Tổng quan luận án

Công trình nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật xử lý ra hoa sớm cho cây măng cụt (Garcinia mangostana L.) ở miền Đông Nam Bộ” được tác giả Nguyễn An Đệ thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS. Lê Quang Hưng và TS. Bùi Xuân Khôi. Luận án được bảo vệ năm 2017 tại Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, thuộc chuyên ngành Khoa học Cây trồng (mã số: 62 62 01 10), ngành Nông nghiệp.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Măng cụt (Garcinia mangostana L.) là loài cây ăn quả nhiệt đới thuộc họ Bứa (Guttiferae) có giá trị kinh tế và thương mại cao. Do đòi hỏi điều kiện sinh thái khắt khe, trên thế giới chỉ có một số ít quốc gia Đông Nam Á sản xuất được măng cụt như Thái Lan (74.250 ha), Việt Nam (6.328 ha), Malaysia, Indonesia và Philippines, với tổng diện tích toàn cầu đạt khoảng 105.000 ha và sản lượng khoảng 480.000 tấn. Tại Việt Nam, măng cụt chỉ phân bố ở Nam Bộ, trong đó vùng miền Đông Nam Bộ chiếm khoảng 2.500 ha tập trung tại Bình Dương (khoảng 1.200 ha), Đồng Nai (khoảng 800 ha) và Bà Rịa - Vũng Tàu (khoảng 460 ha).

Tuy nhiên, nghề trồng măng cụt tại miền Đông Nam Bộ đang đối mặt với nhiều trở ngại kỹ thuật lớn:

  1. Hiện tượng ra hoa ít và không ổn định qua các năm, khiến năng suất bình quân chỉ đạt khoảng 4 tấn/ha/năm.
  2. Vụ thu hoạch tập trung vào tháng 6 và tháng 7 dương lịch dẫn đến tình trạng rộ mùa, giá bán hạ thấp và người sản xuất bị động trong khâu tiêu thụ.
  3. Thu hoạch rơi vào mùa mưa khiến phẩm chất quả suy giảm nghiêm trọng. Hai hiện tượng phổ biến là sượng quả/múi trong (translucent flesh disorder) chiếm tỷ lệ khoảng 40% và hiện tượng xì mủ ngoài vỏ (gamboge disorder) chiếm khoảng 50%. Quá trình quả chín gặp mưa kích thích cây đâm chồi non, tạo sự cạnh tranh dinh dưỡng trực tiếp với quả, dẫn đến hiện tượng sượng thịt quả.

Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định là: Trong khi Thái Lan và Malaysia đã làm chủ công nghệ xử lý ra hoa, các nghiên cứu trong nước trước đây tại các viện và trường đại học phía Nam chủ yếu dừng lại ở mức điều tra khảo sát hoặc thí nghiệm đơn lẻ (cắt tỉa cành, kích thích ra lá non, tăng tỷ lệ ra hoa vụ thuận) và hầu hết triển khai tại đồng bằng sông Cửu Long. Vùng miền Đông Nam Bộ có những nét đặc thù về thổ nhưỡng (đất đỏ vùng đồi, đất phù sa ven sông) và khí hậu (mùa khô bắt đầu rõ rệt từ tháng 11), đòi hỏi một quy trình kỹ thuật chuyên biệt để điều khiển cây ra hoa sớm hơn vụ thuận từ 1 đến 1,5 tháng nhằm thu hoạch trước mùa mưa.

Mục tiêu nghiên cứu

Đề xuất được biện pháp kỹ thuật xử lý ra hoa sớm nhằm cải thiện năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế sản xuất măng cụt cho vùng sinh thái miền Đông Nam Bộ; giúp cây ra hoa và thu hoạch sớm hơn khoảng 1,5 tháng so với măng cụt ra hoa tự nhiên trong vụ thuận.

Đối tượng, phạm vi và giới hạn nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Thời điểm ra hoa, số hoa hình thành, thời điểm thu hoạch, các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất, phẩm chất quả và hiệu quả kinh tế trong sản xuất măng cụt trên vùng đất đỏ và đất phù sa ở miền Đông Nam Bộ.
  • Phạm vi nghiên cứu: Các thí nghiệm được tiến hành qua 1 vụ quả trong giai đoạn từ năm 2013 đến năm 2016 trên các vườn cây măng cụt kinh doanh có độ tuổi từ 10 đến 15 năm sau khi trồng. Địa bàn nghiên cứu đại diện cho hai nhóm đất chính của vùng: đất đỏ tại huyện Cẩm Mỹ và thị xã Long Khánh (tỉnh Đồng Nai); đất phù sa tại huyện Dầu Tiếng (tỉnh Bình Dương).
  • Giới hạn nghiên cứu: Luận án chỉ giới hạn khảo sát trên cây măng cụt 10 - 15 năm tuổi trên 2 loại đất phổ biến nhất; các thí nghiệm đồng ruộng tiến hành qua 1 vụ nên chưa đánh giá mức độ lưu tồn hóa chất trong đất cũng như tác động lũy tích qua nhiều năm liên tục của các chất điều hòa sinh trưởng.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trước được tác giả điểm lại

Tác giả đã hệ thống hóa các tài liệu khoa học trong và ngoài nước xoay quanh các nhóm vấn đề sinh lý và kỹ thuật canh tác cây măng cụt:

