KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, NĂNG SUẤT CỦ TƯƠI VÀ HÀM LƯỢNG TINH BỘT CỦA MƯỜI GIỐNG SẮN TẠI TÂY HÒA (ĐỒNG NAI)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, NĂNG SUẤT CỦ TƯƠI VÀ HÀM LƯỢNG TINH BỘT CỦA MƯỜI GI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, NĂNG SUẤT CỦ TƯƠI VÀ HÀM LƯỢNG TINH BỘT CỦA MƯỜI GIỐNG SẮN TẠI TÂY HÒA (ĐỒNG NAI)

Họ và tên sinh viên : NGUYỄN THỊ KIM HỒNG Ngành: NÔNG HỌC

Niên khoá: 2005-2009

KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, NĂNG SUẤT

CỦ TƯƠI VÀ HÀM LƯỢNG TINH BỘT CỦA MƯỜI GIỐNG SẮN

TẠI TÂY HÒA (ĐỒNG NAI)

Con chân thành cảm ơn bác Hồ Sáu, bác đã giúp đỡ và tạo điều kiện để con tiến hành đề tài

Tôi xin trân trọng cám ơn đến:

• Ban Giám hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh, ban chủ nhiệm khoa Nông Học đã quan tâm và tạo điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian học tập tại trường cũng như thời gian thực hiện đề tài

• Toàn thể quý Thầy, Cô khoa Cơ Bản và khoa Nông Học – Trường Đại Học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh đã tận tình truyền đạt, chỉ bảo những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong thời gian học tập tại trường

• Tất cả các bạn trong lớp Nông Học 31 đã giúp đỡ, góp ý để tôi hoàn thành tốt đề tài của mình

Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2009

NGUYỄN THỊ KIM HỒNG

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “Khảo sát đặc điểm sinh trưởng, phát triển, hàm lượng tinh bột

và năng suất củ tươi của mười giống sắn”, được tiến hành tại ruộng ông Hồ Sáu xã Tây Hòa, huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai, thời gian từ tháng 05/2008 đến tháng 05/2009 Mục tiêu đề tài khảo sát đặc điểm sinh trưởng, phát triển, năng suất củ tươi và hàm

lượng tinh bột của mười giống sắn, để tuyển chọn 2 – 3 giống sắn tốt, triển vọng, có

thân gọn, năng suất củ tươi và hàm lượng tinh bột cao thích hợp cho vùng Đông Nam

Bộ Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối đầy đủ ngẫu nhiên một yếu tố, ba lần nhắc lại Số ô thí nghiệm: 30; Diện tích ô thí nghiệm: 32 m2 = 8 m x 4 m; Tổng diện tích các

ô thí nghiệm: 960 m2

Kết quả khảo sát đặc điểm sinh trưởng, phát triển của 10 giống sắn tại đất nâu vàng xã Tây Hòa, Trảng Bom, Đồng Nai vụ đầu mùa mưa cho thấy: 10 giống sắn thí nghiệm đều có dạng củ đẹp, sinh trưởng tốt So sánh năng suất củ tươi, hàm lượng tinh bột, năng suất bột và các đặc tính nông học chính của 10 giống sắn đã chọn được 8 giống sắn tốt, triển vọng là: KM227, K228, KM307, K308, KM318, KM297, KM206, KM140 Trong đó 5 giống: KM227, KM228, KM307, KM308 và KM140 có thân thẳng, chiều cao từ 2,4-2,8m; số thân/gốc: 2-3; số củ/bụi: 11-14; năng suất bột: 10,1-11 tấn/ha Đây là những giống có năng suất bột cao, dạng hình thân và củ đẹp, làm cây giống tốt cho vụ sau và rất thích hợp để trồng dày tăng mật độ sản xuất

Đề nghị: bảo tồn nguồn vật liệu 10 giống sắn tốt và tiếp tục so sánh, đánh giá trên các loại đất ở vùng Đông Nam Bộ nhằm phục vụ cho công tác chọn tạo giống sắn So sánh các giống sắn KM318, KM308, KM228, KM227, KM297, KM206, KM307 với KM140 và các giống sắn triển vọng khác tại các vùng sinh thái khác nhau để có kết luận chính xác, đưa vào sản xuất nhằm thay thế các giống địa phương đã thoái hóa

MỤC LỤC

Trang

Trang tựa……… i

Lời cảm ơn……… ii

Tóm tắt……… iii

Mục lục……… iv

Danh sách các chữ viết tắt……… vii

Danh sách các bảng……… viii

Danh sách các hình……… ix

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU ……… 1

1.1 Đặt vấn đề……… 1

1.2 Mục tiêu đề tài……… 2

1.3 Yêu cầu……… 2

1.4 Phạm qui đề tài……… 2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN ……… 3

2.1 Phân loại, nguồn gốc, lịch sử phát triển và giá trị kinh tế của cây sắn… 3

2.1.1 Phân loại, nguồn gốc và lịch sử phát triển……… 3

2.1.2 Thành phần dinh dưỡng và giá trị kinh tế ……… 4

2.2 Tình hình sản xuất, tiêu thụ sắn trên thế giới và Việt Nam……… 9

2.2.1 Sản xuất và tiêu thụ sắn trên thế giới……… 9

2.2.2 Sản xuất và tiêu thụ sắn ở Việt Nam……… 15

2.3 Đặc điểm di truyền và phương pháp chọn tạo giống sắn……… 22

2.3.1 Đặc điểm di truyền ……… 22

2.3.2 Phương pháp chọn tạo……… 23

2.4 Nguồn gen giống sắn hiện nay trên thế giới và Việt Nam……… 25

2.4.1 Nguồn gen giống sắn trên thế giới……… 25

2.4.2 Nguồn gen giống sắn ở Việt Nam……… 28

CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM………… 33

3.1 Vật liệu thí nghiệm……… 33

3.2 Phương pháp thí nghiệm ……… 33

3.2.1 Điều kiện thí nghiệm ……… 33

3.2.1.1 Thời gian và địa điểm thực hiện……… 33

3.2.1.2 Đặc điểm lý hóa tính của khu đất thí nghiệm ……… 34

3.2.1.3 Đặc điểm khí hậu thời tiết trong thời gian thí nghiệm……… 34

3.2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm……… 35

3.2.2.1 Kiểu bố trí thí nghiệm……… 36

3.2.2.2 Quy trình kỹ thuật canh tác áp dụng……… 37

3.2.3 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi……… 37

3.2.3.1 Các đặc trưng về hình thái ……… 37

3.2.3.2 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển ……… 38

3.2.3.3 Tính chống chịu sâu bệnh……… 38

3.2.3.4 Khả năng chống đổ ngã……… 39

3.2.3.5 Các chỉ tiêu năng suất và yếu tố cấu thành năng suất……… 39

3.2.3.6 Các chỉ tiêu phẩm chất……… 40

3.2.3.7 Đánh giá tổng hợp các đặc tính nông học……… 40

3.2.4 Phương pháp xử lý thống kê……… 40

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……… 41

4.1 Đặc điểm hình thái……… 41

4.2 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển……… 44

4.3 Khả năng chống chịu sâu bệnh, đổ ngã……… 46

4.4 Năng suất củ tươi thực thu, hàm lượng tinh bột, năng suất bột của 10 giống sắn thí nghiệm tại Tây Hòa-Đồng Nai 2009……… 46

4.5 Năng suất củ tươi lý thuyết, năng suất sinh vật, chỉ số thu hoạch của 10 giống sắn tại Tây Hòa_Đồng Nai 2009……… 47

4.6 Một số đặc điểm chính của các giống sắn được tuyển chọn……… 48

CHƯƠNG 5.KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ……… 50

5.1 Kết luận ……… 50

5.2 Đề nghị ……… 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 51

Tiếng Việt Tiếng Anh

PHỤ LỤC……… 53

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CIAT: Centro International De Agriculture Tropical_Trung tâm Nông nghiệp Nhiệt đới thế giới

CTCRI: Viện nghiên cứu Cây có củ toàn Ấn ở Trivandrum

EU: European Union_ Liên minh Châu Âu

FAO: Foods and Agriculture Organization_Tổ chức Nông Lương thế giới

FAOSTAT:Foods Agriculture Organization of the United Nations

HARC: Hung Loc Agriculture Research Centre_Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc

IAS: Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam

IFPRI: The International Food Policy Research Institute_Viện nghiên cứu Chính sách lương thực thế giới

IITA: International Institute of Tropical Agriculture_Viện Nông nghiệp Nhiệt đới thé giới

IPB: Viện Chọn Giống Cây trồng

MARDI: Malaysian Agriculture Research and Development Institute_Viện Nghiên cứu và phát triển nông nghiệp Malaysia

PRCRTC: Philippine Root Crop Research and Training Centre_Trung tâm Nghiên cứu

và Huấn luyện Cây Có Củ Philippines

SCATC: The south China Academy of Tropical Crops_Viện cây trồng Nhiệt đới Nam Trung Quốc

NS: Năng suất

NSLT: Năng suất lý thuyết

NSTB: Năng suất tinh bột

NSTT: Năng suất thực thu

CCC: chiều cao cây

NST: ngày sau trồng

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của sắn củ tươi so với khoai

lang, khoai tây và khoai môn……… 5

Bảng 2.2 Số liệu phân chất của sắn lát khô có vỏ và không vỏ ở Việt Nam…… 6 Bảng 2.3 Hàm lượng HCN (mg) trong 1kg sắn củ tươi ……… 7

Bảng 2.4 Diện tích, năng suất, sản lượng sắn của châu Phi, châu Á, châu Mỹ và

15 nước trồng nhiều sắn trên thế giới năm 2007……… ……… 10

Bảng 2.5 Tình hình tiêu thụ sắn trên thế giới năm 2004-2006……… 11 Bảng 2.6 Diện tích, năng suất, sản lượng sắn trên thế giới (1961 – 2007)……… 13 Bảng 2.7 Diện tích, năng suất, sản lượng các cây lương thực trên thế giới

năm 2006……… 14

Bảng 2.8 Diện tích, năng suất, sản lượng một số cây trồng chính ở châu Á

năm 2007……… 14

Bảng 2.9 Dự báo tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn toàn cầu đến năm 2020 và

tốc độ tăng hàng năm của sự tiêu thụ sản phẩm sắn, giai đoạn 1993-2020 15

Bảng 2.10 Diện tích, năng suất, sản lượng bốn cây lương thực chính của

Việt Nam……… 16

Bảng 2.11 Diện tích, năng suất, sản lượng sắn Việt Nam (1961 – 2007)………… 17 Bảng 2.12 Diện tích sắn (1000 ha) tại các vùng trồng sắn chính của Việt Nam… 18 Bảng 2.13 Sản lượng sắn (1000 tấn) tại các vùng trồng sắn chính của Việt Nam 19

Bảng 2.14 Tốc độ tăng năng suất sắn của Việt Nam so với Thái Lan, Trung Quốc,

Ấn Độ……… 21

Bảng 2.15 Giá trị bội thu do áp dụng giống sắn mới tại Việt Nam, Thái Lan và

Trung Quốc (diện tích sắn năm 2003 và năm 1997 theo số liệu thống kê của FAO) 21

Bảng 2.16 Nguồn gốc và đặc tính của 9 giống sắn hiện trồng phổ biến ở Thái Lan 26 Bảng 2.17 Nguồn gốc và đặc tính của 15 giống sắn hiện trồng phổ biến ở Ấn Độ 27 Bảng 2.18 Nguồn gốc và đặc tính chính của 10 giống sắn phổ biến ở Trung Quốc 28 Bảng 2.19 Nguồn gen giống sắn tại Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

và Viện Khoa học Nông nghiệp Miền Nam (21/6/ 2008)……… 29

Bảng 2.20 Hiện trạng nguồn gen giống sắn tại Trường Đại học Nông Lâm

TP Hồ Chí Minh và Viện Khoa học Nông nghiệp Miền Nam (21/6/ 2008) 30

Bảng 2.21 Nguồn gốc và đặc tính chính của 11 giống sắn phổ biến ở Việt Nam 31

Bảng 3.1 Lý lịch nguồn vật liệu mười giống sắn……… 33

Bảng 3.2 Đặc điểm lý hóa tính của khu đất thí nghiệm……… 34

Bảng 3.3 Tình hình thời tiết, khí hậu tại Tây Hòa_Đồng Nai……… 35

Bảng 4.1 Đặc điểm hình thái của thân lá……… 41

Bảng 4.2 Đặc điểm hình thái của củ……… 42

Bảng 4.3 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của 10 giống sắn thí nghiệm…… 45

Bảng 4.4 Năng suất củ tươi thực thu, hàm lượng tinh bột, năng suất bột của 10 giống sắn thí nghiệm tại Tây Hòa-Đồng Nai 2009……… 47

Bảng 4.5 Năng suất lý thuyết, năng suất sinh vật, chỉ số thu hoạch của 10 giống

sắn tại Tây Hòa_Đồng Nai 2009……… 48

Bảng 4.6 Một số đặc điểm chính của các giống được tuyển chọn……… 49

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 Phân loại khoa học cây sắn ……… 3

Hình 2.2 Sản lượng và diện của các cây trồng chính ở Việt Nam năm 2007…… 16

Hình 2.3 Diện tích (1000 ha), sản lượng sắn (1000 tấn) tại các vùng Đông Nam Bộ, Tây Nguyên và Duyên hải Nam Trung Bộ giai đoạn 1995-2006… 20 Hình 3.1 Hình ảnh ruộng thí nghiệm……… 35

Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm……… 36

Hình 4.1 Dạng củ của 10 giống sắn thí nghiệm……… 44

Hình 4.2 Đồ thị tốc độ tăng trưởng chiều cao cây……… 45

Chương 1

MỞ ĐẦU1.1 Đặt vấn đề

Sắn (Manihot esculenta Crantz) làmột trong năm cây lương thực chính của thế giới (ngô, lúa nước, lúa mì, sắn, khoai tây), là cây lương thực-thực phẩm chính của nhiều nước châu Phi và làm thức ăn cho gia cầm, gia súc trên khắp toàn cầu Sắn cũng

là nguyên liệu chính để chế biến tinh bột, cồn (bio-ethanol), rượu, tinh bột biến tính, xi

rô, nước giải khát, bánh kẹo, mì, miến, chất hồ vải, phụ gia dược phẩm, màng phủ sinh học (bioplastic) Sắn dễ trồng, chịu hạn giỏi, ít kén đất, ít sâu bệnh, có khả năng sinh trưởng trên những vùng đất nghèo dinh dưỡng mà những cây thực phẩm khác không phát triển tốt được Năm 2007 toàn thế giới có 105 nước trồng sắn với tổng diện tích 18,39 triệu ha, năng suất 12,16 tấn/ ha, sản lượng 223,75 triệu tấn (FAO 2008) Tổng mức xuất khẩu sản phẩm sắn (gồm sắn lát khô, tinh bột sắn, sắn viên) năm 2006 đạt 5,91 triệu tấn, chủ yếu ở Thái Lan, Indonesia và Việt Nam.(Hoang Kim et al 2008)

Sắn cũng là một trong bốn cây lương thực chính của Việt Nam (lúa, ngô, sắn và khoai lang) với diện tích sắn thu hoạch năm 2007 là 560 nghìn ha, năng suất 15,89 tấn/

ha, sản lượng 8,9 triệu tấn So với năm 1999, năng suất sắn chỉ đạt 7,7 tấn/ha, sản lương 1,8 triệu tấn thì năng suất sắn năm 2007 đã tăng gấp đôi, sản lượng tăng gần năm lần Nước ta hiện có 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn với tổng công suất chế biến khoảng 800.000-1.200.000 tấn tinh bột sắn mỗi năm (Hoang Kim et al 2008)

