KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, NĂNG SUẤT VÀ HÀM LƯỢNG TINH BỘT CỦA 12 GIỐNG SẮN TẠI XÃ HƯNG THỊNH, TRẢNG BOM, 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 VÀ HÀM LƯỢNG TINH BỘT CỦA 12 GIỐNG SẮN TẠ

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 VÀ HÀM LƯỢNG TINH BỘT CỦA 12 GIỐNG SẮN TẠI XÃ HƯNG THỊNH, TRẢNG BOM, ĐỒNG NAI

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THỊ BÍCH QUYÊN Ngành: NÔNG HỌC

Niên khoá: 2006 – 2010

Tháng 08/2010

TRANG BÌA

KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, NĂNG SUẤT VÀ HÀM LƯỢNG TINH BỘT CỦA 12 GIỐNG SẮN

TẠI XÃ HƯNG THỊNH, TRẢNG BOM, ĐỒNG NAI

và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn

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

• Trung tâm Nghiên cứu Thực Nghiệm Hưng Lộc (Trảng Bom - Đồng Nai) đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực tập vừa qua

• Tất cả các bạn trong lớp Nông Học 32 đã giúp đỡ, góp ý để tôi hoàn thành tốt đề tài của mình

Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2010

NGUYỄN THỊ BÍCH QUYÊN

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu: Khảo sát đặc điểm sinh trưởng, phát triển và năng suất và

hàm lượng tinh bột của 12 giống sắn triển vọng trên đất đỏ Hưng Thịnh (Đồng Nai) năm 2010 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bích Quyên Thầy hướng dẫn: TS Hoàng

Kim Địa điểm: tại Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc, xã Hưng Thịnh, Trảng Bom, Đồng Nai Thời gian từ tháng 4 / 2010 đến tháng 4 / 2010 Mục tiêu đề tài: Khảo sát đặc điểm sinh trưởng, phát triển, năng suất và hàm lượng tinh bột của 12 giống sắn, qua đó tuyển chọn và xác định được 3-4 giống sắn tốt, nhằm nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế cho người sản xuất

Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối đầy đủ, hoàn toàn ngẫu nhiên, đơn yếu tố; diện tích ô thí nghiệm 45 m2, 12 nghiệm thức, 3 lần lặp lại Tổng diện tích 1620 m2 Thí nghiệm được thực hiện theo quy phạm khảo nghiệm giống sắn 10TCN - 299 – 97 Công thức phân bón: 10 tấn phân chuồng + 90N + 60P2O5 + 120K2O (kg/ha) Hệ thống chỉ tiêu theo dõi và phân tích kết quả thực hiện theo phương pháp chuẩn của CIAT và chương trình sắn Việt Nam

Kết quả:

1) So với giống KM94(đ/c), có thời gian sinh trưởng 8 – 11 tháng, năng suất đạt 34,45 tấn/ha thì các giống sắn trong thí nghiệm đều sinh trưởng, phát triển tốt, ít nhiễm sâu bệnh, thời gian sinh trưởng biến động từ 8 - 10 tháng, có dạng thân và dạng củ đẹp rất thích hợp để trồng dày tăng năng suất Năng suất thực thu biến động từ 12,19 đến 39,96 tấn/ha

2) Đã tuyển chọn được bốn giống sắn triển vọng KM397, KM333, KM325, KM140 có năng suất củ tươi và năng suất tinh bột cao, không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với giống đối chứng KM94

3) Đặc điểm của 4 giống sắn được chọn: Giống KM140 có hàm lượng tinh bột, năng suất tinh bột, lần luợt đạt 25,17%, 9,3tấn/ha KM397 có hàm lượng tinh bột, năng suất tinh bột lần luợt đạt 26,03%, 8,33 tấn/ha Giống KM325 và KM333 có hàm lượng

tinh bột, năng suất tinh bột, lần luợt đạt 24,03%, 8,43 tấn/ha, và 20,87%, 6,4 tấn/ha

MỤC LỤC

Trang

Trang tựa i

Lời cám ơn ii

Tóm tắt iii

Mục lục iv

Danh sách các chữ viết tắt vi

Danh sách các hình vii

Danh sách các bảng viii

Chương 1 1

MỞ ĐẦU 1

1.1 Sự cần thiết nghiên cứu 1

1.2 Mục tiêu đề tài 2

1.3 Yêu cầu cần đạt 2

1.4 Phạm vi nghiên cứu 2

Chương 2 3

TỔNG QUAN 3

2.1 Phân loại, nguồn gốc, vùng phân bố, lịch sử phát triển 3

2.1.1 Phân loại khoa học 3

2.1.2 Nguồn gốc 3

2.1.3 Vùng phân bố 4

2.1.4 Lịch sử phát triển: 4

2.1.5.Thành phần dinh dưỡng và giá trị kinh tế 5

2.2 Tình hình sản xuất, tiêu thụ sắn trên thế giới và Việt Nam 8

2.2.1 Sản xuất và tiêu thụ sắn trên thế giới 8

2.2.2 Sản xuất và tiêu thụ sắn trên Việt Nam 16

2.3 Giống sắn, công nghệ chọn tạo và nhân giống sắn lai 14

2.3.1 Đặc điểm di truyền của cây sắn 14

2.3.2 Các phương pháp chọn tạo giống sắn 14

2.4.1 Nguồn gen giống sắn trên thế giới 16

2.4.2 Nguồn gen giống sắn ở Việt Nam 19

Chương 3 22

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 22

3.1 Vật liệu 22

3.2 Phương pháp thí nghiệm 22

3.2.1 Điều kiện thí nghiệm 22

3.2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 24

3.2.3 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 27

3.2.4 Phương pháp xử lý và thống kê số liệu 30

Chương 4 31

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31

4.1 Đặc điểm hình thái của 12 giống sắn 31

4.2 Chiều cao cây và động thái tăng trưởng chiều cao cây 35

4.3 Năng suất củ tươi thực thu, hàm lượng tinh bột và năng suất bột 37 4.4 Tỷ lệ chất khô, năng suất sắn lát khô của 12 giống sắn thí nghiệm 39