  • Nguồn gốc, thực vật học và giá trị dinh dưỡng: Phạm Hoàng Hộ (1999), Nguyễn Văn Kế (2014), Nguyễn Việt Khởi (2006) mô tả đặc điểm măng cụt là cây thân mộc cao 10 - 25 m, hạt hình thành từ phôi bất định nên cây con mang hoàn toàn đặc tính cây mẹ. Quả mọc từ chồi ngọn, hoa gồm hoa cái và lưỡng tính (2n = 76 hoặc 96). Trần Văn Minh và Nguyễn Lân Hùng (2000), Govindachari và cộng sự (1971) phân tích thành phần hóa sinh quả (carbohydrate 18,6 g; chất khô hòa tan 19,8%; hợp chất xanthone mangostin kháng khuẩn, nấm trong vỏ).
  • Dinh dưỡng và kỹ thuật chăm sóc: Salekpetch (2000), Nguyễn Xuân Trường (2000), Huỳnh Văn Tấn và Nguyễn Minh Châu (2003), Lê Thị Khỏe và cộng sự (2002a, 2002b) nghiên cứu công thức bón NPKMg, tỉa cành và hiệu quả của phân bón lá (Growmore 20-20-20, Miraclegro) giúp tăng trọng lượng quả và năng suất.
  • Yếu tố nội sinh chi phối quá trình ra hoa:
    • Tỷ số C/N và carbohydrate: Pharis và King (1985), Chadha và Pal (1986), Beverley (2005) khẳng định sự khởi phát hoa diễn ra khi tỷ số C/N và lượng carbohydrate không cấu trúc (TNC) trong chồi tích lũy cao. Trần Văn Hâu (2005), Phạm Thành Lợi (2008) chỉ rõ măng cụt ra hoa đầu cành, phụ thuộc vào số đợt lá mới hình thành sau thu hoạch; lá là cơ quan tổng hợp carbohydrate nuôi chồi.
    • Gibberellin (GA) nội sinh: Davenport (1992), Sedgley (1990), Lenton và cộng sự (1994), Kobayshi và cộng sự (1996) xác định GA là chất ức chế sự khởi phát hoa ở cây thân gỗ; hàm lượng GA trong chồi cao sẽ ngăn cản sự phân hóa mầm hoa. Peter và Stephen (2016) đề cập đến gene Rht-1 ức chế tổng hợp GA xúc tiến quá trình ra hoa.
    • Abscisic acid (ABA) nội sinh: Jacobsen và Chandler (1987), Chen và Madigan (1987), Asmann (2003) phân tích vai trò của ABA được tổng hợp qua con đường mevalonic acid hoặc carotenoids, đối kháng với GA, kích thích tế bào ngừng phân chia và chuyển sang phân hóa mầm hoa khi gặp stress.
    • Di truyền phân tử: Marja (2014) ghi nhận các microRNA (miR172, miR156 kiểm soát chuyển tiếp sinh dưỡng sang sinh sản; miR169, miR319, miR159 thúc đẩy phát sinh cơ quan hoa).
  • Yếu tố ngoại sinh và chất điều hòa sinh trưởng ngoại sinh:
    • Khô hạn và nhiệt độ: Wilawan và cộng sự (1987), Davenport (1992), Lê Bảo Long và Lê Văn Hòa (2008a, 2008b), Thiwaporn và cộng sự (2011) chứng minh tạo stress khô hạn làm giảm thế nước lá, tăng ABA và proline, nâng cao tỷ lệ ra hoa.
    • Hóa chất kích thích ra lá non: Lange (1998), Malik (2000), Lê Quang Hưng (2004) dùng GA3; Binns (1994), Nguyễn Thái Sơn (2010) ứng dụng 6-Benzylaminopurine (BAP); Barker và Pilbeam (1986), Nguyễn Văn Thơ và cộng sự (2003) dùng Urea 1% để kích thích ra đợt lá mới đồng loạt.
    • Hóa chất thúc đẩy phân hóa mầm hoa: Trần Văn Hâu và cộng sự (2002), Lê Bảo Long và cộng sự (2012b) chứng minh Paclobutrazol (PBZ) ức chế tổng hợp GA; Yang và Hoffman (1984), Chacko (1991), Trần Hạnh Phúc (2000, 2013) dùng Ethephon; Manochai và cộng sự (2005), Nahar và cộng sự (2010), Lê Bảo Long và cộng sự (2012b) dùng KClO3.
    • Hóa chất kích thích nở hoa: Nguyễn An Đệ và cộng sự (2003b), Nguyễn Văn Thơ và cộng sự (2004) dùng KNO3 kết hợp tưới nước trở lại sau khô hạn để đánh thức mầm hoa.
  • Rối loạn phẩm chất quả (sượng quả, xì mủ): Pankasemsuk (1996), Poonnachit và cộng sự (1990), Trần Văn Hâu và Nguyễn Mạnh Trung (2008), Nguyễn Minh Hoàng (2008) xác định nguyên nhân sượng quả là do quả phát triển trong mùa mưa, chồi non xuất hiện cạnh tranh dinh dưỡng.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Luận án tập trung giải quyết tính đơn lẻ, thiếu đồng bộ của các nghiên cứu trước bằng cách thiết lập một chuỗi giải pháp kỹ thuật liên hoàn gồm 3 bước: kích thích hình thành 3 đợt lá mới sau thu hoạch, thúc đẩy phân hóa mầm hoa bằng biện pháp siết nước kết hợp hóa chất ức chế sinh trưởng, và kích thích hoa bung nở đồng loạt bằng KNO3 cùng chế độ nước tưới; từ đó xây dựng quy trình kỹ thuật hoàn chỉnh giúp măng cụt ở miền Đông Nam Bộ thu hoạch sớm trước mùa mưa, giải quyết triệt để vấn đề năng suất bấp bênh và tỷ lệ sượng quả cao.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Luận án tiếp cận dựa trên lý thuyết biến đổi chất dinh dưỡng (thuyết C/N) và lý thuyết đa yếu tố về kiểm soát hormone trong sự ra hoa của thực vật bậc cao:

  • Để chồi ngọn măng cụt có thể phân hóa mầm hoa, cây cần tích lũy nguồn dinh dưỡng dự trữ carbohydrate lớn sau một chu kỳ mang quả bị suy kiệt và rụng lá. Việc kích thích hình thành 3 đợt lá non hoàn chỉnh trước mùa khô sẽ làm gia tăng diện tích quang hợp, tăng tích lũy carbon hữu cơ và nâng cao tỷ số C/N trong chồi thuần thục.
  • Quá trình phân hóa mầm hoa diễn ra khi hàm lượng gibberellin (chất duy trì sinh trưởng sinh dưỡng) giảm xuống mức tối thiểu, đồng thời hàm lượng chất ức chế sinh trưởng (ABA nội sinh) gia tăng thông qua tác động gây stress khô hạn kết hợp xử lý các hoạt chất ức chế sinh tổng hợp gibberellin (như Paclobutrazol) hoặc kích hoạt già hóa tế bào (Ethephon, KClO3).
  • Sau giai đoạn phân hóa mầm hoa tiềm sinh, sự tác động của Nitrate kali (KNO3) kết hợp tưới nước trở lại đóng vai trò phá vỡ trạng thái ngủ nghỉ, kích hoạt mô phân sinh ngọn chuyển hóa thành nụ hoa và nở đồng loạt.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Luận án thuộc hướng nghiên cứu định lượng thực nghiệm nông học, thực hiện 4 thí nghiệm đồng ruộng chính và 1 mô hình thử nghiệm diện rộng tại hai địa điểm đại diện cho vùng miền Đông Nam Bộ: huyện Cẩm Mỹ/thị xã Long Khánh (tỉnh Đồng Nai - đất đỏ) và huyện Dầu Tiếng (tỉnh Bình Dương - đất phù sa).

  1. Thí nghiệm 1 (Nội dung 1): Bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD), gồm 4 nghiệm thức phun hóa chất sau thu hoạch nhằm kích thích ra lá mới: Đối chứng (phun nước lã), BAP (20 ppm), GA3 (50 ppm), Urea (1%).
  2. Thí nghiệm 2 (Nội dung 2): Bố trí theo kiểu lô phụ (Split Plot) trên nền khối hoàn toàn ngẫu nhiên. Lô chính là 4 thời gian ngưng tưới nước (tưới 3 ngày/lần làm đối chứng; ngưng tưới 20 ngày; ngưng tưới 40 ngày; ngưng tưới 60 ngày). Lô phụ là 5 loại hóa chất phun lá thúc đẩy phân hóa mầm hoa (phun nước làm đối chứng; Paclobutrazol 1.000 ppm; MKP 0,5%; Ethephon 200 ppm; KClO3 1.000 ppm).
  3. Thí nghiệm 3 (Nội dung 3): Bố trí theo kiểu lô phụ (Split Plot), RCBD. Lô chính là 4 thời gian ngưng tưới nước (đối chứng tưới 3 ngày/lần; ngưng tưới 20, 40, 60 ngày). Lô phụ là hóa chất tưới gốc thúc đẩy phân hóa mầm hoa (đối chứng tưới nước; Paclobutrazol 1,0; 1,5; 2,0 g a.i./m đường kính tán; KClO3 20, 30, 40 g a.i./m đường kính tán).
  4. Thí nghiệm 4 (Nội dung 4): Bố trí theo kiểu lô phụ (Split Plot), RCBD. Lô chính là 5 nghiệm thức hóa chất thúc đẩy phân hóa mầm hoa (đối chứng không xử lý hóa chất; tưới gốc Paclobutrazol 1,5 g a.i./m ĐKT; phun lá KClO3 1.000 ppm; phun lá MKP 0,5%; phun lá Ethephon 200 ppm). Lô phụ là 4 nồng độ phun KNO3 kích thích ra hoa (phun nước làm đối chứng; KNO3 0,5%; KNO3 1,0%; KNO3 1,5%).
  5. Mô hình thử nghiệm kỹ thuật (Nội dung 5): Thực hiện tại Long Khánh (Đồng Nai) và Dầu Tiếng (Bình Dương). Mỗi điểm bố trí 2 lô: lô tác động kỹ thuật diện tích 5.000 m2 (áp dụng quy trình xử lý hoàn chỉnh gồm: phun BAP 20 ppm; ngưng tưới 40 ngày kết hợp tưới gốc Paclobutrazol 1,5 g a.i./m ĐKT; phun KNO3 1% kết hợp tưới nước trở lại) và lô đối chứng canh tác truyền thống theo nông dân diện tích 5.000 m2. Mỗi lô chọn cố định 35 cây đồng đều để theo dõi số liệu.

Nguồn tư liệu và phương pháp phân tích chỉ tiêu

  • Chỉ tiêu nông học: Thời gian xuất hiện và số chồi ra lá mới/m2 tán (qua 3 đợt lá); thời điểm ra hoa; số hoa hình thành/m2 diện tích tán; tỷ lệ đậu quả (%); thời điểm thu hoạch; số quả/cây; trọng lượng quả (g); năng suất thực tế (kg/cây).
  • Chỉ tiêu phẩm chất quả: Tỷ lệ thịt quả (%); độ brix thịt quả (%); tỷ lệ quả bị sượng (% múi trong); tỷ lệ rễ bị chết (%) khi tưới hóa chất vào gốc.
  • Chỉ tiêu sinh lý - hóa sinh: Hàm lượng Carbon (% trọng lượng khô), Đạm tổng số (mg/100g) và tỷ số C/N trong chồi thuần thục trước khi ra hoa; hàm lượng diệp lục tố tổng số trong lá (mg/g tươi); hàm lượng gibberellin nội sinh trong chồi thuần thục (ng/g tươi).
  • Phương pháp thống kê: Toàn bộ số liệu thực nghiệm được xử lý bằng kỹ thuật phân tích phương sai (ANOVA) trên phần mềm chuyên dụng SAS (Statistical Analysis Systems); so sánh trung bình các nghiệm thức bằng trắc nghiệm Duncan hoặc LSD; thiết lập các phương trình hồi quy tuyến tính giữa tỷ số C/N và số lượng hoa hình thành.

