Đặt vấn đề 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. Sắn 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. Trên thế giới sắn là cây lương thực, thực phẩm chính của hơn 500 triệu người đồng thời là cây thức ăn gia súc và cũng là cây hàng hóa có giá trị xuất khẩu cao. Hiện nay sắn đang được cộng đồng quốc tế (FAO, CIAT, IITA…) quan tâm nghiên cứu phát triển.
Vì cây sắn được coi là giải pháp an toàn lương thực quan trọng hàng đầu tại nhiều nước Châu Phi nơi tình trạng suy dinh dưỡng tăng lên gấp đôi trong hai thập kỷ qua và là nguồn nguyên liệu chế biến thức ăn gia súc có khối lượng lớn tại nhiều nước Châu Mỹ, đồng thời là cây công nghiệp có giá trị thương mại trong chế biến tinh bột tại nhiều nước Châu Á. Ở Việt Nam, cây sắn là cây lương thực quan trọng sau lúa và ngô, sắn ngày càng có nhu cầu cao trong công nghiệp chế biến tinh bột, thức ăn gia súc, thực phẩm, dược liệu và đã trở thành cây hàng hoá xuất khẩu của nhiều tỉnh. Năm 2014 ở Việt Nam trồng 551,1 nghìn ha với tổng sản lượng thu được 10,225 triệu tấn (FAOSTAT, 2015). Đặc biệt năm 2014 sản lượng xuất khẩu sắn của nước ta là 3,39 triệu tấn, kim ngạch thu được sấp xỉ 1,2 tỷ USD.
Để có được nguồn nguyên liệu ổn định cho các nhà máy chế biến sắn hiện nay thì chúng ta không những phải chú trọng đến việc mở rộng diện tích, nâng cao năng suất mà còn phải đặc biệt quan tâm tới việc chọn lọc, cải tạo và h 2 giới thiệu những giống sắn mới có năng suất cao, chất lượng tốt, khả năng thích ứng rộng, phù hợp với nhu cầu sản xuất. Xuất phát từ thực tế đó việc thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của tập đoàn giống sắn tại Thái Nguyên năm 2018 ” là hết sức cần thiết. Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của tập đoàn giống sắn tại Thái Nguyên. Yêu cầu nghiên cứu - Nghiên cứu khả năng sinh trưởng của các giống sắn trong tập đoàn giống sắn.
- Nghiên cứu các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất và chất lượng của các giống sắn trong tập đoàn giống sắn. - Mô tả đặc điểm thực vật học của các giống sắn trong tập đoàn giống sắn. 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. - Trên cơ sở học đi đôi với hành, lý thuyết gắn liền với thực tiễn đã giúp cho sinh viên nâng cao được chuyên môn, có phương pháp và tổ chức tiến hành nghiên cứu ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất.
Ý nghĩa thực tiễn - Xác định được đặc điểm nông sinh học của các giống sắn làm cơ sở cho công tác bảo tồn và chọn tạo giống sắn mới. h 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Nguồn gốc, giá trị dinh dưỡng của cây sắn 2. Nguồn gốc Cây sắn tên khoa học là Manihot esculenta Crantz có hoa hạt kín và thuộc họ thầu dầu có tới hơn 300 chi và 8000 loài phân nhánh thành 17 nhóm, có bộ nhiễm sắc thể 2n=36.
Nhiều tài liệu cho biết cây sắn được trồng cách đây khoảng 5000 năm (Phạm Văn Biên, Hoàng Kim, 1995) [3]. Cây sắn có nguồn gốc từ Châu Mỹ La Tinh, được người dân bản địa trồng trong nhiều thế kỷ trước khi có sự xuất hiện của người Châu Âu. Sau đó sắn đã được đưa đến Châu Phi và Châu Á do nhu cầu an ninh lương thực. Sắn đang chuyển đổi vai trò từ cây lương thực thành cây nhiên liệu sinh học, tinh bột, lương thực, thức ăn gia súc (4F: fuel, flour, food, feed) (Hoàng Kim và ctv, 2014) [12].
