nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác nhằm nâng cao năng suất và chất lượng một số dòng, giống sắn tại huyện bảo yên tỉnh lào cai

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM --- PHẠM HỒNG MINH NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC NHẰM NÂNG CAO NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG MỘT SỐ DÒNG, GIỐNG SẮN TẠI HUYỆN BẢO

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

-

PHẠM HỒNG MINH

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC NHẰM NÂNG CAO NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG MỘT SỐ DÒNG, GIỐNG SẮN TẠI HUYỆN BẢO YÊN TỈNH LÀO CAI

CHUYÊN NGÀNH: TRỒNG TRỌT

MÃ SỐ: 06 62 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

THÁI NGUYÊN - NĂM 2010

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

-

PHẠM HỒNG MINH

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC NHẰM NÂNG CAO NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG MỘT SỐ DÒNG, GIỐNG SẮN TẠI HUYỆN BẢO YÊN, TỈNH LÀO CAI

CHUYÊN NGÀNH: TRỒNG TRỌT

MÃ SỐ: 60 62 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Viết Hưng

PGS TS Nguyễn Thế Hùng

THÁI NGUYÊN - NĂM 2010

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chƣa từng đƣợc sử dụng để bảo vệ bất cứ một học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này

đã đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc

Học viên

Phạm Hồng Minh

LỜI CẢM ƠN

Sau quá trình học tập và nghiên cứu đề tài, tôi đã hoàn thành bản luận văn nghiên cứu khoa học Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn và sự kính trọng tới các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Sau Đại học; Khoa Nông Học, Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên; người dân huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai

đã tạo điều kiện cho tôi tiến hành nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Viết Hưng

và PGS.TS Nguyễn Thế Hùng đã luôn quan tâm giúp đỡ nhiệt tình, trách nhiệm và công tâm trong suốt quá trình tôi tiến hành nghiên cứu đề tài và hoàn thành luận văn

Nhân dịp này, tôi xin trân trọng gửi tới các thầy giáo, cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình sự biết ơn sâu sắc và xin gửi lời chúc tốt đẹp nhất

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2010

Học viên

Phạm Hồng Minh

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CIAT : Trung tâm Quốc tế Nông nghiệp Nhiệt đới -

CTCRI : Viện Nghiên cứu Cây có củ

CATAS : Học Viện Cây trồng Nhiệt đới Nam Trung Quốc

CT : Công thức

FCRI : Viện Nghiên cứu Cây trồng Thái Lan

FAO : Tổ Chức Lương Nông Liên Hiệp Quốc

FCRI : Viện Nghiên cứu Cây trồng Thái Lan

GSCRI : Viện Nghiên cứu Cây trồng Cận Nhiệt đới Quảng Tây Trung Quốc IITA : Viện Quốc tế Nông nghiệp Nhiệt đới

IFPRI : Viện Nghiên cứu Chính sách lương thực thế giới

MARIF : Viện Nghiên cứu Cây Lương thực Marlang - Indonexia

NLSH : Năng lượng sinh học

NSCT : Năng suất củ tươi

NSSVH : Năng suất sinh vật học

NSTL : Năng suất thân lá

TTDI : Viện Tinh bột Sắn Thái Lan

XVP : Giống sắn Xanh Vĩnh Phú

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

I ĐẶT VẤN ĐỀ 1

II MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

III YÊU CẦU NGHIÊN CỨU 2

Chương I :TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tình hình sản xuất, tiêu thụ sắn trên thế giới và Việt Nam 3

1.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn trên thế giới 3

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn ở Việt Nam 11

1.1.3 Tình hình sản xuất sắn ở tỉnh Lào Cai 17

1.2 Cơ sở khoa học và thực tiễn của việc nghiên cứu tuyển chọn giống sắn theo vùng sinh thái ở trên thế giới và trong nước 19

1.2.1 Tương tác gen và môi trường 19

1.2.2 Nghiên cứu chọn tạo giống sắn trên thế giới và Việt Nam 21

1.3 Tình hình nghiên cứu về một số biện pháp kỹ thuật thâm canh sắn ở trên thế giới và trong nước 26

1.3.1 Tình hình nghiên cứu đất trồng sắn, dinh dưỡng và kỹ thuật bón phân cho sắn 26

1.3.2 Tình hình nghiên cứu mật độ, khoảng cách trồng sắn trên thế giới và trong nước 32

Chương II:NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.1 Đối tượng nghiên cứu 34

2.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 34

2.3 Nội dung nghiên cứu 34

2.4 Phương pháp nghiên cứu 34

2.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 34

2.4.2 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 37

2.5 Phương pháp tính toán và xử lý số liệu 39

Chương III:KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 40

3.1 Kết quả nghiên cứu 9 dòng, giống sắn tham gia thí nghiệm tại huyện Bảo Yên tỉnh Lào Cai năm 2009 40

3.1.1 Tỷ lệ mọc mầm và thời gian mọc mầm của các giống sắn 40

ii

3.1.2 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các giống sắn 41

3.1.3 Tốc độ ra lá của các dòng, giống sắn 42

3.1.4 Tuổi thọ lá của các dòng, giống sắn 44

3.1.5 Sự phân cành, chiều dài các cấp cành của các dòng, giống sắn 46

3.1.6 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của 9 dòng, giống sắn 47

3.1.7 Năng suất và chất lượng của 9 dòng, giống sắn tham gia thí nghiệm tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 51

3.1.8 Hiệu quả kinh tế của 9 dòng, giống sắn tham gia thí nghiệm 53

3.2 Kết quả nghiên cứu tổ hợp phân bón đối với giống sắn KM94 tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai năm 2009 56

3.2.1 Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến tốc độ tăng trưởng chiều cao cây 56

3.2.2 Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến tốc độ ra lá 57

3.2.3 Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến tuổi thọ lá 58

3.2.4 Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến chỉ tiêu sinh trưởng và các yếu tố cấu thành năng suất 59

3.2.5 Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến năng suất củ tươi, năng suất thân lá, năng suất sinh vật học 60

3.2.6 Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến hiệu quả kinh tế của giống sắn KM94 62

3.3 Kết quả nghiên cứu mật độ trồng giống sắn KM94 tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai năm 2009 66

3.3.1 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến tốc độ tăng trưởng chiều cao cây 66

3.3.2 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến tốc độ ra lá 67

3.3.3 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến tuổi thọ lá 68

3.3.4 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến chỉ tiêu sinh trưởng và các yếu tố cấu thành năng suất 68

3.3.5 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến năng suất sắn 70

3.3.6 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến hiệu quả kinh tế 72

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 75

1 Kết luận 75

2 Đề nghị 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của toànthế giới từ năm 1995 - 2009 3

Bảng 1.2 Diện tích, năng suất, sản lượng sắn của những nước trồng sắn chính trên thế giới năm 2009 (sản lượng hơn 1 triệu tấn) 4

Bảng 1.3 Diện tích, năng suất, sản lượng sắn của 5 nước ở Châu Á giai đoạn 1970 - 2009 7

Bảng 1.4 Tình hình xuất, nhập khẩu sắn toàn cầu giai đoạn 2006 - 2009 9

Bảng 1.5 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn ở Việt Namtừ năm 2000 đến 2009 11

Bảng 1.6 Diễn biến diện tích, sản lượng sắn của các vùng trồng sắn của Việt Nam từ năm 1995-2009 12

Bảng 1.7 Diện tích và năng suất của một số giống sắnđang sử dụng ở Việt Nam hiện nay 15

Bảng 1.8 Diễn biến diện tích, năng suất, sản lượng sắn tỉnh Lào Caitừ năm 2005 - 2009 18

Bảng 3.1 Tỷ lệ mọc mầm và thời gian mọc mầm của 9 dòng, giống sắntham gia thí nghiệm tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 40

Bảng 3.2 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của 9 dòng, giống sắntham gia thí nghiệm tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 41

Bảng 3.3 Tốc độ ra lá của 9 dòng, giống sắn tham gia thí nghiệm tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 43