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Tác giả trình bày tổng thể tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ đòi hỏi thực tiễn của vùng chuyên canh măng cụt miền Đông Nam Bộ trước sức ép về thị trường và biến đổi khí hậu; xác định rõ mục tiêu nghiên cứu nhằm đưa thời vụ thu hoạch tiến sớm 1,5 tháng; nêu phạm vi thực hiện trên hai nhóm đất đỏ và đất phù sa trong giai đoạn 2013 - 2016; phân tích ý nghĩa khoa học trong việc giải thích cơ chế sinh lý ra hoa và giá trị thực tiễn trong việc tăng năng suất, giảm tỷ lệ sượng quả; tóm lược 3 nhóm đóng góp mới về mặt khoa học, kỹ thuật và hiệu quả kinh tế.

Chương 1 TỔNG QUAN

Chương này gồm 4 tiểu mục lớn hệ thống hóa toàn bộ các tài liệu lý thuyết và thực tiễn liên quan:

  • 1.1 Tổng quan về cây măng cụt: Trình bày nguồn gốc từ quần đảo Mã Lai; vị thế phân bố tại các quốc gia; diện tích, sản lượng trong nước và khu vực Đông Nam Bộ; giá trị dược liệu và dinh dưỡng của phần thịt và vỏ quả; đặc tính thực vật học (thân mộc, rụng nhiều lá trước khi thu hoạch và mọc lá mới sau thu hoạch, hoa đơn tính hoặc lưỡng tính mọc ở chồi ngọn, phôi hạt vô tính); yêu cầu sinh thái (nhiệt độ 25 - 35°C, ẩm độ không khí trên 80%, lượng mưa trên 1.200 mm/năm, đất giàu hữu cơ pH 5,5 - 7,0); tổng kết các nghiên cứu về nhân giống, phân bón NPK, phân bón lá, tỉa cành, chế độ nước tưới và thành phần dịch hại nguy hiểm (sâu vẽ bùa, bọ trĩ, nhện đỏ, bệnh xì mủ do Phytophthora sp.). Đồng thời, tác giả chỉ ra các hạn chế kỹ thuật chưa được khắc phục gồm: ra hoa không ổn định, thu hoạch tập trung và tỷ lệ quả bị sượng/múi trong cao khi gặp mưa.
  • 1.2 Tổng quan vùng nghiên cứu miền Đông Nam Bộ: Cung cấp số liệu thổ nhưỡng các nhóm đất chính, so sánh đặc tính đất đỏ vùng đồi Cẩm Mỹ, Long Khánh (tầng canh tác dày, giàu dinh dưỡng) và đất phù sa ven sông Dầu Tiếng, Thuận An (địa hình thấp, mực nước ngầm nông). Đặc điểm khí hậu cận xích đạo với nền nhiệt ổn định 25 - 27°C, lượng mưa 1.500 mm và điểm then chốt là mùa khô bắt đầu vào tháng 11, tạo điều kiện thuận lợi tự nhiên cho việc siết nước gây khô hạn.
  • 1.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự ra hoa măng cụt: Phân tích cơ chế chuyển hóa của mô phân sinh ngọn qua 3 giai đoạn (phân hóa mầm hoa, khởi phát hoa, nở hoa); phân tích vai trò của dinh dưỡng (tỷ số C/N, tích lũy carbohydrate không cấu trúc TNC, phospho); vai trò của hormone nội sinh (gibberellin ngăn cản khởi phát hoa; ABA đối kháng GA, tăng cao khi gặp stress kích thích hình thành mầm hoa); các yếu tố môi trường (nhiệt độ thấp mùa Giáng sinh, stress khô hạn) và các gene điều hòa (miR172, miR156, miR169, miR319, miR159).
  • 1.4 Kỹ thuật xử lý ra hoa sớm cho măng cụt: Phân tích nguyên lý 3 bước tác động: (1) Tạo lá mới sớm và nhiều thông qua các chất kích thích sinh trưởng (GA3, BAP, Urea); (2) Thúc đẩy phân hóa mầm hoa bằng biện pháp tạo khô hạn kết hợp phun/tưới hóa chất ức chế sinh trưởng (Ethephon, Paclobutrazol, KClO3, phân bón giàu Kali và Lân MKP); (3) Kích thích ra hoa bằng tưới nước trở lại và phun KNO3 phá ngủ mầm hoa.