4.5 Năng suất củ tươi lý thuyết, năng suất sinh vật, chỉ số thu hoạch 40

4.6 Tình hình sâu bệnh và khả năng chống đổ ngã của các giống 41

4.6.1 Tình hình sâu bệnh 41

4.6.2 Khả năng chống đổ ngã 42

4.6 Xác định các giống sắn tuyển chọn 42

Chương 5 44

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 44

5.1 Kết luận 44

5.2 Đề nghị 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

PHỤ LỤC 57

FAOSTAT: Foods Agriculture Organization of the United Nation

IPBVAAS: Viet nam Academy of Agricultural Sciences - Viện khoa học nông nghiệp Việt Nam

IAS: Intitute of Agricultural Sciences for South VietNam - Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam

VNCP: VietNam Cassava Program (Chương trình Sắn Việt Nam)

ĐP: Địa phương

MSTATC: Phần mềm xử lý số liệu và phân tích thống kê nông nghiệp của trường Đại học Chicago (Mỹ), năm 1989

NSLT: Năng suất lý thuyết

NSTB: Năng suất tinh bột

NSTT: Năng suất thực thu

NSSV: Năng suất sinh vật

NSTL: Năng suất thân lá

NST: Ngày sau trồng

CV: Hệ số biến thiên (hệ số đo lường độ chính xác của thí nghiệm)

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Sản xuất sắn ở các nước khác nhau trên thế giới năm 2006 4

Bảng 2.2 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

Hình 3.1: Lượng mưa trung bình tháng ở Đồng Nai 24

Hình 3.2 Nhiệt độ trung bình tháng và ẩm độ không khí tại Đồng Nai 24

Hình 3.3.Sơ đồ bố trí thí nghiệm thí nghiệm 25

Hình 3.4.Toàn cảnh khu thí nghiệm sắn tại Hưng Thịnh, Trảng Bom, Đồng Nai 26

Hình 4.1 Hình củ các giống KM372, KM23, KM140, KM331, KM390, KM333 33

Hình 4.2 Hình củ các giống KM36, KM397, KM27, KM325, KM94, KM320 34

Hình 4.3 Động thái tăng trưởng chiều cao cây 37

Hình 4.4: Đánh giá năng suất củ 12 giống sắn tại Hưng Thịnh, Trảng Bom, Đồng Nai năm 2010 39

Hình 4.5: Thực hiện cân tinh bột của 12 giống sắn tại Hưng Thịnh, Trảng Bom, Đồng Nai năm 2010 39

Hình 4.6: Bệnh đốm lá Cercospora henningsii 52Error! Bookmark not defined.

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của một số loại củ 5

Bảng 2.2: Số liệu phân chất của sắn lát khô có vỏ và không vỏ ở Việt Nam 6

Bảng 2.3 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 9

Bảng 2.4:Diện tích, năng suất, sản lượng sắn của Châu Á, Châu Phi, Châu Mỹ 10

Bảng 2.5 Diện tích, năng suất, sản lượng một số cây lương thực chính ở Viêt Nam và trên thế giới năm 2008 11

Bảng 2.6 Diện tích, năng suất, sản lượng bốn cây lương thực chính của Việt Nam 12

Bảng 2.7 Sự tăng năng suất sắn Việt Nam so với Thái Lan,Trung Quốc, Ấn Độ 17

Bảng 2.8 Nguồn gốc và đặc tính của 9 giống sắn hiện trồng phổ biến ở Thái Lan 18

Bảng 2.9 Nguồn gốc và đặc tính của 15 giống sắn hiện trồng phổ biến ở Ấn Độ 19

Bảng 2.10 Nguồn gốc và đặc tính chính của 10 giống sắn phổ biến ở Trung Quốc 20

Bảng 2.11 Nguồn gen giống sắn tại Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh và Viện Khoa học Nông nghiệp Miền Nam (2006-2008) 21

Bảng 3.1 Lý lịch nguồn vật liệu giống sắn 22

Bảng 3.2: Đặc điểm lý hóa tính của khu đất thí nghiệm 23

Bảng 4.1: Đặc điểm hình thái củ của 12 giống sắn thí nghiệm 31

Bảng 4.2: Đặc điểm hình thái củ của 12 giống sắn thí nghiệm 32

Bảng 4.3: Chiều cao cây (cm) và số thân trên gốc của 12 giống sắn thí nghiệm 35

Bảng 4.4: Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây 36

Bảng 4.5 Năng suất củ tươi, hàm lượng tinh bột, năng suất bột của 12 giống sắn thí nghiệm 38

Bảng 4.6 Chỉ số chất khô, năng suất sắn lát khô của 12 giống sắn thí nghiệm 40

Bảng 4.7.Năng suất củ tươi lý thuyết, năng suất sinh vật, chỉ số thu hoạch của 12 giống sắn thí nghiệm trên đất đỏ Hưng Thịnh, Trảng Bom, Đồng Nai 41

Bảng 4.8 Đặc điểm nông học của các giống sắn thí nghiệm 43

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Sự cần thiết nghiên cứu

Cây sắn Việt Nam đang chuyển đổi nhanh chóng vai trò từ cây lương thực thành cây công nghiệp với tốc độ phát triển cao ở những năm đầu thế kỷ 21 Năm

2009 sản lượng sắn Việt Nam đạt 9,45 triệu tấn so với sản lượng 1,99 triệu tấn của năm 2000 Đó là kết quả của việc mở rộng diện tích từ 237.600 ha lên 560.400 ha và tăng năng suất từ 8,36 tấn/ha năm 2000 lên 16,90 tấn/ha năm 2009 (Hoàng Kim 2009) Việt Nam hiện đã trở thành nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng thứ hai trên thế giới sau Thái Lan Tinh bột sắn Việt Nam đã trở thành một trong bảy ngành hàng xuất khẩu mới có triển vọng Sắn cũng là cây nhiên liệu sinh học chịu hạn nhiều tiềm năng Việt Nam hiện đã có chương trình sản xuất cồn từ nguyên liệu sắn với công suất 150 triệu lít/ năm, tạo lợi thế cạnh tranh cao cho cây sắn (Hoang Kim et al 2008)