Bảng 3.4 Tuổi thọ lá của 9 dòng, giống sắn tham gia thí nghiệmtại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 44

Bảng 3.5 Sự phân cành, chiều dài các cấp cành của 9 dòng, giống sắn tham gia thí nghiệm tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 47

Bảng 3.6 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của 9 dòng, giống sắn tham gia thí nghiệmtại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 48

Bảng 3.7 Năng suất và chất lượng của 9 dòng, giống sắn tham giathí nghiệm tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 51

Bảng 3.8 Hiệu quả kinh tế của 9 dòng, giống sắn tham gia thí nghiệm tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 53

Bảng 3.9 Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của giống

sắn KM94 tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 56

Bảng 3.10 Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến tốc độ ra lá củagiống sắn KM94 tại

huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 57

Bảng 3.11 Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến tuổi thọ lá sắngiống KM94 ở huyện Bảo

Yên, tỉnh Lào Cai 58

Bảng 3.12 Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến chỉ tiêu sinh trưởng và các yếu tố cấu

thành năng suất của giống sắn KM94tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 59

Bảng 3.13 Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến năng suất của giống sắn KM94 tại huyện

Bảo Yên, tỉnh Lào Cai năm 2009 61

Bảng 3.14 Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến hiệu quả kinh tế của giống sắn KM94tại

huyện Bảo Yên tỉnh Lào Cai 63

Bảng 3.15 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến tốc độ tăng trưởng chiều cao cây giống sắn

KM94 tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 66

Bảng 3.16 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến tốc độ ra lá củagiống sắn KM94 tại huyện

Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 67

Bảng 3.17 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến tuổi thọ lá củagiống sắn KM94 tại huyện

Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 68

Bảng 3.18 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến chỉ tiêu sinh trưởng và các yếu tố cấu thành

năng suấtcủa giống sắn KM94 tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 69

Bảng 3.19 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến năng suất củagiống sắn KM94 tại huyện

Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 71

Bảng 3.20 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến hiệu quả kinh tế củagiống sắn KM94 tại

huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 73

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Bản đồ vùng dự án phát triển sắn làm nhiên liệu sinh họctại Việt Nam 16

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 35

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 36

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 37

Hình 3.1 Biểu đồ tuổi thọ lá của 9 dòng, giống sắn tham gia thí nghiệm tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 45

Hình 3.2 Biểu đồ năng suất của 9 dòng, giống sắn tham gia thí nghiệm tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 49

Hình 3.3 Biểu đồ năng suất củ khô và năng suất tinh bột của 9 dòng, giống sắn tham gia thí nghiệm tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 52

Hình 3.4 Biểu đồ hiệu quả kinh tế của 9 dòng, giống sắn tham gia thí nghiệm tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 54

Hình 3.5 Biểu đồ ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến năng suất củ tươi, năng suất thân lá, năng suất sinh vật học của giống sắn KM 94tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 61

Hình 3.6 Biểu đồ ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến hiệu quả kinh tếcủa giống sắn KM94 tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 64

Hình 3.7 Biểu đồ ảnh hưởng của mật độ trồng đến năng suất của giống sắn KM94 tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 71

Hình 3.8 Biểu đồ ảnh hưởng của mật độ trồng đến hiệu quả kinh tế củagiống sắn KM94 tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai 73

1

MỞ ĐẦU

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Cây Sắn (Manihot esculenta Crantz) hiện được trồng trên 100 nước có

khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới thuộc ba châu lục: châu Á, châu Phi và châu

Mỹ Latinh Tổ chức Nông lương thế giới (FAO) xếp sắn là cây lương thực

quan trọng ở các nước đang phát triển sau lúa gạo, ngô và lúa mì Tinh bột sắn

là một thành phần quan trọng trong chế độ ăn của hơn một tỷ người trên thế

giới (www TTTA Food market, 2009) Đồng thời, sắn cũng là cây thức ăn

gia súc quan trọng tại nhiều nước trên thế giới và cũng là cây hàng hóa xuất

khẩu có giá trị để làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến bột ngọt,

bánh kẹo, mì ăn liền, ván ép, bao bì, màng phủ sinh học và phụ gia dược

phẩm Đặc biệt trong thời gian tới, sắn là nguyên liệu chính cho công

nghiệp chế biến nhiên liệu sinh học (ethanol)

Ở Việt Nam, sắn là cây lương thực quan trọng sau lúa và ngô, nó đã

chuyển đổi vai trò từ cây lương thực thành cây công nghiệp với tốc độ cao,

năng suất và sản lượng sắn đã tăng nhanh ở thập kỷ đầu của thế kỷ XXI Cây

sắn là nguồn thu nhập quan trọng của các hộ nông dân nghèo do sắn dễ

trồng, ít kén đất, ít vốn đầu tư, phù hợp sinh thái và điều kiện kinh tế nông

hộ (Hoàng Kim và Phạm Văn Biên, 1997) Việc nghiên cứu phát triển các

giống sắn mới có năng suất tinh bột cao và kỹ thuật canh tác sắn theo hướng

sử dụng đất nghèo dinh dưỡng, đất khó khăn và phù hợp với các vùng sinh

thái là việc làm có hiệu quả, vì nó góp phần chuyển một phần diện tích đất

trồng sắn sang canh tác những cây trồng khác mà vẫn không làm giảm sản

lượng sắn

Tuy vậy, năng suất sắn tại nhiều địa phương ở Việt Nam cũng như ở

huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai vẫn còn thấp hơn nhiều so với tiềm năng,

năng suất của các giống sắn mới Đó là do người nông dân thường quan

niệm sắn là cây dễ trồng, thích ứng rộng, ít sâu bệnh, chịu đất chua, nghèo

dinh dưỡng và không đòi hỏi kỹ thuật phức tạp nên chưa chú ý đầu tư

2

thâm canh và chọn giống phù hợp với điều kiện sinh thái Để phục vụ cho

chiến lược phát triển sắn bền vững ở huyện Bảo Yên tỉnh Lào Cai, việc

nghiên cứu về giống và các biện pháp kỹ thuật thâm canh nhằm nâng cao

năng suất, chất lượng của các dòng, giống sắn là vấn đề rất cần thiết Với

những lý do trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: "Nghiên cứu một số

biện pháp kỹ thuật canh tác nhằm nâng cao năng suất và chất lượng

một số dòng, giống sắn tại huyện Bảo Yên tỉnh Lào Cai”

II MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng

của các giống sắn tham gia nghiên cứu Nhằm lựa chọn được dòng, giống sắn

mới có năng suất, chất lượng cao phù hợp với điều kiện sinh thái vùng nghiên

cứu và một số vùng sản xuất sắn ở tỉnh miền núi miền Bắc Việt Nam

- Nghiên cứu xác định một số biện pháp kỹ thuật thâm canh chủ yếu đối

với cây sắn để nâng cao năng suất, chất lượng và tăng hiệu quả kinh tế của

nghề trồng sắn

III YÊU CẦU NGHIÊN CỨU

- So sánh các đặc điểm sinh trưởng, phát triển của các dòng, giống

sắn mới

- Nghiên cứu các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng,

giống tham gia nghiên cứu

+ Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ trồng và tổ hợp phân bón đến sinh

trưởng và phát triển của giống sắn mới KM94

+ Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ trồng, tổ hợp phân bón đến các

yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống sắn KM 94

Các nghiên cứu nhằm xác định được giống sắn tốt và một số biện pháp

kỹ thuật như: tổ hợp phân bón, khoảng cách mật độ thích hợp, phù hợp tình

hình sản xuất sắn tại địa phương nhằm góp phần đẩy mạnh sản xuất sắn ở

huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai theo hướng phát triển bền vững, đẩy mạnh sự

nghiệp xây dựng nông thôn mới ở miền núi

3

Chương I

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tình hình sản xuất, tiêu thụ sắn trên thế giới và Việt Nam

