Nghiên cứu xác định giống và biện pháp kỹ thuật canh tác đậu xanh ở Nghệ An và Hà Tĩnh

vẫn được xem là cây trồng phụ nên nông dân không quan tâm đến việc đầu tư thâm canh và ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật canh tác mới vào sản xuất; 2 Bộ giống đậu xanh hiện nay của Nghệ An

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

-

NGUYỄN NGỌC QUẤT

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH GIỐNG VÀ BIỆN PHÁP

KỸ THUẬT CANH TÁC ĐẬU XANH Ở NGHỆ AN

VÀ HÀ TĨNH

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Hà Nội – 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các

số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào Các tài liệu trích dẫn được chỉ rõ nguồn gốc và mọi sự giúp đỡ đã được cảm ơn

Hà nội, ngày tháng năm 2016

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH GIỐNG VÀ BIỆN PHÁP

KỸ THUẬT CANH TÁC ĐẬU XANH Ở NGHỆ AN

VÀ HÀ TĨNH

Chuyên ngành: Khoa học Cây trồng

Mã số: 62 62 01 10

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:

1 GS.TSKH Trần Đình Long

2 TS Nguyễn Thị Chinh

Hà Nội – 2016

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận án này, trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tập thể thầy hướng dẫn: GS.TSKH Trần Đình Long, TS Nguyễn Thị Chinh, thầy và cô đã luôn sát cánh bên tôi, động viên, thúc đẩy, dìu dắt tôi những bước đầu tiên trong quá trình học tập và nghiên cứu của mình

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô và các cán bộ của Ban Đào tạo Sau đại học thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Ban Giám đốc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện luận án này

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm Lãnh đạo và cán bộ công nhân viên Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Đậu đỗ đã ủng hộ và tạo điều kiện về mọi mặt trong suốt thời gian tôi thực hiện luận án

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn động viên ủng hộ và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án

Hà nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận án

Nguyễn Ngọc Quất

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

I CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ

KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

5

1.1.1 Cây đậu xanh đối với dinh dưỡng con người 5

1.1.2 Vai trò của cây đậu xanh trong hệ thống cây trồng nông

nghiệp

6

1.2 Nhu cầu về điều kiện ngoại cảnh của cây đậu xanh 8

1.2.3.4 Các yếu tố trung và vi lượng 12

1.3 Tình hình sản xuất đậu xanh trên thế giới và Việt Nam 13

1.3.1 Tình hình sản xuất đậu xanh trên thế giới 13

1.3.1.1 Diện tích, năng suất sản lượng đậu xanh trên thế giới 13

1.3.1.2 Diện tích, năng suất sản lượng đậu xanh ở một số nước châu Á 14

1.3.2.1 Tình hình sản xuất đậu xanh ở Nghệ An 16

1.3.2.2 Tình hình sản xuất đậu xanh ở Hà Tĩnh 17

1.4 Tình hình nghiên cứu đậu xanh trên thế giới và ở Việt

Nam

18

1.4.1 Tình hình nghiên cứu đậu xanh trên thế giới 18

1.4.1.1 Nghiên cứu về chọn tạo giống đậu xanh trên thế giới 18

1.4.1.2 Nghiên cứu về khả năng chịu hạn của đậu xanh 22

1.4.1.3 Nghiên cứu về các biện pháp kỹ thuật canh tác đậu xanh 28

1.4.2 Tình hình nghiên cứu đậu xanh tại Việt Nam 33

1.4.2.1 Nghiên cứu về chọn tạo giống đậu xanh ở Việt Nam 33

1.4.2.2 Nghiên cứu về khả năng chịu hạn của đậu xanh 37

1.4.2.3 Nghiên cứu về các biện pháp kỹ thuật canh tác đậu xanh 40

II CHƯƠNG II: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG

PHÁP NGHIÊN CỨU

47

2.4.1 Phương pháp và các chỉ tiêu đánh giá khả năng chống

chịu

56

2.4.2 Phương pháp phân tích chất lượng hạt đậu xanh 57

2.4.4 Phương pháp tính hiệu quả kinh tế mô hình 59

III CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO

LUẬN

60

3.1 Thực trạng sản xuất đậu xanh ở Nghệ An và Hà Tĩnh 60

3.1.1 Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội của tỉnh Nghệ An và

Hà Tĩnh

60

3.1.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 62

3.1.2 Thực trạng sản xuất đậu xanh của tỉnh Nghệ An và Hà

3.2.1.2 Một số đặc điểm sinh trưởng phát triển của các giống đậu

xanh triển vọng trong vụ hè

70

3.2.1.3 Khả năng chống đổ và mức độ nhiễm sâu bệnh hại của các

giống đậu xanh trên đồng ruộng

71

3.2.1.4 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống

đậu xanh

74

3.2.1.5 Đánh giá tính thích nghi và ổn định về năng suất của giống

đậu xanh trong môi trường nghiên cứu

79

3.2.1.6 Chất lượng của các giống đậu xanh triển vọng 81

3.2.2 Ảnh hưởng của hạn đến khả năng nảy mầm của một số

giống đậu xanh triển vọng

82

3.2.2.1 Đánh giá khả năng chịu hạn thông qua tỷ lệ nảy mầm 82

3.2.2.2 Đánh giá khả năng chịu hạn thông qua sự phát triển của

mầm

84

3.2.3 Ảnh hưởng của điều kiện hạn đến sinh trưởng và năng

suất đậu xanh trong điều kiện nhà lưới

88

3.2.3.1 Ảnh hưởng của hạn đến sinh trưởng chiều cao và số lá trên

thân chính của hai giống đậu xanh NTB02 và ĐXVN5

đậu xanh

3.2.3.4 Ảnh hưởng của hạn đến độ thiếu hụt bão hòa nước và hàm

lượng diệp lục trong lá (chỉ số Spad)

93

3.2.3.5 Ảnh hưởng của hạn đến các yếu tố cấu thành năng suất và

năng suất của 2 giống đậu xanh NTB02 và ĐXVN5

94

3.3 Nghiên cứu một số kỹ thuật canh tác chính cho các giống

đậu xanh triển vọng tại Nghệ An và Hà Tĩnh

97

3.3.1 Nghiên cứu xác định thời vụ trồng thích hợp cho giống đậu

xanh ĐX14

97

3.3.1.1 Thời gian sinh trưởng của giống đậu xanh ĐX14 97

3.3.1.2 Đặc điểm nông học của giống đậu xanh ĐX14 98

3.3.1.3 Ảnh hưởng của thời vụ gieo đến mức độ nhiễm sâu bệnh và

khả năng chống đổ của giống đậu xanh ĐX14

99

3.3.1.4 Ảnh hưởng của thời vụ gieo đến các yếu tố cấu thành năng

suất giống đậu xanh ĐX14

100

3.3.1.5 Năng suất thực thu của giống đậu xanh ĐX14 trong vụ hè 102

3.3.2 Nghiên cứu xác định thời điểm bón phân đạm và kali thích

hợp cho giống đậu xanh ĐX14, NTB02

104

3.3.2.1 Nghiên cứu xác định thời điểm bón phân đạm và kali thích

hợp cho giống đậu xanh ĐX14

105

3.3.2.1.1 Ảnh hưởng thời điểm bón phân đạm và kali đến thời gian

sinh trưởng giống đậu xanh ĐX14

105

3.3.2.1.2 Đặc điểm sinh trưởng của giống đậu xanh ĐX14 khi bón đạm

và kali ở các thời điểm khác nhau

106

3.3.2.1.3 Mức độ nhiễm sâu bệnh hại và khả năng chống đổ của giống

đậu xanh ĐX14 ở các thời điểm bón phân khác nhau

106

3.3.2.1.4 Ảnh hưởng của thời điểm bón đạm và kali đến các yếu tố cấu

thành năng suất giống đậu xanh ĐX14

107

3.3.2.1.5 Năng suất thực thu của giống đậu xanh ĐX14 ở các thời

điểm bón đạm và kali khác nhau

109

3.3.2.2 Nghiên cứu xác định thời điểm bón phân đạm và kali thích

hợp cho giống đậu xanh NTB02

111

3.3.2.2.1 Ảnh hưởng của thời điểm bón phân đạm và kali đến đặc điểm

sinh trưởng của giống đậu xanh NTB02

111

3.3.2.2.2 Mức độ nhiễm sâu bệnh hại và khả năng chống đổ của giống

đậu xanh NTB02 ở các thời điểm bón phân khác nhau

111

3.3.2.2.3 Ảnh hưởng của thời điểm bón phân đạm và kali đến các yếu

tố cấu thành năng suất và năng suất giống đậu xanh NTB02

trong vụ hè tại Nghệ An

112

3.3.3 Nghiên cứu xác định liều lượng phân bón NPK và mật độ

gieo thích hợp cho giống đậu xanh ĐX14, NTB02

114

3.3.3.1 Nghiên cứu xác định liều lượng phân bón NPK và mật độ

gieo thích hợp cho giống đậu xanh ĐX14

114

3.3.3.1.1 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón và mật độ gieo đến thời

gian sinh trưởng của giống đậu xanh ĐX14

114

3.3.3.1.2 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón và mật độ gieo đến đặc