Cây sắn được du nhập vào Châu Á khoảng giữa thế kỷ XVII theo 2 con đường: Thứ nhất là vào Srilanca năm 1876 rồi sang Ấn Độ năm 1794 sau đó sang Trung Quốc, Myanmar và một số nước Châu Á khác. Thứ hai là từ Châu Mỹ La Tinh đưa vào Philippin bởi thực dân Tây Ban Nha sau đó đem trồng ở Inđônesia và một số nước Châu Á khác. Ở Việt Nam cây sắn được du nhập vào khoảng giữa thế kỷ 18 (Phạm Văn Biên, 1991) [2]. Giá trị dinh dưỡng của sắn Sắn là một cây trồng có nhiều công dụng trong chế biến công nghiệp, lương thực thực phẩm và thức ăn gia súc.
- Củ sắn tươi: Phần ăn được có tỷ lệ chất khô 30 - 40% trọng lượng mẫu tươi, tinh bột 27 - 36%, đường tổng số 0,5 - 2,5% (trong đó saccarose 71%, h 4 glucose13%, fructose 9%, mantose 3%), đạm tổng số 0,5 - 2,0%, chất xơ 1,0%, chất béo 0,5%, chất khoáng 0,5 - 1,5 %, vitamin A khoảng 17 mg/100g, vitamin C khoảng 50 mg/100g, năng lượng 607 KJ/100g, yếu tố hạn chế dinh dưỡng là Cyanogenes, tỷ lệ trích tinh bột 22 - 25 %, kích thước hạt bột 5 - 50 micron, amylose 15 - 29 %, độ dính tối đa 700 - 1100 BU, nhiệt độ hồ hóa 49 - 73 OC.1: Thành phần hoá học trong củ sắn tươi Thành phần Hàm lượng Tỷ lệ chất khô (%) 30 - 40 Hàm lượng tinh bột (%) 27 - 36 Đường tổng số (% FW) 0,5 - 2,5 Đạm tổng số (%FW) 0,5 - 2,0 Chất xơ (%FW) 1,0 Chất béo (%FW) 0,5 Chất khoáng (%FW) 0,5 - 1,5 Vitamin A (mg/100gFW) 17 Vitamin C (mg/100gFW) 50 Năng lượng (KJ/100g) 607 Amylose (%) 15 - 29 Củ sắn giàu chất bột, năng lượng, khoáng, vitamin C, hạt bột sắn nhỏ mịn, độ dính cao nhưng nghèo chất béo và nhất là nghèo đạm, hàm lượng các acid amin không cân đối, thừa arginin nhưng thiếu các acid amin chứa lưu huỳnh. Tùy theo giống sắn, vụ trồng, số tháng thu hoạch sau trồng và kỹ thuật phân tích mà tổng số vật chất khô và hàm lượng đạm, béo, khoáng, xơ, đường, bột có sự thay đổi. - Ngoài củ sắn tươi: thân lá sắn cũng có những giá trị nhất định, theo nghiên cứu cho thấy lá sắn có hàm lượng đạm cao chiếm tới 7,22% có nhiều h 5 chất bột, chất khoáng vitamin. Do đó người dân sử dụng lá sắn để muối dưa, làm thức ăn cho tằm và có thể sử dụng làm thức ăn trong chăn nuôi.
Thân sắn chặt hom để làm giống, củi đun, trồng nấm, làm hàng rào,. Đặc biệt ở các nước phát triển thân sắn còn được chế biến lấy xenllulozo. - Sắn lát khô: thường có hai loại là sắn lát khô có vỏ và sắn lát khô không vỏ. Sắn lát khô có vỏ bao gồm: vỏ thịt, thịt sắn, lõi sắn và có thể là một phần vỏ gỗ.
Sắn lát khô không vỏ chỉ bao gồm thịt sắn và lõi sắn. Số liệu phân chất về sắn lát khô không vỏ của Việt Nam bình quân: đạt vật chất khô 90,01%, đạm thô 2,48%, béo thô 1,40%, xơ thô 3,72%, khoáng tổng số 2,04%, dẫn xuất không đạm 78,59%, Ca 0,15%, P 0,25%. Sắn lát khô có vỏ vật chất khô 90,57%, đạm thô 4,56%, béo thô 1,43%, xơ thô 3,52%, khoáng tổng số 2,22%, dẫn xuất không đạm 78,66%, Ca 0,27%, P 0,50%. - Bột sắn nghiền và tinh bột sắn: bột sắn nghiền thủ công có vật chất khô khoảng 87,56%, đạm thô 3,52%, béo thô 1,03%, xơ thô 1,37%, khoáng tổng số 1,38%, dẫn xuất không đạm 83,89%, Ca 0,11%, P 0,11%.