Những năm gần đây, công tác chọn tạo giống sắn đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể, góp phần làm tăng nhanh năng suất và sản lượng sắn trên cả nước Diện tích canh tác giống sắn mới toàn quốc hiện đạt trên 500.000 ha, chủ yếu là KM94, KM140, KM98-5, KM98-1, KM397, KM98-7…(Hoàng Kim, 2009).Sắn lát và tinh bột sắn có lợi thế cạnh tranh cao và thị trường sắn là triển vọng đã và mang lại lợi nhuận cao cho người dân Cây sắn đang là mục tiêu chuyển đổi của các hộ nông dân tại nhiều vùng sản xuất nông nghiệp rộng lớn nhằm thay thế một số cây trồng ít khả năng cạnh tranh cây trồng Trong điều kiện diện tích đất nông nghiệp đang dần bị thu hẹp, giá vật tư nông nghiệp tăng nhanh làm cho việc sản xuất của nông dân gặp nhiều khó khăn thì việc tuyển chọn những giống sắn tốt có năng suất và hàm lượng tinh bột cao, chống chịu với điều kiện bất lợi, thích hợp với điều kiện tự nhiên của các vùng sinh thái nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn cho người dân là rất cần thiết

Được sự phân công của Ban Chủ nhiệm Khoa Nông học, Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, qua sự chấp thuận của Bộ môn Cây Lương thực – Rau, Hoa, Quả và sự đồng ý hướng dẫn của thầy Hoàng Kim, tôi thực hiện đề tài: Khảo sát đặc điểm sinh trưởng, phát triển và hàm lượng tinh bột của 12 giống sắn triển vọng trên đất đỏ Hưng Thịnh (Đồng Nai) năm 2010

1.2 Mục tiêu đề tài

Khảo sát đặc điểm sinh trưởng, phát triển, năng suất và hàm lượng tinh bột của

12 giống sắn, qua đó tuyển chọn và xác định được 3-4 giống sắn tốt, có năng suất bột cao, nhằm nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế cho người sản xuất

1.3 Yêu cầu cần đạt

So sánh, khảo nghiệm cơ bản 12 giống sắn theo đúng tiêu chuẩn ngành quy phạm khảo nghiệm giống sắn 10 TCN 299-1997 và đúc kết số liệu nghiên cứu Tìm hiểu học tập, so sánh, tuyển chọn để rút ra những giống sắn có năng suất và hàm lượng tinh bột cao

1.4 Phạm vi nghiên cứu

Thời gian thực hiện khóa luận từ tháng 1/2009 đến tháng 8/2010 Do thời gian làm khóa luận ngắn (7 tháng: từ tháng 1 đến tháng 8) mà cây sắn lại có thời gian sinh trưởng dài hơn nên tôi đã tham gia nhóm nghiên cứu khoa học để thu thập được số liệu liên tục của thí nghiệm từ khi trồng đến lúc thu hoạch (11 tháng)

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 Phân loại, nguồn gốc, vùng phân bố, lịch sử phát triển

Sắn (Manihot esculenta Crantz) còn được gọi là khoai mì, cassava, tapioca,

yuca, mandioca, manioc, maniok, singkong, ubi kayu, aipim, macaxeir, kappa,… Sắn

là cây lương thực ăn củ hàng năm nhưng có thể sống trong nhiều năm, được trồng ở nhiều nơi: Vùng nhiệt đới châu Phi, châu Á và Nam Mỹ Cây sắn cao 2 - 3 m, lá khía thành nhiều thùy, rễ ngang phát triển thành củ, thời gian sinh trưởng biến động từ 3 tháng đến 36 tháng, thông thường là 10 - 12 tháng

2.1.1 Phân loại khoa học (Scientific classification)

M esculenta

2.1.2 Nguồn gốc

Sắn có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới Châu Mỹ Latinh được trồng cách đây khoảng 5.000 năm (CIAT, 1993) De Candolle 1886; Rogers, 1965 cho rằng trung tâm phát sinh cây sắn được giả thiết là vùng đông bắc của Brazin thuộc lưu vực sông Amazon, nơi có nhiều chủng loại sắn trồng và hoang dại Trung tâm phân hóa phụ có thể tại Mexico ở Trung Mỹ và vùng ven biển phía bắc của Nam Mỹ Bằng chứng về nguồn

gốc sắn trồng là những di tích khảo cổ ở Venezuela niên đại 2.700 năm trước Công nguyên, di vật thể hiện củ sắn ở cùng ven biển Peru khoảng 2000 năm trước Công nguyên, những lò nướng bánh sắn trong phức hệ Malabo ở phía Bắc Colombia niên đại khoảng 1.200 năm trước Công nguyên, những hạt tinh bột trong phân hóa thạch được phát hiện tại Mexico có tuổi từ năm 900 đến năm 200 trước Công nguyên (trích dẫn bởi Hoàng Kim, 2009)

2.1.3 Vùng phân bố

Trên thế giới sắn được trồng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới từ 30OB - 30ON (CIAT, 1993) Tại Việt Nam, sắn được trồng tại hầu hết các tỉnh từ Bắc đến Nam, nhiều nhất tại vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên

Hình 2.1: Sản xuất sắn ở các nước khác nhau trên thế giới năm 2006

(Nguồn: Hoang Kim et al 2008)

2.1.4 Lịch sử phát triển:

Cây sắn được người Bồ Đào Nha đưa đến Congo (Châu Phi) khoảng thế kỷ 16 Ở

được nhập vào Trung Quốc, Myamar và các nước Châu Á khác khoảng cuối thế kỷ 18, đầu thế kỷ 19 Ở Việt Nam cây sắn được nhập vào 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)

2.1.5 Thành phần dinh dưỡng và giá trị kinh tế

Khoai môn

Hàm lượng tinh bột (%) 27- 36 18- 28 13- 16 18- 25 Đường tổng số (% FW) 0,5- 2,5 1,5-5,0 0-2,0 0,5-1,0

Nguồn: Christopher Wheatley, Gregory J.Scott, Rupert Best and Siert Wiersema 1995

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)

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

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(%)

Nguồn: Hoàng Kim, Phạm Văn Biên, 1995

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)

