Tổng quan luận án
Luận án tiến sĩ nông nghiệp với đề tài "Nghiên cứu tuyển chọn giống sắn năng suất tinh bột cao và kỹ thuật thâm canh tại tỉnh Phú Yên", chuyên ngành Khoa học cây trồng (mã số: 62.10), do nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Trúc Mai thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Minh Hiếu và TS. Hoàng Kim tại Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Huế (năm 2017).
Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu
Cây sắn (Manihot esculenta Crantz) giữ vai trò chiến lược trong việc chuyển đổi cơ cấu kinh tế nông nghiệp từ cây lương thực truyền thống sang cây công nghiệp cung cấp nguyên liệu đa mục tiêu 4F (fuel - nhiên liệu sinh học, flour - tinh bột, food - lương thực, feed - thức ăn gia súc). Năm 2014, thế giới có 103 quốc gia trồng sắn với tổng diện tích 24,15 triệu ha, sản lượng 272,94 triệu tấn. Tại Việt Nam, diện tích sắn năm 2015 đạt 566,5 nghìn ha, sản lượng 10,67 triệu tấn, đứng thứ ba trong các cây lương thực sau lúa và ngô. Cả nước có 105 nhà máy chế biến tinh bột sắn quy mô công nghiệp và 07 nhà máy sản xuất cồn sinh học; khối lượng xuất khẩu sắn lát và tinh bột sắn đứng thứ hai thế giới sau Thái Lan. Năm 2016, kim ngạch xuất khẩu sắn đạt 3,69 triệu tấn, tương đương 998 triệu USD, trong đó thị trường Trung Quốc chiếm khoảng 90%.
Tại tỉnh Phú Yên (thuộc vùng Duyên hải Nam Trung Bộ), sắn là cây trồng chủ lực của người dân miền núi và đồng bào dân tộc thiểu số. Năm 2016, diện tích sắn toàn tỉnh đạt 25.023 ha, sản lượng đạt 498.400 tấn, tập trung lớn nhất tại hai huyện Sông Hinh (10.200 ha, sản lượng 234.900 tấn) và huyện Đồng Xuân (4.100 ha, sản lượng 88.000 tấn), chiếm 65% diện tích và 62% sản lượng toàn tỉnh. Trên địa bàn có Công ty Cổ phần Tinh bột sắn Phú Yên (công suất trên 430 tấn bột/ngày) và Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Đồng Xuân (công suất trên 240 tấn bột/ngày).
Tuy nhiên, sản xuất sắn tại địa phương đối mặt với các rào cản nghiêm trọng:
- Giống sắn KM94 canh tác liên tục nhiều năm đã bị thoái hóa nặng, nhiễm bệnh chổi rồng (Phytoplasma sp), rệp sáp bột hồng (Phenacoccus manihoti) và nhện đỏ (Tetranychus sp). Các giống KM98-5 và KM140 bị lẫn tạp cơ học lớn trong sản xuất.
- Tập quán canh tác quảng canh, bón phân đơn không cân đối, thiếu phân chuồng và phân hữu cơ vi sinh, trồng sắn vượt quy hoạch trên đất dốc dẫn đến xói mòn, đất bạc màu nhanh.
- Thiếu giải pháp kỹ thuật rải vụ thu hoạch đồng bộ, khiến nguyên liệu thu hoạch tập trung trong thời gian ngắn, gây quá tải công suất chế biến nhưng lại thiếu nguyên liệu trong những tháng còn lại.
Mục tiêu nghiên cứu
- Mục tiêu tổng quát: Xác định được giống sắn mới có năng suất tinh bột cao, thích nghi với điều kiện sinh thái của tỉnh Phú Yên và một số biện pháp kỹ thuật thâm canh rải vụ thích hợp cho giống sắn mới tuyển chọn.
- Mục tiêu cụ thể:
- Mục tiêu 1: Tuyển chọn giống sắn tốt thích hợp với điều kiện khí hậu, đất đai tại hai huyện Đồng Xuân và Sông Hinh của tỉnh Phú Yên, có năng suất củ tươi, hàm lượng tinh bột và tỷ lệ chất khô cao, ít sâu bệnh hại để bổ sung vào bộ giống sắn hiện tại.
- Mục tiêu 2: Xác định được biện pháp kỹ thuật thâm canh rải vụ sắn ở tỉnh Phú Yên thích hợp cho giống sắn được tuyển chọn, bao gồm: Công thức phân bón NPK kết hợp phân chuồng, hữu cơ vi sinh; Mật độ trồng; Thời vụ trồng và thời điểm thu hoạch hợp lý nhằm đạt năng suất trên 27 tấn/ha, hàm lượng tinh bột trên 27%, đem lại hiệu quả kinh tế cao.