điểm sinh trưởng của giống đậu xanh ĐX14 trong vụ hè

3.3.3.1.5 Năng suất thực thu của giống đậu xanh ĐX14 trong vụ hè 120

3.3.3.1.6 Tương tác giữa mật độ và phân bón với trung bình năng suất

của các giống đậu xanh trong vụ hè

122

3.3.3.1.7 Hiệu quả kinh tế của các công thức bón phân trong vụ hè

2013

124

3.3.3.2 Nghiên cứu xác định liều lượng phân bón NPK và mật độ

gieo thích hợp cho giống đậu xanh NTB02

125

3.3.3.2.1 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón và mật độ gieo đến đặc

điểm sinh phát triển của giống đậu xanh NTB02

3.3.3.2.4 Tương tác giữa mật độ và phân bón với trung bình năng suất

của giống đậu xanh NTB02 trong vụ hè

129

3.3.4 Hoàn thiện quy trình canh tác đậu xanh thích hợp cho vụ

hè tại Nghệ An và Hà Tĩnh

130

3.4 Xây dựng mô hình sản xuất thử nghiệm giống mới và kỹ

thuật canh tác mới

131

3.4.1 Mô hình sản xuất thử nghiệm giống mới và kỹ thuật canh 131

tác mới tại Nghệ An

3.4.2 Mô hình sản xuất thử nghiệm giống mới và kỹ thuật canh

tác mới tại Hà Tĩnh

133

3.4.3 Hiệu quả kinh tế của mô hình sản xuất thử nghiệm giống

mới và kỹ thuật canh mới trong vụ hè 2013

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

DANH MỤC CÁC BẢNG

ng

3.1 Các yếu tố hạn chế và khó khăn trong sản xuất đậu xanh ở Nghệ

3.12 Ảnh hưởng của thế thẩm thấu đến khối lượng cây mầm của các

giống đậu xanh triển vọng

84

3.13 Ảnh hưởng của các thế thẩm thấu đến khối lượng rễ mầm của các

giống đậu xanh triển vọng

86

3.14 Ảnh hưởng của các thế thẩm thấu đến khối lượng mầm của các

giống đậu xanh triển vọng

87

3.15 Ảnh hưởng của các thế thẩm thấu đến chiều dài rễ, chiều dài mầm

của các giống đậu xanh triển vọng

88

3.16 Ảnh hưởng của hạn đến một số chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển của 2

giống đậu xanh NTB02 và ĐXVN5

89

3.17 Ảnh hưởng của hạn ở một số thời kỳ đến tỷ lệ héo và khả năng phục

hồi của 2 giống đậu xanh NTB02 và ĐXVN5

91

3.18 Ảnh hưởng của hạn đến cường độ quang hợp và cường độ thoát hơi

nước của 2 giống đậu xanh NTB02 và ĐXVN5

92

3.19 Ảnh hưởng của hạn đến độ thiếu hụt bão hòa nước và hàm lượng

diệp lục của 2 giống đậu xanh NTB02 và ĐXVN5

94

3.20 Ảnh hưởng của hạn đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất

của 2 giống đậu xanh NTB02 và ĐXVN5

96

3.21 Ảnh hưởng của thời vụ gieo đến thời gian sinh trưởng của giống đậu

xanh ĐX14

98

3.22 Ảnh hưởng của thời vụ gieo đến chiều cao cây và số cành cấp 1/cây

của giống đậu xanh ĐX14

99

3.23 Ảnh hưởng của thời vụ gieo đến mức độ nhiễm sâu bệnh hại và khả

năng chống đổ của giống đậu xanh ĐX14 trong vụ hè

100

3.24 Ảnh hưởng của thời vụ gieo đến các yếu tố cấu thành năng suất

giống đậu xanh ĐX14 trong vụ hè tại Nghệ An

101

3.25 Ảnh hưởng của thời vụ gieo đến các yếu tố cấu thành năng suất

giống đậu xanh ĐX14 trong vụ hè tại Hà Tĩnh

102

3.26 Ảnh hưởng của thời vụ gieo đến năng suất thực thu của giống đậu

xanh ĐX14 trong vụ hè

103

3.27 Ảnh hưởng của thời điểm bón phân đạm và kali đến thời gian sinh

trưởng của giống đậu xanh ĐX14 trong vụ hè

105

3.28 Ảnh hưởng của thời điểm bón đạm và kali đến đặc điểm sinh trưởng

của giống đậu xanh ĐX14

106

3.29 Ảnh hưởng của thời điểm bón đạm và kali đến mức độ nhiễm sâu

bệnh hại và khả năng chống đổ của giống đậu xanh ĐX14

107

3.30 Ảnh hưởng của thời điểm bón đạm và kali đến các yếu tố cấu thành

năng suất giống đậu xanh ĐX14 trong vụ hè tại Nghệ An

108

3.31 Ảnh hưởng của thời điểm bón phân đạm và kali đến các yếu tố cấu

thành năng suất giống đậu xanh ĐX14 trong vụ hè tại Hà Tĩnh

109

3.32 Ảnh hưởng của các thời điểm bón đạm và kali khác nhau đến năng

suất thực thu giống đậu xanh ĐX14 trong vụ Hè

110

3.33 Ảnh hưởng của thời điểm bón phân đạm và kali đến đặc điểm sinh

trưởng của giống đậu xanh NTB02 trong vụ hè 2013 tại Nghệ An

111

3.34 Ảnh hưởng của thời điểm bón đạm và kali đến mức độ nhiễm sâu

bệnh hại và khả năng chống đổ của giống đậu xanh NTB02 trong vụ

hè 2013 tại Nghệ An

112

3.35 Ảnh hưởng của thời điểm bón đạm và kali đến các yếu tố cấu thành

năng suất và năng suất giống đậu xanh NTB02 trong vụ hè 2013 tại

Nghệ An

113

3.36 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón và mật độ gieo đến thời gian

sinh trưởng của giống đậu xanh ĐX14 trong vụ hè

115

3.37 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón và mật độ gieo đến đặc điểm

sinh trưởng của giống đậu xanh ĐX14 trong vụ hè

116

3.38 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón NPK đến mức độ nhiễm sâu

bệnh hại và khả năng chống đổ của giống đậu xanh ĐX14 trong vụ

hè

117

3.39 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón và mật độ gieo đến các yếu tố cấu

thành năng suất giống đậu xanh ĐX14 trong vụ hè tại Nghệ An

118

3.40 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón và mật độ gieo đến các yếu tố

cấu thành năng suất giống đậu xanh ĐX14 trong vụ hè tại Hà Tĩnh

119

3.41 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón và mật độ gieo đến năng suất

thực thu giống đậu xanh ĐX14

121

3.42 Tương tác giữa mật độ và phân bón với trung bình năng suất của

giống đậu xanh DDX14 tại Nghệ An

122

3.43 Tương tác giữa mật độ và phân bón với trung bình năng suất của

giống đậu xanh DDX14 tại Hà Tĩnh

123

3.44 Hiệu quả kinh tế của đậu xanh ở các liều lượng phân bón và mật độ

gieo khác nhau trong vụ hè 2013

124

3.45 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón và mật độ gieo đến đặc điểm

sinh trưởng phát triển của giống đậu xanh NTB02 trong vụ hè 2013

tại Nghệ An

126

3.46 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón và mật độ gieo đến mức độ

nhiễm sâu bệnh hại và khả năng chống đổ của giống đậu xanh

NTB02 trong vụ hè 2013 tại Nghệ An

127

3.47 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón và mật độ gieo đến các yếu tố 128

cấu thành năng suất và năng suất giống đậu xanh TB02 trong vụ hè

tại Nghệ An

3.48 Tương tác giữa mật độ và phân bón với trung bình năng suất của

giống đậu xanh NTB02 trong vụ hè 2013 tại Nghệ An

129

3.49 Hoàn thiện quy trình canh tác đậu xanh thích hợp cho vụ hè tại

Nghệ An và Hà Tĩnh

130

3.50 Kết quả mô hình sản xuất thử nghiệm giống đậu xanh mới và kỹ

thuật canh tác mới trong vụ Hè tại Nghệ An năm 2013

131

3.51 Kết quả mô hình sản xuất thử nghiệm giống đậu xanh mới và kỹ

thuật canh tác mới trong vụ Hè 2013 tại Hà Tĩnh

133

3.52 Hiệu quả kinh tế khi gieo trồng giống mới và áp dụng kỹ thuật canh

tác mới trong vụ hè 2013

134

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Đậu xanh [Vigna radiata (L.) Wilczek] là cây đậu thực phẩm có nhiều giá trị khác nhau: (1) là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho con người, hạt đậu xanh giàu protein, hyđratcarbon, sắt và axit amin không thay thế (2) là cây trồng có

thời gian sinh trưởng ngắn nên có thể tham gia vào nhiều công thức cây trồng

(luân canh, xen canh, gối vụ) góp phần nâng cao giá trị sử dụng đất (3) là cây có

khả năng cải thiện độ phì nhiêu cho đất thông qua hệ rễ và thân lá

Ở Việt Nam, đậu xanh là cây đậu đỗ đứng thứ ba sau lạc và đậu tương Đậu xanh được trồng rộng khắp từ Bắc tới Nam Những năm gần đây với tình hình biến đổi khí hậu cực đoan diễn ra khá nghiêm trọng như hạn hán, lũ lụt thì cây trồng ngắn ngày có thể né tránh thiên tai như cây đậu xanh đã và đang ngày càng được đầu tư nghiên cứu phát triển ở hầu hết các địa phương

