Tổng quan luận án
Đề tài luận án tiến sĩ: "Nghiên cứu giải phẫu lá, phân bón và kỹ thuật thu hái cho giống chè PH8, PH10 để sản xuất nguyên liệu chế biến chè xanh, chè Ô long tại Phú Thọ"
- Nghiên cứu sinh thực hiện: Trần Xuân Hoàng
- Người hướng dẫn khoa học: PGS. Lê Tất Khương, TS. Đặng Văn Thư
- Cơ sở đào tạo: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phối hợp Bộ Giáo dục và Đào tạo)
- Chuyên ngành: Khoa học cây trồng; Mã số: 62.10
- Năm hoàn thành: 2016
Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu
Cây chè (Camellia sinensis (L) O. Kuntze) là cây công nghiệp dài ngày, có sản phẩm thu hoạch chính là búp và lá non để chế biến thành các dòng sản phẩm thương phẩm như chè xanh và chè Ô long. Chất lượng sản phẩm chè phụ thuộc đồng thời vào đặc điểm giải phẫu tế bào lá, thành phần sinh hóa của giống, điều kiện sinh thái vùng trồng và các biện pháp kỹ thuật canh tác (chủ yếu là chế độ phân bón và kỹ thuật thu hái).
Cấu trúc vi giải phẫu tế bào lá chè không chỉ chi phối hiệu suất quang hợp mà còn quyết định sự biến đổi nội chất sinh hóa trong quá trình chế biến. Các giống chè mới như PH8 và PH10 do Viện Khoa học kỹ thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc tuyển chọn và lai tạo đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận là giống cây trồng mới. Trong đó, giống PH8 định hướng cho chế biến chè xanh chất lượng tốt, còn giống PH10 có tiềm năng chế biến chè Ô long đạt chất lượng khá.
Tuy nhiên, vùng chè Phú Thọ nói riêng và miền Bắc Việt Nam nói chung có đặc điểm địa hình vùng thấp (độ cao phổ biến 200 – 600 m so với mực nước biển), đất thuộc nhóm đất xám feralit (Ferralic acrisols theo phân loại FAO) bị chua và thiếu hụt hàm lượng magie (Mg) cũng như chất hữu cơ do quá trình rửa trôi lâu năm. Khi canh tác tại vùng thấp, chè Ô long thường gặp nhược điểm màu nước chưa thật sáng, vị chưa ngọt đượm, hương thơm kém ổn định so với các vùng chè truyền thống trên thế giới (thường ở độ cao 600 – 1.000 m); chè xanh đôi khi vẫn còn vị chát đắng. Bên cạnh đó, các quy trình phân bón và kỹ thuật thu hái trước đây ở Việt Nam chủ yếu áp dụng chung cho sản xuất chè đen hoặc chưa có hướng dẫn kỹ thuật chuyên biệt cho từng giống mới và từng mục tiêu chế biến cụ thể. Việc nghiên cứu có hệ thống từ vi phẫu giải phẫu lá, thành phần hóa sinh búp đến xác định tổ hợp phân bón và kỹ thuật thu hái chuẩn xác cho hai giống chè PH8 và PH10 là khoảng trống cần được giải quyết.
Mục tiêu nghiên cứu
- Mục tiêu tổng quát:
Xác định được đặc điểm giải phẫu lá, thành phần sinh hóa búp làm cơ sở cho việc bón phân và kỹ thuật thu hái thích hợp cho chế biến chè xanh (đối với giống PH8) và chè Ô long (đối với giống PH10).
- Mục tiêu cụ thể:
- Xác định được một số đặc điểm chủ yếu về hình thái giải phẫu lá chè và thành phần sinh hóa của giống chè PH8 và giống chè PH10.
- Xác định được tổ hợp phân bón hữu cơ, vô cơ (NPK), phân trung lượng và kỹ thuật thu hái thích hợp để nâng cao chất lượng nguyên liệu chế biến chè xanh cho giống PH8 và chè Ô long cho giống PH10.
- Xây dựng mô hình canh tác (phân bón, thu hái) để sản xuất nguyên liệu chế biến chè xanh cho giống PH8 và chè Ô long cho giống PH10 tại sản xuất thực địa.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Cây chè giống PH8 (định hướng chè xanh), giống PH10 (định hướng chè Ô long) và giống đối chứng Kim Tuyên.