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương 2 mô tả chi tiết phương pháp luận và các bước tiến hành:

  • Thiết kế 4 thí nghiệm đồng ruộng và 1 mô hình thử nghiệm quy mô lớn tại Đồng Nai và Bình Dương.
  • Chi tiết hóa nồng độ, liều lượng hoạt chất: BAP 20 ppm; GA3 50 ppm; Urea 1%; Paclobutrazol phun lá (1.000 ppm) và tưới gốc (1,0; 1,5; 2,0 g a.i./m ĐKT); Ethephon 200 ppm; MKP 0,5%; KClO3 phun lá (1.000 ppm) và tưới gốc (20, 30, 40 g a.i./m ĐKT); KNO3 phun nồng độ 0,5%, 1,0% và 1,5%.
  • Quy chuẩn hóa các mốc thời gian xử lý: phun kích thích ra lá sau thu hoạch; thời điểm gây khô hạn và xử lý hóa chất phân hóa mầm hoa khi chồi đợt 3 đạt 40 ngày tuổi; thời điểm kích hoa nở.
  • Mô tả phương pháp lấy mẫu đất, mẫu rễ, mẫu lá, mẫu chồi ngọn; phương pháp xác định hàm lượng C, N, GA nội sinh, diệp lục tố, độ brix, tỷ lệ quả sượng; quy trình quản lý sâu bệnh đồng đều tại các điểm thí nghiệm; các công thức tính toán kinh tế và phần mềm SAS phân tích thống kê.

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Chương 3 trình bày toàn bộ số liệu đo đạc thực nghiệm qua 6 mục chuyên sâu:

  • 3.1 Kết quả Thí nghiệm 1 (Ảnh hưởng của GA3, BAP và Urea đến sự ra lá mới): Phun BAP (20 ppm), GA3 (50 ppm) hoặc Urea (1%) sau thu hoạch đều giúp cây hình thành được 3 đợt lá mới trong vụ so với nghiệm thức đối chứng chỉ hình thành được 2 đợt lá. Trong đó, xử lý BAP 20 ppm giúp cây ra lá mới sớm nhất, số chồi có lá mới trên một mét vuông tán đạt cao nhất ở cả 3 đợt. Tỷ số C/N trong chồi thuần thục của các nghiệm thức có xử lý hóa chất đạt giá trị cao hơn có ý nghĩa thống kê so với đối chứng. Tác giả đã thiết lập được phương trình hồi quy tuyến tính có độ tương quan rất chặt chẽ giữa số hoa hình thành/m2 bề mặt tán ($Y$) và tỷ số C/N trong chồi ($X$):
    • Tại Cẩm Mỹ (Đồng Nai): $Y = 1,5926X - 12,016$ với $R^2 = 0,947$.
    • Tại Dầu Tiếng (Bình Dương): $Y = 1,7516X - 13,729$ với $R^2 = 0,9509$.
  • 3.2 Kết quả Thí nghiệm 2 (Thời gian ngưng tưới và hóa chất phun lá đến phân hóa mầm hoa): Khi chồi đợt 3 đạt 40 ngày tuổi (thời điểm 20/11), việc ngưng tưới nước kết hợp phun hóa chất làm thay đổi rõ rệt các chỉ tiêu nông sinh học. Ngưng tưới nước 60 ngày kết hợp phun Paclobutrazol 1.000 ppm cho số hoa, số quả và năng suất cao nhất. Ngưng tưới 40 ngày kết hợp phun Ethephon 200 ppm cho tỷ lệ quả bị sượng thấp nhất. Tuy nhiên, nghiệm thức ngưng tưới 40 ngày kết hợp phun Paclobutrazol 1.000 ppm mang lại thời gian thu hoạch sớm nhất và hiệu quả kinh tế cao nhất: giúp măng cụt ra hoa sớm hơn 52 ngày, thu hoạch sớm hơn 56 ngày, số hoa tăng 16,97% và năng suất tăng 58,58% so với đối chứng.
  • 3.3 Kết quả Thí nghiệm 3 (Thời gian ngưng tưới và hóa chất tưới gốc đến phân hóa mầm hoa): Khi chồi đợt 3 đạt 40 ngày tuổi (thời điểm 16/11), ngưng tưới nước 60 ngày kết hợp tưới Paclobutrazol 2 g a.i./m ĐKT cho số hoa nhiều nhất; ngưng tưới 20 ngày kết hợp tưới Paclobutrazol 2 g a.i./m ĐKT đạt độ brix thịt quả cao nhất. Đáng chú ý, nghiệm thức ngưng tưới 60 ngày kết hợp tưới KClO3 40 g a.i./m ĐKT gây tỷ lệ rễ bị chết cao nhất (ảnh hưởng tiêu cực đến bộ rễ). Nghiệm thức tối ưu được xác định là ngưng tưới nước 40 ngày kết hợp tưới gốc Paclobutrazol 1,5 g a.i./m ĐKT: giúp măng cụt ra hoa sớm hơn 44 ngày, thu hoạch sớm hơn 57 ngày, số hoa tăng 24,92%, năng suất tăng 158,93% và đạt hiệu quả kinh tế cao nhất.
  • 3.4 Kết quả Thí nghiệm 4 (Hóa chất phân hóa mầm hoa và nồng độ phun KNO3 kích thích ra hoa): Chồi đợt 3 đạt 40 ngày tuổi (thời điểm 4/12) được xử lý hóa chất phân hóa và phun kích thích nở hoa. Phân tích sinh lý cho thấy chồi ở nghiệm thức tưới gốc Paclobutrazol 1,5 g a.i./m ĐKT có hàm lượng gibberellin giảm rõ rệt so với đối chứng. Tại Dầu Tiếng, xử lý MKP kết hợp phun nước không có KNO3 có hàm lượng N trong chồi thấp nhất; tại Cẩm Mỹ, phun MKP 0,5% sau đó phun KNO3 1,5% đạt tỷ lệ đậu quả cao nhất. Nghiệm thức đạt hiệu quả kinh tế cao nhất toàn diện là tưới Paclobutrazol 1,5 g a.i./m ĐKT sau đó phun KNO3 1%: măng cụt ra hoa sớm hơn 55 ngày, thu hoạch sớm hơn 55 ngày, số hoa tăng 35,89%, năng suất tăng 25,48% so với đối chứng.
  • 3.5 Kết quả mô hình thử nghiệm kỹ thuật: Tổng hợp số liệu so sánh giữa lô tác động kỹ thuật (5.000 m2) và lô đối chứng nông dân (5.000 m2) tại hai địa bàn nghiên cứu.
Chỉ tiêu nông học và kinh tế Mô hình tại Long Khánh (Đồng Nai) Mô hình tại Dầu Tiếng (Bình Dương)
Lô xử lý kỹ thuật Lô đối chứng Lô xử lý kỹ thuật Lô đối chứng
Thời gian ra hoa sớm hơn (ngày) 59 - 57 -
Thời gian thu hoạch sớm hơn (ngày) 56 - 55 -
Mốc kết thúc thu hoạch Trước 28/5 Tháng 6 - 7 Trước 28/5 Tháng 6 - 7
Tăng số hoa hình thành/m2 tán (%) +16,68% - +18,58% -
Tăng năng suất thực tế (%) +9,24% - +10,54% -
Tỷ lệ quả bị sượng/múi trong (%) 13,13% 21,45% 14,08% 23,81%
Lợi nhuận tăng thêm (triệu đồng/ha/vụ) +124,79 - +127,56 -
  • 3.6 Quy trình kỹ thuật xử lý ra hoa sớm cho cây măng cụt ở miền Đông Nam Bộ: Đúc kết thành văn bản hướng dẫn kỹ thuật hoàn chỉnh gồm 3 bước thực hành:
    • Bước 1 (Kích thích ra lá mới): Ngay sau thu hoạch, tiến hành cắt tỉa cành sâu bệnh, bón phân NPK cân đối và phun dung dịch BAP nồng độ 20 ppm để kích thích cây đâm chồi, hình thành liên tiếp 3 đợt lá mới trong mùa mưa.
    • Bước 2 (Thúc đẩy phân hóa mầm hoa): Khi đợt lá mới thứ ba đạt 40 ngày tuổi (chồi thuần thục, phiến lá chuyển màu xanh sẫm), tiến hành tạo khô hạn (ngưng tưới nước) trong thời gian 40 ngày liên tục; kết hợp tưới gốc Paclobutrazol với liều lượng 1,5 g hoạt chất (a.i.) cho mỗi mét đường kính tán cây.
    • Bước 3 (Kích thích ra hoa): Sau khi kết thúc 40 ngày ngưng tưới, tiến hành tưới nước đẫm trở lại kết hợp phun dung dịch Nitrate kali (KNO3) nồng độ 1% lên toàn bộ tán lá để phá miên trạng mầm hoa, kích thích hoa nở rộ đồng loạt.