1.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn trên thế giới

1.1.1.1 Tình hình sản xuất sắn trên thế giới

Trên thế giới Sắn (Manihot esculenta Crantz) là cây quan trọng được

xếp đứng thứ năm sau cây ngô, lúa gạo, lúa mì và khoai tây

Năm 2009 Faostat đã thống kê diện tích sắn trên toàn thế giới đạt 19,06

triệu ha, năng suất bình quân 12,64 tấn/ha, sản lượng 240,98 triệu tấn [33]

Diện tích, năng suất và sản lượng sắn thế giới có chiều hướng tăng trong giai

đoạn 1995 - 2009 được thể hiện ở bảng 1.1 như sau:

Bảng 1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của toàn

thế giới từ năm 1995 - 2009 Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (triệu tấn)

Sản lượng sắn của toàn thế giới trong năm 2009 là khoảng 240,98 triệu

tấn, tăng 33,65 triệu tấn so với năm 2005 và 64,45 triệu tấn so với năm 2000

4

Từ năm 1995 đến năm 2009 diện tích sắn đã tăng 2,61 triệu ha, năng suất tăng

2,79 tấn/ha, sản lượng sắn đã tăng 78,82 triệu tấn Qua bảng 1.1 ta thấy rằng

cây sắn hiện nay đang phát triển cả về diện tích, năng suất và sản lượng

Hiện nay cây sắn được trồng tại 105 quốc gia, năm 2009 toàn thế giới

có 19.058 nghìn ha sắn, trong đó có 64,8% diện tích sắn được trồng ở Châu

Phi, Châu Á chiếm 21,2%, Châu Mỹ chiếm 14% Năm 2009 trên thế giới có

51,8% sản lượng sắn được sản xuất ở châu Phi, Châu Á 33,8% và chỉ có

14,4% ở Châu Mỹ (Bảng 1.2)

Bảng 1.2 Diện tích, năng suất, sản lượng sắn của những nước trồng sắn

chính trên thế giới năm 2009 (sản lượng hơn 1 triệu tấn)

5

Châu Phi có tổng diện tích trồng sắn năm 2009 là 12.353 nghìn ha,

năng suất củ tươi bình quân 10,10 tấn/ha, sản lượng 124,83 triệu tấn [33] Ở

Châu Phi nước có diện tích sắn lớn nhất là Angola với 994,42 nghìn ha, năng

suất đạt 12,9 tấn/ha, sản lượng 12,83 triệu tấn Angola là nước có diện tích

sắn lớn nhất nhưng năng suất lại thấp hơn Ghana 0,91 tấn/ha Sắn là nguồn

lương thực chính của người dân tại nhiều nước ở vùng này Châu Phi là nơi

tình trạng suy dinh dưỡng tăng lên gấp đôi trong hai thập kỷ qua nên cây sắn

hiện được coi là giải pháp an toàn lương thực hàng đầu

Năm 2009 tổng diện tích sắn trồng ở Châu Mỹ là 2.668 nghìn ha,

năng suất củ tươi bình quân 13,00 tấn/ha, sản lượng 34,68 triệu tấn Năng

suất trung bình ở Châu Mỹ cao hơn năng suất trung bình của Châu Phi là

2,9 tấn/ha Brazil là nước có diện tích trồng sắn lớn nhất thế giới với

1.872,81 nghìn ha, Thái Lan là nước có diện tích lớn thứ 2 trên thế giới với

1.326,74 nghìn ha, thấp hơn so với Brazil là 546,07 nghìn ha Tồn tại chính

trong sản xuất và tiêu thụ sắn ở Châu Mỹ là trình độ kỹ thuật thâm canh

chưa cao, công nghiệp chế biến tinh bột sắn không phát triển bằng Châu Á,

sắn chủ yếu sử dụng tươi và làm thức ăn gia súc

Châu Á cùng với Châu Phi và Châu Mỹ là một trong ba vùng sắn quan

trọng của thế giới Diện tích sắn Châu Á hiện có 4.037 nghìn ha, sản lượng

81,47 triệu tấn đứng thứ hai sau Châu Phi, năng suất sắn ở Châu Á hiện đạt

bình quân 20,18 tấn/ha cao hơn Châu Phi 10,08 tấn/ha [33] Ấn Độ hiện là

nước có năng suất đạt cao nhất trên thế giới với 34,37 tấn/ha, Thái Lan là

nước có năng suất cao đứng thứ 2 trên thế giới (22,68 tấn/ha) thấp hơn so với

Ấn Độ là 11,69 tấn/ha Sản xuất sắn tại Châu Á tăng ở mức cao của 3%/năm

trong thời gian cuối những năm 70 và đầu 80, những năm 90 sản xuất sắn

6

phát triển chậm lại Sản xuất sắn được phát triển khá nhanh trở lại ở

3,3%/năm trong suốt 10 năm qua (Reinhardt Howeler và Keith Fahrne 2008)

Kết quả về sản xuất sắn ở một số nước Châu Á giai đoạn 1970 -2009

được thể hiện ở bảng 1.3

Nhìn vào bảng 1.3 ta thấy nước có diện tích, sản lượng sắn cao nhất

của Châu Á là Thái Lan với 1.326,74 nghìn ha và 30,09 triệu tấn, kế đến

là Indonexia với 1.175,67 nghìn ha và 22,04 triệu tấn Năng suất sắn của

các nước ở Châu Á trong các năm qua đều tăng nhanh, Ấn Độ là nước có

năng suất sắn cao nhất thế giới (34,36 tấn/ha), kế đến là Thái Lan (22,68

tấn/ ha)

Diện tích sắn năm 2009 Thái Lan đạt cao nhất, tiếp đến là

Indonesia, Việt Nam, Ấn Độ, Trung Quốc Diện tích sắn của Thái Lan

tăng nhanh ở thập kỷ 80 và 90 với 1.121,44 - 1.487,54 nghìn ha, đến

những năm đầu thế kỷ 21 diện tích sắn giảm nhiều (năm 2005 còn 985,91

nghìn ha), diện tích sắn tăng trở lại ở năm 2008 -2009 với 1.183,54 -

1.326,74 nghìn ha Diện tích sắn của Việt Nam cũng tăng trở lại từ năm

2005 – 2009 với 425,5 - 560,4 nghìn ha Từ những năm 1980 đến nay diện

tích sắn của Indonesia luôn giảm từ 1.412,48 - 1.175,67 nghìn ha Ấn độ

và Trung Quốc là hai nước luôn giữ ổn định diện tích trồng sắn

8

Qua phân tích tình hình sản xuất sắn trên thế giới ta thấy rằng, sắn

sẽ đóng vai trò kinh tế quan trọng và ngày càng đa dạng trong việc phát triển hệ thống lương thực quốc gia trong hai thập kỷ tiếp theo Cây sắn

có hệ thống cố định Cacbon cho phép cây tiếp tục quang hợp có hiệu quả trong thời gian thiếu nước kéo dài [15] Vì vậy, Sắn hiện nay đang được sử dụng như một nguyên liệu phù hợp để sản xuất ethanol trên toàn châu Á Châu Phi và Mỹ Latin Nhiên liệu sinh học hiện có tầm quan trọng trong cuộc sống hiện đại kể từ khi giá nhiên liệ u hóa thạch

đã bắt đầu tăng vọt do các vấn đề chính trị và cũng là mối quan tâm ngày càng tăng trên tất cả các vấn đề về ô nhiễm môi trường Xem xét những vấn đề này, các nước phát triển và đang phát triển đã xây dựng chính sách để bắt buộc pha ethanol và diesel sinh học (sản xuất từ các nguồn tái tạo) với nhiên liệu hóa thạch (xăng, diesel) Từ đó dẫn đến một nhu cầu lớn đối với nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu sinh học (UNEP 2009; Peter Baker 2009)[30] ở Trung Quốc, Brazil, Nigeria, Thái Lan, Indonesia, Colombia, Việt Nam Tại Việt Nam và Campuchia sắn được xem là một cây trồng quan trọng để sử dụng cho việc sản xuất nhiên liệu sinh học

1.1.1.2 Tình hình xuất, nhập khẩu sắn trên thế giới

Qua bảng số liệu 1.4 ta thấy:

Xuất khẩu sắn trên thế giới năm 2009 là 12,118 triệu tấn, trong đó tinh bột và bột sắn là 4,651 triệu tấn, sắn lát và sắn viên là 7,802 triệu tấn (Bảng 1.4) So với năm 2008 lượng sắn xuất khẩu năm 2009 tăng 2,968 triệu tấn Thái Lan chiếm trên 85% lượng xuất khẩu sắn toàn cầu, kế đến là Indonesia

và Việt Nam Thị trường xuất khẩu sắn chủ yếu của Thái Lan là Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản và cộng đồng châu Âu với tỷ trọng xuất khẩu sắn khoảng 40% bột và tinh bột sắn, 25% là sắn lát và sắn viên Nước nhập khẩu sắn nhiều nhất hiện nay là Trung Quốc, Nhật Bản, Indonesia, Malaysia

10

Trung Quốc hiện là nước nhập khẩu sắn nhiều nhất thế giới để làm cồn sinh học (bio ethanol), tinh bột biến tính (modify starch), thức

ăn gia súc và dùng trong công nghiệp thực phẩm dược liệu Trong năm

2009 Trung Quốc đã nhập khẩu 6.019.424 tấn sắn lát khô, trung bình hàng tháng Trung Quốc nhập khẩu 501.618 tấn sắn lát khô, tháng thấp nhất là 259.886 tấn, tháng cao nhất là 616.875 tấn Trong đó nhập khẩu

từ Thái Lan là 3.862.662 tấn, Việt Nam là 2.010.560 tấn, Indonesia là 143.072 tấn và số lượng còn lại là nhập khẩu ở một số nước khác (Bảng 1.4) Để hạn chế việc nhập khẩu sắn từ các nước khác và chủ động nguồn cung cấp sắn cho ngành công nghiệp thực phẩm, thức ăn gia súc

và làm cồn sinh học ở trong nước, Trung Quốc có nhiều chính sách để tiếp tục mở rộng diện tích và nâng cao năng suất sắn trong nước như: giới thiệu các giống sắn mới tốt hơn và nâng cao kỹ thuật trồng rừng kết hợp với trồng sắn

Viện Nghiên cứu Chính sách lương thực thế giới (IFPRI), 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 phát triển khoảng 0,40 triệu tấn Mức tiêu thụ sắn ở các nước đang phát triển dự báo đạt 254,60 triệu tấn so với các nước đã phát triển là 20,5 triệu tấn Khối 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 sản lượng sắn toàn cầu với dự báo sản lượng năm 2020 sẽ đạt 168,6 triệu tấn Trong đó, khối lượng sản phẩm sử dụng làm lương thực thực

11

phẩm là 77,2%, làm thức ăn gia súc là 4,4% Châu M ỹ La tinh giai đoạn 1993-2020, ước tốc độ tiêu thụ sản phẩm sắn tăng hàng năm là 1,3%, so với châu Phi là 2,44% và châu Á là 0,84 - 0,96% Cây sắn tiếp tục giữ vai trò quan trọng trong nhiều nước châu Á, đặc biệt là các nước vùng Đông Nam Á nơi cây sắn có tổng diện tích đứng thứ ba sau lúa và ngô

và tổng sản lượng đứng thứ ba sau lúa và mía Chiều hướng sản xuất sắn phụ thuộc vào khả năng cạnh tranh cây trồng Giải pháp chính để tăng tổng sản lượng bằng cách áp dụng giống mới và các biện pháp kỹ thuật tiên tiến [36]

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn ở Việt Nam

Ở Việt Nam sắn là một trong bốn cây trồng có vai trò quan trọng trong chiến lược an toàn lương thực quốc gia sau lúa và ngô Diện tích, năng suất, sản lượng sắn được thể hiện ở bảng 1.5

Bảng 1.5 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn ở Việt Nam

12

Bảng 1.6 Diễn biến diện tích, sản lƣợng sắn của các vùng trồng sắn của

Việt Nam từ năm 1995-2009

Nguồn: http://www.gso.gov.vn [22]

Đất trồng sắn ở Việt Nam tập trung ở các tỉnh miền núi phía Bắc, ven biển Trung bộ và Vùng Tây Nguyên ở Việt Nam khoảng 66% diện tích của sắn đƣợc trồng trên đất đồi núi, 40% diện tích còn lại đƣợc trồng trên các loại

13

đất khác Sắn ưa đất có độ pH từ 4,5 - 6,0 Tại miền Bắc Việt Nam, sắn được trồng chủ yếu ở khu vực có địa hình đồi núi và khoảng 68% của diện tích trồng sắn là đất đá và 12% có đất cát pha tương ứng Trong khi đó sắn ở miền Nam Việt Nam được trồng chủ yếu trên đất cát màu xám, các loại đất này phẳng và nghèo chất dinh dưỡng, các khu vực ven biển miền Trung và Đông Nam, chiếm khoảng 60% diện tích sắn toàn miền Nam Trong khi đó hơn 30% diện tích sắn được trồng ở Tây Nguyên và Đồng Nai, Bình Phước của khu vực Đông Nam trên đất đỏ màu vàng với địa hình đồi núi

Năm 2009 diện tích trồng sắn đã đạt 560.400 ha (bảng 1.6), trong đó có khoảng 78% tổng diện tích được phân bố ở các bờ biển miền Trung, Tây Nguyên và Đông Nam Có thể thấy rằng việc sản xuất sắn tại Việt Nam đã được chuyển dần sang miền Trung và khu vực Đông Nam trong những năm gần đây, đặc biệt là ở các tỉnh Tây Nguyên như Gia Lai, Kon Tum, Đắk Nông, Đắk Lắk (chiếm 26,78%); ở miền Đông Nam bộ như Tây Ninh, Đồng Nai, Bình Phước, Bình Thuận (chiếm 20.52%); tỉnh Duyên hải Nam Trung bộ Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên (chiếm 30,33%) Ba khu vực

đã tăng tất cả các lĩnh vực sản xuất sắn với các mức độ khác nhau Nổi bật trong số ba vùng là Tây Nguyên với một gia tăng đáng kể trong giai đoạn

2005 - 2009 Sản lượng sắn và diện tích sắn ở nhiều tỉnh đã tăng lên, điều này được kích thích bởi việc xây dựng các nhà máy chế biến sắn mới có quy mô lớn Sản lượng sắn trong từng khu vực/tỉnh có liên quan chặt chẽ đến diện tích gieo trồng và năng suất, mà chủ yếu phụ thuộc vào việc áp dụng các giống sắn mới năng suất cao ở mỗi tỉnh và thông qua các kỹ thuật thực hành sản xuất bền vững Trong khi hai mươi năm trước đây, tại Việt Nam không có các nhà máy sản xuất tinh bột sắn quy mô lớn, hiện nay có 60 nhà máy chế biến

14

sắn hoạt động với tổng công suất chế biến từ 3.200.000 - 4.800.000 tấn củ tươi/năm Tổng sản lượng tinh bột sắn tại Việt Nam được khoảng 800.000 - 1.200.000 tấn, trong đó 70% được xuất khẩu và 30% được sử dụng trong nước.[2]

Trong thập niên 1980 và 1990 sản lượng sắn tại Việt Nam đã suy giảm Nhưng trong chín năm qua (2000-2009), sản lượng sắn tăng từ 1.986.300 tấn trong năm 2000 lên 9.455.000 tấn trong năm 2009

Kết quả này đạt được thông qua hai yếu tố đó là mở rộng diện tích và trồng các giống sắn cao sản mới Năm 2000 có diện tích trồng sắn từ 237.600 ha, năm 2009 là 560.400 ha, tăng so với năm 2000 là 322.800ha và đánh dấu sự gia tăng năng suất từ 8,36 tấn/ha trong năm 2000 lên 16,87 tấn /ha vào năm 2009

Việt Nam đã đạt tiến bộ kỹ thuật nhanh nhất châu Á về chọn tạo và nhân giống sắn Tiến bộ này là do nhiều yếu tố mà yếu tố chính là thành tựu trong chọn tạo và nhân giống sắn lai Năng suất và sản lượng sắn của nhiều tỉnh đã tăng lên gấp đôi do trồng các giống sắn mới năng suất cao và áp dụng