- Phạm vi không gian: Các thí nghiệm chuyên sâu được bố trí tại vùng đất xám feralit Phú Hộ (Phú Thọ) thuộc Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Chè (Viện Khoa học kỹ thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc). Các mô hình ứng dụng sản xuất được mở rộng thử nghiệm tại Phú Thọ, Công ty cổ phần chè Vạn Tài (Thái Nguyên) và Công ty TNHH Kolia (Cao Bằng).
- Phạm vi nội dung: Tập trung vào các chỉ tiêu giải phẫu lá chính (độ dày phiến lá, tầng biểu bì, mô dậu, mật độ lông tuyết), thành phần sinh hóa búp (tanin, polyphenol, catechin, axit amin, đường khử, chất hòa tan, hợp chất thơm bằng sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS), các tổ hợp phân bón (hữu cơ, NPK, MgSO4, đậu tương ngâm) và kỹ thuật thu hái (tiêu chuẩn búp, số lá chừa, chu kỳ và thời điểm thu hái trong ngày).
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Các hướng nghiên cứu trên thế giới
-
Về giải phẫu lá chè:
- Pêchinốp (1963) khẳng định đặc điểm sinh lý và giải phẫu là cơ sở cho chọn giống và định hướng biện pháp canh tác nhằm nâng cao hiệu suất quang hợp.
- Mikeladze (dẫn theo Nguyễn Thị Ngọc Bình, 2002) chỉ ra cấu tạo biểu bì liên quan đến tính chịu nhiệt và chịu rét (giống phương Nam chịu nóng có 1 lớp biểu bì, giống phương Bắc và Nhật Bản lá nhỏ có nhiều lớp biểu bì); lông tuyết ở mặt dưới lá có túi tế bào tiết dầu thơm quyết định hương vị chè.
- Trang Vãn Phương (1958) chứng minh kích thước tế bào biểu bì, độ dày mô dậu và tỷ lệ mô dậu/mô xốp càng lớn thì tính chống chịu hạn và rét của cây chè càng cao.
- Simusal (dẫn theo Trịnh Khởi Khôn, Trang Tuyết Phong, 1997) xác định mật độ lông tuyết dày và hàm lượng polyphenol cao là chỉ tiêu đánh giá tính kháng bệnh của lá chè.
- Yang Weili và cs (1988 – 1991) khảo sát 17 giống chè và đưa ra tiêu chí giải phẫu thích hợp chế biến chè Ô long: độ dày phiến lá từ 250 – 380 µm, độ dày biểu bì trên từ 32 – 35 µm, độ dày mô dậu từ 75 – 125 µm.
- Yang Xuecheng (1989, 1994) phát hiện cấu trúc phân hóa lục lạp và sản sinh thể nguyên sinh chất đặc thù ở các tầng lá của giống chè Ô long.
- Wang Feiquan và cs (2013) phân tích giải phẫu 10 mẫu giống Wuyi Mi Cong, xác định mẫu JM051 phù hợp làm chè xanh, các mẫu còn lại phù hợp làm chè Ô long.
-
Về phân bón cho cây chè:
- Phân hữu cơ: Quỹ W.K. Kellogg (1992 – 1997) tại Srilanka thử nghiệm phân hữu cơ bổ sung vi sinh vật phân giải lân (Bacillus, Pseudomonas) giúp tăng 9 – 14% năng suất chè. Zhang Wenjin, Yang Ruxin và cs (2000) đề xuất tỷ lệ N:P:K:hữu cơ là 3:1:3:3 hoặc 2:2:2:3 cho chè Ô long. Zheng Buhua và cs (2003) chứng minh phân hữu cơ axit humic cải thiện đáng kể polyphenol, axit amin tự do và mùi hương chè Ô long. Xu Fu-le và cs (2006) và Yu Dianyou (2010) ghi nhận phân hữu cơ sinh học giúp tăng chồi nảy mầm và cải thiện độ phì đất trồng chè Mao Tiêm.
