Đặt vấn đề Sắn (Manihot esculenta Crantz) là loại cây lương thực quan trọng thứ 3 trong nền nông nghiệp thế giới chỉ sau lúa gạo và lúa mì. Tại châu Phi, châu Á và Mỹ Latin, hàng triệu người sử dụng sắn như là nguồn lương thực chủ yếu nhằm đảm bảo an ninh lương thực. Đồng thời, sắn cũng là cây thức ăn gia súc, cây nhiên liệu sinh học, cây hàng hóa xuất khẩu quan trọng trên thế giới và Việt Nam. (Phạm Văn Biên, 1991) [2] Sắn dễ trồng, ít vốn đầu tư, dễ chế biến xuất khẩu, đạt lợi nhuận và lợi thế cạnh tranh cao.
Sản phẩm sắn rất thông dụng để chế biến xăng sinh học (bioethanol), bột ngọt, thực phẩm, bánh kẹo, mì ăn liền, ván ép, hồ vải, si rô, nước giải khát, phụ gia dược phẩm. Cây sắn hiện đang được cộng đồng quốc tế quan tâm phát triển để làm nhiên liệu sinh học và là giải pháp an toàn lương thực hàng đầu của nhiều nước châu Phi và thế giới Ở Việt Nam, 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 2016, ở Việt Nam trồng 579,9 nghìn ha với tổng sản lượng thu được 10,045 triệu tấn. (FAOSTAT, 2018) [13] 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 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, em thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của tập đoàn giống sắn tại Thái Nguyên 2017 ”. Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của tập đoàn giống sắn tại Thái Nguyên góp phần bảo tồn đa dạng sinh học cây sắn, phục vụ cho công tác học tập, nghiên cứu và chọn tạo giống sắn đáp ứng nhu cầu sản xuất sắn hàng hoá. Yêu cầu nghiên cứu - Theo dõi khả năng sinh trưởng của các giống sắn - Đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất và chất lượng - Theo dõi đặc điểm nông sinh học - Mô tả đặc điểm thực vật học 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.
- 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 1. Ý nghĩa thực tiễn - Xác định được khả năng sinh trưởng, phát triển 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 (Manihot esculenta Crantz ) là cây trồng rất quan trọng của nhiều nước trên thế giới. Năm 1772, Raynal đưa ra ý kiến cho rằng sắn có nguồn gốc ở châu Phi. Nhiều tác giả, đặc biệt là Crantz (1766) cho rằng cây sắn có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của châu Mỹ- La-tinh và đã được trồng cách đây khoảng 5. Sau đó, một số tác giả khác như: Humboldt, brown, Moreaude Jonnes, Saint-Hilaire và Decandolle lại khẳng định nguồn gốc của cây sắn ở châu Mỹ.
Đến nay các nhà khoa học đã thống nhất quan điểm và đi đến khẳng định nguồn gốc của cây sắn ở châu Mỹ, với trung tâm phát sinh của nó nằm ở Đông Bắc Brazil, còn các địa điểm ở Trung Mỹ và Mexico là những trung tâm phân hóa phụ. Hiện nay sắn được trồng hầu hết ở các nước nhiệt đới từ 30 độ vĩ Bắc đến 30 độ vĩ Nam, tập trung nhiều ở châu Phi, châu Mỹ, châu Á và châu Úc. Ở châu Á, sắn được du nhập vào Sri Lanka và Calcuta vào cuối thế kỷ 18. Một quan điểm khác lại cho rằng sắn được người Bồ Đào Nha ở Goa (Ấn Độ) và người Tây Ban Nha ở Philippines du nhập vào châu Á từ thế kỷ 16.
Cũng như ở châu Phi, cây sắn thực sự được phát triển ở châu Á từ thế kỷ 19. ( Viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp miền Nam.) [10] Ở Việt Nam cây sắn được du nhập vào khoảng giữa thế kỷ 18 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 Bảng 2.1: 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 (Christopher Wheatley, Gregory J.Scott, Rupert Best and Siert Wiersema 1995) [12] 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. h 5 - 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 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: 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 phần 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] h 6 2.2 Tình hình sản xuất 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 30 độ Bắc đến 30 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). [8] 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 2012-2016 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tấn/ha) (triệu tấn) 2012 23,26 11,23 261,435 2013 23,67 11,04 261,510 2014 23,26 11,82 274,331 2015 23,46 11,78 276,668 2016 23,48 11,80 277,102 (Nguồn : FAOSTAT,2018) [13] Qua số liệu bảng 2.2 cho thấydiện tích trồng sắn trên thế giới tăng dần trong 4 năm gần đây, từ 23,26 triệu ha (2012) tăng lên 23,48 triệu ha (2016). Năng suất có xu hướng tăng từ 11,23 tấn/ha (năm 2012) lên 11,80 tấn/ha (2016).
Và sản lượng sắn vẫn tăng qua 5 năm gần đây từ 261,435 triệu tấn (2012) lên 277,102 triệu tấn (2016). 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. 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, 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 h 7 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 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%.
Châu Mỹ La tinh ước tốc độ tiêu thụ sản phẩm sắn tăng hàng năm là 1,3%, châu Phi là 2,44% và châu Á là 0,84 - 0,96%. Tình hình sản xuất sắn tại Việt Nam Cây sắn được du nhập vào Việt Nam trong khoảng giữa thế kỷ 18.