- Mục tiêu 3: Xây dựng mô hình trình diễn giống sắn mới và hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác sắn thích hợp với điều kiện sinh thái ở Phú Yên.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Bộ giống sắn khảo nghiệm gồm giống triển vọng KM419, giống đối chứng KM94 và các giống so sánh (KM98-5, KM140, SM937-26, KM98-1, SM2075-18); các mức phân bón khoáng NPK kết hợp phân chuồng hoặc phân hữu cơ vi sinh; mật độ khoảng cách trồng; thời vụ trồng (vụ Hè, vụ Xuân) và các thời điểm thu hoạch rải vụ (từ 7 đến 16 tháng sau trồng).
- Phạm vi không gian: Thực hiện tại hai vùng trồng sắn trọng điểm tỉnh Phú Yên: huyện Đồng Xuân (đại diện vùng đất xám bạc màu, xã Xuân Sơn Nam) và huyện Sông Hinh (đại diện vùng đất đỏ bazan và đồi dốc, xã Đức Bình Đông).
- Phạm vi thời gian: Số liệu thực nghiệm đồng ruộng, khảo sát hiện trạng nông hộ và các chỉ tiêu phân tích chất lượng củ được thực hiện liên tục trong giai đoạn 2012 – 2016.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Các hướng nghiên cứu trong và ngoài nước
Tác giả đã điểm lại hệ thống nghiên cứu về chọn giống và kỹ thuật thâm canh sắn từ các tổ chức quốc tế và các viện, trường trong nước:
- Nghiên cứu quốc tế:
- Trung tâm Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế (CIAT) tại Colombia lưu giữ nguồn gen sắn gồm 5.728 mẫu giống bảo quản đăng ký FAO (trong đó có 35 loài hoang dại) và mạng lưới công nghệ sinh học sắn quốc tế (ICBN).
- Thái Lan: Chương trình chọn giống tại Trường Đại học Kasetsart (KU), Trung tâm Nghiên cứu Cây trồng Rayong (RFCRC) và Viện Nghiên cứu Phát triển Tinh bột sắn Thái Lan (TTDI) đã chọn tạo các giống công nghiệp chủ lực như Kasetsart 50 (KM94 tại Việt Nam), Rayong 60 (KM60), Rayong 72, Huay Bong 60, Huay Bong 80.
- Ấn Độ: Nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Cây có củ toàn Ấn (CTCRI) và Đại học Nông nghiệp Tamil Nadu (TNAU) với các giống H165, H226, CO 1, CO 2, Sree Sahya; năng suất bình quân của Ấn Độ đạt 35,66 tấn/ha (năm 2014) nhờ đầu tư thâm canh và tưới nước.
- Trung Quốc: Học viện Cây trồng Nhiệt đới Nam Trung Quốc (SCATC) và Viện Cây trồng cạn Quảng Tây (GSCRI) tuyển chọn các dòng SC11, SC10, SC8, SC205, GR911.
- Nhu cầu dinh dưỡng và thâm canh: Reinhardt Howeler và Tin Maung Aye (2015) tổng kết 50 năm nghiên cứu: để đạt 15 tấn củ tươi/ha, sắn lấy đi 74 kg N + 16 kg P2O5 + 78 kg K2O + 27 kg Ca + 12 kg Mg/ha. Howeler (2004) xác định để đạt 30 tấn củ tươi/ha cần lượng dinh dưỡng tương ứng 150 kg N + 30 kg P2O5 + 150 kg K2O/ha.
- Thị trường và dự báo: Scott (2000), Jin Shu Ren (2014) trích bởi Lê Huy Hàm và cộng sự (2016), FAOSTAT (2014, 2015).
- Nghiên cứu tại Việt Nam:
- Giai đoạn 1981 – 1990: Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam (IAS) tại Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc tuyển chọn HL20, HL23, HL24 dùng ăn tươi và chăn nuôi.
- Giai đoạn 1990 – 2007: Mạng lưới Nghiên cứu và Chuyển giao Tiến bộ Kỹ thuật về sắn Việt Nam (VNCP) phối hợp CIAT và Công ty Vedan chọn tạo và công nhận các giống sắn công nghiệp: KM60 (1992), KM94 (1994), SM937-26 (1994), KM95-3 (1995), KM98-1 (1999).
- Giai đoạn 2007 – 2016: Công nhận và phóng thích các giống KM140 (2007), KM98-7 (2008), KM98-5 (2009), KM419 (2015). Nguồn gốc giống KM419 được tạo ra từ tổ hợp lai BKA900 x KM98-5 do Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh thực hiện.