15

Bảng 1.7 Diện tích và năng suất của một số giống sắn

đang sử dụng ở Việt Nam hiện nay

Giống

Diện tích thu hoạch năm

(tấn/ha)

Sản lượng

Nguồn: Nguyễn Văn Bộ, Hoàng Kim tổng hợp năm 2009 [42]

Tại Việt Nam cây sắn được coi là cây trồng chính cung cấp nguồn nhiên liệu cho sản suất năng lượng sinh học Bộ Công thương đã hoàn thiện việc quy hoạch và phát triển vùng nguyên liệu cho năng lượng sinh học [2] Khi chương trình NLSH của Nhà nước vận hành, các nhà máy sản xuất ethanol sẽ tiêu thụ một khối lượng sắn rất lớn Dự kiến năm 2012, sản xuất ethanol sẽ tiêu thụ 16% sản lượng sắn, năm 2015 chiếm 35%, năm 2020

16

chiếm 41%, đến năm 2025 chiếm 48% Các tính toán này dựa vào dự báo nhu cầu xăng tăng 8,5%/năm; năm 2012 áp dụng E5, năm 2015 áp dụng E10; sản lượng sắn tăng 5%/năm Sự hình thành và phát triển của ngành công nghiệp NLSH làm thay đổi kết cấu thị trường sắn Việt Nam theo hướng có lợi cho nông nghiệp và nông thôn [25]

Nguồn: Nguyễn Văn Bộ, Hoàng Kim và Keith Fahrney 2008 [42]

Hình: 1.1 Bản đồ vùng dự án phát triển sắn làm nhiên liệu sinh học

tại Việt Nam

17

Hiện nay Việt Nam là nước xuất khẩu lớn thứ hai về các sản phẩm sắn sau Thái Lan với 2,00 - 4,00 triệu tấn sắn lát khô (Bảng 1.4) và tương ứng khoảng 0,4 - 0,8 tấn tinh bột sắn xuất khẩu Đại lục Trung Quốc vẫn là nhà nhập khẩu sắn lớn nhất của Việt Nam và chiếm 90% thu nhập xuất khẩu của ngành công nghiệp Hàn Quốc và Đài Loan là nước đứng thứ hai và thứ ba trong tốp các nhà nhập khẩu lớn nhất Nhu cầu đã tăng vọt, chủ yếu do nhu cầu từ Trung Quốc, trong đó sử dụng để sản xuất ethanol Tổng xuất khẩu trong năm 2009 khoảng 4.000.000 tấn sắn lát khô xuất khẩu và hơn 350.000 tấn tinh bột sắn và bột mì Giá xuất khẩu sắn lát khô giảm xuống mức thấp

135 $ / tấn vào đầu năm 2008, nhưng kể từ đó đã tăng lên từ 180 $ và 195 $ / tấn trong cuối tháng 12 năm 2009 [2]

1.1.3 Tình hình sản xuất sắn ở tỉnh Lào Cai

Lào Cai là một tỉnh miền núi nằm ở phía Bắc Việt Nam, diện tích tự nhiên 6.383,89 km2, có độ cao trung bình từ 100m đến 1.600m so với mặt nước biển Địa hình và khí hậu được phân thành 2 vùng tự nhiên khác nhau

đó là vùng cao và vùng thấp Vùng cao là vùng có độ cao trên 700m trở lên, nhiệt độ trung bình từ 150c đến 200c, lượng mưa trung bình từ 1.800mm đến 2.000mm Vùng thấp nhiệt độ trung bình từ 230c đến 290c, lượng mưa trung bình từ 1.400mm đến 1.700mm Năm 2005 toàn tỉnh có tổng diện tích đất nông nghiệp là 86.309ha trong đó diện tích đất trồng sắn là 5.580ha, chiếm 6,46% tổng diện tích đất nông nghiệp, năm 2009 tổng diện tích đất nông nghiệp 97.316ha trong đó diện tích đất trồng sắn là 8.524 ha, chiếm 8,76% tổng số diện tích đất nông nghiệp của tỉnh [18]

Tình hình sản xuất sắn của tỉnh Lào Cai từ năm 2005 - 2009 được thể hiện ở bảng 1.8

18

Bảng 1.8 Diễn biến diện tích, năng suất, sản lƣợng sắn tỉnh Lào Cai

từ năm 2005 - 2009

Chỉ tiêu Địa danh

Diện tích (ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lƣợng (tấn)

19

1.2 Cơ sở khoa học và thực tiễn của việc nghiên cứu tuyển chọn giống sắn theo vùng sinh thái ở trên thế giới và trong nước

1.2.1 Tương tác gen và môi trường

Chọn giống thực vật và động vật là thực hiện việc điều khiển hệ thống di truyền Để thành công trong chương trình chọn giống phải dựa vững chắc vào nguyên lý di truyền với nhận thức sâu sắc về bản chất di truyền của sự biểu hiện các tính trạng thông qua năng suất cây trồng, vật nuôi

Cây sắn trồng: Manihot esculenta Crantz thuộc lớp hai lá mầm, chi

Manihot, họ thầu dầu –Euphorbiaceae, bộ 3 mảnh vỏ - Euphorbiales Sắn

trồng có số lượng nhiễm sắc thể 2n = 36 [15] Hầu hết các giống sắn trồng đều có khả năng ra hoa Hoa sắn là loại hoa đơn tính cùng gốc, hoa đực và hoa cái riêng rẽ trên cùng một cây, hoa đực thường nở trước hoa cái từ 1 đến 2 tuần Trong tự nhiên, sắn được thụ phấn chủ yếu nhờ côn trùng và gió Các cây lai khá đa dạng về đặc điểm hình thái, sinh lý Mặc dù các tính trạng số lượng có hệ số di truyền cao nhưng các yếu tố môi trường (khí hậu, đất đai, chế độ canh tác) đã có ảnh hưởng lớn đến sự biến đổi những tính trạng số lượng của các giống (kiểu gen) dưới tác động của yếu tố môi trường được gọi là tương tác gen với môi trường [16]

Hiện tượng năng suất của giống cây trồng thay đổi tuỳ theo điểm khảo nghiệm cho ta thấy sự cần thiết phải khảo sát các dòng, giống lai triển vọng ở các điều kiện môi trường khác nhau, bởi sự tương tác giữa giống và môi trường là có ý nghĩa Các giống (kiểu gen) khác nhau khi điều kiện môi trường ở các điểm khảo nghiệm thay đổi thì chúng có mức độ phản ứng không giống nhau Giống ổn định năng suất là giống có năng suất ít thay đổi trong các điều kiện môi trường khác nhau: địa điểm khảo nghiệm,

20

đất đai, thời vụ trồng, biện pháp kỹ thuật (mật độ, khoảng cách trồng, liều lượng phân bón,…) Độ ổn định của giống biểu thị phản ứng trung bình của

nó đối với sự thay đổi của môi trường

Cây sắn có khả năng thích ứng rộng, song việc tuyển chọn được một giống sắn mới đạt năng suất cao phù hợp cho nhiều vùng sinh thái có điều kiện khí hậu, đất đai khác nhau quả là khó khăn Việc đánh giá năng suất của các dòng ưu tú cho các vùng sinh thái, vào giai đoạn cuối của chu kỳ chọn lọc là rất cần thiết, vì có như vậy mới xác định được giống thích hợp nhất cho từng vùng sản xuất Đồng thời, việc đánh giá này cũng nhằm để tuyển chọn các cặp bố mẹ kết hợp được nhiều tính trạng tốt và đạt được các mục tiêu mong muốn trong một giống như: năng suất cao, ổn định, chất lượng tốt, ít sâu bệnh, thích ứng rộng với nhiều vùng sinh thái [16] Công tác tuyển chọn các dòng, giống sắn ưu tú thường dựa trên quan trắc đồng ruộng vì điều kiện của môi trường có ảnh hưởng đến sự di truyền của một

số tính trạng số lượng được biểu hiện ra bên ngoài như: số củ/cây, khối lượng củ/cây, chiều cao cây, tỷ lệ chất khô, năng suất sinh học, hệ số thu hoạch, thời gian từ trồng đến phân cành cấp 1, tuổi thọ trung bình của một

lá, chỉ số diện tích lá Đó là các thông số chủ yếu quan trọng trong việc lựa chọn dòng có triển vọng