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

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 2020 sản lượng sắn toàn cầu sẽ ước đạt 275,10 triệu tấn, trong đó sản xuất sắn chủ yếu ở các nước đang phát triển là 274,7 triệu tấn, các nước 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 20,5 triệu tấn Khối lượng sản phẩm sắn toàn cầu sử dụng làm lương thực thực phẩm dự báo nhu cầu là 176,3 triệu tấn và thức ăn gia súc 53,4 triệu tấn

Bảng 2.3 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

Vùng

Sản xuất sắn

2020 (triệu tấn)

Tiêu thụ sắn 2020 (triệu tấn)

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

thựcThực phẩm

Thức ăngia súc

Tổng cộng

Lương thực, Thực phẩm

Thức

ăn gia súc

Tổng cộng

Nguồn: Trần Công Khanh, Hoàng Kim và ctv, 2007 trích dẫn từ Scott et al, 2000

Tốc độ tăng hàng năm của nhu cầu sử dụng sản phẩm sắn làm lương thực, thực

phẩm và thức ăn gia súc đạt tương ứng là 1,98% và 0,95% Châu Phi vẫn là khu vực

dẫn đầu sản lượng sắn toàn cầu với dự báo sản lượng năm 2020 sẽ đạt 168,6 triệu tấn

Trong đó, khối lượng sản phẩm sử dụng làm lương thực thực phẩm là 77,2%, làm thức

ăn gia súc là 4,4% Châu Mỹ La tinh giai đoạn 1993-2020, ước tốc độ tiêu thụ sản

phẩm sắn tăng hàng năm là 1,3%, so với châu Phi là 2,44% và châu Á là 0,84 - 0,96%

( Bảng 2.3)

Năm 2007 có 105 nước trồng sắn với tổng diện tích 18,39 triệu ha, trong đó vùng

trồng nhiều nhất là Châu Phi với diện tích khoảng 11,82 triệu ha (Bảng 2.4)

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

nước

(1000 ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

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

Nước có sản lượng sắn lớn 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)

Nước có 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 (Bảng 2.4)

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

với tổng sản lượng năm 2008 đạt 232,95 triệu tấn, xếp sau ngô 822,71 triệu tấn, lúa

nước 685,01 triệu tấn, lúa mì 689,94 triệu tấn và khoai tây 314,14 triệu tấn Cây sắn có

diện tích đứng thứ bảy và sản lượng đứng thứ năm trong các loại cây lương thực chính

trên thế giới (Bảng 2.5)

Bảng 2.5 Diện tích, năng suất, sản lượng một số cây lương thực chính ở Việt Nam và

trên thế giới năm 2008

ha)

Sản lượng (triệu tấn)

Diện tích (triệu ha)

Năng suất (tấn/

ha)

Sản lượng (triệu tấn)

Nguồn: FAOSTAT 2008 calculated by Hoang Long

Mức tiêu thụ sắn bình quân toàn thế giới khoảng 18 kg/người/năm, với tỷ lệ tiêu

thụ trong nước 85% (làm lương thực 58% thức ăn gia súc 28%, chế biến công nghiệp

3%, hao hụt 11 %), xuất khẩu 15% (gần 30 triệu tấn) dưới dạng sắn lát khô, sắn viên

và tinh bột (CIAT, 1993) Nhu cầu sắn làm lương thực toàn cầu năm 2006 ước 115

triệu tấn, tăng hơn năm 2005 khoảng 1 triệu tấn Nhu cầu sắn làm thức ăn gia súc trên toàn cầu đang giữ mức độ ổn định trong năm 2006 (FAO, 2007) Sắn chiếm tỷ trọng cao trong cơ cấu lương thực ở Châu Phi, bình quân 96 kg/người/năm, chủ yếu ở vùng Saharan cả hai dạng sắn củ tươi và sản phẩm chế biến Zaire là nước sử dụng sắn nhiều nhất thế giới với 391 kg/người/năm (hoặc 1.123 calori/ngày)

2.2.2 Sản xuất và tiêu thụ sắn tại Việt Nam

Bảng 2.6 Diện tích, năng suất, sản lượng bốn cây lương thực chính của Việt Nam

Lúa Diện tích (1000 ha) 6.766 7.666 7.326 7.305 7.324 7.41

Năng suất (tấn/ha) 3,68 4,24 4,88 4,86 4,89 5,2Sản lượng (triệu tấn) 24,96 32,52 35,79 35,56 35,82 38,72Ngô Diện tích (1000 ha) 556 730 995 1.150 1.031 1.125

Năng suất (tấn/ha) 2,11 2,74 3,51 3,75 3,70 4,02Sản lượng (triệu tấn) 1,17 2,00 3,50 4,31 3,82 4,53

Năng suất (tấn/ha) 7,97 8,35 15,35 15,89 16,24 17Sản lượng (triệu tấn) 2,21 1,98 6,64 8,90 7,71 9,4Khoai Diện tích (1000 ha) 304 254 205 180 181 162

Năng suất (tấn/ha) 5,53 6,33 7,56 8,05 8,00 8,2Sản lượng (triệu tấn) 1,68 1,61 1,55 1,45 1,45 1,32Nguồn: FAOSTAT 2008

Sản xuất lương thực là ngành trọng tâm và có thế mạnh của Việt Nam tầm nhìn đến năm 2020 Ở Việt Nam, sắn là cây lương thực đứng hàng thứ ba sau lúa và ngô (Bảng 2.6) Mức sử dụng lương thực bình quân đầu người ở Việt Nam khoảng 334 kg/người/năm, theo thứ tự gạo, ngô, sắn, khoai lang tương ứng là 293; 13; 40; 30 kg/ người/ năm (Tổng cục Thống kê, 1991) Sản lượng sắn để bán 48,6 %, thức ăn gia súc 22,4%, chế biến thủ công 16,8%, làm thực phẩm 12,2% (Hoang Kim, Pham Van Bien, RH Howeler 2003)

Sắn được trồng rộng rãi từ Bắc chí Nam ở Việt Nam , nhiều 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

Sản xuất sắn ở Việt Nam tăng nhanh những năm đầu thế kỷ 21 Năm 2008 sản lượng sắn Việt Nam đạt 9,4 triệu tấn, diện tích 555 nghìn ha, năng suất 17 tấn/ ha So với năm 1999, sản lượng sắn đạt 1,80 triệu tấn, diện tích 226,80 nghìn ha, năng suất 7,96 tấn/ ha, thì sản lượng đã tăng gấp 5,2 lần, diện tích tăng 2,5 lần, năng suất tăng 2,13 lần trên phạm vi toàn quốc Những nguyên nhân chính tạo nên sự đột phá năng suất và sản lượng sắn của Việt Nam tăng nhanh trong những năm gần đây do:

(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 đã thực sự mang lại lợi nhuận cao cho người trồng sắn Việt Nam đã trở thành điển hình tiên tiến của Châu Á và thế giới trong việc ứng dụng công nghệ chọn tạo và nhân giống sắn lai (Kawano K, 2001; CIAT Review, 2005) Tốc độ tăng năng suất sắn Việt Nam là nhanh nhất khu vực

(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 thụ 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 thứ hai trên thế giới sau Thái Lan

(3) Sắn là cây nhiên liệu sinh học có lợi thế cao so với nhiều cây trồng Lý do vì : Sắn chế biến cồn sinh học có hiệu suất thu hồi cồn cao, giá rất cạnh tranh so với các cây khác (6 kg sắn củ tươi thành 2,5 kg sắn lát thành 2,2 kg bột sắn nghiền chế biến được 1lít cồn 99,5% ethanol ) Việt Nam hiện cũng đã có ba nhà máy chế biến cồn với tổng công suất 300 triệu lít cồn một năm đang được xây dựng tại thành phố Quảng Ngãi, Phú Thọ, Bình Phước sử dụng sắn lát làm nguyên liệu Nhu cầu thị trường rất lớn và giá cạnh tranh là cơ hội để phát triển sản xuất sắn (Nguyễn Văn Bộ, Hoàng Kim, Keith Fahrney, Rod Lefroy, Hernan Ceballos, 2009)

2.3 Giống sắn, công nghệ chọn tạo và nhân giống sắn lai

2.3.1 Đặc điểm di truyền của cây sắn

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 tổng hợp 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 (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 Tỷ lệ chất khô của củ có hệ số di truyền cao và khá ổn định nhưng hiệu quả chọn lọc thấp Năng suất sinh vật có hệ số di truyền từ trung bình đến cao (Hoàng Kim, 2009) 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 một cây sắn đạt năng suất cao (Hoàng Kim, 2009) đó là: 1) Thân: 1-2 thân mọc từ hom; ít hoặc chậm phân nhánh; lóng ngắn và chiều cao cây giới hạn ở 2 m; 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 Các phương pháp chọn tạo giống sắn

Những phương pháp cơ bản chọn tạo giống sắn mà nhiều nước áp dụng là: 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 thập nhập nội, tuyển chọn các dòng sắn lai đơn bội kép:

Lai hữu tính trong loài (lai gần) tức là lai các giống trong cùng loài với nhau Phương pháp tạo giống cơ bản này đã đạt nhiều thành tựu và được thực hiện chủ yếu tại CIAT, Thái Lan, Ấn Độ Tuy nhiên, tỉ lệ ra hoa và đậu quả, hạt rất khác nhau tuỳ năm, giống, dinh dưỡng và vùng địa lý (tỉ lệ đậu quả ở CIAT là 34-41%, ở Inđônêxia

là 20%, ở Việt Nam là 35-54%) 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 đã dùng loài M esculenta lai với loài khác Kết quả đã thu được cây lai hữu thụ và có khả năng chống chịu với bệnh Khi lai giữa M.esculenta với loài M

glaziovii, M.esculenta với loài M oliganthasub đã tạo được cây lai có nhiều củ, củ to,

hàm lưọng protein khá và HCN thấp (Hoàng Kim, 2009)

Tạo dòng đột biến: Vasudevan (1967) và Moh (1976) đã xử lý tia X gây rối nhiễm sắc thể và thu được dòng đột biến có hàm lượng tinh bột cao, hàm lượng HCN giảm, chín sớm, dạng cây đứng, khoẻ, tính chống chịu bệnh cao Xử lý conchixin tạo 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

Xử lý tia Gamma nguồn Coban 60 trên hạt sắn khô và hạt sắn ủ sắp nẩy mầm cũng

đã được một số tác giả nghiên cứu (Hoàng Kim, Lương Thu Trà và tập thể 2004) Chọn lọc cải tiến quần thể: Sắn là cây sinh sản vô tính bằng thân, nhưng hoa sắn thuộc loại giao phấn Do đó chọn lọc cải tiến quần thể sắn giống như các loại cây giao phấn khác, nhưng có điều khác là đánh giá lại các dòng vô tính Các phương pháp chọn lọc cải tiến quần thể gồm chọn lọc hỗn hợp, chọn lọc gia đình nửa máu và đồng máu, chọn lọc S1, chọn lọc tái hồi Phương pháp chọn lọc hỗn hợp, chọn lọc gia đình nửa máu được sử dụng rộng rãi, tạo được hiệu ứng di truyền cộng, nên rất có hiệu quả với những đặc tính tốt có khả năng di truyền lớn như: chiều cao cây, chín sớm, hàm lượng protein cao, năng suất củ tươi cao và thích ứng rộng Bất dục hạt phấn ở sắn xảy

ra khá thường xuyên và đã được đề cập (Hoàng Kim, 2009) nhưng hiện tại người ta vẫn chưa hiểu nhiều về những quy luật quyết định di truyền và khả năng tạo thể siêu bội ở sắn Phương pháp chọn lọc tái hồi và chọn dòng đơn bội kép hiện đang được chú trọng (Hernan Ceballos et al 2007, Hoang Kim et al, 2008)

Nuôi cấy mô tế bào và chuyển gen Công nghệ sinh học cây sắn đã và đang triển khai mạnh mẽ ở CIAT (Colombia), Danforth Center (Mỹ), IPBO (Bỉ), EMBRAPA (Brazil), trường Đại học Kasetsart (Thái Lan), CTCRI (Ấn Độ) và các phòng nghiên cứu công nghệ sinh học ở Thượng Hải, Hải Nam (Trung Quốc) 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 sự nuôi cấy invitro và biện pháp cắm cành sắn trên liếp ương hoặc môi trường dung dịch là kinh nghiệm quí của CIAT để nhân nhanh các giống sắn tốt chọn lọc Việc nuôi cấy tế bào, thể nguyên sinh và túi phấn, sử dụng kỹ thuật đột biến đã có nhiều công trình nghiên cứu, đóng góp tích cực trong tạo giống Các nhà sinh học rất lạc quan và tin tưởng là có thể đưa năng suất sắn toàn cầu lên gấp đôi đến năm 2020 và có các giống sắn chuyển gene đưa vào sản xuất rộng rãi trong thời gian tới, trước hết tại Châu Phi