Kết luận và đề nghị

Đưa ra kết luận tổng kết các chỉ tiêu định lượng đạt được và đề xuất các khuyến cáo chuyển giao quy trình kỹ thuật vào sản xuất thực tế tại các vùng chuyên canh măng cụt miền Đông Nam Bộ.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lý luận khoa học

  1. Xác định được sự biến động sinh lý - hóa sinh trong chồi và lá cây măng cụt ở miền Đông Nam Bộ dưới tác động của các biện pháp xử lý ra hoa sớm:
    • Làm sáng tỏ mối quan hệ định lượng giữa số đợt lá mới sau thu hoạch với khả năng tích lũy carbohydrate và tỷ số C/N trong chồi thuần thục. Cây được kích thích tạo 3 đợt lá mới (bằng BAP 20 ppm) có sự gia tăng tỷ số C/N vượt trội, tạo tiền đề dinh dưỡng nội sinh cần thiết cho sự ra hoa.
    • Thiết lập thành công hai phương trình hồi quy tuyến tính mô tả mối quan hệ thuận giữa số hoa hình thành/m2 bề mặt tán cây ($Y$) và tỷ số C/N trong chồi ($X$): phương trình $Y = 1,5926X - 12,016$ ($R^2 = 0,947$) áp dụng trên nhóm đất đỏ tại Cẩm Mỹ và phương trình $Y = 1,7516X - 13,729$ ($R^2 = 0,9509$) áp dụng trên nhóm đất phù sa tại Dầu Tiếng.
    • Chứng minh cơ chế ức chế sinh trưởng: Xử lý tưới gốc Paclobutrazol 1,5 g a.i./m đường kính tán kết hợp 40 ngày khô hạn làm sụt giảm hàm lượng gibberellin nội sinh trong chồi thuần thục, tạo điều kiện thuận lợi để mầm hoa chuyển từ trạng thái sinh dưỡng sang trạng thái phân hóa sinh sản.
  2. Cung cấp dữ liệu thực nghiệm về phản ứng độc tính rễ: Xác định tưới KClO3 liều cao (40 g a.i./m ĐKT) gây tổn thương và làm tăng tỷ lệ chết của rễ non măng cụt, làm cơ sở khoa học để loại trừ KClO3 dạng tưới gốc trong quy trình canh tác măng cụt an toàn.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