Việt Nam đã trở thành một nước điển hình tiên tiến của châu Á và thế giới trong việc ứng dụng công nghệ chọn tạo và nhân giống sắn lai Đạt được những thành tựu trên là do chúng ta đã chọn tạo và phát triển các giống sắn tốt có năng suất củ tươi và hàm lượng tinh bột cao, xây dựng và hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác sắn bền vững và thích hợp vùng sinh thái Trong tương lai, sản xuất lương thực sẽ là ngành trọng tâm và có thế mạnh, tầm nhìn đến năm 2020 Chính phủ Việt Nam chủ trương đẩy mạnh sản xuất lúa, ngô và coi trọng việc sản xuất sắn, khoai lang ở những vùng,

dự báo thuận lợi và có lợi thế cạnh tranh do có nhu cầu cao về chế biến bioethanol, bột ngọt, thức ăn gia súc và những sản phẩm tinh bột biến tính Vì vậy, công tác tuyển chọn

và phát triển các giống sắn tốt là hết sức cần thiết

Xuất phát từ yêu cầu đó và được sự đồng ý của Bộ môn Cây Lương thực- Rau Hoa Quả và sự phân công của Ban Chủ nhiệm Khoa Nông học, Trường Đại Học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, với thầy hướng dẫn là TS Hoàng Kim, tôi thực hiện đề tài: “Khảo sát đặc điểm sinh trưởng, phát triển, năng suất củ tươi và hàm lượng tinh bột của mười giống sắn tại Tây Hòa (Đồng Nai)”

1.2 Mục tiêu đề tài

Khảo sát đặc điểm sinh trưởng, phát triển, năng suất củ tươi và hàm lượng tinh

bột của mười giống sắn, để tuyển chọn 2 – 3 giống sắn tốt, triển vọng, có thân gọn,

năng suất củ tươi và hàm lượng tinh bột cao thích hợp cho vùng Đông Nam Bộ

1.3 Yêu cầu

Thực hiện nghiêm túc, chính xác quy trình thí nghiệm, đánh giá khách quan nhằm chọn ra 2-3 giống sắn triển vọng một cách chính xác

1.4 Giới hạn đề tài

Thí nghiệm được thực hiện tại ruộng ông Hồ Sáu xã Tây Hòa_Đồng Nai

Do thời gian thực tập ngắn nên tôi đã tham gia nhóm nghiên cứu khoa học và trực tiếp thu thập số liệu của vụ thí nghiệm này liên tục từ khi xuống giống đến khi thu hoạch

Chương 2 TỔNG QUAN 2.1 Phân loại, nguồn gốc, lịch sử phát triển và giá trị kinh tế của cây sắn 2.1.1 Phân loại, nguồn gốc và lịch sử phát triển

Sắn (Manihot esculenta Crantz; tên khác: khoai mì, cassava, tapioca, yuca,

mandioca, manioc, maniok, singkong, ubi kayu, aipim, macaxeir, kappa, maracheeni) là cây lương thực ăn củ hàng năm, có thể sống lâu năm, thuộc họ thầu dầu Euphorbiaceae Cây cao 2 - 3 m, lá khía thành nhiều thùy, có thể dùng để làm thức ăn chăn nuôi gia súc Rễ ngang phát triển thành củ và tích luỹ tinh bột Củ sắn dài 20 - 50 cm, khi luộc chín có màu trắng đục, hàm lượng tinh bột cao Sắn có thời gian sinh trưởng thay đổi từ

6 đến 12 tháng, có nơi tới 18 tháng, tùy thuộc giống, vụ trồng, địa bàn trồng và mục đích sử dụng

Phân loại khoa học (Scientific classification)

M esculenta

Hình 2.1: Phân loại khoa học cây sắn (nguồn: Wikipedia)

Nguồn gốc: Cây sắn có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của châu Mỹ La tinh (Crantz,

1976) và được trồng cách đây khoảng 5.000 năm (CIAT, 1993) Trung tâm phát sinh cây sắn được giả thiết tại vùng đông bắc Brazin thuộc lưu vực sông Amazon, nơi có nhiều chủng loại sắn trồng và hoang dại (De Candolle 1886; Rogers, 1965) Trung tâm

Vùng phân bố: Sắn được trồng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới ở 30OB - 30ON Hiện nay, sắn được trồng trên 100 nước, tập trung nhiều ở châu Phi, châu Á và Nam

Mỹ, là nguồn thực phẩm của hơn 500 triệu người (CIAT, 1993) Ở Việt Nam, sắn được canh tác phổ biến hầu hết các tỉnh từ Bắc đến Nam Diện tích sắn trồng nhiều nhất ở vùng Đông Nam Bộ, vùng Tây Nguyên, vùng núi và trung du phía bắc, vùng ven biển nam Trung Bộ và vùng ven biển bắc Trung Bộ

Lịch sử phát triển: Cây sắn được người Bồ Đào Nha đưa đến Congo (châu Phi)

khoảng thế kỷ 16 (Barre, Thevet, 1558) Ở châu Á, sắn được nhập vào Ấn Độ khoảng

thế kỷ 17 (P.G Rajendran et al, 1995) và SriLanka đầu thế kỷ 18 (W.M.S.M Bandara

và M Sikurajapathy, 1992) Sắn được nhập vào Trung Quốc, Myamar và các nước châu

Á khác khoảng cuối thế kỷ 18, đầu thế kỷ 19 (Fang Baiping 1992 U Thun Than 1992)

Cây sắn được nhập vào Việt Nam khoảng giữa thế kỷ 18 nhưng hiện chưa có tài liệu

chắc chắn về nơi trồng và năm trồng đầu tiên (Phạm Văn Biên, Hoàng Kim, 1991) 2.1.2 Thành phần dinh dưỡng và giá trị kinh tế

Giá trị kinh tế: Sắn là cây trồng có nhiều công dụng trong chế biến công nghiệp,

thức ăn gia súc và lương thực thực phẩm Sản phẩm sắn ngày càng thông dụng trong buôn bán, trao đổi thương mại quốc tế (FAO, 2000 a,b.c) Đối với nhiều nước sắn được xem như là cây dự trữ cứu đói, bổ sung cho cây lúa trong những năm mất mùa

Thành phần dinh dưỡng:

Củ sắn tươi: có tỷ lệ chất khô 38-40%, tinh bột 27-36%, giàu vitamin C,

calcium, vitamin B và các chất khoáng, nghèo chất béo, muối khoáng, vitamin và nghèo đạm,hàm lượng các acid amin không đươc cân đối, thừa arginin nhưng lại thiếu các acid amin chứa lưu huỳnh Thành phần dinh dưỡng khác biệt tuỳ giống, vụ trồng,

số tháng thu hoạch sau khi trồng và kỹ thuật canh tác (xem Bảng 2.1)

Bảng 2.1: Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của sắn củ tươi (phần ăn

được) so với khoai lang, khoai tây và khoai môn 1/

lang

Khoai tây

Khoai môn

1/ Christopher Wheatley, Gregory J.Scott, Rupert Best and Siert Wiersema 1995

Sắn lát khô: thường có hai loại: sắn lát khô có vỏ và sắn lát khô không vỏ Sắn

lát khô có vỏ gồm: vỏ thịt, thịt sắn, lõi sắn và có thể là một phần vỏ gỗ Sắn lát khô không vỏ chỉ có thịt sắn và lõi sắn ( xem Bảng 2.2)

Bảng 2.2: Số liệu phân chất của sắn lát khô có vỏ và không vỏ ở Việt Nam

Thành phần Sắn lát khô có vỏ(%) Sắn lát khô không vỏ(%)

Bột sắn nghiền và tinh bột sắn: bột sắn nghiền thủ công có vật chất khô

khoảng 87,56%, đạm thô 3,52%, béo thô 1,03%, xơ thô 1,37%, khoáng tổng số 1,38%,

dẫn xuất không đạm 83,89%, Ca 0,11%, P 0,11% (Hoàng Kim, Phạm Văn Biên 1996)

Tinh bột sắn có màu rất trắng, có hàm lượng amylopectin và phân tử lượng trung bình

cao hơn amylose của tinh bột bắp, lúa mì, khoai tây, độ nhớt cao, xu hướng thoái hóa

thấp, độ bền gen cao (Hoàng Kim Anh, Ngô Kế Sương, Nguyễn Xích Liên , 2005)