- Phân khoáng NPK: Bonheure (1992) thống kê hàm lượng tích lũy các nguyên tố trong cây chè (N: 1,69 – 5,95%, P: 0,09 – 0,61%, K: 0,02 – 2,64%, Ca: 0,06 – 2,42%, Mg: 0,07 – 1,40%). Qamar-uz-Zaman và cs (2011) ghi nhận bón đạm 375 kg/ha làm tăng rõ rệt năng suất búp. Saharia và Bezbaruah (1984) đưa ra định mức bón NPK tại Bắc và Nam Ấn Độ. Lin Xinjiong và cs (1991), Su Kongwu và Li Jinlan (2005), Li Jing (2005), Jerry W. Madhavan (2002) nhấn mạnh việc tăng tỷ lệ kali và magie giúp nâng cao phẩm cấp chè Ô long. Su Youjian, Liao Wanyou và cs (2011) xác định mối quan hệ parabol giữa lượng phân đạm và năng suất búp. Shang Hu (2010) tối ưu hóa công thức NPK cho giống Thiết Quan Âm.
- Phân trung lượng và vi lượng: Ruan Jianyun, Wu Xun, Hardter (1997) chứng minh bổ sung kali và magie làm tăng 9 – 38% năng suất búp tươi, làm giảm tỷ lệ polyphenol/axit amin tự do và gia tăng hợp chất thơm nerolidol trong chè Ô long. Zhang Yugang (2011), Zhang Wanting và Cao Panrong (2010) ghi nhận bón MgSO4 làm tăng đáng kể các cấu phần hương như nerolidol, linalool oxide (II), acetyl pyrrole, hexanal. Shahram Sedagthoor và cs (2009) tại Iran và Venkatesan (2010) tại Ấn Độ chứng minh tác động tương hỗ giữa N, K và phân vi lượng (Zn, Cu, B, Mg) đối với năng suất và chỉ số hương thơm.
-
Về kỹ thuật thu hái:
- Dumur và Naidu (1985) tại Mauritius xác định chu kỳ hái tối ưu 7 – 10 ngày (không quá 14 ngày). Anon (1986) tại Ấn Độ hướng dẫn hái lứa 1 khi búp cao 25 cm (chừa lại 15 cm) để tạo tán phẳng. Deuss (1936 / Rattan 1992) phân loại các phương thức hái 1 tôm 2 lá hoặc 3 lá.
- Zhou Lingkun, Li Zhufang (2008), Su Xingmao (2004), Cheng Qikun (2005), Wang Feiquan và cs (2009) xác lập quy chuẩn: Chè xanh thu hái búp non 1 tôm 1 – 2 lá; chè Ô long thu hái búp 1 tôm 2 – 3 lá khi cành phát triển 5 – 6 lá (vào lúc khô sương từ 9 – 10 giờ sáng vụ xuân hoặc sau 15 giờ chiều vụ thu).
Các nghiên cứu tại Việt Nam
- Nguyễn Văn Toàn (1994, 2007) khảo sát giải phẫu lá các giống LDP1, ĐBT, TRI777 liên quan đến nhân giống cành giâm và tính chịu hạn; Nguyễn Thị Ngọc Bình (2002) nghiên cứu ảnh hưởng của chu kỳ hái và phân bón đến mô cơ học giống 1A.
- Lê Tất Khương (1997), Lê Văn Đức (1997, 2004), Trần Thị Tuyết Thu (2014) đánh giá hiệu quả che phủ hữu cơ (tế guột, rơm rạ, cành lá chè đốn) cải tạo đất feralit.
- Phạm Kiến Nghiệp (1984), Vũ Cao Thái (1996), Đinh Thị Ngọ (1996, 2009), Nguyễn Xuân Cường (2010) xác định các tỷ lệ phối hợp NPK (3:1:2; 2:1:2; 3:1:1) cho chè Shan, PH1, LDP1, Phúc Vân Tiên.
- Hà Thị Thanh Đoàn (2008), Đỗ Văn Ngọc, Đặng Văn Thư và cs (2010, 2012) nghiên cứu bón bổ sung 50 – 75 kg MgSO4/ha kết hợp đậu tương ngâm cho giống Kim Tuyên để chế biến chè Ô long.
- Về kỹ thuật hái, Nguyễn Tâm Đài, Phạm Kiếm Nghiệp (1968 – 1971), Đỗ Văn Ngọc (1983 – 1997, 2006, 2009), Ngô Xuân Cường và cs (2009) đã phân tích mối quan hệ giữa chỉ số diện tích lá (LAI), phương pháp hái kỹ tạo tán phẳng so với hái san trật, giải quyết bài toán tồn dư thuốc bảo vệ thực vật.
Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết
Các công trình tại Việt Nam trước đây chủ yếu nghiên cứu giải phẫu lá để phục vụ nhân giống cành giâm hoặc đánh giá tính chịu hạn chung, chưa gắn kết đặc điểm giải phẫu lá với định hướng công nghệ chế biến riêng biệt cho chè xanh và chè Ô long. Về phân bón và thu hái, các quy trình hiện hành chưa tích hợp đồng bộ phân hữu cơ, phân trung lượng (MgSO4) và chế phẩm đậu tương ngâm cho các giống chè mới chọn tạo (PH8, PH10) tại vùng sinh thái đồi thấp miền Bắc. Luận án giải quyết toàn diện mối liên hệ chuỗi: Giải phẫu lá – Sinh hóa nội chất – Chế độ phân bón – Kỹ thuật thu hái – Chất lượng chè thành phẩm.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Cơ sở lý thuyết và các chỉ tiêu phân tích
- Khung lý thuyết hình thái - giải phẫu: Dựa trên mối tương quan giữa độ dày tầng cutin, biểu bì trên, độ dày mô dậu, tỷ lệ mô dậu/mô xốp, mật độ lông tuyết với khả năng tổng hợp chất hữu cơ qua quang hợp và khả năng giữ nước, giữ dịch tế bào chứa tiền chất tạo hương khi vò, lên men.
- Lý thuyết dinh dưỡng khoáng chuyên biệt: Bón khoáng cân đối NPK kết hợp tăng tỷ lệ K và bổ sung cation Mg2+ (thành phần nhân của phân tử diệp lục, enzyme xúc tác tổng hợp axit amin L-theanine và catechin) và nguồn đạm hữu cơ phân giải chậm từ đậu tương ngâm.
- Tiêu chuẩn nguyên liệu hóa sinh:
- Chè xanh: Búp 1 tôm 2 – 3 lá non, hàm lượng tanin vừa phải (< 30% chất khô), tỷ lệ tanin/axit amin từ 6 – 13, hàm lượng đường khử và chất hòa tan cao.
- Chè Ô long: Búp 1 tôm 3 lá có độ chín sinh lý (trên cành có 5 – 6 lá), phiến lá dày dai, hàm lượng axit amin ≥ 2%, polyphenol < 25%, catechin > 160 mg/g chất khô, chất hòa tan ≥ 40%, tỷ lệ tanin/axit amin từ 9 – 13, hàm lượng hợp chất thơm bay hơi cao (đặc biệt là nerolidol).
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
Luận án kết hợp phương pháp nghiên cứu phòng thí nghiệm và bố trí thí nghiệm đồng ruộng nhiều năm:
- Phương pháp vi phẫu giải phẫu: Lấy mẫu lá ở các vị trí lá 1, lá 2, lá 3 trên búp chè của các giống PH8, PH10, Kim Tuyên; làm tiêu bản vi phẫu lát cắt ngang nhuộm kép, đo kích thước bằng trắc vi thị kính trên kính hiển vi quang học (độ dày phiến lá, tầng biểu bì, tầng mô dậu, mật độ lông tuyết ở các mùa vụ).
- Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng:
- Thí nghiệm phân bón: Bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD), theo dõi các công thức phối hợp phân chuồng hoai mục, mức NPK (với tỷ lệ N:P:K = 3:1:2 ở các mức đạm tính theo tấn sản phẩm), bổ sung MgSO4 và nước đậu tương ngâm.
- Thí nghiệm kỹ thuật thu hái: Bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh, so sánh các phương thức hái (hái 1 tôm 2 lá, 1 tôm 3 lá, số lá chừa trên cành khi thu hái, thời điểm thu hái trong ngày).
- Phương pháp phân tích sinh hóa và mùi hương:
- Phân tích hàm lượng tanin, đường khử, axit amin tổng số, polyphenol, chất hòa tan (CHT) theo các phương pháp tiêu chuẩn ngành nông nghiệp.
- Phân tích thành phần các hợp chất thơm bay hơi bằng hệ thống sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS).