Diện tích trồng đậu xanh của Việt Nam năm 2015 là 90.950 ha, đạt năng suất bình quân 1.089 kg/ha Vùng sinh thái Bắc Trung bộ có diện tích sản xuất đậu xanh là 18.470 ha (năm 2015) và đạt năng suất bình quân là 938 kg/ha Năng suất đậu xanh của Bắc trung bộ và Tây Nguyên đạt thấp nhất so với các vùng sinh thái, thấp hơn năng suất bình quân của cả nước là 160 - 236 kg/ha Nghệ An và Hà Tĩnh thuộc vùng sinh thái Bắc trung bộ, cây đậu xanh

là cây trồng chính trong vụ hè, đậu xanh được gieo trồng ngay sau khi thu hoạch lạc xuân, ngô xuân Diện tích sản xuất đậu xanh năm 2015 ở Nghệ An

là 4.547 ha và ở Hà Tĩnh là 7.786 ha Năng suất đậu xanh bình quân năm

2015 ở Nghệ An là 865 kg/ha ở Hà Tĩnh là 970 kg/ha (Cục thống kê Nghệ An

và Hà Tĩnh., 2016)

Có nhiều nguyên nhân ảnh hưởng đến năng suất đậu xanh song nguyên

nhân chính làm cho năng suất đậu xanh thấp là: (1) Cho đến nay cây đậu xanh

vẫn được xem là cây trồng phụ nên nông dân không quan tâm đến việc đầu tư

thâm canh và ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật canh tác mới vào sản xuất; (2) Bộ

giống đậu xanh hiện nay của Nghệ An và Hà Tĩnh chủ yếu là giống địa phương (đậu tằm hạt mốc) và một diện tích nhỏ các giống VN99-3, VN99-1 đã bị lẫn tạp cho năng suất thấp

Do vậy, để phát triển đậu xanh có hiệu quả ở Nghệ An và Hà Tĩnh trong giai đoạn tới rất cần có sự đầu tư nghiên cứu đồng bộ các giải pháp công nghệ như: xác định giống đậu xanh năng suất cao, chống chịu sâu bệnh, chịu hạn, chín tập trung và các biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp với điều kiện sinh thái, kinh

tế - xã hội của vùng

Vì vậy, chúng tôi thực hiện đề tài: "Nghiên cứu xác định giống và biện pháp

kỹ thuật canh tác đậu xanh ở Nghệ An và Hà Tĩnh"

2 Mục tiêu của đề tài

Đánh giá được thực trạng sản xuất và đề xuất biện pháp kỹ thuật canh tác mới phù hợp với điều kiện sinh thái nhằm góp phần tăng năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế trong sản xuất đậu xanh bền vững tại Nghệ An, Hà Tĩnh

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của đề tài là những dẫn liệu khoa học trong việc đánh giá khả năng chịu hạn, đặc tính nông sinh học của các giống đậu xanh cũng như các biện pháp kỹ thuật canh tác để đạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao tại vùng nước trời Đây là tài liệu khoa học có giá trị phục vụ cho công tác giảng dạy, nghiên cứu về cây đậu xanh

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Kết quả nghiên cứu của đề tài đã tuyển chọn được một số giống đậu xanh mới (ĐX14; NTB02 và ĐXVN7) cho năng suất và chất lượng tốt thích hợp cho vụ Hè, góp phần vào việc bố trí cơ cấu cây trồng, mở rộng diện tích trồng đậu xanh tại Nghệ An và Hà Tĩnh

- Hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác đậu xanh thích hợp cho vụ Hè tại Nghệ An và Hà Tĩnh, góp phần tăng năng suất, chất lượng và mang lại lợi nhuận kinh tế cao cho người sản xuất

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

- Các yếu tố hạn chế đến sản xuất đậu xanh ở Nghệ An và Hà Tĩnh

- Mô hình sản xuất thử nghiệm giống đậu xanh mới và kỹ thuật canh tác mới

4.2 Phạm vi nghiên cứu và giới hạn của đề tài

- Đề tài được tiến hành tại 2 địa điểm đại diện cho 2 tỉnh :

Huyện Hương Sơn ở phía Tây Bắc tỉnh Hà Tĩnh, là huyện miền núi thuộc vùng đất gò đồi khó khăn của tỉnh Hà Tĩnh

Huyện Nam Đàn tỉnh Nghệ An, là huyện đồng bằng thuộc vùng đất thâm canh đậu xanh của tỉnh Nghệ An

- Đề tài tập trung nghiên cứu về giống mới và các giải pháp kỹ thuật cải tiến có liên quan, bao gồm: Thời vụ, thời điểm bón phân, lượng phân bón và mật độ gieo Đánh giá hiệu quả kinh tế của mô hình ứng dụng đồng bộ các biện pháp kỹ thuật trong sản xuất

5 Những đóng góp mới của luận án

(1) Luận án đã xác định được các yếu tố hạn chế đến sự phát triển sản xuất đậu xanh ở Nghệ An và Hà Tĩnh đó là: (i) Hạn hán do biến đổi khí hậu và

hiện tượng El Nino, (ii) Thiếu bộ giống đậu xanh phù hợp, (iii) Thiếu tiến bộ

kỹ thuật canh tác đậu xanh hiệu quả

(2) Ba giống đậu xanh ĐX14, NTB02, ĐXVN7 có năng suất cao, chất lượng tốt, phù hợp với điều kiện sinh thái đã được tuyển chọn và giới thiệu cho sản xuất ở Nghệ An và Hà Tĩnh, trong đó hai giống NTB02 và ĐXVN5 có khả năng chịu hạn tốt

(3) Năm mô hình sản xuất thử nghiệm đối với các giống đậu xanh mới và kỹ thuật canh tác mới có tỷ suất lợi nhuận biên đạt từ 2,00 – 2,27 lần so với giống cũ và biện pháp kỹ thuật cũ

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Vai trò của cây đậu xanh

1.1.1 Cây đậu xanh đối với dinh dưỡng con người

Đậu xanh là đậu thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, hạt đậu xanh giàu hydratcacbon, protein và các loại vitamin khác Protein đậu xanh chứa đầy đủ các axit amin không thay thế và tương đối phù hợp với tiêu chuẩn dinh dưỡng dành cho trẻ em được tổ chức Nông lương và y tế thế giới đưa ra theo

bảng 1.1 (Khatik et al., 2007)

Hàm lượng dinh dưỡng trong 100g bột đậu xanh không tách vỏ có 24,0g Protein; 1,3g dầu; 59,7g hydratcacbon; 3,5g khoáng; 124mg Ca; 326mg P; 7,3mg Fe; 94,0mg Caroten; 0,47mg B1; 0,39mg B2 và 334kcalo

Bảng 1.1 Axit amin trong bột đậu xanh và tiêu chuẩn của FAO/WHO

Với hàm lượng dinh dưỡng cao của hạt đậu xanh nên sản phẩm chế biến từ hạt đậu xanh rất phong phú như: Bột đậu xanh, bánh đậu xanh, đồ xôi,

nấu chè làm miến, làm giá đỗ (Trần Văn Lài và CS., 1993) Ngoài việc

cung cấp dinh dưỡng, hạt đậu xanh còn được dùng trong đông y như một bài thuốc nam: Vỏ hạt đậu xanh có vị ngọt, tính hàn có tác dụng giải nhiệt giải độc Dùng nấu ăn để tiêu phù thũng, hạ bí, giải nhiệt độc, giải các chất độc của thuốc và kim loại, hạt đậu xanh còn dùng chữa bệnh đái tháo đường (Đỗ Tất Lợi., 2001)

Giống đậu xanh T135 có hạt tinh bột dạng hình cầu, hình ovan hoặc quả thận Trong đó những hạt nhỏ có dạng hình cầu còn những hạt lớn có dạng hình ovan hay quả thận Về trạng thái bề mặt thì tinh bột đậu xanh tương đối nhẵn không có vết nứt, trên bề mặt có một số hạt có nếp nhăn (Lê Thị Ánh Nguyệt., 2011)

