Tổng quan nghiên cứu
Sản xuất đậu tương tại Việt Nam đóng vai trò chiến lược trong an ninh lương thực và ngành công nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi, tuy nhiên nguồn cung nội địa luôn trong tình trạng thiếu hụt nghiêm trọng. Theo số liệu thống kê năm 2011, sản lượng đậu tương cả nước đạt 350.000 tấn trên diện tích 215.000 ha, năng suất bình quân chỉ đạt 16,3 tạ/ha, tương đương khoảng 60% mức trung bình thế giới (24,7 tạ/ha). Trong khi đó, nhu cầu khô dầu đậu tương cho ngành chăn nuôi cùng năm lên tới 3,1 triệu tấn (tương đương 4,1 triệu tấn hạt), khiến sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được khoảng 7,5% nhu cầu tiêu thụ.
Nguyên nhân cốt lõi dẫn đến tình trạng này là do cơ cấu bộ giống còn đơn điệu, thiếu các giống ngắn ngày có năng suất cao, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt và chưa xác định được khung thời vụ gieo trồng tối ưu cho từng vùng sinh thái. Đặc biệt, vụ hè tại khu vực đồng bằng sông Hồng có tiềm năng mở rộng diện tích rất lớn giữa hai vụ lúa nhưng chịu áp lực gay gắt từ nhiệt độ cao và mưa lớn đầu vụ.
Luận văn thạc sĩ nông nghiệp của tác giả Đỗ Xuân Cầu thực hiện tại huyện Thanh Trì, thành phố Hà Nội trong vụ hè năm 2011 nhằm giải quyết bài toán trên. Đề tài tập trung nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của 6 dòng và giống đậu tương triển vọng gồm D51-07, D43-07, YNS10, Đ98-06, ĐT19, ĐT26 so với giống đối chứng DT84. Đồng thời, nghiên cứu đánh giá sâu ảnh hưởng của các thời vụ gieo trồng đến sinh trưởng và năng suất của 2 dòng ưu tú nhất là D51-07 và D43-07. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn vững chắc để tuyển chọn giống mới đưa vào hệ thống khảo nghiệm quốc gia, bổ sung vào cơ cấu cây trồng vụ hè, hướng tới mục tiêu nâng cao năng suất hạt đạt trên 22 tạ/ha và tăng hiệu quả kinh tế cho người nông dân.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết sinh thái học cây trồng họ Đậu (Fabaceae), lý thuyết dinh dưỡng khoáng cân đối và mô hình di truyền số lượng trong chọn tạo giống.
Cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) là cây C3 điển hình có phản ứng quang chu kỳ ngày ngắn khắt khe. Quá trình sinh trưởng sinh dưỡng yêu cầu ngưỡng nhiệt độ tối thiểu từ 8 đến 12 độ C, giai đoạn sinh trưởng sinh thực cần từ 15 đến 18 độ C, và nhiệt độ tối thích cho nở hoa, tạo quả dao động trong khoảng 22 đến 27 độ C. Nhu cầu nước toàn bộ chu kỳ sinh trưởng từ 350 đến 600 mm, với hệ số sử dụng nước khoảng 1.500 m3 để hình thành 1 tấn hạt. Đậu tương có khả năng cộng sinh đặc biệt với vi khuẩn nốt sần Rhizobium japonicum trên hệ rễ, đáp ứng tới 60% tổng nhu cầu đạm của cây và để lại cho đất nguồn đạm hữu cơ tương đương 300 đến 400 kg đạm sunfat trên mỗi hecta sau thu hoạch.
Theo lý thuyết dinh dưỡng khoáng cân đối của tác giả Nguyễn Văn Bộ, để tạo ra 1 tấn hạt thương phẩm, cây đậu tương cần hấp thu 81 kg N, 14 kg P2O5, 33 kg K2O, 18 kg MgO và 24 kg CaO. Trong đó, Lân đóng vai trò kích thích phát triển bộ rễ và hình thành nốt sần, còn Kali điều hòa cân bằng nước, tăng khả năng chống đổ và chịu nhiệt. Nghiên cứu cũng vận dụng mô hình tương quan năng suất của tác giả Vũ Đình Chính, xác định các tính trạng có hệ số tương quan di truyền rất chặt chẽ với năng suất thực thu gồm: số quả chắc trên cây, tỷ lệ quả 2 đến 3 hạt, khối lượng 1000 hạt và diện tích lá ở giai đoạn mẩy quả (hệ số r > 0,6).
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng nguồn vật liệu gồm 6 dòng, giống đậu tương triển vọng do Trung tâm Nghiên cứu Đậu đỗ (Viện Cây Lương thực và Cây Thực phẩm) lai tạo và chọn lọc, cùng giống đối chứng DT84.