- Phương pháp đánh giá cảm quan: Đánh giá chất lượng cảm quan chè xanh và chè Ô long thương phẩm theo thang điểm tiêu chuẩn cảm quan Việt Nam (TCVN) về 5 chỉ tiêu: ngoại hình, màu nước, mùi hương, vị và bã chè.
- Phương pháp kinh tế và xử lý số liệu: Theo dõi mật độ sâu hại chính (rầy xanh, bọ cánh tơ, bọ xít muỗi), tính toán hiệu quả kinh tế (chi phí, doanh thu, lợi nhuận, tỷ suất lợi nhuận); xử lý số liệu thống kê sinh học bằng phần mềm thống kê chuyên dụng trong nông học.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan tài liệu và cơ sở khoa học của đề tài
Chương 1 hệ thống hóa toàn bộ các cơ sở lý luận về hình thái, vi phẫu thực vật học, sinh thái dinh dưỡng khoáng và sinh hóa cây chè. Tác giả phân tích chi tiết các yêu cầu nguyên liệu đối với chè xanh và chè Ô long, đồng thời điểm luận các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về phân bón hữu cơ, NPK, trung vi lượng (Mg, Zn, Cu, Bo), phân bón lá và các kỹ thuật hái chè (hái tay, hái máy, hái san trật, hái kỹ). Cuối chương, tác giả chỉ ra các hạn chế của vùng chè thấp miền Bắc và xác định định hướng nghiên cứu cho hai giống PH8 và PH10.
Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương 2 trình bày chi tiết về các vật liệu nghiên cứu:
- Giống chè PH8 (chọn lọc từ tổ hợp lai, sinh trưởng khỏe, búp màu xanh sáng, phù hợp chè xanh).
- Giống chè PH10 (chọn lọc từ tổ hợp lai, bản lá dày, phù hợp chè Ô long).
- Giống đối chứng: Kim Tuyên.
- Vật liệu phân bón: Phân chuồng hoai mục, phân đạm urê, supe lân, kali clorua / kali sunfat, magie sunfat (MgSO4), hạt đậu tương ngâm ủ.
Nội dung nghiên cứu gồm 4 phần chính:
- Nghiên cứu đặc điểm giải phẫu lá và sinh hóa búp của giống PH8, PH10, Kim Tuyên.
- Thí nghiệm ảnh hưởng của phân bón đến sinh trưởng, năng suất, sâu bệnh và chất lượng nguyên liệu.
- Thí nghiệm ảnh hưởng của kỹ thuật hái đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng chè.
- Xây dựng mô hình ứng dụng đồng bộ kỹ thuật phân bón và thu hái mới tại sản xuất, hạch toán hiệu quả kinh tế.
Danh mục các khối nội dung và hệ thống bảng/hình nghiên cứu chính (Chương 2 & 3):
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm thông qua hệ thống 37 bảng số liệu và 24 hình minh họa:
- Đặc điểm giải phẫu lá và thành phần sinh hóa của các giống chè:
- Hình thái và giải phẫu: Cấu trúc lát cắt lá 1, lá 2, lá 3 của giống PH10 thể hiện bản lá dày, tầng biểu bì trên và mô dậu phát triển dày hơn so với giống PH8. Độ dày phiến lá của giống PH10 đạt mức tương thích với tiêu chuẩn giống chè Ô long quốc tế (250 – 380 µm). Giống PH8 có phiến lá mỏng hơn, tế bào mô xốp xốp hơn, thích hợp cho việc diệt men và vò chè xanh. Mật độ lông tuyết biến động theo mùa vụ, tập trung cao ở vụ xuân.
- Tương quan sinh hóa và chất lượng: Tồn tại mối quan hệ tương quan thuận giữa độ dày phiến lá, hàm lượng đường khử với điểm đánh giá cảm quan chất lượng chè Ô long ở giống PH10 và Kim Tuyên; đối với giống PH8, hàm lượng axit amin và tanin ở mức vừa phải tạo nên chất lượng nước xanh trong, vị đượm cho chè xanh.