Thu thập, nhập nội, tuyển chọn các dòng sắn lai đơn bội kép là cách ứng dụng tổng hợp các thành tựu trên (Zaida Letini, Hernan Ceballos 2003; Hernan Ceballos et

al 2007a.) Những giống sắn địa phương tốt của các vùng sinh thái, các loại sắn dại

có giá trị, những vật liệu quý hiếm trong tạo giống; những quần thể đa giao tổng hợp được thu thập, nhập nội, tuyển chọn thành các tinh dòng sắn lai ưu tú (elite cassava clones) xây dựng thành vườn tạo dòng Cây sắn tự giao tạo dòng thuần sau sáu đời sẽ đạt độ thuần tương đương với tạo dòng đơn bội kép trong nuôi cấy invitro Những dòng sắn lai ưu tú này được tự phối, tuyển chọn, đánh giá hiệu quả chọn lọc và đặc tính di truyền sẽ có giá trị lớn trong công tác chọn tạo giống (Hernan Ceballos et al 2007b) Phối hợp với các phương pháp lai tạo, gây đột biến, chuyển gen những đặc tính tốt vào con lai; ứng dụng công nghệ chọn tạo và nhân giống sắn lai, nhân nhanh giống sắn bằng hom hai mắt sẽ đẩy nhanh được tiến độ chọn tạo và phát triển giống sắn

2.4 Nguồn gen giống sắn trên thế giới và Việt Nam

2.4.1 Nguồn gen giống sắn trên thế giới

Ba tổ chức quốc tế hàng đầu về nghiên cứu và phát triển giống sắn.là Trung tâm nông nghiệp nhiệt đới quốc tế (CIAT) ở Colombia, Danforth Center ở Mỹ và Viện

Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế (IITA) ở Nigeria CIAT lãnh trách nhiệm toàn cầu về bảo tồn, 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

Bảng 2.7: Nguồn gốc và đặc tính của 9 giống sắn hiện trồng phổ biến ở Thái Lan

Tên giống Năm

phóng thích

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 hạn

HB 60 2003 R5x KU50 KU Năng suất bột cao

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) Nguồn gốc và đặc tính của 9 giống sắn đã được chọn tạo và giới thiệu vào sản xuất ở Thái Lan trong 33 năm qua 1975- 2008 được tổng hợp ở Bảng 2.11

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 và Việt Nam hiện trồng trên 420.000 ha (Hoang Kim et al 2009)

Ấn Độ trong thời gian qua đã phóng thích 15 giống sắn được thể hiện ở (Bảng 2.12) (Hoàng Kim, 2009) 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 2.8: 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

Sree Prakash 1987 CTCRI 210-240 29-31 30-40 Ngắn ngày

CO 1 1993 TNAU 260-275 - 30,0 Ít sâu bệnh

CO 2 1993 TNAU 260-275 - 37,5 Nhiều nhánh

CO 3 1993 TNAU 240-270 - 40 Năng suất bột cao Sree Harsha 1996 CTCRI 300 38-41 35-40 Tam bội, bột cao

Sree Jaya 1998 CTCRI 180-210 24-27 26-30 Ngắn ngày, luộc ngonSree Vijaya 1998 CTCRI 180-210 27-30 25-28 Ngắn ngày, luộc ngonSree Rekha 2000 CTCRI 300 45-48 28,2 Thích ứng rộng, ngonSree Prabha 2000 CTCRI 300 40-45 26,8 Thích ứng rộng

Bảng 2.9: 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 hạt sắn lai

Nanzhi 199 1999 MPan 19 (cấy mô) CIAT Năng suất bột cao, chịu lạnhSC5 2000 ZM8625xSC8013 SCATC Năng suất bột cao

SC6 2001 OMR33-10-4 SCATC Năng suất bột cao, ít đổ ngã 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, SC5, SC6, SC8002, Nanzhi 199, SC124, (Bảng 2.13) Những giống sắn khác được trồng rãi rác ở các địa phương là SC8013, GR891, SC201, SC205, Nanzhi

188 Phần lớn các giống sắn Trung Quốc đã được Trường Đại học Nông Lâm Hồ Chí Minh và Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam nhập nội và trồng thử nghiệm

2.4.2 Nguồn gen 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)

Giai đoạn 1991 -2005, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam (IAS)

phối hợp với Chương trình Sắn Việt Nam (VNCP), Trung tâm Quốc tế Nông nghiệp

Nhiệt đới (CIAT) và Công ty Vedan-Việt Nam (VEDAN) đã nhập nội, tuyển chọn và

giới thiệu cho sản xuất năm giống sắn tốt: KM60, KM94, KM95; SM937-26 (Trần

Ngọc Quyền, Hoàng Kim, Võ Văn Tuấn, Kazuo Kawano, 1995), KM98-1 (Hoàng

Kim, Kazuo Kawano, Trần Hồng Uy, Trần Ngọc Quyền, Võ Văn Tuấn, Trần Công

Khanh, 1999); đồng thời đã thực hiện việc lai tạo và ứng dụng các công nghệ mới

trong chọn tạo và nhân giống sắn lai (Hoàng Kim, 2003)

Trường Đaị học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh hợp tác với Trung tâm Quốc tế

Nông nghiệp Nhiệt đới, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam, Viện Khoa

học Nông nghiệp Việt Nam đã thu thập và tuyển chọn được 344 mẫu giống sắn Trong

đó có 31 giống sắn bản địa, 38 giống sắn tác giả, 274 giống sắn thí nghiệm (Bảng

2.16)

Bảng 2.10 Nguồn gen giống sắn tại Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh và

Viện Khoa học Nông nghiệp Miền Nam (2006-2008)

Kiểu của nguồn gen Tổng số

mẫu giống

Tỷ lệ(%)