Khoảng trống nghiên cứu luận án lựa chọn giải quyết
Các công trình nghiên cứu trước đây về giống sắn mới và kỹ thuật bón phân chủ yếu được tiến hành tại vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên. Tại vùng Duyên hải Nam Trung Bộ, đặc biệt là tỉnh Phú Yên, điều kiện khí hậu có tính chất đặc thù khốc liệt: mùa mưa ngắn tập trung (tháng 10 - 11 chiếm trên 50% tổng lượng mưa năm), mùa khô kéo dài, đất trồng sắn chủ yếu là đất dốc, đất xám bạc màu nghèo hữu cơ và đất phong hóa trên đá mẹ acid. Trước luận án này, chưa có nghiên cứu nào đánh giá toàn diện tính thích ứng nông học của giống KM419 trên hai nhóm đất chính của Phú Yên, cũng như chưa xây dựng được quy trình kỹ thuật thâm canh rải vụ (kết hợp phân bón khoáng - hữu cơ, mật độ và thời điểm thu hoạch cho cả vụ Hè và vụ Xuân) nhằm tối ưu hóa năng suất tinh bột và kéo dài thời gian cung ứng nguyên liệu 5 - 6 tháng cho nhà máy chế biến.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Cơ sở lý thuyết và khung phân tích
- Lý thuyết di truyền số lượng và chọn giống vô tính cây sắn: Cây sắn thuộc chi Manihot, họ Thầu dầu (Euphorbiaceae), có bộ nhiễm sắc thể $2n = 36$. Sắn là cây giao phấn dị hợp tử cao, nhân giống vô tính bằng hom thân. Khung chọn giống dựa trên việc duy trì cân bằng giữa năng suất sinh vật và hệ số thu hoạch ($HI = \text{khối lượng củ} / [\text{khối lượng củ} + \text{thân lá}]$), kết hợp chọn lọc hình thái thân đứng, nhặt mắt, không phân cành hoặc phân cành cao để thuận tiện tăng mật độ.
- Tương tác kiểu gen và môi trường ($G \times E$): Theo Trần Văn Minh (2015), kiểu gen chỉ biểu thị tiềm năng sản xuất trong một môi trường cụ thể; quy trình kỹ thuật phải được xác lập trên cơ sở tương tác sinh thái vùng.
- Lý thuyết dinh dưỡng khoáng và sinh thái học cây sắn: Dựa trên quy luật hấp thu dinh dưỡng của sắn (Howeler, 2004), cây hút mạnh kali và đạm từ tháng thứ 2 đến tháng thứ 4. Việc bổ sung phân chuồng hoặc phân hữu cơ vi sinh kết hợp NPK giúp cải thiện kết cấu đất xám và đất đỏ dốc tụ, hạn chế thoái hóa đất.
- Lý thuyết chu kỳ sinh học và canh tác rải vụ: Sắn là cây đa niên được khai thác theo chu kỳ hàng niên. Luận án ứng dụng quy luật nghỉ sinh trưởng mùa khô và tích lũy tinh bột mùa mưa để phân chia thời vụ Hè (thu hoạch 9 - 11 tháng sau trồng) và vụ Xuân (thu hoạch 14 - 16 tháng sau trồng).
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp điều tra khảo sát: Đánh giá nông thôn có sự tham gia của người dân (FPR), điều tra xã hội học nông nghiệp trên các nông hộ trồng sắn tại huyện Đồng Xuân và Sông Hinh về diện tích, chi phí đầu tư, tập quán bón phân, mật độ và cơ cấu giống.
- Phương pháp khảo nghiệm giống:
- Khảo nghiệm cơ bản (diện tích ô $20\text{ m}^2 - 30\text{ m}^2$) và khảo nghiệm sản xuất (diện tích ô $500\text{ m}^2 - 1.000\text{ m}^2$) bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) với 3 lần nhắc lại.
- Đánh giá tính khác biệt, tính đồng nhất và tính ổn định (DUS) theo bản mô tả chuẩn của CIAT và Bộ Nông nghiệp & PTNT.
- Phương pháp thí nghiệm thâm canh đồng ruộng:
- Thí nghiệm phân bón: Đánh giá ảnh hưởng của các mức bón NPK đơn lẻ và kết hợp với 10 tấn phân chuồng/ha hoặc 1.000 kg phân hữu cơ vi sinh/ha.
- Thí nghiệm mật độ: Đánh giá các mức mật độ trồng từ 10.000 đến 16.666 cây/ha (khoảng cách $1,0\text{m} \times 1,0\text{m}$; $1,0\text{m} \times 0,8\text{m}$; $1,0\text{m} \times 0,7\text{m}$; $0,8\text{m} \times 0,8\text{m}$).
- Thí nghiệm thời vụ và thời điểm thu hoạch: Theo dõi các thời điểm thu hoạch từ 7, 8, 9, 10, 11 tháng sau trồng (vụ Hè) và 12, 13, 14, 15, 16 tháng sau trồng (vụ Xuân).