1.1.2 Vai trò của cây đậu xanh trong hệ thống cây trồng nông nghiệp

Đậu xanh là cây đậu đỗ ngắn ngày, khả năng sinh trưởng mạnh, dễ thích ứng với nhiều mô hình trồng trọt Thời gian từ gieo đến ra hoa của hầu hết các giống hiện nay chỉ dao động từ 30-50 ngày Thời gian sinh trưởng của đậu xanh nhìn chung dao động từ 60 – 90 ngày tùy giống, mùa vụ và điều kiện canh tác Đặc biệt trong những nghiên cứu gần đây cho thấy đậu xanh có thể trồng được nhiều vụ trong năm Đậu xanh có thể trồng xen, trồng gối,

trồng thuần trên nhiều loại đất canh tác khác nhau (Trần Đình Long và CS.,

1998)

Để nâng cao giá trị sử dụng đất cây đậu xanh được sử dụng trong hệ thống trồng xen, trồng gối vụ Trong hệ thống trồng gối vụ, đậu xanh được trồng chủ yếu với vai trò cây trồng phụ Sử dụng cây đậu xanh trong hệ thống

gối vụ mang lại những lợi ích sau: (1) Diện tích đất được sử dụng triệt để giữa các giai đoạn sinh trưởng của cây trồng chính (2) Nhu cầu lao động được

phân bố đều trong năm (3) Tạo được khối lượng sản phẩm (4) Lượng đạm

để lại trong đất được cải thiện và cây trồng sau cho năng suất cao hơn

Cơ sở khoa học cho phương pháp trồng gối cần được nghiên cứu cụ thể đối với cây trồng chính, thậm chí từng giống đậu xanh nhưng cần thỏa mãn một số yêu cầu sau đây:

Thời gian trồng gối không ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng phát triển của cây trồng chính

Giống đậu xanh tham gia trồng gối phải có khả năng tự phục hồi nhanh sau khi thu hoạch cây trồng chính hoặc có khả năng dễ thích nghi với điều kiện che bóng của cây trồng chính

Giống đậu xanh được trồng gối cần có thời gian sinh trưởng ngắn, <75 ngày, sinh trưởng mạnh, chín tập trung, ít nhiễm sâu bệnh, năng suất và chất

lượng khá (Trần Đình Long và CS., 1998)

Cây đậu xanh có thể trồng xen với các loại cây trồng khác như: Sắn, mía, ngô, lạc, cây ăn quả,… Trồng đậu xanh xen sắn cho thu nhập gấp 2,88 lần và lượng đất bị mất đi do rửa trôi xói mòn trong quá trình canh tác giảm

26,29% so với trồng sắn thuần (Nguyễn Thanh Phương và CS., 2010)

Khi trồng xen đậu xanh với mía, cây ăn quả … năng suất đậu xanh có thể đạt 700 – 1.000 kg/ha mà không làm giảm năng suất cây trồng chính (S

Shanmugasundaran et al., 2004)

Cây đậu xanh nói riêng và cây họ đậu nói chung ngoài giá trị kinh tế nó còn có giá trị vô cùng quan trọng khác về mặt sinh học, đó là khả năng cố

định ni tơ khí quyển thành đạm cung cấp cho cây nhờ vi khuẩn Rhirobium

virgana cộng sinh ở bộ rễ Lượng đạm cố định được phụ thuộc vào môi

trường đất tương đương từ 30 – 60kg N/ha (Vũ Tiến Bình và CS., 2014)

Luân canh cây đậu xanh là một biện pháp kỹ thuật quan trọng, không chỉ có ý nghĩa đối với đậu xanh mà còn tăng hiệu quả đối với các cây trồng ở

vụ khác Cơ sở của luân canh được giải thích bởi nhiều nguyên nhân khác nhưng quan trọng nhất là những cây trồng khác nhau có sự tương tác khác nhau đối với đất trồng Sau mỗi vụ thu hoạch, mỗi cây trồng đã làm thay đổi nhất định đến thành phần dinh dưỡng, tính chất lý hóa học của đất, thậm chí

cả thành phần vi sinh vật Nếu tiếp tục cây trồng cũ, thành phần dinh dưỡng của đất bị phá vỡ, mất cân đối, nguồn bệnh trở nên trầm trọng, nguy cơ giảm năng suất sẽ sảy ra Hiện nay ở nước ta vẫn đang sử dụng một số công thức luân canh có cây đậu xanh tham gia là:

Lúa xuân - Đậu xanh hè thu - Cây vụ đông (ngô, rau, khoai lang…)

Trên đất chuyên màu:

Lạc xuân - Đậu xanh hè thu - Cây vụ đông (ngô, rau, khoai lang…) Ngô xuân - Đậu xanh hè thu – Cây vụ đông

Trên đất ven sông, bãi bồi:

Lạc xuân sớm - Đậu xanh hè thu - Cây vụ đông (ngô, rau, khoai lang…)

Đất bãi ven sông thuộc đồng bằng sông cửu long:

Đậu xanh - lạc; Lạc – Ngô - đậu xanh; Mía - đậu xanh (luân canh) Lúa - đậu xanh – lúa

1.2 Nhu cầu về điều kiện ngoại cảnh của cây đậu xanh

1.2.1 Nhu cầu về điều kiện khí hậu

1.2.1.1 Nhiệt độ

Đậu xanh là cây trồng có nguồn gốc nhiệt đới và Á nhiệt đới của vùng Trung Á, nên khả năng thích ứng với nhiệt độ dao động trong phạm vi rộng từ 16-360C Tuy nhiên, khả năng sinh trưởng tốt nhất trong phạm vi nhiệt độ từ 22-270C và kém nhất ở khoảng nhiệt độ từ 33-360C Thời kỳ mọc mầm và cây con thường dễ nhạy cảm với nhiệt độ Hạt sẽ nảy mầm tốt trong phạm vi từ

22-270C, nhiệt độ dưới 150C thì tỷ lệ nảy mầm cũng như tốc độ phát triển của cây con giảm đi đáng kể

Tốc độ sinh trưởng và khả năng tích luỹ chất khô tăng mạnh ở nhiệt độ

từ 24-250C Quá trình phát triển của đậu xanh chịu sự tác động của nhiệt độ trong sự tương tác với chế độ chiếu sáng và độ ẩm đất Trong điều kiện ngày ngắn, nhiệt độ trong phạm vi 22-270C, sự nở hoa diễn ra sớm do đó thời gian sinh trưởng (TGST) được rút ngắn và ngược lại

Nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng của đậu xanh trong điều kiện tự nhiên còn cho thấy nhiệt độ thường tương tác với chế độ chiếu sáng Khi đó nhiệt độ đóng vai trò như một hợp phần trong tổng thể các yếu tố để cùng tác động Trong điều kiện ngày dài, tương tác giữa chúng thường kéo dài thời gian sinh trưởng Đồng thời trong điều kiện ngày ngắn, nếu gặp nhiệt độ ấm thời gian sinh trưởng diễn ra nhanh hơn (Trần Thị Trường và CS., 2005)

1.2.1.2 Ánh sáng

Các thời kỳ sinh trưởng phát triển của đậu xanh nhìn chung mẫn cảm với chế độ chiếu sáng Hầu hết các giống đậu xanh đều mẫn cảm với phản ứng số lượng (phản ứng với ngày ngắn)

Trong điều kiện ngày ngắn phản ứng của các giống khác nhau khó phân biệt do không có sự thay đổi lớn về số ngày giữa các giống Trong điều kiện ngày dài tạo nên sự kích thích đối với quá trình nở hoa, làm cho trên cùng một cây có thể tồn tại cả nụ, hoa, quả xanh và quả chín Kết quả là ảnh hưởng tới các giai đoạn sinh thực, đó là sự kéo dài thời gian nở hoa và làm chậm quá trình chín của quả Sự nhạy cảm với độ dài ngày là kết quả của tương tác giữa giống và thời gian gieo trồng, làm thay đổi cấu trúc hình thái, kiểu hình cây

và thường chỉ gặp ở vùng cận nhiệt đới (Trần Đình Long và CS., 1998)

1.2.1.3 Độ ẩm

Đậu xanh là cây trồng chịu hạn khá, song muốn nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế thì phải tưới nước cho đậu xanh, đặc biệt với những giống thâm canh Ở hầu hết các thời kỳ sinh trưởng của đậu xanh cần độ ẩm 80% Thời kỳ khủng hoảng nước là giai đoạn ra nụ, hoa, quả Giai đoạn cây con chỉ cần tưới độ ẩm <60%, còn giai đoạn ra hoa không để độ ẩm <80% (Trần Thị Trường và CS., 2005)

1.2.2 Nhu cầu về đất đai

Cây đậu xanh có thể sinh trưởng và phát triển trên đất nghèo dinh dưỡng, lớp đất mặt nông Điều đó được giải thích bởi tính chịu hạn, chịu mặn, chịu kiềm của cây đậu xanh Tuy nhiên, để nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế, đậu xanh cần được trồng trên loại đất màu mỡ, chủ động tưới tiêu Đậu xanh thích hợp nhất với môi trường pH đạt giá trị trung tính (6-7,5) là phù hợp nhất Nếu pH<5 khả năng hình thành nốt sần hữu hiệu giảm

và ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình dinh dưỡng đạm, khả năng tích luỹ chất khô của cây Do đó việc cung cấp (Ca) cho đất để điều chỉnh pH là rất quan trọng trong sản xuất thâm canh tăng năng suất đậu xanh (Trần Đình Long và