  1. Xác lập được vai trò và liều lượng tối ưu của các hóa chất nông nghiệp trong từng mắt xích kỹ thuật xử lý ra hoa sớm cho cây măng cụt tại miền Đông Nam Bộ:
    • Phun BAP 20 ppm sau thu hoạch kích thích cây ra 3 đợt lá mới nhanh nhất và mật độ chồi dày nhất.
    • Ngưng tưới nước 40 ngày kết hợp tưới gốc Paclobutrazol 1,5 g a.i./m đường kính tán mang lại hiệu quả phân hóa mầm hoa tối ưu, rút ngắn thời gian ra hoa mà không gây suy thoái hệ thống rễ non.
    • Phun KNO3 nồng độ 1% kết hợp tưới nước phục hồi sau thời gian siết nước kích thích mầm hoa bung nở mạnh và nâng cao tỷ lệ đậu quả.
  2. Xây dựng và hoàn thiện được “Quy trình kỹ thuật xử lý ra hoa sớm cho cây măng cụt (Garcinia mangostana L.) ở miền Đông Nam Bộ” gồm 3 bước rõ ràng, khả thi. Quy trình giúp măng cụt ra hoa sớm hơn từ 57 đến 59 ngày, thu hoạch sớm hơn từ 55 đến 56 ngày (kết thúc toàn bộ thu hoạch trước ngày 28 tháng 5 dương lịch, tức trước khi mùa mưa bắt đầu).
  3. Nâng cao phẩm chất quả và hiệu quả kinh tế rõ rệt: Tỷ lệ quả bị sượng giảm mạnh từ mức 21,45 - 23,81% ở vườn canh tác tự nhiên xuống còn 13,13 - 14,08% ở vườn áp dụng quy trình; năng suất tăng 9,24 - 10,54%; giá bán vụ sớm cao giúp gia tăng lợi nhuận thêm từ 124,79 triệu đồng/ha/vụ (tại Long Khánh, Đồng Nai) đến 127,56 triệu đồng/ha/vụ (tại Dầu Tiếng, Bình Dương).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Căn cứ theo nội dung công bố trong văn bản luận án, các hạn chế và hướng mở rộng nghiên cứu được ghi nhận như sau:

Hạn chế của nghiên cứu

  • Giới hạn thời gian theo dõi thực nghiệm: Do giới hạn thời gian thực hiện đề tài tiến sĩ, các thí nghiệm đồng ruộng mới chỉ được tiến hành đánh giá qua 1 vụ quả (trong chuỗi thời gian từ năm 2013 đến 2016). Do đó, luận án chưa đánh giá được mức độ lưu tồn và tích lũy của hoạt chất Paclobutrazol trong đất sau khi tưới gốc.
  • Tác động lũy tích nhiều năm: Chưa khảo sát được những tác động sinh lý tiềm ẩn hoặc nguy cơ thoái hóa cây trồng nếu liên tục xử lý chất ức chế sinh trưởng qua nhiều năm liên tiếp trên cùng một diện tích cây măng cụt.
  • Phạm vi đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu chỉ tập trung khu biệt trên nhóm cây măng cụt đang ở độ tuổi kinh doanh phổ biến nhất tại miền Đông Nam Bộ (từ 10 đến 15 năm tuổi), chưa mở rộng trên các vườn cây ở độ tuổi trẻ hơn hoặc vườn cây già cỗi lâu năm. Đồng thời, nghiên cứu chỉ khảo nghiệm trên 2 nhóm đất chính là đất đỏ và đất phù sa, chưa bao quát các loại đất khác như đất xám, đất đen hay đất phèn của vùng.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Tiếp tục theo dõi, quan trắc hàm lượng dư lượng của Paclobutrazol trong đất và trong các bộ phận của cây (rễ, thân, lá, quả) sau nhiều chu kỳ canh tác xử lý liên tiếp.
  • Nghiên cứu mở rộng việc hoàn thiện quy trình xử lý ra hoa sớm trên các đối tượng vườn cây măng cụt có độ tuổi trên 20 năm và trên các tiểu vùng thổ nhưỡng khác nhau ở Nam Bộ.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và ứng dụng thực nghiệm cho nhiều nhóm đối tượng:

  • Cơ sở đào tạo và nghiên cứu: Cung cấp nguồn tư liệu khoa học chuẩn xác cho giảng viên, nghiên cứu sinh, học viên cao học thuộc các chuyên ngành Khoa học Cây trồng, Nông học, Sinh lý thực vật. Đặc biệt có giá trị tham khảo ở chương 2 và chương 3 với phương pháp bố trí thí nghiệm lô phụ (Split Plot), các phương trình hồi quy tuyến tính tương quan giữa tỷ số C/N và số hoa, cũng như kỹ thuật phân tích các chỉ tiêu sinh lý GA nội sinh và diệp lục tố.
  • Cơ quan khuyến nông và quản lý nông nghiệp: Cung cấp cơ sở khoa học để các Trung tâm Khuyến nông, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn các tỉnh Đồng Nai, Bình Dương, Bà Rịa - Vũng Tàu xây dựng các mô hình chuyển giao kỹ thuật thâm canh măng cụt rải vụ, giảm thiểu rủi ro kinh tế cho nông dân trồng cây ăn trái.
  • Kỹ sư nông nghiệp và nhà vườn canh tác măng cụt: Có thể áp dụng trực tiếp quy trình kỹ thuật 3 bước đã được kiểm chứng trên quy mô 5.000 m2. Nhà vườn có thể sử dụng chính xác các nồng độ hoạt chất (BAP 20 ppm, Paclobutrazol tưới gốc 1,5 g a.i./m ĐKT, KNO3 1%) và thời gian siết nước (40 ngày) để điều khiển măng cụt thu hoạch trước mùa mưa, chủ động mùa vụ và giảm thiểu tỷ lệ sượng quả.