- Phương pháp thu thập chỉ tiêu và phân tích chất lượng:
- Theo dõi tỷ lệ mọc mầm, chiều cao cây, chiều cao phân cành, số thân/gốc, chỉ số bệnh chổi rồng, rệp sáp bột hồng, nhện đỏ theo thang điểm tiêu chuẩn.
- Tỷ lệ chất khô xác định bằng phương pháp sấy khô mẫu củ ở nhiệt độ 105°C đến khối lượng không đổi.
- Hàm lượng tinh bột xác định theo phương pháp cân tỷ trọng củ trong nước và không khí (theo bảng quy đổi tỷ trọng của nhà máy chế biến tinh bột sắn).
- Đánh giá hiệu quả kinh tế: Tổng thu, tổng chi, lãi thuần và tỷ suất lợi nhuận trên đồng vốn đầu tư.
- Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê sinh học bằng phương pháp phân tích phương sai (ANOVA), kiểm định sai khác giữa các giá trị trung bình bằng phép thử LSD hoặc Duncan ở mức ý nghĩa $P < 0,05$ qua các phần mềm chuyên dụng trong nông học.
Nguồn tư liệu và dữ liệu
- Dữ liệu thứ cấp: Niên giám thống kê tỉnh Phú Yên, số liệu từ Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ Thực vật Phú Yên, Sở Khoa học và Công nghệ Phú Yên, báo cáo thường niên của FAOSTAT, Hiệp hội Sắn Việt Nam (2016).
- Dữ liệu sơ cấp: Số liệu khí tượng quan trắc tại trạm đo địa phương; kết quả đo đếm trực tiếp tại các ô thí nghiệm và mô hình trình diễn tại xã Xuân Sơn Nam (Đồng Xuân) và xã Đức Bình Đông (Sông Hinh).
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
Chương này hệ thống hóa cơ sở lý luận và thực tiễn về cây sắn trên thế giới, Việt Nam và địa bàn tỉnh Phú Yên. Phân tích thực trạng sản xuất tại huyện Đồng Xuân và huyện Sông Hinh cho thấy:
- Cơ cấu diện tích đất sắn tại Đồng Xuân chủ yếu tập trung trên đất đỏ vàng (68,05%) và đất xám bạc màu (17,50%). Đất có sa cấu nhẹ, chua, nghèo mùn và dinh dưỡng khoáng. Mật độ trồng phổ biến là 13.433 cây/ha. Nông dân bón phân chưa cân đối (87% hộ bón urê khoảng 100 kg N/ha, 60% hộ bón supe lân khoảng 60 kg P2O5/ha, 72% hộ bón kali clorua khoảng 60 kg K2O/ha, rất ít dùng phân chuồng và phân hữu cơ vi sinh).
Bảng: Cơ cấu giống sắn và đặc tính sản xuất tại huyện Đồng Xuân (số liệu khảo sát năm 2014)
| TT |
Tên giống sắn |
Năng suất củ tươi (tấn/ha) |
Hàm lượng tinh bột (%) |
Năng suất tinh bột (tấn/ha) |
Năng suất lát khô (tấn/ha) |
Ước tỷ lệ diện tích (%) |
| 1 |
KM94 |
25,64 |
26,80 |
6,80 |
10,26 |
59,86 |
| 2 |
KM98-5 |
28,01 |
26,80 |
7,47 |
11,20 |
27,90 |
| 3 |
SM937-26 |
26,84 |
26,17 |
7,03 |
10,73 |
6,89 |
| 4 |
KM140 |
31,50 |
26,54 |
8,36 |
12,64 |
1,58 |
| 5 |
KM98-1 |
27,15 |
26,08 |
7,08 |
10,97 |
0,86 |
| 6 |
SM2075-18 |
31,00 |
26,27 |
8,04 |
12,40 |
2,24 |
| 7 |
KM419 |
34,90 |
27,35 |
9,54 |
13,80 |
0,63 |
Chi phí đầu tư bình quân 1 ha sắn tại Đồng Xuân khoảng 23.000.000 đồng/ha; năng suất bình quân 19,5 tấn/ha, tỷ suất lợi nhuận đạt khoảng 0,49. Tại Sông Hinh, diện tích sắn tăng nhanh từ 7.609 ha (2011) lên 10.200 ha (2016), phương thức canh tác trên đất dốc chiếm 77,9%, 98,9% diện tích phụ thuộc hoàn toàn vào nước trời.
Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương 2 mô tả chi tiết vật liệu thí nghiệm gồm 7 giống sắn (KM419, KM94, KM98-5, KM140, SM937-26, KM98-1, SM2075-18). Trình bày đầy đủ điều kiện đất đai, thời tiết khí hậu tại 2 điểm nghiên cứu thực địa (Đồng Xuân và Sông Hinh). Trình bày quy chuẩn kỹ thuật khảo nghiệm cơ bản, khảo nghiệm sản xuất, thí nghiệm thâm canh tổ hợp phân bón (NPK phối hợp phân chuồng, hữu cơ vi sinh), mật độ khoảng cách (10.000 - 16.666 cây/ha), phương pháp xác định rải vụ thu hoạch qua các tháng cho vụ Hè và vụ Xuân. Quy định cụ thể phương pháp lấy mẫu, dụng cụ phân tích và quy trình toán học xử lý số liệu thực nghiệm.
Chương 3: Kết quả và thảo luận
Chương này trình bày các phát hiện thực nghiệm cốt lõi của đề tài:
- Kết quả tuyển chọn giống sắn:
- Khảo nghiệm cơ bản: Giống KM419 có tỷ lệ mọc mầm cao, cây sinh trưởng khỏe, thân thẳng, nhặt mắt, ít phân cành hoặc phân cành cao, khả năng chống chịu sâu bệnh (bệnh chổi rồng, rệp sáp bột hồng, nhện đỏ) tốt hơn rõ rệt so với đối chứng KM94.
- Khảo nghiệm sản xuất: Trên cả đất xám Đồng Xuân và đất đỏ Sông Hinh ở cả hai vụ Hè và vụ Xuân, giống KM419 đạt năng suất củ tươi 34,90 - 45,00 tấn/ha, hàm lượng tinh bột đạt 27,35 - 30,00%, tỷ lệ chất khô đạt 38,5 - 40,2%. Năng suất tinh bột của KM419 đạt từ 9,54 tấn/ha trở lên, vượt trội có ý nghĩa thống kê so với giống đối chứng KM94 (năng suất củ tươi 25,64 tấn/ha, hàm lượng tinh bột 26,80%, năng suất tinh bột 6,80 tấn/ha).
- Kỹ thuật thâm canh rải vụ giống sắn KM419:
- Công thức phân bón: Công thức bón tối ưu mang lại năng suất củ tươi, năng suất tinh bột và hiệu quả kinh tế cao nhất trên đất Phú Yên là: $100\text{ kg N} + 80\text{ kg P}_2\text{O}_5 + 150\text{ kg K}_2\text{O} + 10\text{ tấn phân chuồng/ha}$ hoặc công thức $100\text{ kg N} + 80\text{ kg P}_2\text{O}_5 + 150\text{ kg K}_2\text{O} + 1.000\text{ kg phân hữu cơ vi sinh/ha}$. Việc bón cân đối NPK kết hợp phân chuồng/hữu cơ vi sinh giúp tăng năng suất củ tươi từ 25 - 35% so với mức bón truyền thống của nông hộ.
- Mật độ trồng thích hợp: Mật độ $14.285\text{ cây/ha}$ (tương ứng khoảng cách $1,0\text{m} \times 0,70\text{m}$) cho năng suất củ tươi và năng suất tinh bột tối ưu cho giống KM419, phù hợp với dạng hình cây gọn và thân đứng.
- Thời vụ và thời điểm thu hoạch rải vụ:
- Vụ Hè: Trồng từ cuối tháng 5 đến giữa tháng 6 (tiết Tiểu mãn). Thời điểm thu hoạch rải vụ kéo dài từ cuối tháng 11 đến cuối tháng 4 năm sau; đạt năng suất củ tươi và hàm lượng tinh bột cao nhất khi thu hoạch vào tháng 2 đến tháng 4 dương lịch (lúc cây đạt 9 đến 11 tháng sau trồng).
- Vụ Xuân: Trồng từ cuối tháng 12 đến đầu tháng 1 (tận dụng ẩm độ cuối mùa mưa). Thời điểm thu hoạch rải vụ từ cuối tháng 11 đến cuối tháng 4 năm sau; đạt năng suất củ tươi và hàm lượng tinh bột cao nhất khi thu hoạch vào tháng 2 đến tháng 4 dương lịch (lúc cây đạt 14 đến 16 tháng sau trồng).
- Mô hình trình diễn và quy trình thâm canh: Mô hình trình diễn giống KM419 kết hợp gói kỹ thuật thâm canh tại Đồng Xuân và Sông Hinh đạt năng suất củ tươi trên 35 tấn/ha, hàm lượng tinh bột trên 27%, tăng lợi nhuận thuần từ 14 đến 18 triệu đồng/ha so với giống KM94 canh tác truyền thống.