Lá sắn: có hàm lượng đạm khá cao (20-25% trọng lượng chất khô) với nhiều

chất bột, chất khoáng và vitamin Chất đạm của lá sắn có khá đầy đủ các acid amin cần

thiết, giàu lysin nhưng thiếu methionin Trong lá sắn ngoài các chất dinh dưỡng, cũng

chứa một lượng độc tố [HCN] đáng kể Các giống sắn ngọt có 80-110 mg HCN/1kg lá

tươi Các giống sắn đắng chứa 160-240 mg HCN/1kg lá tươi Lá sắn ngọt là một loại

rau có chứa nhiều chất đạm, canxi, caroten, vitamin B1, C Lá sắn đắng nên muối dưa

hoặc phơi khô để làm bột phối hợp với các bột khác làm bánh thì hàm lượng HCN còn

lại không đáng kể

Độc tố HCN: sắn có chứa một lượng độc tố ở dạng glucozit với công thức

hóa học C10H17O6N, vị đắng, có ở hầu hết các bộ phận của cây và tất cả các giống

(Narty,1973) Dưới tác dụng của dịch vị có chứa acid clohydric hoặc men tiêu hóa, chất

này bị phân hủy và giải phóng ra acid cyanhydric (Cyanogenes) là chất độc với người:

C6H17O6N + H2O ===Î C6H12O6 + (CH3)3 + HCN

Linamarin Glucoze Axeton acid cyahydric

HCN là chất gây độc đối với người và gia súc Liều gây độc cho người lớn là 20

mg HCN Liều gây độc có thể chết người là 1,4mg HCN/1kg trọng lượng cơ thể Đối

với trẻ em, người già và người ốm yếu thì liều gây độc và gây chết còn thấp hơn

(Hoàng Phương, 1978) Cơ chế gây độc là do HCN thấm vào máu, kết hợp với phân tử

của máu, gây cản trở việc vận chuyển O2 và thải CO2, nên bệnh nhân khó thở

HCN trong sắn có hàm lượng thay đổi từ 15 - 400ppm tùy theo giống, điều kiện

đất đai, chế độ canh tác và thời gian thu hoạch Giống sắn đắng hàm lượng HCN nhiều

hơn các giống sắn ngọt Trong củ sắn ngọt khoảng 3- 42mg HCN/1kg, sắn đắng

13-150mg HCN/1kg, vỏ củ lượng độc nhiều hơn thịt củ (Bảng 2.3)

Bảng 2.3: Hàm lượng HCN (mg) trong 1kg sắn củ tươi

Sắn ngọt Sắn đắng Hàm lượng

Cây sắn 3-6 tháng tuổi, hàm lượng HCN có ít ở củ nhưng nhiều ở lá Cây sắn

11-18 tháng tuổi hàm lượng HCN tăng lên ở củ và hơi giảm xuống ở lá Sự phân bố

chất độc trong củ sắn không đều: cuống củ chứa nhiều chất độc hơn giữa củ Lớp vỏ

thịt có nhiều HCN hơn (80-500mg/1.000g vỏ tươi), đến lõi sắn, phần thịt sắn ít hơn

Hàm lượng cyanogenes trong cuống lá non cao hơn phiến lá, ở lá già thì ngược lại Đất

rừng mới khám phá hoặc trồng sắn gần các cây có khả năng gây tích tụ glucozit cyanhydric (cây xoan) thường làm tăng hàm lượng HCN) Bón nhiều phân đạm làm tăng HCN, bón kali và phân chuồng làm giảm HCN

Biện pháp giảm độc chất của sắn trong sản xuất và chế biến: acid cyanhidric

là chất dễ bay hơi, dễ hòa tan trong nước, có thể bị oxy hóa thành acid cyanic không

độc, kết hợp với đường cũng tạo thành chất không độc Dựa trên những tính chất đó, ta

có thể tìm các biện pháp chế biến, nấu nướng làm cho HCN bị phân hủy và không gây

độc cho người Trong sản xuất: trồng giống sắn đắng nhiều bột để chế biến tinh bột, bột

lọc , nếu để ăn tươi nên trồng giống sắn ngọt; không bón quá nhiều N, cần bón nhiều

K; nên trồng xen sắn với khoai lang hay cây họ đậu để cải tạo đất và che phủ đất làm

hạn chế cỏ dại, đặc biệt là cỏ tranh

Công dụng của sắn:

1) Sắn dùng làm lương thực và rau Lá sắn tươi có nhiều protein, hydrat cacbon,

vitamin nên có thể làm rau ăn Làm bánh đa, hủ tiếu, sắn lát khô, bột sắn khô, củ sắn khô, bột lọc sắn, làm các loại bánh Sắn nén khô (pellet) xuất khẩu tiện lợi

Sắn dễ trồng, thích hợp với nhiều loại đất, vốn đầu tư thấp, phù hợp khả năng

kinh tế với nhiều hộ gia đình nông dân nghèo, thiếu lao động Do đó, sắn đựơc nông dân trồng nhiều vì: có khả năng sử dụng tốt đất đã kiệt cho năng suất cao và ổn định, chi phí đầu tư thấp và sử dụng ít nhân công, thời gian thu hoạch kéo dài nên thuận lợi cho việc rải vụ Nghề trồng sắn thích hợp với những hộ nông dân nghèo, ít vốn Tận dụng đất để lấy ngắn nuôi dài Mặt khác, cây sắn cũng có khả năng cạnh tranh cao vì sử dụng hiệu quả tiền vốn, đất đai, tận dụng tốt các loại đất nghèo dinh dưỡng Sắn đạt năng suất cao và lợi nhuận khá nếu biết dùng giống tốt và trồng đúng quy trình canh tác sắn bền vững

Nhược điểm của nghề sắn:

Trồng sắn làm kiệt đất; củ sắn nghèo đạm và vitamin, có độc tố HCN trong sắn

củ tươi Chế biến sắn gây ô nhiễm môi trường

Giải pháp phát triển sắn bền vững:

1) Áp dụng giống mới và kỹ thuật canh tác sắn bền vững để đạt năng suất lợi

nhuận cao và duy trì độ phì nhiêu của đất

2) Áp dụng kỹ thuật chế biến và phối hợp thực phẩm để nâng cao giá trị dinh

dưỡng của các sản phẩm sắn

3) Ứng dụng dây chuyền công nghệ chế biến sắn hiện đại, tận dụng phế phụ

phẩm để làm thức ăn gia súc, phân bón, thường xuyên đánh giá tác động môi trường 4) Quy hoạch sản xuất, chế biến và tiêu thụ sắn

5) Mở rộng thị trường tiêu thụ các sản phẩm sắn

6) Hình thành và phát triển chương trình sắn Việt Nam để liên kết mạng lưới hợp

tác nghiên cứu, giảng dạy, khuyến nông, quản lý, đầu tư, sản xuất, kinh doanh, chế biến

và tiêu thụ sắn

2.2 Tình hình sản xuất, tiêu thụ sắn trên thế giới và Việt Nam 2.2.1 Sản xuất và tiêu thụ sắn trên thế giới

Năm 2007 tổng diện tích sắn trên toàn thế giới là 18,39 triệu ha, năng suất

12,16 tấn/ ha, sản lượng 223,75 triệu tấn (so với năm 2006 với diện tích 18,17 triệu ha,

năng suất 12 tấn/ ha, sản lượng 218,22 triệu tấn và năm 1961 là 9,62 triệu ha, năng suất

7,4 tấn/ ha, sản lượng 71,26 triệu tấn) Sắn được trồng nhiều nhất tại châu Phi 11,94

triệu ha, kế đến là châu Á 3,57 triệu ha và châu Mỹ La tinh 2,89 triệu ha Sản lượng sắn

nhiều nhất thế giới là Nigeria (45,75 triệu tấn), kế đến là Brazil (27,31 triệu tấn), Thái

Lan (26,41 triệu tấn), Indonesia (19,61 triệu tấn), Cộng hòa Congo (15,00 tấn/ha),

Ghana (9,65 triệu tấn) và Việt Nam (8,90 triệu tấn) Năng suất sắn cao nhất thế giới là

Ấn Độ 31,40 tấn/ ha, kế đến là Thái Lan 22,92 tấn/ ha Châu lục có năng suất sắn củ

tươi cao nhất là châu Á 18,85 tấn/ ha, kế đến là châu Mỹ 13,20 tấn/ ha, thấp nhất là châu

Phi 9,9 tấn/ ha (xem Bảng 2.4)

