Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật nâng cao năng suất, chất lượng cây nghệ vàng ở phía bắc việt nam tt

Đề tài “Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật nâng cao năng suất, chất lượng cây nghệ vàng ở phía Bắc Việt Nam” sẽ góp phần nâng cao hiệu quả canh tác, phát triển sản xuất, chuyển đổi cơ cấu c

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Công trình được hoàn thành tại:

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Người hướng dẫn khoa học:

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện

Họp tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam

Vào hồi 8 giờ 30 phút, ngày tháng năm 2018

Có thể tìm hiểu luận án tại thư Viện:

1 Thư Viện Quốc gia

2 Thư viện Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

1 Lê Công Hùng, Lê Khả Tường, Nguyễn Tuấn Điệp (2017), Ảnh hưởng của độ sâu trồng đến sinh trưởng và năng suất giống nghệ

vàng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, Tạp chí Khoa học công nghệ

nông nghiệp Việt Nam, Số 11 năm 2017, tr 104-107

2 Lê Công Hùng, Lê Khả Tường, Nguyễn Tuấn Điệp (2017), Ảnh hưởng của chất điều tiết sinh trưởng đến năng suất, chất lượng

củ nghệ vàng N8 tại một số tỉnh phía Bắc, Tạp chí Nông nghiệp và

Phát triển nông thôn, Số 24 năm 2017, tr 67-71

3 Lê Công Hùng, Lê Khả Tường, Nguyễn Tuấn Điệp (2018),

“Ảnh hưởng của thời điểm thu hoạch đến năng suất, hàm lượng curcumin của giống nghệ vàng N8 trồng tại Thanh hóa và Bắc Giang”,

Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Số 7, tr 77-81

MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài

Nghệ là cây gia vị, dược liệu truyền thống ở Việt Nam và nhiều nước trên thế giới Hoạt chất sinh học Curcumin là thành phần quan trọng nhất trong củ nghệ vàng có khả năng phòng và hỗ trị điều trị các bệnh phổ biến hiên nay, góp phần tích cực nâng cao chất lượng cuộc sống cho người bệnh (Cronin, J.R., 2003) Trong những năm gần đây bằng công nghệ hiện đại, curcumin đã được tách chiết thành công dưới nhiều dạng khác nhau như curcumin, nano curcumin, góp phần đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của đông đảo người tiêu dùng (Liva R.,2010) Tuy nhiên các phương thức canh tác truyền thống ở nước ta gắn liền với việc sử dụng những giống địa phương, kỹ thuật canh tác lạc hậu đã và đang làm hạn chế năng suất

và hiệu quả kinh tế trong sản xuất nghệ tại các địa phương Đề tài

“Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật nâng cao năng suất, chất lượng cây

nghệ vàng ở phía Bắc Việt Nam” sẽ góp phần nâng cao hiệu quả canh

tác, phát triển sản xuất, chuyển đổi cơ cấu cây trồng, từng bước đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng curcumin hiện nay và trong tương lai ở Việt Nam

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định được giống nghệ vàng triển vọng đạt năng suất >25 tấn/ha, tăng trên 20% so với giống địa phương, chất lượng tốt, thích hợp với điều kiện thổ nhưỡng và khí hậu tại các địa bàn đại diện cho các tỉnh phía Bắc

- Xây dựng được quy trình canh tác tổng hợp giống nghệ vàng triển vọng đạt năng suất, chất lượng cao tại các địa bàn đại diện

- Xây dựng được mô hình canh tác tổng hợp giống nghệ vàng triển vọng đạt hiệu quả kinh tế tăng > 20% so với canh tác truyền thống, góp phần tích cực trong công tác chuyển đổi cơ cấu cây trồng tại một số tỉnh phía Bắc

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

3.1 Ý nghĩa Khoa học

- Kết quả đánh giá khả năng sinh trưởng, chống chịu, các yếu

tố cấu thành năng suất của bộ giống triển vọng là cơ sở xác định giống nghệ triển vọng đạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao, đồng thời là tài liệu tập huấn, đào tạo, khuyến nông, phát triển sản xuất cây nghệ ở Thanh Hóa, Bắc Giang và Hưng Yên