Chương 4: Kết luận và đề nghị
- Kết luận: Giống sắn KM419 là giống thích ứng tốt với điều kiện khí hậu và đất đai tỉnh Phú Yên, cho năng suất củ tươi và tinh bột vượt trội, kháng sâu bệnh tốt. Xác định thành công gói kỹ thuật thâm canh rải vụ gồm công thức phân bón NPK kết hợp phân chuồng hoặc phân hữu cơ vi sinh, mật độ 14.285 cây/ha và cơ cấu rải vụ Hè - Xuân kéo dài thời gian thu hoạch 5 - 6 tháng.
- Đề nghị: Đề nghị Sở Nông nghiệp & PTNT tỉnh Phú Yên công nhận và nhân rộng giống KM419 cùng quy trình kỹ thuật thâm canh rải vụ vào sản xuất đại trà; xây dựng hệ thống nhân giống sạch bệnh cung cấp cho nông hộ; phối hợp chặt chẽ với hai nhà máy chế biến tinh bột sắn để ký kết hợp đồng tiêu thụ theo lịch thu hoạch rải vụ.
Kết quả và những đóng góp mới
Đóng góp mới về mặt lý luận và khoa học
- Bổ sung cơ sở dữ liệu khoa học về đặc tính nông sinh học, khả năng sinh trưởng, phát triển và tích lũy tinh bột của giống sắn KM419 trong điều kiện sinh thái vùng Duyên hải Nam Trung Bộ.
- Xác lập cơ sở khoa học của kỹ thuật canh tác rải vụ thông qua việc làm rõ chu kỳ sinh lý của cây sắn vụ Hè (chu kỳ sinh trưởng 9 - 11 tháng) và vụ Xuân (chu kỳ sinh trưởng 14 - 16 tháng), chứng minh tính khả thi của việc tận dụng ẩm độ cuối mùa mưa để giúp sắn vụ Xuân vượt qua mùa khô hạn và tích lũy tinh bột đỉnh cao vào mùa khô năm sau.
Đóng góp mới về mặt thực tiễn
- Xác định và bổ sung giống sắn KM419 vào cơ cấu giống sắn tỉnh Phú Yên nhằm thay thế giống KM94 đã bị thoái hóa. Giống KM419 đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn công nhận chính thức theo Quyết định số 85/QĐ-BNN-TT ngày 13/01/2016.
- Xác định quy trình kỹ thuật thâm canh rải vụ tối ưu cho giống sắn KM419 tại tỉnh Phú Yên, đã được Cục Trồng trọt công nhận tiến bộ kỹ thuật theo Quyết định số 208/QĐ-TT-CLT ngày 27/5/2016 với các thông số cụ thể:
Bảng: Tổng hợp các thông số kỹ thuật thâm canh tối ưu cho giống sắn KM419 tại Phú Yên
| Thông số kỹ thuật |
Quy chuẩn kỹ thuật được công nhận |
| Công thức phân bón (Lựa chọn 1) |
$100\text{ kg N} + 80\text{ kg P}_2\text{O}_5 + 150\text{ kg K}_2\text{O} + 10\text{ tấn phân chuồng/ha}$ |
| Công thức phân bón (Lựa chọn 2) |
$100\text{ kg N} + 80\text{ kg P}_2\text{O}_5 + 150\text{ kg K}_2\text{O} + 1.000\text{ kg phân hữu cơ vi sinh/ha}$ |
| Mật độ và khoảng cách trồng |
$14.285\text{ cây/ha}$ (khoảng cách $1,0\text{ m} \times 0,70\text{ m}$) |
| Thời vụ trồng vụ Hè |
Cuối tháng 5 đến giữa tháng 6 dương lịch |
| Thời điểm thu hoạch vụ Hè |
Rải vụ cuối tháng 11 đến cuối tháng 4; tối ưu tháng 2 đến tháng 4 (9 - 11 tháng sau trồng) |
| Thời vụ trồng vụ Xuân |
Cuối tháng 12 đến đầu tháng 1 dương lịch |
| Thời điểm thu hoạch vụ Xuân |
Rải vụ cuối tháng 11 đến cuối tháng 4; tối ưu tháng 2 đến tháng 4 (14 - 16 tháng sau trồng) |
Kiến nghị và giải pháp đề xuất
- Đề xuất UBND tỉnh Phú Yên và ngành nông nghiệp địa phương ổn định diện tích quy hoạch vùng nguyên liệu sắn khoảng 11.000 ha cho hai nhà máy chế biến tinh bột sắn (Nhà máy Đồng Xuân và Công ty CP Tinh bột sắn Phú Yên - FOCOCEV).
- Hướng dẫn nông dân áp dụng đồng bộ quy trình bón phân kết hợp phân hữu cơ vi sinh nhằm hạn chế hiện tượng rửa trôi dinh dưỡng và thoái hóa đất trên địa hình đồi dốc.