| Chỉ tiêu nghiên cứu |
Giống chè PH8 (Chè xanh) |
Giống chè PH10 (Chè Ô long) |
Giống Kim Tuyên (Đối chứng) |
| Đặc điểm phiến lá |
Trung bình, màu xanh sáng |
Dày, dai, màu xanh đậm |
Dày, màu xanh vừa |
| Cấu trúc giải phẫu |
Biểu bì trên và mô dậu vừa phải |
Mô dậu dày, biểu bì trên dày |
Mô dậu dày, biểu bì dày |
| Đặc tính sinh hóa búp |
Axit amin cao, tanin vừa phải (<30%) |
Đường khử, pectin, axit amin cao |
Axit amin cao, polyphenol vừa |
| Định hướng chế biến |
Chè xanh chất lượng cao |
Chè Ô long chất lượng khá |
Chè Ô long |
-
Ảnh hưởng của các công thức phân bón:
- Các công thức bón kết hợp phân chuồng hoai mục + NPK (tỷ lệ 3:1:2) + bổ sung MgSO4 và nước đậu tương ngâm thúc đẩy mạnh mẽ quá trình sinh trưởng búp, tăng mật độ búp/m2 và khối lượng 100 búp.
- Tỷ lệ NPK (3:1:2) với mức đạm N = 40 kg/tấn sản phẩm kết hợp 30 tấn phân chuồng/ha và 75 kg MgSO4/ha (Công thức 2) cho năng suất cao nhất ở cả hai giống PH8 và PH10.
- Bổ sung MgSO4 và đậu tương ngâm làm giảm rõ rệt tỷ lệ búp mù xòe, tăng hàm lượng axit amin, đường khử và các hợp chất hòa tan trong búp tươi.
- Phân tích GC-MS chứng minh công thức phân bón tối ưu (CT2) làm tăng đáng kể hàm lượng các hợp chất thơm bay hơi, đặc biệt là hàm lượng nerolidol trong sản phẩm chè Ô long giống PH10 và các aldehyde, alcohol mạch ngắn tạo hương thơm cốm ở chè xanh giống PH8. Điểm thử nếm cảm quan đạt loại xuất sắc/khá cao hơn hẳn đối chứng.
-
Ảnh hưởng của kỹ thuật thu hái:
- Đối với giống PH8: Kỹ thuật hái búp 1 tôm 2 lá non (Công thức 1) cho nguyên liệu có phẩm cấp tốt nhất, hàm lượng chất hòa tan và axit amin cao, tạo ra chè xanh có ngoại hình xoăn chặt, màu nước xanh trong sáng, vị chát dịu hậu ngọt.
- Đối với giống PH10: Kỹ thuật hái búp 1 tôm 3 lá khi cành chè phát triển đạt 6 lá (Công thức 2) đạt độ chín sinh lý tối ưu (tỷ lệ bánh tẻ cao), giúp phiến lá đủ độ dai khi vò và lên men bán phần, tối ưu hóa quá trình hình thành hương thơm đặc trưng của chè Ô long.
- Thời vụ và thời điểm thu hái: Thu hái sau khi tan sương buổi sáng (9 – 10 giờ) ở vụ xuân và sau 15 giờ chiều ở vụ thu cho hàm lượng hương thơm và điểm cảm quan cao nhất.
-
Kết quả xây dựng mô hình sản xuất và hạch toán kinh tế:
- Triển khai mô hình thâm canh phân bón và thu hái mới tại Phú Thọ, Thái Nguyên (Công ty CP chè Vạn Tài) và Cao Bằng (Công ty TNHH Kolia) cho thấy cây chè sinh trưởng đồng đều, mật độ sâu hại chính giảm do hái búp tập trung tạo tán phẳng.
- Năng suất búp tươi và tỷ lệ búp loại A tăng rõ rệt so với tập quán canh tác của địa phương.
- Hạch toán kinh tế cho thấy mô hình áp dụng gói kỹ thuật mới mang lại doanh thu và lợi nhuận thuần cao hơn từ 25 – 35% so với sản xuất đại trà, khẳng định hiệu quả kinh tế của việc sản xuất nguyên liệu chuyên biệt cho chè xanh và chè Ô long.
Kết quả và những đóng góp mới
Đóng góp mới về mặt khoa học
- Đã xác lập được cơ sở khoa học vi giải phẫu lá (độ dày phiến lá, độ dày tầng biểu bì trên, độ dày tầng mô dậu, mật độ lông tuyết) và đặc tính sinh hóa búp của 2 giống chè mới PH8 và PH10, làm luận cứ khoa học vững chắc cho việc định hướng giống PH8 chuyên dùng chế biến chè xanh và giống PH10 chuyên dùng chế biến chè Ô long tại vùng đồi thấp miền Bắc.