Nốt sần trên rễ đậu xanh hình thành khá sớm nếu điều kiện thuận lợi sau 1 tuần chúng có thể hình thành Tuy nhiên, hoạt động khử Acetylen chỉ có

ý nghĩa từ 15-25 ngày sau trồng Do đó, ở giai đoạn đầu khi cây còn nhỏ cần

bón đạm cho cây (Trần Đình Long và CS., 1998)

Nitơ là một trong các thành phần quan trọng của axit amin để cấu tạo nên Protein trong hạt đậu xanh Nitơ cấu tạo nên các cơ quan từ các axit Nucleic, là thành phần không thể thiếu được của diệp lục Thiếu Nitơ làm ảnh hưởng đến quá trình sản xuất diệp lục, làm đảo lộn quá trình trao đổi chất Nếu thiếu nghiêm trọng cây còi cọc, lá vàng nhanh, cây mềm yếu, rễ kém phát triển do đó khả năng tích luỹ chất khô giảm, các yếu tố cấu thành năng suất giảm và năng suất hạt giảm đáng kể

Tại Iran từ năm 2011-2012, đã nghiên cứu ảnh hưởng của việc phun Urê và phân bón hữu cơ sinh học (Nitroxin, Amino acid, Green hum, Biocrop L- 45, Nutriman N24 và Mas Raiz, phân chuồng) đối với sinh trưởng của đậu xanh trong điều kiện nhà lưới Kết quả cho thấy, phun urê và phân chuồng làm tăng chiều cao cây, diện tích lá, khối lượng chất khô của thân và rễ, chiều dài của rễ và thân, khối lượng và số rễ Trong khi đó, Green hum và Amino acid làm tăng số chồi, số lá và nốt sần Tuy nhiên, Nutriman N24 và urê lại

làm giảm số nốt sần của bộ rễ (Khalilzadeh et al., 2012)

1.2.3.2 Lân

Tuỳ theo mức độ thiếu lân mà cây đậu xanh có những phản ứng khác nhau Trong trường hợp thiếu nặng lá có màu tím, đỏ, cuống lá ngắn, các lá chét thu nhỏ lại Khi gặp rét hoặc ngập úng rễ cây không lấy được lân, khi thời tiết ấm áp, đất tơi xốp cây có thể tự phục hồi nhanh chóng

Lượng lân cần để tạo ra 1 tấn hạt đậu xanh từ 3-5kg Tuy nhiên, một số cây đậu đỗ khả năng hút lân chậm và hiệu quả hút lân thấp nên người sản xuất phải bón một lượng lân khá lớn, có thể bón tới 100kg P2O5/ha (Vũ Tiến Bình

và CS., 2014)

1.2.3.3 Kali

Trong cây, kali tồn tại dưới dạng muối vô cơ hoà tan và muối của axit hữu cơ trong tế bào Bộ phận non hoạt động sinh lý mạnh thường chứa nhiều kali Kali dễ dàng vận chuyển từ bộ phận già đến bộ phận non của cây

Kali tham gia vào các hoạt động của các enzim và là chất điều chỉnh xúc tác, làm tăng cường mô cơ giới, tăng tính chống đổ của cây Thiếu kali quá trình tổng hợp đường đơn và tinh bột, vận chuyển gluxít, khử nitrat, tổng hợp prôtêin và phân chia tế bào không thực hiện được Trong cây trồng kali được huy động nhiều vào thời kỳ bắt đầu ra hoa, quả (R1) Thiếu kali ở giai đoạn này làm tăng tỷ lệ rụng hoa, quả, giảm số quả/cây và khối lượng 1.000 hạt (Vũ Quang Sáng và CS., 2015)

1.2.3.4 Các yếu tố trung và vi lượng

Canxi cần cho sự phát triển ban đầu của rễ Thiếu canxi rễ chuyển sang màu nâu rồi dần dần suy yếu khả năng hút chất dinh dưỡng Trong đất trồng đậu xanh hàm lượng canxi có thể lớn gấp 10 lần kali Vùng nhiệt đới ẩm thường có hàm lượng canxi dễ tiêu thấp, do đó bón vôi đã trở thành tập quán

từ lâu đời

Magiê là thành phần quan trọng của diệp lục và có vai trò rất quan trọng trong việc tăng năng suất đậu xanh Thiếu Mg có thể làm suy giảm năng suất đậu xanh đến 14%

Lưu huỳnh là thành phần của nhiều loại axít amin quan trọng trong cây, lưu huỳnh có mặt trong thành phần prôtêin của đậu xanh Thiếu lưu huỳnh, sự sinh trưởng của cây bị cản trở, lá có biểu hiện vàng nhạt, cây chậm phát triển Molipđen rất cần thiết cho hoạt động cố định đạm của vi khuẩn nốt sần Thiếu Mo hoạt động cố định đạm bị giảm sút nên cây có biểu hiện thiếu đạm (Vũ Tiến Bình và CS., 2014)

Ngoài ra, một số nguyên tố vi lượng khác Bo, Fe, Cu, Zn, Mn… cũng đóng vai trò quan trọng đối với năng suất cây đậu xanh Cây đậu xanh có thể hấp thu các chất này từ đất đủ cho quá trình sinh trưởng phát triển của cây, do

đó ít phải bổ sung các loại vi lượng này

1.3 Tình hình sản xuất đậu xanh trên thế giới và Việt Nam

1.3.1 Tình hình sản xuất đậu xanh trên thế giới

1.3.1.1 Diện tích, năng suất, sản lượng đậu xanh trên thế giới

Cây đậu xanh đã được phát triển ở nhiều quốc gia trên thế giới, đặc biệt

là các nước châu Á Diện tích sản xuất đậu xanh trên thế giới hàng năm có sự tăng trưởng đáng kể biến động từ 938.112 – 985.679 ha Theo số liệu thống

kê của FAO từ 2004-2008, năng suất đậu xanh bình quân biến động từ 692 –

723 kg/ha, năm 2006 năng suất bình quân đậu xanh đạt cao nhất 723kg/ha (FAOSTAT Database., 2009) (Phụ lục 8)

Ấn Độ là nước sản xuất và tiêu thụ đậu xanh lớn nhất trên thế giới với khoảng 65% diện tích gieo trồng và 54% sản lượng (Lambrides et al., 2007) Năm 2007, diện tích sản xuất đậu xanh ở 5 châu lục có sự biến động từ 5.812 – 646.829 ha, châu Á có diện tích sản xuất đậu xanh lớn nhất với tổng diện tích là 646.829 ha Năng suất đậu xanh của các châu lục có sự biến động

từ 512 – 971 kg/ha, châu Âu có năng suất đậu xanh bình quân đạt cao nhất thế giới là 971 kg/ha Châu Á có năng suất đậu xanh bình quân đạt 724 kg/ha cao hơn năng suất bình quân của thế giới 4,0 kg/ha

Diện tích sản xuất đậu xanh năm 2008 ở các châu lục, tăng 47.567 ha cao hơn 5% so với năm 2007 Trong đó diện tích sản xuất đậu xanh ở châu Á

và châu Phi tăng lần lượt là 15.424 ha và 34.176 ha Diện tích sản xuất đậu xanh ở châu Mỹ và châu Âu có sự sụt giảm đáng kể so với năm 2007 lần lượt

là 442 ha và 581 ha

Năng suất đậu xanh năm 2008 ở các châu biến động từ 511 – 976 kg/ha, năng suất đậu xanh ở châu Mỹ đạt thấp nhất 511 kg/ha, năng suất đậu xanh ở châu Âu đạt cao nhất là 976 kg/ha cao hơn so với năng suất đậu xanh bình quân cả thế giới là 284 kg/ha Năng suất đậu xanh bình quân ở châu Á năm 2008 đạt 729 kg/ha vượt so với năng suất bình quân của thế giới là 38,0 kg/ha vượt 5,4% năng suất so với thế giới (FAOSTAT Database., 2009) (Phụ lục 8)