- Tổ chức mạng lưới khuyến nông viên và nông dân nòng cốt để duy trì các vườn nhân giống sắn gốc KM419 sạch bệnh chổi rồng và rệp sáp bột hồng.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của luận án
- Địa bàn nghiên cứu thực nghiệm mới tập trung chuyên sâu tại 2 huyện đại diện là Đồng Xuân và Sông Hinh; chưa mở rộng khảo nghiệm trên các tiểu vùng sinh thái trồng sắn khác của tỉnh Phú Yên như Sơn Hòa, Tây Hòa, Tuy An.
- Thí nghiệm phân bón và mật độ mới được theo dõi trong chu kỳ các năm thí nghiệm của đề tài, chưa đánh giá tác động dài hạn của việc thâm canh liên tục đến sự biến đổi hóa lý tính và hệ vi sinh vật đất trong điều kiện canh tác lưu niên trên 5 - 10 năm.
- Nghiên cứu dịch hại chủ yếu dừng ở mức ghi nhận tỷ lệ nhiễm tự nhiên và mức độ chống chịu của các giống khảo nghiệm, chưa xây dựng quy trình phòng trừ dịch hại tổng hợp chuyên biệt bằng biện pháp sinh học đối với rệp sáp bột hồng và bệnh chổi rồng khi bùng phát trên diện rộng.
Hướng nghiên cứu tiếp
- Tiếp tục nghiên cứu các mô hình xen canh cây họ đậu (lạc, đậu xanh) với sắn KM419 trên đất dốc nhằm bảo vệ đất, chống xói mòn và nâng cao hiệu quả kinh tế trên một đơn vị diện tích.
- Nghiên cứu bổ sung các chế phẩm vi sinh phân giải lân và cố định đạm phù hợp với đất xám bạc màu nhằm giảm tỷ lệ sử dụng phân bón hóa học trong thâm canh sắn.
- Nghiên cứu tuyển chọn các dòng sắn chuyển gen hoặc sắn lai mới có khả năng chịu hạn cao và chống chịu hoàn toàn với bệnh chổi rồng (Phytoplasma sp) và virus khảm lá sắn (CMD).
Giá trị tham khảo
Đối tượng thụ hưởng
- Nghiên cứu sinh, học viên cao học, sinh viên ngành Nông học, Khoa học cây trồng: Luận án là tài liệu tham khảo thực chứng về phương pháp khảo nghiệm giống sắn theo tiêu chuẩn DUS, VCU; phương pháp bố trí thí nghiệm thâm canh đa yếu tố (phân bón, mật độ, thời vụ) và kỹ thuật phân tích chất lượng tinh bột củ sắn.
- Giảng viên và cán bộ nghiên cứu: Cung cấp dẫn chứng khoa học về quy luật sinh lý hấp thu khoáng NPK, cơ chế tích lũy chất khô và phản ứng thích nghi của cây sắn với điều kiện khô hạn vùng duyên hải.
- Cơ quan quản lý nông nghiệp và Khuyến nông: Sở Nông nghiệp & PTNT, Trung tâm Khuyến nông các tỉnh Duyên hải Nam Trung Bộ sử dụng số liệu của luận án để ban hành văn bản hướng dẫn cơ cấu giống và lịch thời vụ thâm canh rải vụ sắn phù hợp với biến đổi khí hậu.
- Doanh nghiệp chế biến tinh bột sắn: Hai nhà máy chế biến sắn tại Phú Yên và các nhà máy lân cận có căn cứ xây dựng kế hoạch thu mua nguyên liệu rải vụ kéo dài 5 - 6 tháng, giảm áp lực tồn trữ và hao hụt tinh bột sau thu hoạch.
Các nội dung có giá trị tham khảo cao
- Bản đối chiếu mô tả kỹ thuật DUS của giống sắn KM419 tại Phú Yên so với giống gốc.
- Hệ thống bảng số liệu khảo nghiệm năng suất củ tươi, hàm lượng tinh bột và năng suất sắn lát khô qua các mùa vụ và vùng đất.
- Gói định mức phân bón cân đối NPK kết hợp phân chuồng hoặc hữu cơ vi sinh và khung lịch thời vụ thu hoạch rải vụ đã được Cục Trồng trọt công nhận tiến bộ kỹ thuật.