- Đã làm sáng tỏ cơ chế tác động của tổ hợp phân bón bổ sung phân trung lượng magie (dưới dạng MgSO4) kết hợp phân hữu cơ đậu tương ngâm đối với sự tích lũy nội chất (axit amin, đường khử, polyphenol) và sự gia tăng các hợp chất thơm quý (nerolidol, linalool oxide) xác định bằng sắc ký khí khối phổ (GC-MS) trong điều kiện đất xám feralit rửa trôi nghèo Mg.
Đóng góp mới về mặt thực tiễn
- Hoàn thiện gói kỹ thuật phân bón và thu hái:
- Chế độ phân bón: 30 tấn phân chuồng hoai mục + NPK tỷ lệ 3:1:2 (với liều lượng N = 40 kg/tấn sản phẩm búp thu hoạch) + 75 kg MgSO4/ha + bổ sung đậu tương ngâm.
- Quy chuẩn thu hái: Giống PH8 hái búp 1 tôm 2 lá non; giống PH10 hái búp 1 tôm 3 lá khi cành chè đạt 6 lá (thu hái vào 9 – 10 giờ sáng vụ xuân và sau 15 giờ chiều vụ thu).
- Công nhận Tiến bộ Kỹ thuật cấp Quốc gia:
Kết quả nghiên cứu của đề tài đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận 01 Tiến bộ kỹ thuật: TBKT 01 – 10 – 2015/BNNPTNT: Quy trình kỹ thuật bón phân, thu hái nguyên liệu sản xuất chè Ô long từ giống PH10 (theo Quyết định số 547/QĐ-TT-CCN, ngày 10 tháng 12 năm 2015 của Cục Trồng trọt).
- Hiệu quả xã hội - kinh tế: Giúp nâng cao năng suất, chất lượng thương phẩm chè xanh và chè Ô long tại các tỉnh Phú Thọ, Thái Nguyên, Cao Bằng; nâng cao thu nhập cho người làm chè, góp phần xóa đói giảm nghèo và thúc đẩy phát triển vùng chè bền vững.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Nghiên cứu tập trung chủ yếu trên vùng đất xám feralit đồi thấp tại Phú Hộ (Phú Thọ) và một số điểm mô hình miền núi phía Bắc; đối tượng nghiên cứu giới hạn trên hai giống chè mới PH8 và PH10 cùng giống đối chứng Kim Tuyên.
- Hướng nghiên cứu tiếp:
- Mở rộng theo dõi sự biến đổi giải phẫu lá và sinh hóa của giống PH8, PH10 trên các loại đất và tiểu vùng khí hậu sinh thái khác nhau (như vùng núi cao trên 800 m).
- Nghiên cứu sâu hơn về mối quan hệ giữa chế độ tưới nước tiết kiệm kết hợp bón phân qua hệ thống tưới đến cấu trúc hương thơm chè Ô long.
- Hoàn thiện đồng bộ quy trình công nghệ chế biến cơ giới hóa và tự động hóa chuyên biệt cho nguyên liệu giống PH8 và PH10.
Giá trị tham khảo
- Đối với nghiên cứu sinh, giảng viên, nhà khoa học chuyên ngành Khoa học cây trồng, Nông học, Nông hóa - Thổ nhưỡng: Cung cấp tài liệu tham khảo có giá trị về phương pháp luận kết hợp giải phẫu vi thể thực vật với động thái tích lũy sinh hóa và phân tích GC-MS hợp chất thơm.
- Đối với các cơ quan quản lý nông nghiệp và khuyến nông: Quy trình TBKT 01 – 10 – 2015/BNNPTNT là văn bản hướng dẫn kỹ thuật chính thức để chuyển giao vào sản xuất thâm canh chè Ô long tại các địa phương.
- Đối với doanh nghiệp, hợp tác xã và hộ nông dân sản xuất chè: Cung cấp hướng dẫn cụ thể về tỷ lệ bón NPK (3:1:2), liều lượng MgSO4 (75 kg/ha), phương pháp ngâm ủ đậu tương và quy cách hái tạo tán phẳng để nâng cao năng suất và chất lượng chè xanh, chè Ô long.