1.3.1.2 Diện tích năng suất sản lượng đậu xanh ở một số nước châu Á

Diện tích sản xuất đậu xanh ở một số nước châu Á gồm Trung Quốc,

Ấn Độ, Thái Lan, Indonesia và Nhật Bản năm 2008 biến động từ 8.000 – 228.030 ha Nước có diện tích sản xuất đậu xanh lớn nhất châu Á là Trung Quốc đạt 228.030 ha tiếp theo là Ấn Độ là 150.000ha và Indonesia là 141.714

ha Năng suất đậu xanh của 5 nước ở châu Á biến động từ 280 – 1.126 kg/ha, năng suất đậu xanh bình quân đạt cao nhất là Trung Quốc đạt 1.126 kg/ha, nước có năng suất bình quân đạt thấp nhất là Ấn Độ chỉ đạt 280 kg/ha thấp hơn năng suất bình quân của châu Á năm 2008 là 449 kg/ha và chỉ bằng 61% Sản lượng đậu xanh năm 2008 đạt cao nhất là Trung Quốc 2.566.748 tấn, Indonesia đạt sản lượng cao thứ 2 là 867.560 tấn (FAOSTAT Database., 2009) (Phụ lục 8) Hiện nay có 29 quốc gia trồng đậu xanh với diện tích

khoảng 6 triệu ha và sản lượng 3 triệu tấn (Nair et al., 2014)

1.3.2 Tình hình sản xuất đậu xanh ở Việt Nam

Ở nước ta, đậu xanh là một trong những cây trồng truyền thống với nhiều mục đích: Lấy hạt, cải tạo đất, chống xói mòn, làm cây phân xanh… Đậu xanh là một trong 3 cây đậu đỗ chính, sau lạc và đậu tương, song diện tích gieo trồng còn manh mún, rải rác từ Nam ra Bắc, từ các tỉnh đồng bằng đến trung du và miền núi

Diện tích sản xuất đậu xanh của Việt Nam qua 4 năm 2012 và 2015 biến động từ 88.180 – 98.200 ha, diện tích sản xuất đậu xanh năm 2015 giảm so với năm 2012 là 7.250 ha Năng suất đậu xanh bình quân của Việt Nam qua 4 năm biến động từ 1.026 – 1.098 kg/ha Năng suất đậu xanh bình quân của cả nước có xu hướng tăng dần qua các năm và năng suất đạt cao nhất năm 2015

là 1.098 kg/ha

Diện tích sản xuất đậu xanh ở Việt Nam được phát triển ở 7 vùng sinh thái trên cả nước Diện tích sản xuất đậu xanh giữa các vùng trong năm 2015 biến động từ 4.880 – 25.120 ha trong đó có 3 vùng có diện tích sản xuất đậu xanh lớn là Tây Nguyên, Bắc trung bộ và Duyên hải Nam trung bộ có diện tích lần lượt là 25.120 ha; 18.470 ha; 18.090 ha

Bảng 1.2 Diện tích và năng suất đậu xanh ở Việt Nam

Nguồn: Viện Quy hoạch Thiết kế Nông nghiệp., 2016

Năng suất đậu xanh bình quân của cả nước đạt khá cao, cao hơn so với năng suất đậu xanh của châu Á và thế giới Năng suất đậu xanh bình quân ở các vùng sinh thái lại có sự chênh lệch khá lớn Năng suất đậu xanh biến động giữa các vùng năm 2012 từ 837 – 1.506 kg/ha; năm 2015 biến động từ 861 – 1.719 kg/ha Năng suất đậu xanh bình quân đạt cao nhất ở Đồng bằng sông

Cửu Long và Đồng bằng Sông hồng lần lượt là 1.719 kg/ha và 1.511kg/ha (2015)

Năng suất đậu xanh bình quân đạt thấp nhất là Tây Nguyên và Bắc Trung bộ, năm 2015 năng suất đậu xanh ở Bắc Trung bộ là 938 kg/ha thấp hơn năng suất bình quân của cả nước là 160 kg/ha Tây Nguyên năng suất đậu xanh đạt 861 kg/ha và thấp hơn năng suất bình quân của cả nước là 236 kg/ha Năng suất đậu xanh của cả nước nói chung và vùng Bắc Trung bộ nói riêng qua các năm có xu hướng tăng dần đó chính là sự áp dụng các giống đậu xanh mới và các biện pháp kỹ thuật canh tác mới vào sản xuất

Hiện nay đã có nhiều công ty tham gia vào mạng lưới cung ứng giống đậu xanh cho người sản xuất như: Công ty CP giống cây trồng miền Nam; Công ty CP giống cây trồng miền Bắc; và các Viện, Trung tâm nghiên cứu cũng tham gia vào mạng lưới cung ứng giống đậu xanh như Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Đậu đỗ; Trung tâm Nghiên cứu và Thực nghiệm Hưng Lộc; Viện khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Duyên hải Nam Trung bộ Với số lượng lớn các công ty và các Viện, Trung tâm tham gia cung ứng giống đậu xanh đã góp phần thay đổi bộ giống đậu xanh và tác động tăng năng suất đậu xanh

1.3.2.1 Tình hình sản xuất đậu xanh ở Nghệ An

Bảng 1.3 Diện tích năng suất và sản lượng đậu xanh ở Nghệ An

Nội dung 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015* Diện tích

Nghệ An là tỉnh có tiềm năng về đất đai và khí hậu, phù hợp với những cây trồng cạn như lạc, đậu, vừng, v.v… Sản xuất nông nghiệp của Nghệ An trong những năm qua khá ổn định song hiệu quả kinh tế bình quân trên một đơn vị diện tích vẫn chưa cao, đặc biệt là trong vụ Hè Nghiên cứu thực tế cho thấy, sau vụ thu hoạch lạc xuân, phần lớn diện tích được trồng vừng và đậu xanh Tuy nhiên, năng suất và hiệu quả kinh tế khi sản xuất vừng rất bấp bênh, năm được năm mất

Diện tích sản xuất đậu xanh của tỉnh Nghệ An từ năm 2008 – 2015 có

sự biến động từ 4.549 – 8.211 ha, đến năm 2015 diện tích sản xuất đậu xanh đạt 4.549 ha giảm 3.664 ha Diện tích sản xuất đậu xanh ở Nghệ An đã giảm gần 1/2 trong thời gian gần đây do các nguyên nhân sau: Do biến đổi khí hậu (đầu vụ hạn hán cuối vụ mưa nhiều) nên khó khăn trong việc gieo trồng và thu hoạch; Do quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa, sự cạnh tranh của một

số cây trồng có giá trị cao… Diện tích sản xuất đậu xanh của tỉnh Nghệ An tập trung chủ yếu ở các huyện Thanh Chương, Anh Sơn, Con Cuông và Nam Đàn… (Cục thống kê Nghệ An., 2016) Năng suất đậu xanh của tỉnh Nghệ An biến động từ 736 - 879 kg/ha, năm 2014 năng suất đậu xanh bình quân của tỉnh Nghệ An đạt cao nhất 879 kg/ha (bảng 1.3)

1.3.2.2 Tình hình sản xuất đậu xanh ở Hà Tĩnh

Bảng 1.4 Diện tích, năng suất và sản lượng đậu xanh ở Hà Tĩnh

Nội dung 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015* Diện tích

Đậu xanh là cây truyền thống của nông dân Hà Tĩnh, được trồng chủ yếu trong vụ hè, sau thu hoạch lạc xuân và ngô xuân Hiệu quả kinh tế mang lại từ sản xuất đậu xanh là khá cao trong những năm gần đây nhờ việc áp dụng các tiến bộ kỹ thuật mới về giống và kỹ thuật canh tác mới Diện tích sản xuất đậu xanh của Hà Tĩnh năm 2015 là 7.786 ha giảm 3.388 ha so với năm 2008, đậu xanh được sản xuất tập trung chủ yếu ở các huyện Hương Khê, Hương Sơn, Đức Thọ (Cục thống kê Hà Tĩnh., 2016)

Năng suất đậu xanh bình quân ở Hà Tĩnh qua các năm biến động từ 740 – 1.034 kg/ha, năng suất đậu xanh bình quân ở Hà Tĩnh đạt cao nhất là 1.034 kg/ha (2014) Năng suất đậu xanh bình quân của toàn tỉnh có xu hướng tăng dần qua các năm, song năng suất chỉ bằng 1/2 năng suất của các giống đậu xanh mới ĐX14; ĐXVN7 (Khoa học & Công nghệ Hà Tĩnh., 2014) Năng suất đậu xanh của tỉnh Hà Tĩnh chưa đạt bằng năng suất tiềm năng của các giống đậu xanh mới nhưng đã đạt cao hơn so với năng suất đậu xanh bình quân của thế giới và của châu Á Năng suất đậu xanh năm 2008 của thế giới đạt 692 kg/ha, của châu Á đạt 729 kg/ha (FAOSTAT Database., 2009) (Phụ lục 8) Mặc dù năng suất đậu xanh của tỉnh Hà Tĩnh trong những năm qua đều đạt cao hơn so với Thế giới và châu Á song so với năng suất đậu xanh của nước láng riềng như Trung Quốc thì năng suất đậu xanh của Hà Tĩnh chỉ đạt ở mức khá khiêm tốn Năng suất đậu xanh 2008 của Hà Tĩnh đạt 920 kg/ha và Trung Quốc đạt 1.126 kg/ha (Cục thống kê Hà Tĩnh., 2016); (FAOSTAT Database., 2009) (Phụ lục 8)