Việc tuyển chọn giống sắn dựa trên nghiên cứu tương tác gen với môi trường có cơ sở thực tiễn và khoa học của nguyên lý di truyền cũng như sinh lý thực vật Nó chỉ ra cho các nhà chọn giống về hình mẫu của một giống sắn "lý tưởng" đạt năng suất cao, chất lượng tốt (tỷ lệ chất khô, tỷ lệ tinh bột, chất lượng bột) phù hợp với điều kiện sinh thái cụ thể tại địa phương, đó là một tiêu chuẩn của chọn lọc trong nghiên cứu về khả năng cho năng suất của các dòng, giống sắn [7]

Trên thế giới, việc nghiên cứu giống sắn được thực hiện chủ yếu ở Trung tâm Quốc tế Nông nghiệp Nhiệt đới - CIAT tại Colombia, Viện Quốc tế Nông nghiệp Nhiệt đới - IITA tại Nigeria, cùng với các Trường, Viện nghiên cứu quốc gia ở những nước trồng và tiêu thụ nhiều sắn; CIAT, IITA đã có những chương trình nghiên cứu rộng lớn đồng thời kết hợp chặt chẽ các chương trình sắn của mỗi quốc gia để tiến hành thu thập, nhập nội, chọn tạo và cải tiến giống sắn Mục tiêu của chiến lược cải tiến giống sắn được thay đổi tuỳ theo sự cần thiết và khả năng của từng chương trình quốc gia đối với công tác tập huấn, phân phối nguồn vật liệu giống ban đầu đã được điều tiết bởi các chuyên gia chọn tạo giống sắn của CIAT [31]

CIAT là nơi bảo tồn nguồn gen giống sắn đứng hàng đầu của thế giới Nguồn gen giống sắn nêu trên đã được CIAT bảo tồn và đánh giá cẩn thận về khả năng cho năng suất, giá trị dinh dưỡng, thời gian sinh trưởng, khả năng chống chịu sâu bệnh hại cũng như thích ứng với sự thay đổi của môi trường từ đó chọn ra những cặp bố mẹ phục vụ cho công tác cải tiến giống sắn để trao đổi quỹ gen đối với các nước

22

CIAT hiện có những nghiên cứu rất sâu về di truyền số lượng, ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo, nhân giống và bảo tồn nguồn gen sắn, xây dựng bản đồ gen; ứng dụng di truyền phân tử và công nghệ chuyển gen để tạo giống sắn ngắn ngày, chất lượng cao, giàu protein, carotene và vitamin; đồng thời chọn ra những giống sắn kháng bệnh virus,

bệnh héo vi khuẩn (Xanthomonas manihotis), bệnh đốm nâu lá (Cercospora spp.), bệnh thán thư (Coletotrichum spp.), nhện (Tetranychus

sp.), bọ phấn , rệp, sâu đục thân,…

Tại Châu Mỹ Latinh, chương trình chọn tạo giống sắn của CIAT đã phối hợp với CLAYUCA và những chương trình sắn quốc gia của các nước Braxin, Côlombia, Mêhicô, … giới thiệu cho sản xuất ở các nước này những giống sắn tốt như SM 1433-4, CM 3435-3, SG 337-2, CG 489-31, MCol 72, AM 273-23, MBRA 383,…Do vậy đã góp phần đưa năng suất và sản lượng sắn trong vùng tăng lên một cách đáng kể [31]

Ở Châu Phi, CIAT phối hợp với IITA và các nước Nigeria, Congo, Ghana, Tanzania, Mozambique, Angola, Uganda cùng nhiều tổ chức quốc

tế như FAO, Bill Gates Foundation để nghiên cứu nhằm phát triển các giống sắn mới ngắn ngày, chất lượng cao (giàu carotene, vitamin, protein,…) thích hợp ăn tươi và có khả năng kháng bệnh virus (một loại bệnh dịch hại nghiêm trọng đối với cây sắn ở châu Phi)

Tại Hội thảo Sắn Quốc tế lần thứ Tám tổ chức tại thủ đô Viên Chăn, Lào ngày 20-24 tháng 10 năm 2008 Các nhà khoa học đã xác định tương lai mới cho sắn ở Châu Á là làm thực phẩm, thức ăn gia súc và nhiên liệu sinh học có lợi cho người nghèo, mục tiêu là chọn tạo được những giống mới đáp ứng được yêu cầu sử dụng củ và lá sắn làm thức ăn gia súc, phát triển mới trong chế biến sắn, đặc biệt là làm nhiên liệu sinh học, tinh bột, tinh bột biến tính, màng phủ sinh học, công nghiệp thực phẩm (Reinhardt Howeler 2010)[31]

23

Chương trình sắn CIAT/ Colombia trong giai đoạn 1975-1995 đã cung cấp trên 350.000 hạt sắn lai của 251 dòng, giống sắn tốt cho 9 nước châu Á Trong giai đoạn 1995-2005, CIAT/ Colombia tiếp tục cung cấp 141.021 hạt lai của 1.331 cặp bố mẹ cho 11 nước ở khu vực này Từ đầu năm 1985 cho đến cuối năm 2004 chương trình sắn CIAT/Thái Lan đã cung cấp được gần 100.000 hạt sắn lai cho các nước Châu Á và CIAT/ Colombia [31]

Ấn Độ là nước ở Châu Á có năng suất sắn cao hàng đầu thế giới

Cơ quan điều phối cải tiến giống sắn toàn Ấn Độ là Viện Nghiên cứu Cây có củ (CTCRI) ở Trivandrum của tiểu bang Kerala CTCRI đã thu thập, bảo quản, đánh giá 1.354 mẫu giống sắn và lai tạo được hàng chục nghìn hạt sắn lai phục vụ cho chương trình chọn tạo các giốn g sắn mới Gần đây, Ấn Độ có 5 giống sắn mới được nhà nước công nhận là giống quốc gia, trong đó giống Sree Prakash có nhiều triển vọng đạt năng suất

củ tươi cao (35- 40) tấn/ha

Thái Lan là nước có chương trình chọn tạo giống sắn lớn nhất Châu

Á Những cơ quan nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống sắn hiện nay là Trường Đại học Kasetsart (KU), Viện Tinh bột Sắn Thái Lan (TTDI) và Viện Nghiên cứu Cây trồng Thái Lan (FCRI) Tại Trung tâm Nghiên cứu Cây trồng Rayong (thuộc FCRI) mỗi năm có 15.000 - 20.000 hạt sắn lai

F1 được khảo sát, đánh giá và tuyển chọn Những giống sắn mới năng suất cao, phẩm chất tốt được giới thiệu trong thời gian gần đây có Kasetsart

50, Rayong 72, Rayong 5, Rayong 90, Huay Bong 60, CMR 41-111-129

Chương trình cải tiến giống sắn của Trung Quốc được thực hiện chủ yếu tại Học Viện Cây trồng Nhiệt đới Nam Trung Quốc (CATAS), Viện Nghiên cứu Cây trồng Cận Nhiệt đới Quảng Tây (GSCRI) Những giống

* Ở Việt Nam:

Trong nước, theo tác giả Hoàng Kim, Phạm Văn Biên, cây sắn được

du nhập vào Việt Nam khoảng giữa thế kỷ 18 Trước năm 1975 nguồn gen giống sắn đã được nhập nội và khảo sát tại Viện Khảo cứu Nông nghiệp Sài Gòn [53]; ở phía Bắc cũng tiến hành một số thí nghiệm tập đoàn so sánh giống kết quả đã chọn ra được giống sắn H34 thuộc nhóm sắn đắng có tỷ

lệ tinh bột cao (>30%)