Câu hỏi thường gặp
1. Vì sao giống PH8 được định hướng cho chế biến chè xanh còn PH10 lại thích hợp cho chè Ô long?
Dựa trên kết quả nghiên cứu giải phẫu lá và thành phần sinh hóa: Giống PH8 có phiến lá mỏng vừa phải, màu xanh sáng, hàm lượng tanin dưới 30% và axit amin cao, khi chế biến chè xanh cho nước xanh sáng trong, vị dịu và hương thơm cốm. Giống PH10 có phiến lá dày dai, tầng mô dậu và biểu bì dày, hàm lượng đường khử, pectin và chất hòa tan cao, hàm lượng polyphenol dưới 25%, giàu tiền chất thơm (nerolidol), đáp ứng tiêu chuẩn khắt khe của nguyên liệu làm chè Ô long lên men bán phần.
2. Liều lượng và tỷ lệ phân bón tối ưu được luận án đề xuất là gì?
Tổ hợp phân bón tối ưu cho cả hai giống PH8 và PH10 gồm: 30 tấn phân chuồng hoai mục + phân khoáng NPK theo tỷ lệ phối hợp N:P:K = 3:1:2 (với lượng đạm nguyên chất N = 40 kg cho mỗi tấn búp sản phẩm thu hoạch) + 75 kg MgSO4/ha/năm, kết hợp tưới bổ sung nước đậu tương ngâm ủ.
3. Vai trò của phân trung lượng MgSO4 đối với chất lượng chè Ô long như thế nào?
Đất trồng chè vùng thấp Phú Thọ thuộc nhóm đất xám feralit chua và thiếu hụt Mg nghiêm trọng do rửa trôi. Bón bổ sung MgSO4 (75 kg/ha) giúp cây chè tổng hợp diệp lục tốt hơn, thúc đẩy quá trình đồng hóa đạm thành các axit amin (đặc biệt là L-theanine), giảm tỷ lệ polyphenol/axit amin tự do và làm tăng đáng kể hàm lượng hợp chất thơm chủ đạo nerolidol (phân tích qua GC-MS), nâng cao điểm cảm quan hương và vị của chè Ô long.
4. Tiêu chuẩn và thời điểm thu hái nguyên liệu của giống PH8 và PH10 khác nhau ra sao?
- Giống PH8 (chè xanh): Thu hái búp non tiêu chuẩn 1 tôm 2 lá để đảm bảo hàm lượng tanin thấp, búp mềm và ít xơ cuộng.
- Giống PH10 (chè Ô long): Thu hái búp 1 tôm 3 lá khi cành chè đã phát triển đạt 6 lá (búp đạt độ chín sinh lý, bánh tẻ). Thời điểm thu hái tốt nhất là từ 9 – 10 giờ sáng sau khi khô sương ở vụ xuân và sau 15 giờ chiều ở vụ thu.
5. Luận án đã được công nhận tiến bộ kỹ thuật nào?
Luận án đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận Tiến bộ kỹ thuật cấp Quốc gia mang mã số: TBKT 01 – 10 – 2015/BNNPTNT: Quy trình kỹ thuật bón phân, thu hái nguyên liệu sản xuất chè Ô long từ giống PH10 theo Quyết định số 547/QĐ-TT-CCN ngày 10/12/2015 của Cục Trồng trọt.
Kết luận
Luận án của NCS Trần Xuân Hoàng là công trình khoa học thực nghiệm hệ thống, giải quyết trọn vẹn mối quan hệ giữa cấu trúc giải phẫu lá, sinh hóa búp với biện pháp bón phân và kỹ thuật thu hái cho hai giống chè mới PH8 và PH10 tại vùng thấp Phú Thọ. Công trình đã xác lập công thức phân bón thâm canh tối ưu (30 tấn phân chuồng + NPK tỷ lệ 3:1:2 với mức 40 kg N/tấn sản phẩm + 75 kg MgSO4/ha + đậu tương ngâm) cùng quy chuẩn thu hái riêng biệt cho chế biến chè xanh (PH8) và chè Ô long (PH10). Kết quả nghiên cứu đã được đúc kết thành Tiến bộ kỹ thuật cấp quốc gia (TBKT 01 – 10 – 2015/BNNPTNT), góp phần nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế cho ngành sản xuất chè tại vùng trung du và miền núi phía Bắc.