Câu hỏi thường gặp
1. Giống sắn KM419 có nguồn gốc từ đâu và năng suất, chất lượng vượt trội ra sao so với giống KM94 đối chứng?
Giống sắn KM419 có nguồn gốc từ tổ hợp lai BKA900 x KM98-5, do Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh chọn tạo và được Bộ Nông nghiệp & PTNT công nhận theo Quyết định số 85/QĐ-BNN-TT ngày 13/01/2016. Tại Phú Yên, KM419 đạt năng suất củ tươi 34,90 - 45,00 tấn/ha, hàm lượng tinh bột 27,35 - 30,00%, năng suất tinh bột đạt từ 9,54 tấn/ha trở lên; vượt trội so với giống đối chứng KM94 (năng suất củ tươi 25,64 tấn/ha, hàm lượng tinh bột 26,80%, năng suất tinh bột 6,80 tấn/ha).
2. Liều lượng phân bón tối ưu được công nhận cho giống sắn KM419 tại Phú Yên là bao nhiêu?
Theo Quyết định số 208/QĐ-TT-CLT ngày 27/5/2016 của Cục Trồng trọt, có hai công thức phân bón tối ưu cho giống sắn KM419 tại Phú Yên:
- Công thức 1: $100\text{ kg N} + 80\text{ kg P}_2\text{O}_5 + 150\text{ kg K}_2\text{O} + 10\text{ tấn phân chuồng/ha}$.
- Công thức 2: $100\text{ kg N} + 80\text{ kg P}_2\text{O}_5 + 150\text{ kg K}_2\text{O} + 1.000\text{ kg phân hữu cơ vi sinh/ha}$.
3. Mật độ và khoảng cách trồng sắn thích hợp nhất cho giống KM419 được xác định trong luận án là gì?
Mật độ trồng tối ưu cho giống KM419 là $14.285\text{ cây/ha}$, tương ứng với khoảng cách hàng cách hàng $1,0\text{ m}$ và cây cách cây $0,70\text{ m}$. Khoảng cách này phù hợp với đặc điểm tán lá đứng, thân thẳng, không phân cành hoặc phân cành cao của giống KM419, giúp tận dụng tối đa ánh sáng và đạt năng suất củ tươi, năng suất tinh bột cao nhất trên cả đất xám và đất đỏ.
4. Luận án giải quyết vấn đề rải vụ thu hoạch nguyên liệu cho nhà máy sắn tại Phú Yên như thế nào?
Luận án bố trí cơ cấu 2 vụ trồng chính để kéo dài thời gian thu hoạch rải vụ từ 5 đến 6 tháng (từ cuối tháng 11 đến cuối tháng 4 năm sau):
- Vụ Hè: Trồng cuối tháng 5 đến giữa tháng 6, thu hoạch rải vụ từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau; thu hoạch tối ưu vào tháng 2 đến tháng 4 dương lịch (lúc sắn 9 - 11 tháng sau trồng).
- Vụ Xuân: Trồng cuối tháng 12 đến đầu tháng 1, thu hoạch rải vụ từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau; thu hoạch tối ưu vào tháng 2 đến tháng 4 dương lịch (lúc sắn 14 - 16 tháng sau trồng).
5. Thực trạng sản xuất sắn tại huyện Sông Hinh và Đồng Xuân thời điểm nghiên cứu (năm 2016) ra sao?
Năm 2016, huyện Sông Hinh có diện tích sắn đạt 10.200 ha, sản lượng đạt 234.900 tấn; huyện Đồng Xuân có diện tích 4.100 ha, sản lượng đạt 88.000 tấn; chiếm 65% diện tích và 62% sản lượng toàn tỉnh Phú Yên. Sản xuất sắn tại hai địa bàn này chủ yếu phụ thuộc vào nước trời (trên 96 - 98%), canh tác phần lớn trên đất dốc (Sông Hinh 77,9%, Đồng Xuân 53,3%), bón phân chưa cân đối và sử dụng giống cũ KM94 bị nhiễm sâu bệnh.
Kết luận
Luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn Thị Trúc Mai đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu thông qua việc tuyển chọn thành công giống sắn KM419 có năng suất củ tươi và hàm lượng tinh bột vượt trội, chống chịu sâu bệnh tốt, thích nghi với điều kiện sinh thái tỉnh Phú Yên để thay thế giống KM94 thoái hóa. Công trình đã xây dựng và chuẩn hóa quy trình kỹ thuật thâm canh rải vụ đồng bộ gồm công thức bón NPK kết hợp phân chuồng/hữu cơ vi sinh, mật độ $14.285\text{ cây/ha}$ và cơ cấu hai vụ Hè - Xuân cho phép thu hoạch kéo dài 5 - 6 tháng cung cấp nguyên liệu cho nhà máy chế biến. Các kết quả của luận án đã được Bộ Nông nghiệp & PTNT và Cục Trồng trọt công nhận chính thức bằng văn bản pháp lý, mang lại giá trị khoa học thực chứng và hiệu quả kinh tế - xã hội đối với ngành sản xuất sắn tại Phú Yên và vùng Duyên hải Nam Trung Bộ.