Trong giai đoạn 1975-1990, Trường Đại học Nông nghiệp 3 - Bắc Thái tiến hành thu thập đánh giá nguồn gen của 20 giống sắn và đã chọn được giống sắn XVP là giống địa phương tốt nhất ở các tỉnh phía Bắc Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc (thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam) đã đánh giá nguồn gen của 33 giống sắn địa phương và cũng xác định được ba giống sắn tốt là HL23, HL24, HL20, đồng thời 3 giống này mỗi năm được sản xuất nhân ra trồng trên 70.000 ha ở các tỉnh phía Nam[24] Vì những giống sắn mới được chọn lọc có năng suất bình quân trong thí nghiệm đạt 15-25 tấn/ha, tỷ lệ tinh bột 20-25% nên đáp ứng được mục tiêu đề ra là phục vụ cho nhu cầu lương thực

25

Trong giai đoạn 1991 - 2005, Chương trình sắn Việt Nam đã hợp tác chặt chẽ với CIAT, VEDAN và mạng lưới Nghiên cứu sắn Châu Á để đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu và phát triển sắn với mục tiêu là chọn tạo

ra những giống sắn có năng suất củ tươi và tỷ lệ tinh bột cao, phục vụ cho chế biến công nghiệp; đồng thời cũng tuyển chọn được những giống sắn ngắn ngày, đa dụng, thích hợp cho cả chế biến công nghiệp cũng như nhu cầu về lương thực ở vùng sâu, vùng xa Do đó đã tạo được bước đột phá quan trọng trong nghề trồng sắn của Việt Nam [17]

Các nghiên cứu chọn tạo và khảo nghiệm giống sắn nhập nội từ CIAT thích hợp cho mục tiêu sản xuất cồn sinh học đang được thực hiện trong chương trình sắn Việt Nam Với 24.073 hạt giống sắn nhập nội từ CIAT, 37.210 hạt giống sắn lai tạo tại Việt Nam, 38 giống sắn tác giả và 31 giống sắn bản địa đã chọn được 98 giống sắn triển vọng Trong đó có ba giống KM140, KM98-5 và KM98-7 đã được đưa vào trồng tại nhiều địa phương ở giai đoạn 2007 - 2009 [24]

Hiện nay mục tiêu của chương trình cải thiện di truyền sắn tại Việt Nam là:

- Tăng tiềm năng năng suất, hàm lượng chất khô và hàm lượng tinh bột

- Rút ngắn thời gian thu hoạch

- Xác định các giống có năng suất cao phù hợp với từng khu vực và vùng sinh thái khác nhau nhằm thúc đẩy sự hội nhập của các hệ thống canh tác nông hộ nhỏ

- Lựa chọn giống sắn tốt nhất cho sản xuất ethanol sinh học [3]

Mà mục tiêu cụ thể của chương trình nhân giống sắn là: để chọn và phát hành giống mới có năng suất cao từ 35-40 tấn / ha, hàm lượng tinh bột từ 27-30%, thời gian sinh trưởng và phát triển từ 8-10 tháng, cây mọc thẳng đứng, đốt ngắn, ít phân nhánh, tán nhỏ gọn, kích thước gốc, củ thống nhất và phù hợp cho chế biến công nghiệp [42]

26

Thực hiện mục tiêu trên hiện nay có khá nhiều công trình nghiên cứu

về chọn tạo giống đạt kết quả tốt nhờ đó mà nhiều giống sắn mới được đưa vào sản xuất như KM60, KM94, KM95, KM95-3, SM937-26, KM98-1, KM98-5, KM98-7, KM140 đã thực sự mang lại lợi nhuận cao cho nông dân trên diện rộng, cho nên tạo được công ăn việc làm và góp phần xoá đói giảm nghèo ở vùng sâu, vùng xa và miền núi, đồng thời tăng sức cạnh tranh của tinh bột sắn xuất khẩu và các sản phẩm khác chế biến từ sắn trên thị trường trong và ngoài nước [3]

Những tiến bộ vượt bậc về công tác chọn tạo giống sắn trên thế giới

và ở Việt Nam đã khẳng định ý nghĩa quan trọng của phương pháp tuyển chọn giống sắn thích hợp theo vùng khí hậu, đất đai và tạo nguồn vật liệu khởi đầu phong phú để tạo nên sự đột phá về năng suất Công tác thực nghiệm tuyển chọn giống sắn trên đồng ruộng chỉ có kết quả khi bảo đảm vững chắc được cơ sở di truyền những tính trạng nông học Trong đó, năng suất củ tươi, chỉ số thu hoạch có hệ số di truyền cao; tỷ lệ chất khô, tỷ lệ tinh bột có hệ số di truyền thấp và ít biến động bởi điều kiện môi trường[16]

1.3 Tình hình nghiên cứu về một số biện pháp kỹ thuật thâm canh sắn ở trên thế giới và trong nước

1.3.1 Tình hình nghiên cứu đất trồng sắn, dinh dưỡng và kỹ thuật bón phân cho sắn

* Tình hình nghiên cứu trên thế giới:

Trên thế giới cây sắn được trồng trong một phạm vi đất biến động khá rộng từ cát nhẹ đến sét nặng, pH từ 3,5 đến 7,8, ngoại trừ đất úng nước và đất

có hàm lượng muối cao Sắn đạt năng suất cao trên đất có tưới, hàm lượng dinh dưỡng cao, đất tơi xốp, có kết cấu trung bình, pH khoảng 7-8

Theo tác giả Howeler [42] cho rằng sắn được trồng trên đất giầu dinh dưỡng hoặc được bón đầy đủ và hợp lý các loại phân vô cơ, hữu cơ thì sức

27

sinh trưởng tốt dẫn đến năng suất củ, năng suất sinh học, tỷ lệ tinh bột đạt cao Nếu sắn trồng trên đất nghèo dinh dưỡng có sức sinh trưởng yếu, năng suất củ, năng suất sinh học và tỷ lệ tinh bột trong củ thấp; bón quá nhiều phân đặc biệt là đạm đối với một số giống sắn có tốc độ sinh trưởng nhanh

sẽ dẫn đến thân lá phát triển nhiều, năng suất sinh vật cao, năng suất củ tươi

giảm, chỉ số thu hoạch thấp Cũng theo tác giả Howeler [42] nếu cung cấp P,

K vượt mức giới hạn cho phép sẽ ức chế đến sự hấp phụ các chất dinh dưỡng khác như Fe và Zn hoặc Ca, Mg làm cho sắn sinh trưởng và phát triển kém, năng suất củ giảm Việc cung cấp dư thừa đạm dẫn đến cây sắn phát triển rất mạnh về thân lá, ẩm độ không khí của bộ lá cao, không bào lá lớn,

lá non hơn dẫn đến cây sắn dễ bị sâu bệnh phá hoại Bón phân dư thừa sẽ làm tăng giá thành sản xuất và đôi khi làm giảm năng suất dẫn đến hiệu quả kinh tế thấp Chính vì vậy duy trì việc cung cấp dinh dưỡng cân đối cho cây

sắn là rất cần thiết để đạt năng suất cao

Tác giả Duangpatra(1987), [32], cho biết đạm là nguyên tố rất cần thiết đối với sinh trưởng và phát triển của cây sắn Cây sắn hấp thu một lượng N rất lớn từ đất, nên bón đạm làm tăng số lá trên thân, số đốt, số rễ củ

và năng suất củ Tuy nhiên, theo các tác giả khác thì bón đạm làm giảm tỷ lệ tinh bột chứa trong củ Ở các thí nghiệm dài hạn và ngắn hạn cho thấy sắn phản ứng với đạm rất mạnh, nhất là trên các loại đất nghèo dinh dưỡng Phản ứng của sắn đối với các liều lượng N khác nhau đã thể hiện rõ ngay từ năm thí nghiệm đầu tiên Ngoài ra có mối quan hệ khá rõ giữa lượng N bón vào đất và hàm lượng N chứa trong thân lá sắn Hàm lượng N trong thân lá tăng khi mức bón đạm tăng [31]