Bảng 2.4: Diện tích, năng suất, sản lượng sắn của châu Phi, châu Á, châu Mỹ và 15

nước trồng nhiều sắn trên thế giới năm 2007

Vùng trồng

Diện tích (1000 ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

Nguồn: Hoang Kim et al 2008 trích dẫn từ FAOSTAT 2008

Trên thế giới, sắn được trồng chủ yếu trên đất nghèo của các nông hộ sản xuất

nhỏ để làm lương thực- thực phẩm, thức ăn gia súc và để bán Những năm gần đây, cây

sắn được coi là một trong những cây nhiên liệu sinh học chịu hạn có nhiều triển vọng,

giá cạnh tranh để chế biến cồn (bio ethanol) được hiệp hội sắn toàn cầu quan tâm (Joe

Tohme and Claude Fauquet, 2008) Mức tiêu thụ sắn bình quân toàn thế giới khoảng

18kg/người/năm Sản lượng sắn của thế giới được tiêu dùng trong nước khoảng 85%

(lương thực 58%, thức ăn gia súc 28%, chế biến công nghiệp 3%, hao hụt 11%), còn lại

15% (gần 30 triệu tấn) được xuất khẩu dưới dạng sắn lát khô, sắn viên và tinh bột

(CIAT, 1993) Nhu cầu sắn làm thức ăn gia súc trên toàn cầu đang giữ mức ổn định

trong năm 2006 (FAO, 2007) Sắn chiếm tỷ trọng cao trong cơ cấu lương thực ở châu

Phi, bình quân khoảng 96 kg/người/năm Zaire là nước sử dụng sắn nhiều nhất với 391

kg/ người/ năm Nhu cầu sắn làm lương thực chủ yếu tại vùng Saharan châu Phi cả hai

dạng củ tươi và sản phẩm chế biến ước tính khoảng 115 triệu tấn, tăng hơn năm 2005

khoảng 1 triệu tấn

Thế giới năm 2006 đạt 6,9 triệu tấn sản phẩm, tăng 11% so với năm 2005 (6,2

triệu tấn), giảm 14,8% so với năm 2004 (8,1 triệu tấn) Trong đó tinh bột sắn (starch)

và bột sắn (flour) chiếm 3,5 triệu tấn, sắn lát (chips) và sắn viên (pellets) 3,4 triệu tấn

Bảng 2.5: Tình hình tiêu thụ sắn trên thế giới năm 2004-2006

Sản lượng sắn tiêu thụ (1000 tấn) theo năm Nước tiêu thụ sắn

2004 2005 2006

Tổng sản phẩm sắn 8.112 6244 6.900 Tinh bột, bột sắn 3.533 3.216 3.500

Trung Quốc 1.083 1.027 1.150 Nhật Bản 727 622 700

Indonesia 229 349 350 Malaisia 193 229 200

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 Vùng chế biến chính tại tỉnh Quảng Tây Năm 2006, Trung Quốc đã nhập khẩu 1,15 triệu tấn tinh bột, bột sắn và 3,40 triệu tấn sắn lát và sắn viên 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% sắn lát và sắn viên (TTTA, 2006; FAO, 2007)

Năm 2006/ 2007 là năm có giá sắn cao đối với cả bột, tinh bột và sắn lát Việc xuất khẩu sắn làm thức ăn gia súc sang các nước cộng đồng châu Âu hiện đã giảm sút nhưng giá sắn vẫn được duy trì ở mức cao do thị trường lớn tại Trung Quốc và Nhật Bản (FAO, 2007)

Chiều hướng sản xuất sắn trên thế giới trong 46 năm qia (1961-2007) đã gia tăng

từ 71,26 triệu tấn củ tươi năm 1961 lên 223,75 triệu tấn năm 2007 Diện tích sắn tăng

từ 9,62 triệu ha năm 1961 lên 18,39 triệu ha năm 2007 và năng suất sắn củ tươi bình quân toàn cầu đã tăng từ 7,40 tấn/ ha năm 1961 lên 12,16 tấn/ ha năm 2007 ( Bảng 2.6)

Bảng 2.6: Diện tích, năng suất, sản lượng sắn trên thế giới (1961 – 2007)

(triệu ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

Nguồn: Hoang Kim et al 2008 trích dẫn từ FAOSTAT 2008

Trên phạm vi toàn cầu, cây sắn đứng hàng thứ năm so các cây lương thực chính

với tổng sản lượng năm 2006 đạt 218,2 triệu tấn, xếp sau ngô 659,3 triệu tấn, lúa nước

634,6 triệu tấn, lúa mì 605,9 triệu tấn và khoai tây 315,1 triệu tấn (xem Bảng 2.7)

Bảng 2.7: Diện tích, năng suất, sản lượng các cây lương thực trên thế giới năm 2006

Cây lương thực Diện tích (triệu ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (triệu tấn)

Ngô 144,37 4,81 659,33 Lúa 154,32 4,11 634,60

Nguồn: Hoang Kim et al 2008 trích dẫn từ FAOSTAT 2008

Cây sắn có vị trí quan trọng tại vùng Đông Nam Á, nơi diện tích sắn đứng hàng thứ

ba sau lúa và ngô và sản lượng sắn đứng thứ ba sau lúa và mía (xem Bảng 2.8)

Bảng 2.8: Diện tích, năng suất, sản lượng một số cây trồng chính ở châu Á năm 2007

Cây trồng Diện

tích (triệu ha)

Năng suất(tấn/ha)

Sản lượng(triệu tấn)

Diện tích (triệu ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng(triệu tấn)

Nguồn: Hoang Kim et al 2008 trích dẫn từ FAOSTAT 2008

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

(Bảng 2.9) 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 274,70 triệu tấn, các nước đã 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 20,50 triệu tấn Khối lượng sản phẩm sắn toàn

cầu sử dụng làm lương thực thực phẩm dự báo nhu cầu là 176,30 triệu tấn và thức ăn

gia súc 53,40 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% ( Bảng 2.9)

Bảng 2.9: Dự báo tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn toàn cầu đến năm 2020 và tốc độ

tăng hàng năm của sự tiêu thụ sản phẩm sắn, giai đoạn 1993-2020

Tiêu thụ sắn 2020 (triệu tấn)

Tốc độ tăng hàng năm (%) của sự tiêu thụ sản phẩm sắn 1993-2020

Vùng Sản xuất

sắn

2020 (triệu tấn)

Lương thực, Thực phẩm

Thức

ăn gia súc

Tổng cộng

Lương thực, Thực phẩm

Thức

ăn gia súc

Tổng cộng

Toàn thế giới 275,1 176,3 53,4 275,1 1,98 0,95 2,93

Các nước đã PT 0,4 0,4 19,4 20,5 -0,50 0,01 -0,05

Các nước đang PT 274,7 175,9 33,9 254,6 1,99 1,62 3,61 Châu Phi 168,6 130,2 7,5 168,1 2,49 1,53 4,02

Nguồn: Trần Công Khanh, Hoàng Kim và ctv, 2006 trích dẫn từ Scott et al, 2000

2.2.2 Sản xuất và tiêu thụ sắn ở Việt Nam

lúa và ngô (Hình 2.2) Năm 2007, cây sắn có diện tích thu hoạch 560 nghìn ha, năng

suất 15,89 tấn/ ha, sản lượng 8,9 triệu tấn, so với cây lúa có diện tích 7305 ha, năng

suất 4,86 tấn/ ha, sản lượng 35,56 triệu tấn, cây ngô có diện tích 1150 ha, năng suất

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

Hình 2.2: Sản lượng và diện tích của các cây trồng chính ở Việt Nam năm 2007

Bảng 2.10: Diện tích, năng suất, sản lượng bốn cây lương thực chính của Việt Nam

Lúa Diện tích (1000 ha) 6.042 6.766 7.666 7.326 7.324 7.305

Năng suất (tấn/ha) 3,18 3,68 4,24 4,88 4,89 4,86 Sản lượng (triệu tấn) 19,22 24,96 32,52 35,79 35,82 35,56 Ngô Diện tích (1000 ha) 431 556 730 995 1.031 1.150

Năng suất (tấn/ha) 1,55 2,11 2,74 3,51 3,70 3,75 Sản lượng (triệu tấn) 0,67 1,17 2,00 3,50 3,82 4,31 Sắn Diện tích (1000 ha) 256 277 237 432 475 560

Năng suất (tấn/ha) 8,86 7,97 8,35 15,35 16,24 15,89 Sản lượng (triệu tấn) 2,27 2,21 1,98 6,64 7,71 8,90 Khoai Diện tích (1000 ha) 321 304 254 205 181 180