1.4 Tình hình nghiên cứu đậu xanh trên thế giới và ở Việt Nam

1.4.1 Tình hình nghiên cứu đậu xanh trên thế giới

1.4.1.1 Nghiên cứu về chọn tạo giống đậu xanh trên thế giới

Các trung tâm lưu trữ nguồn gen đậu xanh được tập trung tại ở các khu vực khác nhau trên thế giới bao gồm: Trường ĐH Philippines; Trung tâm

Nghiên cứu Rau Quốc tế (AVRDC) tại Đài Loan; Viện Nghiên cứu Vật liệu Giống cây trồng của Học Viện Nông nghiệp Trung Quốc, Phòng Lưu trữ Quốc gia Nguồn gen Cây trồng của Ấn Độ, Trung tâm Dự trữ Nguồn gen Cây trồng của Trường Đại học Georgia, Mỹ (Ebert., 2013)

Ấn Độ và Trung Quốc là 2 nước có diện tích sản xuất đậu xanh tăng đứng thứ 2 so với các nước, Ấn Độ từ 1980-2008 diện tích sản xuất đậu xanh tăng 265.500 ha tăng vượt so với năm 1980 là 93% (Shanmugasundara., 2007)

Nghiên cứu xây dựng sơ đồ gen cho đậu xanh, các tác giả đã dùng các markers 430 SSR và EST-SSR để xây dựng bản đồ gen Sự khác biệt giữa các giống so với thủy tổ của chúng được phân tích dựa trên những locus quy định tính trạng số lượng (QTL – Quantitative Trait Locus) Kết quả cho thấy, tất cả các marker này đều phân ra 11 nhóm liên kết cho chiều dài khoảng 727.6 cM Đây là sơ đồ gen đầu tiên tại thời điểm nghiên cứu mà các nhóm gen liên kết tương đồng với số nhiễm sắc thể đơn bội của loài đậu xanh Việc đánh giá các đặc tính bằng QTL có ý nghĩa quan trọng trong việc nhận dạng ra các nguồn gen mới Kết quả nghiên cứu này là nền tảng cho việc chọn tạo ra các giống

đậu xanh mới trong tương lai (Isemura et al., 2012)

Trung Quốc từ năm 1984-2000 diện tích sản xuất đậu xanh tăng 229.000 ha vượt so với năm 1984 là 42% (Weinberger., 2003)

Bộ sưu tập nguồn gen của AVRDC là phong phú nhất với 6.379 mẫu giống Phần lớn nguồn gen đậu xanh của AVRDC được thu thập từ 41 nước trên thế giới và Ấn Độ là nước đóng góp chủ yếu (AVRDC., 2012)

Wang et al., (2015), đã áp dụng các marker là các đoạn lặp đơn thuần (SSR) để phân lập chức năng của các nhóm gen trong bộ nhiễm sắc thể của 06 giống đậu xanh là ACC41, VC1973A, V2709, C01478, C01558 và C01579 Kết quả nghiên cứu cho thấy, tổng số 308,509 đoạn SSR (56,9 % đơn thuần

và 43,1 % phức hợp) được phân lập ra từ 167,628 đoạn Tập trung nhất vẫn

là cấu trúc AAC/GTT, chiếm 45,14 % tổng số, tiếp đến là AC/GT, chiếm 41,80 % Các tác giả kết luận rằng, lập sơ đồ gen bằng QTL và các marker sẽ

hỗ trợ một cách hiệu quả cho việc tuyển chọn và lai tạo các giống đậu xanh Nghiên cứu của phương pháp xử lý hạt giống kết hợp với phun thuốc trừ sâu và trừ nấm để hạn chế bệnh đốm lá Cercospora và bệnh khảm vàng do virut trên cây đậu xanh Kết quả cho thấy, xử lý hạt giống với Thiamethoxam (Cruiser TM) liều lượng 4g/kg kết hợp với Carbendazim (BavistinTM) + TMTD (ThiramTM) liều lượng 2,5 g/kg (theo tỷ lệ 1:1), sau đó được phun với Thiamethoxam (ActaraTM) 0,02% và Carbendazim 0,05% tại thời điểm

21 và 35 ngày sau gieo cho sinh trưởng và phát triển tốt nhất (tỷ lệ mọc trên đồng ruộng, chiều dài rễ và thân, số quả, khối lượng sinh khối của cây, khối lượng 1.000 hạt, năng suất hạt), tỷ lệ nhiễm bện đốm lá Cercospora và khảm

vàng do vi rút là thấp nhất (Dubey et al., 2010)

Trong những năm qua, AVRDC đã đạt được những tiến bộ đáng kể trong việc phát triển các dòng giống đậu xanh mới Con đường tạo giống đậu xanh chủ yếu là lai hữu tính và đột biến Từ 1973-1986 ở đây đã tiến hành lai 4.437 tổ hợp lai Các dòng tốt nhất được chuyển giao cho các nhà chọn giống trên khắp thế giới Từ nguồn vật liệu của AVRDC, 112 giống đậu xanh mới

được phát triển mở rộng ở 27 nước trên thế giới (Norihico Tomooka et al.,

1991) Ước tính diện tích trồng đậu xanh giống mới là 600.000ha ở Trung Quốc, 200.000ha ở Pakistan và Thái Lan, gần 1 triệu ha ở Myanmar, 500.000ha ở Ấn Độ, 70.000ha ở Băngladesh (S Shanmugasundaran., 2007) Kết quả nghiên cứu và đánh giá nguồn gen đậu xanh đáng chú ý nhất trong thời gian gần đây đã được thực hiện bởi sự hợp tác giữa các Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Nhiệt đới (Nhật Bản), Trung tâm Nghiên cứu Cây trồng Chinat (Thái Lan), Viện Tài nguyên Cây trồng Quốc gia Nhật Bản và

AVRDC Trong chương trình nghiên cứu này có 497 mẫu đã được sử dụng cho việc đánh giá kiểu sinh trưởng, 651 mẫu cho việc đánh giá đặc điểm hạt và 590 mẫu cho việc đánh giá sự đa dạng protein Hầu hết các mẫu giống này đều được cung cấp bởi các ngân hàng gen của AVRDC, trường đại học Tokyo (Nhật Bản) và Viện Tài nguyên Cây trồng Quốc gia Nhật Bản (Norihico

Tomooka et al., 1991)

Một chương trình chọn tạo giống đáng chú ý được thiết lập vào những năm 60 của thế kỷ 20 tại Trường Đại học Nông nghiệp Punjab, Ludhiana Chương trình này đã cho ra đời rất nhiều giống đậu xanh với các mục tiêu khác nhau như: có loại hình sinh trưởng trung bình, cây khoẻ mập, phát triển nhanh, chống chịu tốt với điều kiện khó khăn như: chống đổ, chịu hạn và

có tiềm năng năng suất cao, ổn định, hàm lượng protein cao; ngắn ngày phục

vụ sản xuất (Nair et al., 2014)

Các nhà Khoa học Trung Quốc đã thu thập và lưu giữ 4.936 mẫu giống đậu xanh từ các vùng trong cả nước, 60% các mẫu giống này đã được tiến hành phân tích thành phần dinh dưỡng, đánh giá khả năng chống chịu sâu bệnh hại, khả năng chống chịu điều kiện thời tiết bất thuận Hơn 200 dòng, giống đậu xanh từ AVRDC được nghiên cứu đánh giá tại Trung Quốc (Zhang

huijie et al., 2003)

Thái Lan là nước gặt hái được nhiều thành công trong công tác chọn tạo giống đậu xanh Các dòng, giống đậu xanh triển vọng của AVRDC tiếp tục được nghiên cứu đánh giá ở Thái Lan Nhiều giống đậu xanh mới có nguồn gốc từ AVRDC cho năng suất cao hơn giống địa phương đến 37%, kháng bệnh phấn trắng, cứng cây, chống đổ tốt… được đưa ra sản xuất như KPS1, KPS2, Chai Nat 36, Chai Nat 60, PSU1… Ngày nay những giống này đã phủ

kín hầu hết diện tích trồng đậu xanh của Thái Lan (Subramanyam et al.,

2010)

Trung tâm AVRDC đã phát triển một số dòng đậu xanh siêu trội cho vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Các giống này đều chín sớm và chín đồng bộ (55-65 ngày), năng suất và khả năng chống chịu bệnh cao Các giống này bao gồm: Chainat 60 -Thailand, BPI Mg7 - Philippines, and Merpati - Indonesia (Somta et al., 2009)

1.4.1.2 Nghiên cứu về khả năng chịu hạn của đậu xanh

Theo Naresh để tạo ra được giống chịu hạn (kiểu gen) năng suất cao trong điều kiện hạn là một thách thức lớn đối với các nhà chọn giống (Naresh

et al., 2013)