Tinh bột sắn có màu rất trắng. Hạt tinh bột sắn quan sát trên kính hiển vi điện tử quét SEM có kích thước 5-40 nm, nhiều hình dạng, chủ yếu là hình tròn, bề mặt nhẵn, một bên mặt có chỗ lõm hình nón và một núm nhỏ ở giữa. Tinh bột sắn có hàm lượng amylopectin và phân tử lượng trung bình cao hơn amylose của tinh bột bắp, lúa mì, khoai tây, độ nhớt cao, xu hướng thoái hóa thấp, độ bền gen cao (Hoàng Kim Anh, Ngô Kế Sương, Nguyễn Xích Liên, 2005) [1].2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn trên thế giới và Việt Nam 2. Tình hình sản xuất sắn trên thế giới Trên thế giới, sắn được trồng rộng rãi ở 30º vĩ độ Bắc đến 30º vĩ độ Nam và được trồng ở trên 100 nước nhiệt đới và cận nhiệt đới thuộc ba châu lục lớn là Châu Phi, Châu Mỹ và Châu Á (Trần Ngọc Ngoạn, 2007) [13].
Tình hình sản xuất sắn trên thế giới được thể hiện ở bảng 2.2: Tình hình sản xuất sắn trên thế giới giai đoạn 2012 - 2017 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm ( triệu ha) ( tấn/ha) (triệu tấn) 2012 25,41 10,92 277,68 2013 25,91 10,74 278,45 2014 25,55 11,43 292,05 2015 26,02 11,35 295,24 2016 25,85 11,45 296,04 2017 26,34 11,08 291,99 (Nguồn : FAOSTAT, 3/2019) [18] Qua số liệu bảng 2.2 cho thấy diện tích trồng sắn trên thế giới có tăng giảm nhưng không nhiều trong 5 năm gần đây, từ 25,41 triệu ha (2012) lên 26,34 triệu ha (2017). Năng suất có xu hướng tăng từ 10,92 tấn/ha (năm 2012) lên 11,08 tấn/ha (năm 2017). Tuy nhiên do diện tích tăng nên sản lượng sắn trên thế giới tăng dần qua các năm từ 277,68 triệu tấn (năm 2012) lên 291,99 triệu tấn (năm 2017). Theo Viện Nghiên cứu chiến lược Lương thực Quốc tế và Trung tâm Khoai tây Quốc tế đã tính toán nhiều mặt và dự báo tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn toàn cầu với tầm nhìn đến năm 2020 (Trần Ngọc Ngoạn, 2007)[13].
Năm 2020 sản lượng sắn toàn cầu ước đạt 275,10 triệu tấn, trong đó sản xuất sắn chủ yếu ở các nước đang phát triển là 274,7 triệu tấn, còn ở các nước đã phát triển khoảng 0,40 triệu tấn. Mức tiêu thụ sắn ở các nước đang phát triển dự báo đạt 254,60 triệu tấn, các nước đã phát triển là 20,5 triệu tấn. Khối lượng sản phẩm sắn toàn cầu sử dụng làm lương thực thực phẩm dự báo nhu cầu là 176,3 triệu tấn và thức ăn gia súc 53,4 triệu tấn. Tốc độ tăng hàng năm của nhu cầu sử dụng sản phẩm sắn làm lương thực, thực phẩm và thức ăn gia súc đạt tương ứng là 1,98% và 0,95%.
Châu Phi vẫn là khu vực dẫn đầu về h 7 nhu cầu sản lượng sắn toàn cầu với dự báo năm 2020 sẽ đạt 168,6 triệu tấn. Trong đó, khối lượng sản phẩm được sử dụng làm lương thực thực phẩm là 77,2%, làm thức ăn gia súc là 4,4%.