Năng suất (tấn/ha) 6,00 5,53 6,33 7,56 8,00 8,05 Sản lượng (triệu tấn) 1,93 1,68 1,61 1,55 1,45 1,45

Nguồn: Hoang Kim, Nguyen Van Bo, Reinhardt Howeler, Hernan Ceballos 2008 trích

dẫn từ FAOSTAT 2008

Sản xuất sắn ở Việt Nam đã giảm sút trong giai đoạn 1961-1970, tăng trong giai

đoạn 1970-1980, giảm trong giai đoạn 1980-1990, ít thay đổi trong các năm 1990-2000

và tăng rất nhanh trong những năm đầu thế kỷ 21 (xem Bảng 2.11)

Bảng 2.11: Diện tích, năng suất, sản lượng sắn Việt Nam (1961 – 2007)

(nghìn ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

Sắn được trồng rộng rãi từ Bắc vào Nam ở Việt Nam, nhiều nhất tại Đông Nam

Bộ và Tây Nguyên với diện tích trồng ở mỗi vùng năm 2006 tương ứng là 124,1 và

124,7 nghìn ha (xem Bảng 2.12)

Bảng 2.12: Diện tích sắn (1000 ha) tại các vùng trồng sắn chính của Việt Nam

Vùng/Tỉnh 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

VIỆT NAM 237,7 292,3 337,0 371,9 388,6 425,5 474,8

Đồng bằng sông Hồng 8,3 7,8 7,5 7,6 7,4 7,3 7,0 Đông Bắc 48,4 47,7 47,7 47,5 49,4 49,4 53,7

Tây Nguyên 38,0 37,5 53,5 65,4 70,6 89,4 124,7

Kon Tum 15,0 15,6 20,2 23,4 24,3 27,7 32,0 Gia Lai 17,7 16,5 19,6 24,3 27,4 31,9 47,7

Bà Rịa-Vũng Tàu 3,7 6,9 5,2 7,2 7,4 7,8 7,6

Nguồn: Hoang Kim et al 2008, trích dẫn theo Tổng cục Thống kê 2007

Sản lượng sắn Đông Nam Bộ và Tây Nguyên năm 2006 đạt tương ứng là 2,67

triệu tấn và 2,02 triệu tấn (xem Bảng 2.13)

Bảng 2.13: Sản lượng sắn (1000 tấn) tại các vùng trồng sắn chính của Việt Nam

Vùng/Tỉnh 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

VIỆT NAM 1986,3 3509,2 4438,0 5308,9 5820,7 6716,2 7714,0

Đồng bằng sông Hồng 74.4 79.5 80.8 87.6 86.6 82.5 82.5 Đông Bắc 426.7 450.5 492.7 534.6 583.6 608.4 674.2 Tây Bắc 265.3 259.7 296.6 337.3 388.9 388.3 400.2 Ven biển Bắc Trung Bộ 255.2 258.1 314.7 464.3 568.2 709.8 830.7 Ven biển Nam Trung Bộ 329.5 446.3 548.5 667.8 784.5 916.8 969.0

Quảng Nam 105.0 126.7 160.5 163.2 182.8 180.2 185.2 Quảng Ngãi 60.7 119.7 158.4 200.5 245.7 268.1 310.8 Bình Định 88.6 103.4 121.6 151.3 186.1 212.2 237.9

Tây Nguyên 351.5 380.9 715.7 948.4 1062.8 1446.6 2020.8

Kon Tum 143.3 155.8 240.2 299.7 317.2 372.3 448.1 Gia Lai 157.1 163.1 199.6 260.1 313.0 383.4 606.8 Đắk Lắk 37.2 50.5 266.4 374.9 202.8 296.2 421.4

ĐB sông Cửu Long 68,2 121,5 122,7 143,3 50,7 64,0 65,2

Nguồn: Hoang Kim et al 2008, trích dẫn theo Tổng cục Thống kê 2007

Như vậy, sắn Việt Nam trồng phổ biến nhất tại Đông Nam Bộ, Tây Nguyên và

Duyên hải Nam Trung Bộ chiếm 73,79% tổng sản lượng sắn và 65,44 % tổng diện tích

sắn của cả nước (xem Hình 2.3)

Hình 2.3: Diện tích (1000 ha), sản lượng sắn (1000 tấn) tại các vùng Đông Nam Bộ,

Tây Nguyên và Duyên hải Nam Trung Bộ giai đoạn 1995-2006

Nguồn: Hoang Kim, Nguyen Van Ngai, Reinhardt Howeler, Hernan Ceballos 2008

Những tồn tại chính trong sản xuất, chế biến và tiêu thụ sắn của Việt Nam so với ở một số nước trồng sắn chính của châu Á: quy mô canh tác nhỏ, thiếu vốn đầu tư, thiếu công lao động, đất gnhèo dinh dưỡng, bị xói mòn

Nhưng Việt Nam hiện đã trở thành điển hình tiên tiến của châu Á trong việc ứng dụng công nghệ chọn tạo và nhân giống sắn lai (Kawano K, 2001; CIAT Review, 2005) Những nguyên nhân chính tạo nên sự đột phá này là:

1 Các giống sắn mới KM94, KM140, KM98-5, KM98-1, SM937-26 … có năng suất bột cao gấp đôi so với các giống sắn địa phương, mang lại lợi nhuận cao cho người trồng sắn Tốc độ tăng năng suất sắn của Việt Nam là nhanh nhất khu vực (Bảng 2.14)

Bảng 2.14: Tốc độ tăng năng suất sắn của Việt Nam so với Thái Lan,Trung Quốc, Ấn

Bảng 2.15: Giá trị bội thu do áp dụng giống sắn mới tại Việt Nam, Thái Lan và Trung

Quốc (diện tích sắn năm 2003 và năm 1997 theo số liệu thống kê của FAO)

Năng suất sắn (tấn/ha)

Nước

Diện tích sắn

2003 (ha) 1999 2003

Bội thu năng suất (tấn/ha)

Giá sắn

củ tươi giao tại nhà máy (USD/tấn)

Giá trị bội thu

do tăng năng suất (USD) Việt Nam 371.700 7,99 14,06 6,07 20-29 51.893.000 Thái Lan 1.050.000 15,49 17,55 2,06 21-24 49.749.000 Trung Quốc 240.108 15,96 16,24 0,28 24-30 1.748.000

Nguồn: Hoang Kim, Pham Van Bien, Reinhardt Howeler, Joel J Wang, Tran Ngoc Ngoan, Kazuo Kawano, Hernan Ceballos 2005, Hoàng Kim và tập thể 2006

2 Việt Nam hiện có 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn đã đi vào hoạt động với công nghệ, thiết bị mới và khá tiên tiến Tổng công suất chế biến hàng năm ước 800.000 – 1.200.000 tấn tinh bột sắn, tiêu thu khoảng 3,2 - 4,8 triệu tấn củ tươi/năm Sản phẩm tinh bột sắn Việt Nam có giá cạnh tranh và nhu cầu cao đối với thị trường trong nước và xuất khẩu Việt Nam hiện đã trở thành nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng

3 Chế biến cồn sinh học có nhu cầu rất lớn về nguyên liệu sắn lát vì giá sắn rất cạnh tranh so với các nguyên liêu khác Thị trường Trung Quốc hiện cần 1,20 – 5,00 triệu tấn sắn lát mỗi năm Việt Nam hiện cũng đã khởi công xây dựng hai nhà máy chế biến cồn ở thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Quảng Ngãi, sử dụng sắn lát làm nguyên liệu, với công suất tương ứng là 75 triệu lít cồn và 150 triệu lít cồn/ năm, chưa kể nguyên liệu sắn củ tươi cần cho chế biến tinh bột và cho chế biến thức ăn gia súc Sắn

có nhu cầu thị trường rất lớn và giá cạnh tranh là cơ hội để phát triển sản xuất sắn Diện tích sắn của Việt Nam dự kiến ổn định khoảng 450 nghìn ha vào năm

2020 nhưng sẽ tăng năng suất và sản lượng sắn bằng cách chọn tạo và phát triển các giống sắn tốt có năng suất củ tươi và hàm lượng tinh bột cao, xây dựng và hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác sắn bền vững và thích hợp vùng sinh thái