Câu hỏi thường gặp

1. Việc tạo 3 đợt lá mới sau thu hoạch đóng vai trò như thế nào đối với khả năng ra hoa của cây măng cụt?

Sau khi mang quả, cây măng cụt rụng rất nhiều lá, làm suy giảm nghiêm trọng bộ máy quang hợp dự trữ dinh dưỡng. Nghiên cứu chứng minh rằng việc xử lý phun BAP 20 ppm sau thu hoạch kích thích cây tạo đủ 3 đợt lá non hoàn chỉnh (so với đối chứng chỉ có 2 đợt lá). Ba đợt lá này giúp chồi thuần thục tích lũy hàm lượng Carbon cao, gia tăng tỷ số C/N trước mùa ra hoa. Số lượng hoa hình thành trên một mét vuông tán cây tỷ lệ thuận rất chặt chẽ với tỷ số C/N trong chồi theo các phương trình hồi quy tuyến tính đã xác lập ($R^2 = 0,947$ tại Cẩm Mỹ và $R^2 = 0,9509$ tại Dầu Tiếng).

2. Tại sao quy trình đề xuất chọn biện pháp tưới Paclobutrazol vào gốc mà không sử dụng KClO3 để xử lý phân hóa mầm hoa?

Trong Thí nghiệm 3, khi khảo sát các hóa chất tưới gốc, nghiệm thức sử dụng KClO3 ở liều lượng 40 g a.i./m đường kính tán kết hợp 60 ngày ngưng tưới đã gây ra tỷ lệ rễ non bị chết cao nhất, làm tổn thương bộ rễ măng cụt. Trong khi đó, xử lý tưới gốc Paclobutrazol ở mức 1,5 g a.i./m đường kính tán kết hợp ngưng tưới 40 ngày vừa an toàn cho hệ rễ, vừa ức chế hiệu quả quá trình tổng hợp gibberellin trong chồi, giúp số quả/cây và năng suất đạt cao nhất (năng suất tăng 158,93% so với đối chứng), mang lại hiệu quả kinh tế vượt trội.

3. Biện pháp xử lý ra hoa sớm giải quyết hiện tượng sượng quả (múi trong) ở cây măng cụt như thế nào?

Hiện tượng sượng quả (múi trong) có nguyên nhân chính là do quả chín trùng vào mùa mưa (tháng 6 - 7), cây nhận lượng nước lớn kích thích đâm chồi non cạnh tranh dinh dưỡng với quả. Quy trình kỹ thuật của luận án giúp cây ra hoa sớm hơn từ 57 đến 59 ngày và kết thúc thu hoạch toàn bộ vào trước ngày 28 tháng 5 dương lịch (thời điểm trước khi mùa mưa bắt đầu). Do không phải trải qua quá trình chín trong điều kiện mưa nhiều, tỷ lệ quả bị sượng trong mô hình thử nghiệm đã giảm mạnh từ 21,45 - 23,81% (ở lô đối chứng) xuống chỉ còn 13,13 - 14,08% (ở lô xử lý kỹ thuật).

4. Quy trình xử lý ra hoa sớm hoàn chỉnh cho cây măng cụt ở miền Đông Nam Bộ gồm những bước kỹ thuật nào?

Quy trình kỹ thuật gồm 3 bước liên hoàn:

  • Bước 1: Sau thu hoạch, tỉa cành, bón phân và phun BAP 20 ppm để kích thích hình thành 3 đợt lá non mới.
  • Bước 2: Khi đợt lá thứ ba đạt 40 ngày tuổi, tạo khô hạn bằng cách ngưng tưới nước 40 ngày, kết hợp tưới gốc Paclobutrazol liều lượng 1,5 g a.i./m đường kính tán để thúc đẩy phân hóa mầm hoa.
  • Bước 3: Sau 40 ngày khô hạn, tiến hành tưới nước đẫm trở lại kết hợp phun KNO3 nồng độ 1% lên lá để kích thích hoa nở đồng loạt.

5. Hiệu quả kinh tế thực tế của mô hình thử nghiệm kỹ thuật tại Đồng Nai và Bình Dương đạt được ra sao?

Tại hai điểm thử nghiệm diện rộng (mỗi điểm 5.000 m2), lô áp dụng quy trình xử lý kỹ thuật cho năng suất tăng từ 9,24% đến 10,54% so với lô đối chứng nông dân. Nhờ thu hoạch sớm hơn 55 - 56 ngày nên sản phẩm bán được giá vụ sớm, kết hợp với việc giảm thiểu tỷ lệ sượng quả, mô hình đã đem lại lợi nhuận tăng thêm 124,79 triệu đồng/ha/vụ tại thị xã Long Khánh (Đồng Nai) và 127,56 triệu đồng/ha/vụ tại huyện Dầu Tiếng (Bình Dương).

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn An Đệ đã giải quyết thành công bài toán kỹ thuật điều khiển ra hoa sớm cho cây măng cụt trong điều kiện sinh thái đặc thù của miền Đông Nam Bộ. Bằng hệ thống thí nghiệm định lượng chặt chẽ trên đất đỏ và đất phù sa, tác giả đã làm sáng tỏ cơ chế điều hòa ra hoa thông qua việc tăng tỷ số C/N trong chồi và giảm hàm lượng gibberellin nội sinh. Quy trình kỹ thuật 3 bước được đề xuất (phun BAP 20 ppm kích chồi lá; ngưng tưới 40 ngày kết hợp tưới gốc Paclobutrazol 1,5 g a.i./m ĐKT; phun KNO3 1% kết hợp tưới nước kích hoa) đã đưa thời vụ thu hoạch kết thúc trước mùa mưa (28/5). Kết quả nghiên cứu không chỉ làm giảm tỷ lệ sượng quả xuống dưới 14,1% mà còn nâng cao rõ rệt năng suất và hiệu quả kinh tế cho nhà vườn, tạo tiền đề khoa học thực tiễn vững chắc cho việc phát triển ngành hàng măng cụt rải vụ tại vùng Đông Nam Bộ.