- Quy trình canh tác giống nghệ triển vọng tại Thanh Hóa, Bắc Giang và Hưng Yên là cơ sở xây dựng mô hình canh tác mới phục vụ công tác chuyển đổi cơ cấu cây trồng thích ứng với biến đổi khí hậu, nâng cao thu nhập cho người dân và phát triển nông nghiệp bền vững

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Giống nghệ mới và kỹ thuật canh tác mới cho năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế cao đã làm thay đổi nhận thức của người dân trong việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng Trong đó việc chuyển đổi những cây lương thực và cây thực phẩm kém hiệu quả, không có khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu sang trồng nghệ có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao thu nhập, ổn định đời sống người dân, góp phần quan trọng trong công tác an sinh xã hội

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu:

Bộ giống nghệ ưu tú sử dụng trong nghiên cứu khảo nghiệm tại các vùng sinh thái được giới thiệu từ ngân hàng gen cây trồng quốc gia Biện pháp kỹ thuật canh tác tổng hợp giống nghệ vàng triển vọng, bao gồm: kỹ thuật nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô, nghiên cứu xác định độ sâu trồng, xác định thời vụ, mật độ, phân bón, kỹ thuật che phủ mặt luống, kỹ thuật sử dụng chất điều tiết sinh trưởng, xác định thời vụ thu hoạch Hiệu quả mô hình áp dụng giống

và kỹ thuật canh tác mới cây nghệ vàng

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Các hoạt động điều tra hiện trạng sản xuất tiến hành tại 3 tỉnh Thanh Hóa, Bắc Giang và Hưng Yên Quá trình khảo nghiệm giống, xác định giống triển vọng tiến hành tại các vùng sinh thái phía Bắc Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật và xây dựng mô hình canh tác giống mới tiến hành tại các địa bàn đại diện Các chỉ tiêu nghiên cứu gồm điều tra đặc điểm thổ nhưỡng, nông hóa, khí hậu, yếu tố thuận lợi, khó khăn, hạn chế, giải pháp phát triển, đặc điểm thực vật, nông học, sinh lý, sinh hóa, sinh trưởng, phát triển, chống chịu nóng, hạn, rầy xanh, bệnh thối củ, phân bón, chất điều tiết sinh trưởng, độ sâu trồng, vật liệu che phủ, thời điểm thu hoạch và hiệu quả kinh tế trong mô hình canh tác tổng hợp sản xuất nghệ

5 Những đóng góp mới của luận án

a) Giống nghệ mới N8 được Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận sản xuất thử cho các tỉnh trung du miền núi phía Bắc và Bắc

Trung bộ từ năm 2017 là điều kiện căn bản để nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả trong sản xuất nghệ tại các địa phương, b) Quy trình nhân giống, canh tác và bảo quản giống nghệ N8 đạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao đã được công nhận cấp cơ sở do Trung tâm Tài nguyên thực vật ban hành theo Quyết định số 245/QĐ-TTTN-KH, ngày 9/5/2016 Theo đó giống nghệ N8 được nhân giống bằng một trong hai phương thức bao gồm: (i) nhân giống

in vitro áp dụng cho các vùng có điều kiện sản xuất cây giống nuôi

cấy mô và (ii) nhân giống bằng hom củ Quy trình trồng thuần giống nghệ N8 được bố trí trong khung thời vụ từ 1-10/3, mật độ 5 vạn khóm/ha, phân bón cho 1 ha gồm 200 kg N + 120 kg P2O5 + 200 K2O

và 2000 kg phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh kết hợp với việc che phủ mặt luống bằng rơm, rạ hoặc nilon, sử dụng chế phẩm daminozide nồng độ 3,13 mM phun trên lá định kỳ 10 ngày/lần, tiến hành trong 4 lần bắt đầu từ sau mọc 150 ngày, thu hoạch sau trồng 18 tháng cho năng suất cao nhất, tăng trên 50% so với thu hoạch 12 tháng

6 Cấu trúc của luận án

Luận án gồm 138 trang không kể tài liệu tham khảo và phần phụ lục, 58 bảng kết quả nghiên cứu, 18 hình ảnh, 106 tài liệu tham khảo trong và ngoài nước Nội dung luận án gồm các phần: Mở đầu