2.3 Đặc điểm di truyền và phương pháp chọn tạo giống sắn

2.3.1 Đặc điểm di truyền

Sắn là cây đa bội thể phức tạp, dị hợp, có 36 nhiễm sắc thể Sắn có phổ biến dị rộng, có khả năng giữ được các đặc tính ưu tú thông qua phương pháp chọn lọc và nhân giống vô tính, vì vậy rất thuận lợi cho công tác cải tiến giống (Hoàng Kim, Phạm Văn Biên 1996) Khả năng di truyền những đặc tính quan trọng đã được nhiều tác giả nghiên cứu Hoàng Kim, Phạm Văn Biên 1996 đã trích dẫn các tài liệu cho thấy: Chọn

ra giống có năng suất củ tươi cao thích hợp với các vùng sinh thái là hết sức cần thiết (Kawano và Hershey, 1984) Cải tiến hệ số thu hoạch (harvest index HI = trọng lượng củ/ trọng lượng củ + thân lá) là một trong những chỉ tiêu cơ bản để cải tiến giống sắn (Kawano, 1985) Số củ trên cây và năng suất củ có khả năng di truyền từ trung bình đến cao Song cả hai tính trạng này đều chịu ảnh hưởng nhiều của môi trường (Tan S L,

1981, 1984, Brueno A.1988) Tỷ lệ chất khô của củ có hệ số di truyền cao và khá ổn định nhưng hiệu quả chọn lọc thấp (IITA, 1981, Tan S.L, 1981, 1984) Năng suất sinh vật có hệ số di truyền từ trung bình đến cao Tính trạng này phụ thuộc vào dạng cây và tuổi thọ của lá Giữa năng suất củ tươi, năng suất sinh vật và hệ số thu hoạch có tương quan dương, hệ số tương quan rất chặt Vì vậy việc duy trì cân bằng giữa năng suất sinh vật và hệ số thu hoạch trong cải tiến giống sắn là yếu tố quan trọng và luôn cần thiết (Trần Ngọc Ngoạn, 1995)

Dạng hình lý tưởng của cây sắn đạt năng suất cao được xác định (Jennings,

1972, Cosk, 1978, Cosk và cộng tác, 1979): 1) Thân: một thân độc nhất mọc từ hom; không hoặc chậm phân nhánh; lóng ngắn và chiều cao cây giới hạn ở 2m; 2) Lá: chỉ số diện tích lá: 3,0 – 3,5; phiến lá lớn; tuổi thọ lá cao; dáng lá đứng (góc độ của cuống lá

và thân hẹp); 3) Củ: khoảng 8 củ thuôn dài và đồng đều.; củ chắc, cuống củ ngắn, dạng

củ đẹp, dễ bóc vỏ; hệ số thu hoạch cao

2.3.2 Phương pháp chọn tạo giống sắn

Các phương pháp chọn giống cơ bản mà nhiều nước áp dụng: lai hữu tính trong loài; lai hữu tính khác loài; tạo dòng đột biến; chọn lọc cải tiến quần thể; nuôi cấy mô

tế bào và chuyển gen; thu nhập, nhập nội, chọn lọc nguồn gốc gen giống sắn

Lai hữu tính trong loài (lai gần): là lai các giống trong cùng loài với nhau

Cách lai này tỉ lệ đậu quả, hạt rất khác nhau Ở Inđônêxia thu được tỉ lệ hạt 20%, CIAT

34 -41%, tuỳ năm và tuỳ bố mẹ Các bước lai hữu tính: thu thập nguồn vật liệu, quan sát và chọn lọc qua nhiều vụ, sau đó chọn cây ưu tú làm bố mẹ, tiến hành lai, đánh giá

tổ hợp lai, chọn cây lai thu được từ hạt, nhân các cây tốt và đưa vào so sánh giống

Lai hữu tính khác loài (lai xa): là lai giữa các loài Manihot với nhau Nhiều

nhà khoa học (Cours, 1951; Jennings 1957, 1959, 1976, Nassar 1980) đã dùng loài M.esculenta lai với loài khác Kết quả (Narsar, 1980) đã thu được cây lai hữu thụ và

có khả năng chống chịu với bệnh Khi lai giữa M.esculenta với loài M.oliganthasub tạo được cây lai có nhiều củ, củ to, hàm lưọng protein khá và HCN thấp

Tạo dòng đột biến: Vasudevan (1967) đã xử lý tia X với liều lượng cao

(10Krad) lên hom sắn, làm gây rối nhiễm sắc thể và thu được dòng đột biến có hàm lượng tinh bột cao, hàm lượng HCN giảm Moh (1976) dùng tia X đã tạo được dòng đột biến chín sớm, dạng cây đứng, khoẻ, hàm lượng HCN giảm, tăng cường tính chống chịu bệnh

Xử lý conchixin đã tạo ra những dạng tứ bội hoặc đa bội thể khảm, sau đó lai giữa những thể tứ bội trên với cây nhị bội đã tạo được dạng tam bội có đặc tính trung gian giữa bố mẹ (Graner 1940, Araham và cộng sự 1964, Magoon 1970)

Chọn lọc cải tiến quần thể: sắn là cây sinh sản vô tính bằng thân, nhưng hoa

tiến quần thể gồm: chọn lọc hỗn hợp, chọn lọc gia đình nửa máu (Halfsib family), chọn lọc gia đình đồng máu (Fullsib family), chọn lọc S1, chọn lọc tái hồi Phương pháp chọn lọc hỗn hợp, chọn lọc gia đình nửa máu được sử dụng rộng rãi đối với sắn, sử dụng được hiệu ứng di truyền cộng, nên rất có hiệu quả với những đặc tính tốt có khả năng di truyền lớn: chiều cao cây, chín sớm, hàm lượng protein cao, năng suất củ tươi cao và tính thích ứng rộng Bất dục hạt phấn ở sắn xảy ra khá thường xuyên và đã được

đề cập (Miege, 1954, Moh và Valerio, 1965, Singh, 1968) nhưng hiện tại vẫn chưa hiểu nhiều về những quy luật quyết định di truyền và khả năng tạo thể siêu bội ở sắn

Nuôi cấy mô tế bào và chuyển gen: công nghệ sinh học cây sắn hiện được thực

hiện mạnh mẽ ở CIAT (Colombia), Danforth Center (Mỹ), IPBO (Bỉ), EMBRAPA (Brazil), (http://cassavaviet.blogspot.com) Sử dụng kỹ thuật nuôi cấy mô phân sinh

và chồi ngọn của sắn có hiệu quả cao trong việc duy trì nguồn gen sạch bệnh và trao đổi giống quốc tế Phối hợp nuôi cấy invitro và biện pháp cắm cành sắn trên liếp ươm hoặc môi trường dung dịch là kinh nghiệm của CIAT để nhân nhanh các giống sắn tốt chọn lọc Việc nuôi cấy tế bào, thể nguyên sinh và túi phấn đã có nhiều công trình nghiên cứu, đóng góp tích cực trong tạo giống Sử dụng kỹ thuật đột biến (tia Gramma, hóa chất)… để gia tăng biến dị và phối hợp với nuôi cấy invitro để chọn lọc dòng là một hướng nghiên cứu có triển vọng Sự phát triển của sinh học phân tử, di truyền số lượng và kỹ thuật gene đang mở ra những điều kiện mới để cải tiến giống sắn (CIAT,

1985, CIAT, 1993, CIAT 2008) Các nhà sinh học rất lạc quan có thể đưa năng suất sắn toàn cầu lên gấp đôi đến năm 2020, đưa các giống sắn chuyển gene vào sản xuất rộng rãi, nhất là ở châu Phi

Thu thập, nhập nội, chọn lọc nguồn gốc gene giống sắn: là cách ứng dụng

tổng hợp các thành tựu trên Thu thập những nguồn vật liệu quí hiếm: các loại sắn dại

có giá trị, các giống địa phương đã trồng từ lâu Bảo tồn nguồn gen quí bằng phương pháp đa giao (polycross) của quần thể tổng hợp nhiều giống và giữ dưới dạng hạt Lai tạo, gây đột biến, chuyển gen có đặc tính tốt vào con lai Nhân nhanh giống sắn bằng hom hai mắt ứng dựng công nghệ chọn tao và nhân nhanh giống sắn lai