Hai tác giả Baroowa và Gogoi (2015) đánh giá khả năng chịu hạn của hai giống đậu xanh tại Ấn Độ ( Pratap và SG 21-5) đã dựa trên một số chỉ tiêu sinh trưởng, đặc tính sinh hóa và chất lượng hạt Thí nghiệm gây hạn bao gồm việc ngừng tưới nước 15 ngày liên tục tại các giai đoạn: sinh trưởng sinh dưỡng, ra hoa, tạo hạt Kết quả cho thấy, so với đối chứng thì tại các công thức gây hạn, chỉ số diện tích lá (LAI), hàm lượng protein trong hạt giảm rõ rệt (ở mức sai khác (p ≤ 0.01), trong khi đó chất proline, flavonoid tổng số và hàm lượng anthocyanin tăng ở mức có ý nghĩa (p ≤ 0.01) Trong hai giống tham gia thí nghiệm, giống Pratap thể hiện khả năng chịu hạn cao hơn giống

SG 21-5 vì các chỉ số như LAI, chiều cao cây, tích lũy chất khô, hàm lượng các chất proline, flavonoid tổng số, anthocyanin, tỷ lệ chất diệp lục cao hơn,

chất lượng hạt tốt hơn.(Baroowa et al., 2015)

Hạn chế sự mất nước cây có thể tự điều chỉnh bằng cách đóng khí khổng, áp suất thẩm thấu thông qua sự tích lũy chất hòa tan hay bằng cách thay đổi hình thái, cấu trúc như: cuộn lá lại, phủ lớp lông dày, giảm diện tích

lá hay rụng bớt lá, (Placide et al., 2014)

Chịu hạn là khả năng cây trồng duy trì sự cân bằng nước và sức trương trong tế bào khi sống trong điều kiện hạn Phản ứng sinh lý liên quan đến tính

chịu hạn phụ thuộc vào loài thực vật, giai đoạn phát triển, thời gian và mức độ hạn nhưng khả năng chịu hạn của cây liên quan nhiều đến sự duy trì hoạt động sống, sinh trưởng của cây (Blum., 2011)

Khả năng chịu hạn của cây trồng được biểu hiện sức sinh trưởng và tạo

năng suất tốt trong điều kiện thiếu nước (Naresh et al., 2013)

Khi cây sống trong điều kiện hạn các gốc oxy phản ứng (ROS) được hình thành trong cây bằng các phản ứng oxy hóa ROS chủ yếu là H2O và O-2

ROS phá hủy lipid, cacbon hydrat và protein ở màng trong tế bào Cây chịu được hạn là nó có những cơ chế bảo vệ chống lại ROS để hạn chế tác hại của

hạn (Placide et al., 2014; Zlako et al., 2012)

Trong cùng một loài có thể chia ra theo phổ chịu hạn hoặc nhạy cảm với nước Các cây trồng chịu hạn là những cây trồng có khả năng giữ nước bằng cách làm giảm sự mất nước thông qua giảm quá trình thoát hơi nước

hoặc tích lũy các hợp chất hữu cơ tương thích (Ashraf et al., 2007)

Khi cây gặp điều kiện hạn, phản ứng thích nghi của cây là giảm sự thoát hơi nước Nhưng thoát nước giảm cũng làm giảm quang hợp, dẫn đến khả năng tích lũy chất khô giảm Một số tác giả cho rằng, các cây có khả năng chịu hạn cao, mặc dù cường độ quang hợp có giảm trong tình trạng thiếu nước, nhưng thường ít nghiêm trọng hơn so với các cây không có khả năng chịu hạn Điều này thể hiện ở hiệu suất sử dụng nước của chúng thường cao (Earl, 2002)

Năm 2011 tại Iraq, hai tác giả Caser Ghaafar Abdel and Iqbal Murad Thahir Al-Rawi nghiên mức phản ứng của đậu xanh đối với các tỷ lệ phun GA3 khác nhau (0,100 and 200mg/lít) và chế độ tưới khác nhau Kết quả cho thấy, việc định kỳ 8 ngày tưới một lần đã làm giảm nghiêm trọng đến chiều cao cây (46,8%), chiều dài đốt (32,1%), tổng số lá trên cây (64,3%), chỉ số diện tích lá (179,3%), số hoa trên cây (119%), chiều dài quả (22,6%), số quả

trên cây (117%), số hạt trên quả (23,8%), năng suất chất khô (74,6%), năng suất hạt (91,3%) và năng suất hạt trên cây (83,7%) Tuy nhiên lại làm tăng số đốt đầu tiên tạo quả (180,1%) và khối lượng 1.000 hạt (11,5%) Phun GA3 với tỷ lệ 200 mg/lít làm tăng rõ rệt chiều cao cây (11,7%) Tuy nhiên nó làm

giảm năng suất hạt (12,5%) và chỉ số thu hoạch (8,2%) (Caser C.A et al.,

2011)

Hạn hán là một hiện tượng phức tạp và được gọi là nhân tố quan trọng nhất giới hạn sản lượng cây trồng Nghiên cứu chọn tạo giống cây trồng có khả năng chịu hạn dựa trên các đặc điểm của thực vật có liên quan đến khả năng chịu hạn là rất cần thiết để từ đó có thể chọn tạo được giống có khả năng

chịu hạn và đạt năng suất cao, ổn định (Beltrano et al., 2008)

Kỹ thuật mồi nước (Seed priming) là phương pháp có hiệu quả ở giai đoạn mọc mầm và phát triển của nhiều loại cây trồng để chống lại các tác hại

của stress hạn (Jisha et al., 2013)

Theo Jisha and Puthur., (2015), có nhiều hóa chất để sử dụng trong kỹ thuật mồi hạt giống, trong đó ß- amino axit butyric (BABA) có hiệu quả hơn

và làm tăng khả năng chịu hạn, mặn và số nhiệt

Zarifinia và cộng tác viên (2010 – 2011) đã nghiên cứu những thay đổi

về đặc tính nông học của cây xanh trong điều kiện khô hạn tại Iran Thí nghiệm gồm có 03 chế độ tưới là 120, 180 và 240mm thông qua chảo đo bốc thoát hơi nước và 05 giống đậu xanh tham gia thí nghiệm Qua hai vụ thí nghiệm, kết quả cho thấy thiếu hụt nước tưới làm giảm ở mức có ý nghĩa đối với chỉ tiêu: khối lượng 1.000 hạt, năng suất hạt/ha, năng suất chất khô, chỉ số diện tích lá Mức độ giảm càng tăng cùng với mức tăng về mức độ thiếu hụt nước Giống Partow thể hiện khả năng chống chịu hạn cao nhất trong 05

giống tham gia thí nghiệm (Zarifinia et al., 2012)

Khi nghiên cứu sự đa dạng di truyền của 21 giống đậu xanh nhằm tạo giống đậu xanh có năng suất cao và chống chịu bệnh Tác giả đã sử dụng 34 mồi ngẫu nhiên kết quả thu được 204 phân đoạn ADN được nhân bản, trong

đó có 75% phân đoạn thể hiện tính đa hình (Afzal et al., 2004)

Nhiễm mặn là một trở ngại lớn nhất đối với sản xuất đậu xanh, khi mà với nồng độ 50mM NaCl có thể làm thiệt hại tới 70% năng suất (Papiya Saha

et al., 2010)

Mức độ nhiễm mặn của đất canh tác ngày một gia tăng trên phạm vi toàn cầu, có thể ảnh hưởng tới 50% đất canh tác cho tới giữa thế kỷ 21 này (Hasanuzzaman et al., 2013)

Các nghiên cứu cho thấy, sự tích tụ muối cao lên sẽ làm giảm khả năng thẩm thấu của dung dịch đất, dẫn đến khủng hoảng nước trong cây, xa hơn nữa là sự tương tác giữa các muối với dinh dưỡng khoáng, từ đó dẫn đến sự thiếu hụt và mất cân bằng dinh dưỡng, các tế bào sẽ bị suy yếu và thậm chí các loại bệnh sẽ xuất hiện làm chết cây là hệ quả của việc ngừng sinh trưởng

và sự phá hủy quá trình trao đổi chất (Hasanuzzaman et al., 2012)

Sử dụng phân bón kali ở dạng K2SO4 cũng làm tăng khả năng chịu hạn

cho nhiều loại cây trồng như: lúa, cây họ đậu… (Mohammd et al., 2011)

Giai đoạn mọc mầm là giai đoạn đầu trong chu kỳ sinh trưởng phát triển của cây Đây là một trong những giai đoạn quan trọng và mẫn cảm với nhiều

yếu tố môi trường bất thuận đặc biệt là hạn và muối (Misra et al., 2004) Nếu

thiếu nước trong giai đoạn này sẽ làm giảm tỷ lệ mọc mầm ngoài ra còn ảnh

hưởng rất lớn đến sinh trưởng của cây mầm (Delachiave et al, 2003)

Đã có nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng polyethylene glycol (PEG)

để đánh giá khả chịu hạn của hạt trong giai đoạn nẩy mầm Nhiều thí nghiệm

đã được triển khai kết quả đã chỉ ra rằng tỷ lệ mọc mầm, chiều dài rễ, chiều dài mầm, khối lượng rễ, khối lượng mầm là những chỉ tiêu chịu sự chi phối lớn