05 trang, Chương 1: Tổng quan tài liệu nghiên cứu gồm 34 trang, Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 17 trang, Chương 3: Kết quả và thảo luận 79 trang, Kết luân, đề nghị 02 trang, Tài liệu tham khảo 11 trang và phần phụ lục 75 trang

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1 Giá trị sử dụng của cây nghệ vàng

Trong lịch sử khai thác và phát triển, cây nghệ đã được sử dụng như một cây gia vị, chất bảo quản thực phẩm, chất tạo màu tự nhiên và cũng được coi là mỹ phẩm quan trọng dưới thời Ayurveda, Sidha, Unani và Tây Tạng Đặc biệt các chuyên gia thảo dược đã xem nghệ như là một trong những quà tặng vĩ đại nhất của tự nhiên trong việc phòng và điều trị nhiều bệnh phổ biến cho nhân loại như làm thuốc chữa bệnh về da, phổi, tiêu hóa, đau nhức các vết thương, bong gân và các rối loạn ở gan (Hatcher et al, 2008) Đặc biệt hoạt chất curcumin trong nghệ tham gia hàng loạt các hiệu ứng sinh học bao gồm chống viêm, chống oxy hóa, hóa trị liệu, kháng sinh, kháng khuẩn, kháng virus đã cho thấy tiềm năng y học to lớn của nó trong

tương lai (Goud et al, 1993)

1.2 Tuyển chọn và phát triển giống nghệ thương mại

Những giống nghệ có giá trị thương mại lớn được trồng ở Ấn

Độ là Alleppey Finger tại vùng Kerala, giống Erode và Salem tại vùng Tamil Nadu, giống Rajapore và Sangli tại vùng Maharashtra, giống Nizamabad Bulb tại vùng Andhra Pradesh Trong khi đó những giống chủ lực ở Tamil Nadu được phát triển là Erode, BSR-1 và 2, PTS-10, Roma, Suguna, Sudarsana và Salem (Chezhiyan và Shanmugasundaram, 2000) Kết quả thống kê cũng cho thấy có tới 70-75% diện tích các vùng trồng nghệ tại Ấn Độ là những giống có nguồn gốc địa phương hoặc là những giống được khai thác phát triển

từ giống địa phương (Choudhuri và Hore, 2014) Ở nước ta, do chưa

có nhiều công trình nghiên cứu nên giống nghệ địa phương vẫn được

xem là nguồn giống chủ lực của các vùng miền, vì vậy nước ta chưa

có giống nghệ thương mại với đầy đủ các tiêu chuẩn của nó

1.3 Canh tác tổng hợp nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế

Nghiên cứu phát triển một mô hình sử dụng nhiều tham số ảnh hưởng đến năng suất củ nghệ đã xác định các yếu tố thời gian gieo trồng, mật độ cây, phân đạm và kali đóng một vai trò quan trọng

trong việc tăng năng suất củ tươi (Li et al., 1999) Thời gian gieo

trồng cũng được xem là có tương quan với mật độ và liều lượng phân bón Đặc biệt các kết quả nghiên cứu phân bón đã chỉ ra rằng yếu tố

N và K đóng vai trò rất quan trọng trong việc nâng cao năng suất cây nghệ Hiệu lực tương đối của các biện pháp nông học trong việc tăng năng suất nghệ là: mật độ cây > thời gian gieo trồng > liều lượng phân bón > các chất điều tiết sinh trưởng > các kỹ thuật canh tác khác (Kundu và Chatterjee, 2013)