Theo tác giả Howeler [31] nếu lúc thu hoạch người ta lấy toàn bộ sinh khối của sắn có trên đồng ruộng (củ tươi, các bộ phận thân lá) thì họ đã lấy đi hầu hết các chất hữu cơ do cây sắn hấp thụ được trong quá trình sinh trưởng

28

và phát triển bao gồm 75% N, 92%Ca, 76,% Mg Số liệu phân tích được cho thấy tổ hợp lân chứa trong củ lúc thu hoạch tương đương với lượng P ở bộ phận trên mặt đất (thân, lá) khi thu hoạch cộng với lượng P ở nhiều bộ phận lá

đã rụng (lá già) Riêng ở rễ và củ sắn thì tỷ lệ N, P, K bị lấy đi khi thu hoạch

là 2:1:4 Song tính chung cho tất cả các bộ phận ở dưới và trên mặt đất thì tỷ

lệ này là 3:1:3

Theo tác giả Weite, (1996) [40] từ những kết quả nghiên cứu hơn 100 thí nghiệm trên đồng ruộng của nông dân tại Thái Lan và Trung Quốc cho rằng cây sắn phản ứng mạnh với mức bón phân N từ 50 đến 200kgN/ha nhưng cũng có sự khác nhau tuỳ theo giống (giống SC205 phản ứng với mức bón 200kgN/ha còn giống SC201 ở mức 50kgN/ha)

Tác giả Howeler [31] khi tập hợp nhiều kết quả nghiên cứu về nhu cầu dinh dưỡng đối với cây sắn của các tác giả khác nhau trên thế giới đã đi đến kết luận: Để đạt năng suất 15 tấn củ tươi/ha, cây sắn lấy đi lượng dinh dưỡng trung bình là 74kgN, 16kgP2O5, 87kgK2O, 27kg Ca và 12kg Mg Nhiều công trình nghiên cứu về bón N, P, K đơn lẻ hoặc kết hợp, so sánh phản ứng của cây sắn đối với phân bón là tuỳ thuộc vào tình trạng dinh dưỡng ban đầu của đất, điều kiện sinh thái của vùng cũng như các loại phân và phương pháp bón khác nhau

Kết quả nghiên cứu của Ashokan và Sreedhanan (1985) [28] về vai trò của P2O5 cho thấy cây sắn hấp thu một lượng P2O5 rất thấp, nhưng P2O5 có tác dụng làm tăng tỷ lệ tinh bột và giảm axit cyanhydric (HCN) trong củ

K là nguyên tố được cây sắn hấp phụ nhiều nhất và là nguyên tố hạn chế năng suất củ của cây sắn Theo tác giả Aiyer và cộng sự (1995) [26] triệu chứng thiếu hụt K2O được đặc trưng bởi sự giảm tốc độ sinh trưởng của cây sắn và dễ dàng nhận thấy triệu chứng thiếu K2O xuất hiện ở phiến lá và cuống những lá già, thiếu K2O dẫn đến là những lá này bị rụng sớm Khi cung cấp

29

quá nhiều K sẽ làm giảm sự hấp thu Mg và Ca Theo các kết quả nghiên cứu khác tại Côlombia [31] bón K2O làm tăng năng suất sắn từ 23,0 lên 43,7 tấn/ha và có sự tương quan thuận giữa năng suất và hàm lượng K2O chứa trong lá

Những kết quả nghiên cứu khác tại Châu Á cho thấy bón cân đối N, P,

K có thể làm tăng năng suất sắn lên 48% so với không bón phân Cũng theo các kết quả nghiên cứu tại các quốc gia này thì mức bón NPK dao động trong khoảng: [100kgN + 50kgP2O5 + 100kgK2O]/ha; [60kgN + 60kgP2O5 + 120 kgK2O]/ha; [80kgN + 40kgP2O5 + 80kgK2O]/ha Nghĩa là bón tỷ lệ NPK là: 2:1:2 và 2:2:4 đều cho năng suất và tỷ lệ tinh bột cao, đồng thời có thể duy trì được độ phì của đất [31]

Theo kết quả nghiên cứu của Anneke M Fermont và cộng sự, (2005) [27] ở Châu Phi cụ thể là ở Kenya, Uganda mức phân bón [100kgN + 22kgP2O5 + 80kgK2O]/ha là phù hợp để cho năng suất từ 14,4 -25,7 tấn/ha

* Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam:

Tại Việt Nam, kết quả nghiên cứu của tác giả Công Doãn Sắt và Hoàng Văn Tám [21] cho thấy sắn được trồng chủ yếu trên các loại đất có độ phì thấp, quá trình canh tác không bón phân hoặc bón ít và chưa áp dụng đầy đủ các biện pháp bảo vệ đất trồng sắn Hàng năm cây sắn đã lấy đi một lượng dinh dưỡng khá lớn so với các cây trồng khác; mặt khác sắn trồng với mật độ thưa, diện tích che phủ thấp đã làm tăng quá trình rửa trôi, xói mòn đất, dẫn đến sự cạn kiệt và mất cân đối nguồn dinh dưỡng của cây, do vậy cần phải áp dụng các biện pháp kỹ thuật bón phân để duy trì sản xuất sắn bền vững

Thái Phiên và Nguyễn Công Vinh (1998) [20] chỉ ra rằng: Hậu quả của tập quán sản xuất độc canh sắn nhiều năm đã làm cho đất mất sức sản xuất

Sự thoái hoá đất dẫn đến độ chua của đất tăng, hàm lượng mùn trong đất giảm kéo theo độ phì cũng như lý, hoá tính của đất bị suy giảm

30

Trần Công Khanh, Nguyễn Văn Long (1998) [11] cho thấy bón phân NPK cân đối cho sắn có hiệu lực rõ rệt so với không bón phân hoặc bón mất cân đối, đồng thời ở các công thức bón cho 1 ha: 160kgN +80kgP2O5

+100kgK2O và 120kgN +80kgP205 +160Kg K2O đem lại hiệu quả cao nhất trên đất nâu đỏ ở Bình Long

Theo tác giả Trần Công Khanh thì lƣợng phân bón thích hợp trồng sắn

ở vùng Đông Nam bộ và Tây Nguyên là: Trên vùng đất đỏ bón (80kgN + 40kg P2O5 + 80kg K2O)/ha; kết hợp với 5 - 10 tấn phân chuồng và trên các vùng đất khác bón (160 kgN+ 60 - 80 kg P2O5 + 120 - 160 kg P2O5)/ ha; kết hợp với 5 - 10 tấn phân chuồng hoặc phân xanh [12]

Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thế Đặng(1997) [4], bón phân khoáng hợp lý cho sắn có tác dụng tốt đến việc cải thiện các đặc tính lý- hoá của đất cũng nhƣ nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế sản xuất sắn

Theo tác giả Thái Phiên và Nguyễn Công Vinh(1998) [20] khi trồng sắn 3 năm liên tục trên cùng một diện tích đất ở miền Bắc Việt Nam thì năng suất sắn giảm xuống chỉ còn 10 tấn/ha nếu không bón phân, ngƣợc lại năng suất sắn tăng lên đến 20tấn/ha khi cung cấp đầy đủ N; P;K và đặc biệt khi bón K ở mức cao

Theo tác giả Lê Hồng Lịch, Võ Thị Kim Oanh (2000) [14] lƣợng phân khoáng bón cho đất trồng sắn tại Đắc Lắc (đất phiến thạch sét và đất bazan nâu đỏ) là 70kgN +50kgP2O5 +100kgK2O/ha năng suất sắn tăng và đạt hiệu quả kinh tế cao nhất

Trên đất đỏ và đất xám ở miền Đông Nam Bộ, sắn phản ứng mạnh với các mức bón phân N; P;K đặc biệt là đối với N, K Công thức bón phân N;P;K thích hợp cho sắn đạt năng suất củ và hiệu quả kinh tế cao trên đất đỏ

và đất xám ở Đông Nam Bộ là [80kg N + 40kgP2O5 + 80kgK2O]/ha và