Thí nghiệm được bố trí trên đất phù sa cổ tại huyện Thanh Trì, Hà Nội theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với 3 lần lặp lại. Thí nghiệm 1 so sánh 6 giống/dòng trên diện tích ô tiêu chuẩn 10 m2. Thí nghiệm 2 nghiên cứu ảnh hưởng của 3 thời vụ gieo trồng (Trà sớm: 25/5, Trà chính vụ: 05/6, Trà muộn: 15/6) trên 2 dòng triển vọng D51-07 và D43-07. Cỡ mẫu điều tra cố định là 30 cây/ô để theo dõi động thái tăng trưởng và 10 cây/ô ngẫu nhiên ở thời điểm thu hoạch để phân tích cấu thành năng suất theo đúng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng (VCU) của cây đậu tương.
Lý do lựa chọn phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) và kiểm định Duncan trên phần mềm thống kê sinh học là nhằm bóc tách chính xác ảnh hưởng của yếu tố di truyền và tương tác thời vụ trong điều kiện khí hậu biến động của vụ hè, đảm bảo mức ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy P < 0,05.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Thứ nhất, nghiên cứu đã xác định được các dòng đậu tương có thời gian sinh trưởng cực kỳ phù hợp cho vụ hè. Dòng D51-07 có thời gian sinh trưởng 84 đến 86 ngày và dòng D43-07 từ 82 đến 83 ngày, ngắn hơn giống đối chứng DT84 từ 3 đến 5 ngày. Cả hai dòng đều có dạng hình thân đứng, chiều cao cây đạt 48,5 đến 52,3 cm, khả năng phân cành cấp 1 đạt từ 2,8 đến 3,4 cành/cây, giúp cây chống đổ ngã rất tốt trong điều kiện mưa dông vụ hè.
Thứ hai, hoạt lực hình thành nốt sần và tích lũy chất khô của các dòng mới vượt trội so với đối chứng. Dòng D51-07 đạt số lượng nốt sần trung bình 28,5 nốt sần/cây, trong đó nốt sần hữu hiệu chiếm 84,2%, khối lượng nốt sần tươi đạt 0,38 g/cây, cao hơn giống đối chứng DT84 là 15,2%. Chỉ số diện tích lá (LAI) của dòng D51-07 đạt đỉnh cao ở thời kỳ mẩy quả với giá trị 4,62 m2 lá/m2 đất.
Thứ ba, các chỉ tiêu cấu thành năng suất và năng suất thực thu đạt mức cao vượt bậc. Dòng D51-07 đạt số quả chắc bình quân 34,2 quả/cây, tỷ lệ quả 3 hạt đạt 42,6%, khối lượng 1000 hạt đạt 168,5 g, cho năng suất thực thu bình quân 23,8 tạ/ha, vượt đối chứng DT84 (đạt 19,5 tạ/ha) tới 22,05%. Dòng D43-07 đạt năng suất thực thu 21,9 tạ/ha, vượt đối chứng 12,3%.
Thứ tư, thời vụ gieo trồng có ảnh hưởng mang tính quyết định đến năng suất hạt. Gieo vào trà 1 (25/5) và trà 2 (05/6) cho năng suất cao nhất, đạt từ 22,8 đến 24,5 tạ/ha ở dòng D51-07. Khi gieo muộn vào trà 3 (15/6), năng suất giảm mạnh từ 18,5% đến 24,8% do trùng vào giai đoạn mưa lớn làm giảm tỷ lệ đậu quả và tăng tỷ lệ nhiễm bệnh lở cổ rễ.
Thảo luận kết quả
Nguyên nhân giúp dòng D51-07 và D43-07 đạt năng suất cao trong thời vụ gieo đầu tháng 6 là do cây tận dụng được nền nhiệt độ lý tưởng từ 28 đến 31 độ C cùng lượng bức xạ mặt trời dồi dào ở giai đoạn làm hạt, thúc đẩy tối đa hiệu suất quang hợp thuần. Ngược lại, việc gieo muộn khiến giai đoạn ra hoa - làm quả gặp mưa tập trung vào tháng 7 và tháng 8, gây rụng hoa hàng loạt và cản trở hoạt động của vi khuẩn nốt sần.
Khi đối chiếu với các công bố của tác giả Trần Đình Long và tác giả Nguyễn Trí Hoàn, kết quả này hoàn toàn thống nhất về quy luật tương tác giữa thời vụ và kiểu gen. Sự vượt trội của D51-07 khẳng định hướng chọn tạo giống đậu tương đột biến kết hợp lai hữu tính đã thành công trong việc dung hòa giữa thời gian sinh trưởng ngắn và tiềm năng năng suất sinh học lớn.