1.4 Nhu cầu thị trường nghệ vàng ở Việt Nam

Theo thống kê của các chuyên gia kinh tế, trong những năm gần đây các công ty xuất nhập khẩu nông sản, dược liệu đã xuất khẩu trên 50.000 tấn/năm dưới dạng nghệ thô, tinh bột nghệ và tinh chất nghệ Các nước nhập khẩu nghệ của Việt Nam đứng đầu là Trung Quốc, tiếp đến là Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ, Mỹ và EU Theo báo cáo của công ty Nghệ Viêt, nhu cầu xuất khẩu nghệ của Công ty có thể đạt trên 10.000 tấn/năm sang thị trường Nhật và EU Tuy nhiên sản lượng nghệ trong nước mới đáp ứng cho thị trường này khoảng 30%, ngoài ra các sản phẩm nghệ của nước ta còn rất hạn chế về chất lượng Điều này đã và đang mở ra những cơ hội mới cho việc phát triển sản xuất và thị trường nghệ vàng ở nước ta trong tương lai

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP

2.1 Vật liệu nghiên cứu

Vật liệu khảo nghiệm cơ bản gồm 10 giống ưu tú được kế thừa

từ kết quả nghiên cứu tập đoàn và quần thể phân ly của Trung tâm tài nguyên thực vật, Viên khoa học nông nghiệp Việt Nam, trong đó có 1 giống đối chứng địa phương Bộ giống khảo nghiệm sản xuất tại các vùng sinh thái sử dụng giống triển vọng N8, N9 và 1 giống địa phương làm đối chứng Trong đó giống nghệ vàng Thạch Quảng (VTQ) làm đối chứng tại Thanh Hóa, nghệ vàng Bắc Giang (VBG) đối chứng tại Bắc Giang và nghệ vàng Khoái Châu (VKC) đối chứng tại Hưng Yên Vật liệu khác bao gồm phân bón đa vi lượng gồm NPK; phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh; chế phẩm sinh học vườn sinh thái; chất điều tiết sinh trưởng: GA3, Ethephon và daminozide; vật liệu che phủ: nilon đen, trắng, xác hữu cơ và thuốc BVTV

2.2 Nội dung nghiên cứu

Điều tra tình hình sản xuất nghệ tại các địa bàn đại diện cho các vùng sinh thái phía Bắc; Khảo nghiệm giống triển vọng tại các vùng sinh thái Nghiên cứu nhân giống bằng kỹ thuật nuôi cấy mô và xác định khối lượng hom giống thích hợp Xác định độ sâu trồng, thời vụ, phân bón và mật độ trồng thuần Nghiên cứu phân bón và mật độ trồng xen, nghiên cứu chất điều tiết sinh trưởng Nghiên cứu xác định vật liệu che phủ, thời điểm thu hoạch thích hợp Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật tổng hợp xây dựng mô hình canh tác mới

2.3 Phương pháp nghiên cứu

- Điều tra thu thập số liệu nông hóa, thổ nhưỡng, diện tích, năng suất, sản lượng từ Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Trung tâm khí tượng thuỷ văn, số liệu thống kê tỉnh, huyện, phòng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, các hợp tác xã, sách báo, tạp chí Sử dụng phiếu điều tra nông hộ để ghi nhận các thông tin về thực trạng sản xuất và tiêu thụ nghệ tại 3 tỉnh, mỗi tỉnh chọn 1 huyện, mỗi huyện 1 xã, mỗi

xã chọn 100 hộ, tổng cộng 300 hộ Sử dụng phương pháp đánh giá nhanh nông thôn có sự tham gia của người dân (PRA - Participatory Rural Appraisal), nhóm cung cấp thông tin chủ lực (Key Person Interviews- KPI) để phỏng vấn và thu thập các thông tin liên quan

- Thí nghiệm khảo nghiệm bộ giống triển vọng tại các vùng sinh thái, trong đó sử dụng giống nghệ vàng địa phương VBG làm đối chứng tại Bắc Giang, nghệ vàng địa phương VKC làm đối chứng tại Hưng Yên và nghệ vàng địa phương VTQ làm đối chứng tại Thanh Hóa Thí nghiệm bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên đầy

đủ (RCBD), 3 lần lặp lại, diện tích ô = 20 m2

- Thí nghiệm khảo nghiệm sản xuất giống triển vọng được bố trí ngẫu nhiên với quy mô 1000 m2/ô, không nhắc lại với sự tham gia của các giống đối chứng địa phương VKC tại điểm Hưng Yên, VBG tại điểm Bắc Giang và VTQ tại Thanh Hóa, VCM tại Bắc Kạn

