 ha tăng 4,77 ha so với năm 2008 và 5,41 ha so với năm 2010.