Trong luận văn, toàn bộ hệ thống số liệu được thể hiện trực quan thông qua các bảng thống kê chi tiết về 15 chỉ tiêu nông sinh học và biểu đồ hình cột biểu diễn biến động năng suất qua 3 thời vụ gieo. Bên cạnh đó, đồ thị đường biểu diễn động thái tích lũy chỉ số diện tích lá (LAI) từ giai đoạn cây con đến chín hoàn toàn giúp người đọc dễ dàng nhận diện giai đoạn tích lũy sinh khối then chốt của cây đậu tương hè.
Đề xuất và khuyến nghị
Thứ nhất, đưa ngay dòng đậu tương D51-07 và D43-07 vào mạng lưới khảo nghiệm diện rộng VCU và DUS cấp quốc gia. Trung tâm Nghiên cứu Đậu đỗ phối hợp với các Trung tâm Khảo nghiệm giống cây trồng triển khai mô hình sản xuất thử trên quy mô 10 đến 20 ha tại các vùng sinh thái trọng điểm thuộc đồng bằng sông Hồng trong giai đoạn tiếp theo, hướng tới mục tiêu công nhận giống cây trồng mới.
Thứ hai, chuẩn hóa và chuyển giao gói quy trình kỹ thuật gieo trồng đậu tương vụ hè. Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Hà Nội cùng các trạm khuyến nông cơ sở khuyến cáo nông dân bố trí thời vụ gieo tập trung từ ngày 25 tháng 5 đến ngày 05 tháng 6, duy trì mật độ gieo 40 đến 45 cây/m2 nhằm đạt năng suất mục tiêu từ 22 đến 25 tạ/ha.
Thứ ba, áp dụng quy trình bón phân cân đối kết hợp bổ sung phân vi sinh nốt sần. Người sản xuất cần thực hiện nghiêm ngặt công thức bón cho 1 hecta gồm: 30 kg N, 60 kg P2O5, 60 kg K2O kết hợp 1.000 kg phân chuồng hoai mục hoặc 500 kg phân hữu cơ vi sinh, chia làm 3 lần bón lót và bón thúc sớm để kích hoạt nốt sần phát triển, giúp tiết kiệm 20% lượng đạm khoáng và tăng độ phì nhiêu của đất canh tác.
Thứ tư, xây dựng mô hình liên kết chuỗi giá trị sản xuất gắn với bao tiêu sản phẩm đậu tương vụ hè. Ủy ban nhân dân huyện Thanh Trì và các địa phương lân cận cần hỗ trợ các hợp tác xã liên kết với doanh nghiệp chế biến thực phẩm và thức ăn chăn nuôi, hình thành vùng sản xuất hàng hóa tập trung từ 30 đến 50 ha, nâng cao giá trị thu nhập trên một đơn vị diện tích thêm 25 đến 30% so với độc canh cây lúa.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Thứ nhất, các nhà khoa học và chuyên gia chọn tạo giống cây trồng tại các viện nghiên cứu, trường đại học. Luận văn cung cấp nguồn dẫn liệu thực nghiệm quý giá về đặc tính nông sinh học của các dòng đậu tương triển vọng, làm vật liệu khởi đầu cho các chương trình lai tạo giống cây trồng chịu nhiệt, kháng bệnh.
Thứ hai, cán bộ quản lý nông nghiệp, kỹ sư khuyến nông các cấp tại vùng đồng bằng sông Hồng. Tài liệu cung cấp căn cứ khoa học chính xác để xây dựng lịch thời vụ, cơ cấu luân canh cây trồng 3 vụ/năm (Lúa xuân - Đậu tương hè - Lúa mùa muộn hoặc Rau vụ đông) nhằm tối ưu hóa quỹ đất nông nghiệp.
Thứ ba, giảng viên, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Khoa học cây trồng, Nông học, Sinh học thực nghiệm. Công trình là tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp thiết kế thí nghiệm đồng ruộng, quy trình thu thập chỉ tiêu sinh thái nông học và phương pháp phân tích thống kê sinh học trong nghiên cứu nông nghiệp.
Thứ tư, các chủ trang trại, giám đốc hợp tác xã nông nghiệp và bà con nông dân sản xuất đậu tương. Luận văn cung cấp cẩm nang kỹ thuật thực hành chuẩn xác từ khâu chọn giống, xác định thời điểm xuống giống đến biện pháp quản lý dinh dưỡng giúp nâng cao năng suất hạt thực tế từ 16 tạ/ha lên trên 23 tạ/ha.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao việc phát triển đậu tương vụ hè tại huyện Thanh Trì lại mang tính cấp thiết?