2.4 Nguồn gene giống sắn hiện nay trên thế giới và Việt Nam

2.4.1 Nguồn gene giống sắn trên thế giới

Trung tâm nông nghiệp nhiệt đới quốc tế (CIAT) ở Colombia, Danforth Center ở

Mỹ, Viện Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế (IITA) ở Nigeria là những tổ chức quốc tế hàng đầu về nghiên cứu và phát triển giống sắn CIAT lãnh trách nhiệm toàn cầu về thu nhập, bảo quản, đánh giá và sử dụng nguồn gen giống sắn kết hợp với các chương trình

sắn quốc gia

Nguồn gen giống sắn châu Mỹ Latinh: châu Mỹ là nôi phát sinh của cây sắn

nên khá đa dạng giống sắn trồng và nguồn gen sắn hoang dại CIAT (ở Colombia) đã thu nhập được trên 5728 mẫu giống sắn, qua đó xác định được hơn 200 dòng/ giống sắn tốt làm vật liệu lai CIAT cũng đã tổ chức Mạng lưới Quốc tế Công nghệ Sinh học cây Sắn (ICBN) từ cuối những năm 80 Nội dung hoạt động bao gồm: xây dựng tập đoàn

giống sắn invitro; kỹ thuật nhân nhanh giống sắn; công nghệ tế bào và công nghệ gene, lai tạo và chọn lọc giống sắn Tập đoàn giống sắn invitro ở CIAT có trên 5000 mẫu

giống từ khắp thế giới Châu Mỹ ngoài nguồn gen giống sắn chính được bảo tồn ở CIAT, còn có những nguồn vật liệu tốt tại Brazil, Colombia, Cu Ba Tuy nhiên, phần lớn nguồn vật liệu giống sắn quý của châu Mỹ đều có CIAT

Nguồn gen giống sắn châu Á: Thái Lan là nước xuất khẩu sắn nhiều nhất thế

giới nên cũng là nước có chương trình chọn tạo giống sắn mạnh nhất khu vực, được thực hiện chủ yếu tại Trường Đại học Kasetsart (KU), Trung tâm Nghiên cứu Cây trồng Rayong (RFCRC) và Viện Nghiên cứu Phát triển Tinh bột Sắn Thái Lan (TTDI) (Bảng

2.16) cho thấy nguồn gốc và đặc tính của 10 giống sắn đã được chọn tạo và giới thiệu

vào sản xuất trong 33 năm qua 1975-2008 (Supachai Sarakarn et al 2007, C Rodjanaridpiched et al., 2008)

Giống sắn điển hình nhất của Thái Lan đồng thời cũng là giống sắn xuất sắc nhất của châu Á và thế giới là KU50 (tên Việt Nam là KM94) Giống sắn này năm 2007 được trồng khoảng một triệu hecta ở các nước châu Á., phổ biến nhất tại Thái Lan khoảng trên 500.000 ha (Chareinsak Rojanaridpichid and Vichan Vichukid 2008) và Việt Nam khoảng trên 350.000 ha (Hoang Kim et al 2008)

Bảng 2.16: Nguồn gốc và đặc tính của 9 giống sắn hiện trồng phổ biến ở Thái Lan

Tên giống Năm

phóng thích

Tên cha mẹ Cơ quan

chọn tạo

Đặc tính giống

Rayong 1 1975 Không rõ cha mẹ RFCRC Thích ứng rộng

Rayong 3 1983 MMex55xMVen307 CIAT Hàm lượng tinh bột cao Rayong 2 1984 MCol113xMCol22 CIAT Ăn tươi khá ngon

Rayong 60 1987 MCol1684xR1 RFCRC Năng suất cao, ngắn ngày Sriracha 1 1991 MCol113xMCol22xR1 KU Tỷ lệ chất khô cao

Rayong 90 1991 CMC76xV43 RFCRC Năng suất bột cao

Kasetsart 50 1992 R1xR90 KU Năng suất bột cao

Rayong 5 1994 MR27-77-10xR3 RFCRC Năng suất bột cao

Rayong 72 1999 R1xR5 RFCRC Năng suất bột cao, chịu hạnHuay Bong 60 2003 R5xKasetsart50 KU Năng suất bột cao

Tại Ấn Độ, chương trình chọn tạo giống sắn được thực hiện chủ yếu tại Viện Nghiên cứu Cây có củ toàn Ấn ở Trivandrum (CTCRI) và Trường Đại học Nông nghiệp Tamil Nadu (TNAU) 15 giống sắn được phóng thích ở Ấn Độ trong thời gian qua được thể hiện ở (Bảng 2.17) (P G Rajendran, S G Nair, C S Easwari Amma, K Vasudevan và M T Sreekumari, 1995, Edison 2005, 2007, 2008) Nguồn gen giống sắn Ấn Độ thường nhiễm bệnh virus nên ít được nhập nội vào Việt Nam ngoại trừ hai giống H34 và H165 đã nhập nội trước năm 1975

Bảng 2.17: Nguồn gốc và đặc tính của 15 giống sắn hiện trồng phổ biến ở Ấn Độ

Tên giống Năm

phóng thích

Cơ quan chọn tạo

Thời gian sinh trưởng (ngày)

Hàm lượng tinh bột (%)

Năng suất

củ tươi (tấn/ha)

Đặc tính nổi bật khác

H97 1971 CTCRI 260-300 27-29 25-35 Chịu hạn tốt

H165 1971 CTCRI 220-240 22-25 33-38 Ngắn ngày

H226 1971 CTCRI 260-300 28-30 30-35 Giống làm bột

Sree Sahya 1977 CTCRI 300-320 29-31 35-40 Chịu hạn tốt

Sree Visakham 1977 CTCRI 270-300 25-27 36-50 Giàu carotene

(446 IU/100g) Sree Prakash 1987 CTCRI 210-240 29-31 30-40 Ngắn ngày

Chương trình cải tiến giống sắn của Trung Quốc chủ yếu được thực hiện tại Học

viện Cây trồng Nhiệt Đới Nam Trung Quốc (SCATC) và Viện Nghiên cứu Cây trồng cạn Quảng Tây (GSCRI) Những giống sắn hiện được trồng phổ biến tại Trung Quốc là GR911, SC8002, SC5, Nanzhi 199, SC124, SC6 (xem Bảng 2.18)

Bảng 2.18: Nguồn gốc và đặc tính chính của 10 giống sắn phổ biến ở Trung Quốc

Tên giống Năm

phóng thích

Tên cha mẹ Nguồn gốc

Nanzhi 199 1999 MPan 19 (cấy mô) CIAT Năng suất bột cao, chịu lạnh SC5 2000 ZM8625xSC8013 SCATC Năng suất bột cao

SC6 2001 OMR33-10-4 SCATC Năng suất bột cao, ít đổ ngã

Nguồn gen giống sắn châu Phi: chưa thể nhập nội và đánh giá tại Việt Nam

Lý do vì châu Phi đang có thảm họa “virus gây bệnh khảm lá” (Cassava Mosaic CMV) Đây là đe dọa lớn nhất đã gây ra nạn đói ở nhiều nước châu Phi lấy sắn làm cây lương thực chủ yếu Trong các nghiên cứu tạo giống sắn kháng virus, nổi bật nhất là các công trình của tiến sĩ Roger Beachy Ông là một trong những người đầu tiên phát hiện ra vai trò của gene mã hóa cho vỏ bọc protein còn gọi là gene CO (coat protein) trong cơ chế sinh tổng hợp virus trong tế bào thực vật Beachy nhận thấy nếu dòng hoá được gene CP của một loại virus nhất định và chuyển gene thành công vào một cây trồng thì cây trồng này trở nên kháng đối với loại virus đó Gene CP của CMV đã được dòng hóa, việc chuyển gen đã được thực hiện

Virus-2.4.2 Nguồn gene giống sắn ở Việt Nam

Trước năm 1990, Gòn, H34 và Xanh Vĩnh Phú là những giống sắn phổ biến ở Việt Nam Từ năm 1986 đến năm 1993, Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc (HARC) đã thu thập, tuyển chọn và giới thiệu cho sản xuất ba giống sắn HL20, HL23 và HL24 được canh tác mỗi năm ở các tỉnh phía Nam khoảng 70.000

- 80.000 ha (Hoàng Kim, Trần Ngọc Quyền, Nguyễn Thị Thủy 1990)