Địa điểm đánh giá và

sử dụng nguồn gen

Năm 2007, giống sắn KM140 được Bộ Nông nghiệp &PTNT công nhận giống

mới để mở rộng sản xuất chủ yếu tại các tỉnh phía Nam (Trần Công Khanh, Hoàng

Kim và ctv 2007) Năm 2008, giống sắn KM98-7 cũng được Bộ công nhận giống mới

để mở rộng sản xuất chủ yếu tại các tỉnh phía Bắc

Bảng 2.11 Nguồn gốc và đặc tính chính của 11 giống sắn phổ biến ở Việt Nam

Tên giống

Năm phóng thích

Nguồn gốc giống

Nơi chọn tạo

Đặc tính giống

HL23 1987 Giống ĐP tuyển chọn IAS Chất lượng củ luộc ngon HL24 1987 Giống ĐP tuyển chọn IAS Năng suất khá, ngắn ngày HL20 1987 Giống ĐP tuyển chọn IAS Năng suất khá, ngắn ngày KM60 1992 Tên gốc Rayong 60 IAS NS cao, ngắn ngày, ruột vàngKM94 1994 Tên gốc Kasetsart 50 IAS Năng suất bột cao,

SM937-26 1994 Hạt SM937-26 từ CIAT IAS Năng suất bột cao

KM95 1994 Hạt sắn lai từ CIAT VASI Năng suất khá, ngắn ngày KM95-3 1995 Hạt sắn lai từ CIAT IAS Năng suất khá, ngắn ngày KM98-1 1999 Hạt R5 x R1 từ CIAT IAS Năng suất cao, ngắn ngày KM140 2007 (R5 x R1) x KM36 IAS Năng suất cao, ngắn ngày KM98-7 2008 Hạt sắn lai từ CIAT VAAS Năng suất cao, ngắn ngày Sắn là một cây nhân giống vô tính nên dễ mẫn cảm với các loại bệnh virus, vi khuẩn và nấm

Việc chọn tạo giống sắn mới có năng suất củ tươi và hàm lượng tinh bột cao, ít nhiễm sâu bệnh, dạng cây và củ đẹp, thích hợp làm nguyên liệu cho công nghệ chế biến cồn và công nghệ bột, thích nghi sinh thái là quan trọng và cần thiết Xây dựng vườn nguồn gen giống sắn, chọn tạo các dòng sắn lai đơn bội kép nhập nội từ CIAT, đánh giá cơ bản giá trị canh tác và giá trị sử dụng giống sắn Đó là những bước đi cơ bản, then chốt trong chọn tạo và phát triển giống sắn

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

3.1 Vật liệu

Gồm 12 giống sắn với giống đối chứng là KM94

Bảng 3.1 Lý lịch nguồn vật liệu 12 giống sắn tại đất đỏ Hưng Thịnh (Đồng Nai)

TT

Mã số

Tên

01 KM94 KM94 CIAT/Thai 89, IAS94 KU50 = R1x R90

3.2.1 Điều kiện thí nghiệm

3.2.1.1 Địa điểm và thời gian thí nghiêm

Thí nghiệm tại Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Hưng Lộc, xã Hưng Thịnh,

huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai

Do thời gian làm đề tài ngắn mà cây sắn có thời gian sinh trưởng dài nên tôi đã

tham gia nhóm nghiên cứu từ 4/2009 đến 4/2010

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

Theo kết quả phân tích đất ở bảng 3.2: đây là loại đất sét, hơi chua, giàu mùn

Thích hợp cho sự phát triển của cây sắn Tuy nhiên đất nghèo lượng K dễ tiêu, chất

cần thiết cho sự phát triển củ

3.2.1.3 Tình hình thời tiết khí hậu thời tiết trong thời gian làm thí nghiệm

LƯƠNG MƯA TRUNG BÌNH CÁC THÁNG

0 100 200 300 400 500 600

4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 THÁNG

lượng mưa

Nguồn: Trung tâm khí tượng thủy văn Long Khánh- Đồng Nai, 2010

Hình 3.1: Lượng mưa trung bình tháng ở Đồng Nai

NHIỆT ĐỘ VÀ ẨM ĐỘ TRUNG BÌNH CÁC THÁNG

23 24 25 26 27 28 29

4/20

09 5/20

09 6/20

09 7/20

09 8/20

09 9/200

10 2/201

0 3/20

10 4/2010

THÁNG

O C

0 20 40 60 80 100

nhiệt độ

ẩm độ

Nguồn: Trung tâm khí tượng thủy văn Long Khánh- Đồng Nai, 2010

Hình 3.2: Nhiệt độ trung bình tháng và ẩm độ không khí tại Đồng Nai

Lượng mưa tăng dần trong 6 tháng đầu sau đó giảm dần (hình 3.1) Nhiệt độ

trong khoảng 25,5 0 C đến 29 0 C Ẩm độ không khí tăng dần từ tháng 4 đến tháng 10

sau đó giảm dần (hình 3.2) Điều kiện khí hậu thuận lợi cho sự sinh trưởng thân lá và

tích lũy tinh bột ở củ của cây sắn

3.2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm

3.2.2.1 Kiểu bố trí thí nghiệm

- Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối đầy đủ hoàn toàn ngẫu nhiên, đơn yếu

tố (Random Complete Block Dezign – RCBD), ba lần nhắc lại với 12 nghiệm

thức là 12 giống sắn

- Số khối: 3 khối

- Diện tích ô thí nghiệm: 9 m x 5 m = 45 m2

- Tổng diện tích thí nghiệm: 45 m2 x 12 nghiệm thức x 3 lần nhắc lại = 1620 m2

- Khoảng cách giữa các ô trong cùng lần nhắc lại: 1 m

- Khoảng cách giữa các lần nhắc lại (khối): 2 m

- Khoảng cách trồng = 1m x 1m

- Xung quanh khu thí nghiệm có: hàng bảo vệ

Chiều biến thiên

Hình 3.3.Sơ đồ bố trí thí nghiệm thí nghiệm

KM36 KM333 KM325

KM140 KM27 KM36 KM94 KM372 KM325

REP III REP II

KM94 KM23

KM331 KM325 KM333 KM397 KM390

Hình 3.4.Toàn cảnh khu thí nghiệm sắn tại Hưng Thịnh, Trảng Bom, Đồng Nai

3.2.2.2 Quy trình kỹ thuật áp dụng

Quy trình thực hiện thí nghiệm được thực hiện theo quy phạm khảo nghiệm giống sắn 10TCN - 299 – 97, mọi yêu cầu kỹ thuật được áp dụng đồng đều và thống nhất cho toàn thí nghiệm