- Thí nghiệm kỹ thuật nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô: Khử trùng bề mặt, nuôi cấy, xác định môi trường thích hợp nhân nhanh, xác định môi trường tạo cây con hoàn chỉnh, xác định giá thể cho cây con in vitro

-Thí nghiệm nghiên cứu khối lượng hom giống thích hợp cho giống nghệ triển vọng được tiến hành tại Bắc Giang và Thanh Hóa gồm 5 công thức, trong đó công thức 2 làm đối chứng Thí nghiệm bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD), 3 lần lặp lại, diện tích ô là 20 m2

-Thí nghiệm nghiên cứu xác định độ sâu trồng, thời vụ, mật độ, phân bón, chất điều tiết sinh trưởng, vật liệu che phủ, thời điểm thu hoạch thích hợp cho giống nghệ triển vọng được tiến hành tại Thanh Hóa và Bắc Giang bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên, 3 lần lặp lại, diện tích ô là 20 m2 Các chỉ tiêu nghiên cứu được thực hiện theo phương pháp của PRC bao gồm: Khối lượng củ (g): Cân khối lượng

10 củ đại diện/công thức bằng cân phân tích x 3 lần nhắc, tính TB; Tổng khối lượng củ/khóm (g): Cân tổng khối lượng củ của 10 khóm đại diện/công thức x 3 lần nhắc, tính GTTB; Số củ/khóm (củ): Đếm

số củ/khóm của 10 khóm đại diện/công thúc x 3 lần nhắc, tính GTTB; NSLT (tấn/ha): Khối lương trung bình củ (g) x số củ/khóm x

số khóm/m2 x 10.000m2 x10-5 ; NSTT (tấn/ha): Khối lượng củ thực thu trung bình giữa các lần nhắc (g/m2) x 10000m2 x10-5;

- Xác định hàm lượng curcumin: áp dụng phương pháp Soxhlet; xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy khô đến khối lượng không đổi; xác định hàm lượng tinh dầu bay hơi theo TCVN 7039: 2002; xác định tổng giá trị thu nhập theo công thức: GR = Y x P, Trong đó GR là tổng giá trị thu nhập, Y là năng suất, P là giá bán, xác định chi phí lưu động theo công thức: TVC = MC+ LC + EC +

CI Trong đó TVC là tổng chi phí lưu động, MC là chi phí vật tư, LC

là chi phí lao động, EC là chi phí năng lượng, CI là lãi suất vốn đầu tư; xác định lợi nhuận theo công thức: P = GR – TVC

Số liệu được xử lý trên phần mềm Excel 2010 và chương trình thống kê sinh học IRRISTAT 5.0

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu xác định giống nghệ triển vọng

3.1.1 Nghiên cứu khảo nghiệm cơ bản bộ giống ưu tú

Bảng 3.19 Năng suất, yếu tố cấu thành năng suất các giống nghệ tại Bắc Giang, Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2014

Giống Sơn Động-BG Thạch Thành -TH Khoái Châu-HY

KLC/khóm

(g)

NSTT (tấn/ha)

KLC/khóm (g)

NSTT (tấn/ha)

KLC/

Khóm (g)

NSTT (tấn/ha)

ĐC 780,00 32,00 783,20 32,10 654,70 26,19 N2 890,90 36,50 933,90 38,30 860,50 34,42 N3 752,00 30,80 680,20 27,90 637,50 25,50 N4 684,00 28,00 685,90 28,10 646,00 25,84 N5 654,10 26,80 649,10 26,50 592,70 23,71 N6 632,90 25,90 665,30 27,30 646,50 25,86 N7 666,43 27,50 638,50 26,10 571,60 22,86 N8 997,00 40,80 946,80 38,80 877,00 35,08 N9 1060,00 43,50 1046,80 42,90 1005,90 40,24 N10 920,90 37,70 913,30 37,50 871,80 34,87

Trên cơ sở khảo nghiệm cơ bản tại các vùng sinh thái phía Bắc, đề tài đã tuyển chọn giống nghệ N9 có năng suất thực thu cao nhất, tiếp theo là giống nghệ N8, tương ứng với 43,5 và 40,8 tấn/ha