Vụ hè tại vùng đồng bằng sông Hồng có quỹ đất trống dồi dào giữa hai vụ lúa nhưng thường bị bỏ hoang do thời tiết nắng nóng gay gắt. Phát triển đậu tương vụ hè vừa giúp tận dụng đất đai, tăng thêm thu nhập từ 15 đến 20 triệu đồng/ha, vừa tận dụng khả năng cố định 300 đến 400 kg đạm sunfat/ha của nốt sần để cải tạo đất cho cây trồng vụ sau.
Dòng đậu tương D51-07 có những ưu điểm vượt trội nào so với giống đối chứng DT84?
Dòng D51-07 có thời gian sinh trưởng ngắn (84 đến 86 ngày), khả năng phân cành khỏe, chống đổ tốt và số nốt sần đạt 28,5 nốt/cây (cao hơn đối chứng 15,2%). Đặc biệt, năng suất thực thu của D51-07 đạt 23,8 tạ/ha, vượt trội 22,05% so với giống đối chứng DT84 vốn đang được trồng phổ biến rộng rãi.
Thời vụ gieo trồng tối ưu nhất cho đậu tương vụ hè tại Hà Nội là khi nào?
Khung thời vụ gieo tốt nhất được xác định từ ngày 25/5 đến ngày 05/6. Gieo trong khoảng thời gian này giúp cây hoàn thành giai đoạn nở hoa và tích lũy chất khô trong điều kiện bức xạ nhiệt thuận lợi nhất, đạt năng suất hạt từ 22,8 đến 24,5 tạ/ha. Gieo muộn sau ngày 15/6 sẽ làm năng suất suy giảm từ 18% đến 25%.
Yếu tố dinh dưỡng khoáng nào ảnh hưởng lớn nhất đến tỷ lệ đậu quả của đậu tương hè?
Lân và Kali là hai yếu tố khoáng then chốt quyết định năng suất. Lân thúc đẩy bộ rễ ăn sâu và gia tăng số lượng nốt sần hữu hiệu giai đoạn cây con. Kali đóng vai trò điều hòa thoát hơi nước, tăng cường vận chuyển chất khô về hạt ở giai đoạn mẩy quả và giúp cây tăng sức chống chịu với nhiệt độ cao trên 35 độ C.
Phương pháp làm đất tối thiểu có thể áp dụng cho giống đậu tương vụ hè được không?
Hoàn toàn có thể áp dụng hiệu quả. Nhờ thời gian sinh trưởng ngắn (82 đến 86 ngày) và khả năng sinh trưởng khỏe của dòng D51-07, nông dân có thể gieo thẳng hoặc áp dụng biện pháp làm đất tối thiểu sau khi thu hoạch lúa xuân, giúp tiết kiệm 40% công lao động, kịp thời vụ và bảo toàn độ ẩm đất đầu vụ hè.
Kết luận
- Luận văn đã tuyển chọn thành công dòng đậu tương D51-07 có tiềm năng năng suất cao vượt trội (23,8 tạ/ha, vượt 22,05% so với đối chứng DT84) và dòng D43-07 cực ngắn ngày (82 ngày, năng suất 21,9 tạ/ha) thích hợp tuyệt đối cho vụ hè.
- Xác lập cơ sở khoa học cho thấy hoạt lực cố định đạm của nốt sần và chỉ số diện tích lá (LAI đạt 4,62 m2 lá/m2 đất) là hai chỉ tiêu nông sinh học quyết định trực tiếp đến năng suất hạt đậu tương.
- Khẳng định khung thời vụ gieo trồng vàng từ ngày 25/5 đến 05/6 giúp cây đậu tương hè đạt hiệu quả sinh trưởng tối ưu và tránh được các bất lợi thời tiết cực đoan.
- Chứng minh giá trị sinh thái nông nghiệp to lớn của cây đậu tương khi để lại nguồn đạm sinh học tương đương 300 đến 400 kg đạm sunfat/ha, góp phần giảm chi phí phân hóa học cho vụ mùa tiếp theo.
- Hoàn thiện gói dữ liệu thực nghiệm toàn diện, sẵn sàng chuyển giao cho các cơ quan chuyên môn đưa vào hệ thống khảo nghiệm quốc gia trong giai đoạn 2013-2015.
Hãy đón đọc toàn văn luận văn thạc sĩ của tác giả Đỗ Xuân Cầu để cập nhật chi tiết hệ thống bảng biểu, phân tích phương sai chuyên sâu và công thức thâm canh đậu tương vụ hè đạt hiệu quả kinh tế cao nhất.