− Đất cày bừa kỹ, đánh rạch cách nhau 1m

− Hom cắt dài 15-20cm, chọn hom bánh tẻ, hom được lấy từ cây giống 8-10 tháng tuổi

− Bón phân theo quy phạm khảo nghiệm giống sắn 10TCN – 299 – 97: Công thức phân bón: 10 tấn phân chuồng + 90N + 60P2O5 + 120K2O (kg/ha)

−Lần bón lót: toàn bộ phân chuồng + toàn bộ phân lân

− Trồng dặm: sau trồng 15 – 20 ngày

− Làm cỏ: làm cỏ kết hợp với các đợt bón thúc

− Thu hoạch và đo đếm các chỉ tiêu hình thái, năng suất

3.2.3 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi

3.2.3.1 Các đặc trưng về hình thái (thân và củ) của 12 giống sắn thí nghiệm

Quan sát và đánh giá các chỉ tiêu theo tiêu chuẩn ngành quy phạm khảo nghiệm giống sắn 10TCN - 299 – 97

Các chỉ tiêu theo dõi bao gồm: Thân, lá và củ sắn

Thân: Dạng thân, màu sắc thân, chiều cao thân, có phân nhánh hay không, số thân trên gốc Trong đó các chỉ tiêu, độ cao phân cành hay chiều cao cây được đo từ mặt đất đến điểm phân cành đầu tiên hay từ mặt đất đến đỉnh đọt cao nhất của cây sắn trước thu hoạch 3 ngày Và số cây mẫu dùng để đo các chỉ tiêu trên là 5 cây điển hình / ô

Lá: Màu sắc lá già, màu sắc lá ngọn, màu sắc cuống lá đặc trưng của từng giống Củ: Hình dạng củ, màu sắc vỏ ngoài, màu sắc vỏ trong, màu sắc ruột củ

Dựa vào tình hình sinh trưởng và độ đồng đều của củ để cho điểm theo thang điểm 5 bậc: Điểm 1= tốt; Điểm 2= khá; Điểm 3 = trung bình; Điểm 4 = yếu; Điểm 5 = rất yếu

Hình 3.5 Tác giả đang theo dõi thí nghiệm

Chiều cao cây, độ cao phân cành: đo từ mặt đất đến đỉnh đọt cao nhất của cây sắn trước thu hoạch 3 ngày

3.2.3.2 Đặc điểm sinh trưởng của 12 giống sắn

- Số ngày từ trồng đến mọc ( 75% số cây mọc)

- Số ngày từ trồng đến bắt đầu phân cành cấp 1

- Thời gian sinh trưởng: Nhận xét thời gian sinh trưởng dài, ngắn, trung bình (ngắn 6-7 tháng ; trung bình 8- 10 tháng; dài 10- 11 tháng)

- Đánh giá sinh trưởng ngoài đồng ruộng: nhận xét cho điểm theo các chỉ tiêu:

tỷ lệ nảy mầm, sức sinh trưởng ban đầu (60 ngày sau trồng), độ đồng đều ngoài đồng ruộng (90 ngày sau trồng) Cho điểm theo thang điểm 5 bậc

- Tỷ lệ nảy mầm, sức sinh trưởng ban đầu của từng giống sắn

- Tỷ lệ nảy mầm = ( Số hom nảy mầm/ Tổng số hom trồng) x 100

- Sức sinh trưởng ban đầu: là độ đồng đều của cây sắn (điểm từ 1 -5) Điểm 1 = Tốt, Điểm 2 = Khá, Điểm 3 = Trung bình, Điểm 4 = Yếu, Điểm 5 = Rất yếu

3.2.3.3 Khả năng chống chịu với sâu bệnh:

Tính chống chịu sâu bệnh: đánh giá theo thang điểm của tiêu chuẩn ngành quy phạm khảo nghiệm giống sắn 10TCN - 299 - 97 Số liệu được đánh giá theo cảm quan ngoài đồng

● Bệnh

- Bệnh đốm nâu lá (Cercospora henningsii): % cây bị bệnh/ tổng số cây theo dõi

- Bệnh khảm lá Mozaic ( Manihot virus 1.Smith): % cây bị bệnh/ tổng số cây theo dõi

- Bệnh thối củ Phacolus manihotis Heen: % củ bị bệnh/ tổng số củ theo dõi

- Bệnh héo rủ: (Xanthomonas campestris pv.manihotis): % cây bị bệnh/ tổng số cây

theo dõi

- Khả năng thích ứng với điều kiện ngoại cảnh bất thuận: Dựa vào tình hình sinh trưởng và phát triển của cây trong điều kiện bất thuận để đánh giá khả năng chịu hạn, giá rét để đánh giá theo thang điểm 5 bậc

- Dựa vào diện tích lá bị nhiễm chia làm 5 cấp bậc:

- Dế và mối đục hom (% số hom bị hại/tổng số hom)

- Rệp sáp (Phenacoccus manihoti): % cây bị hại / tổng số cây theo dõi

- Sâu ăn lá (Tiracola plagiata walk).: % cây bị hại / tổng số cây theo dõi

- Dựa vào diện tích lá bị hại chia làm 5 cấp:

- Cấp 1: Tất cả các cây đều nghiêng dưới 15 0 so với phương thẳng đứng hoặc dưới 25% số cây bị đổ

- Cấp 2: Tất cả các cây đều nghiêng từ 150 - 450 so với phương thẳng đứng hoặc

3.2.3.5 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất

Các chỉ tiêu năng suất

9 Trọng lượng củ bình quân/ bụi (kg)

9 Đường kính củ trung bình (cm)

9 Số củ/1bụi

9 Tổng khối lượng củ: kg/ô

9 Khối lượng thân lá/1bụi

9 Năng suất thái lát khô (tấn/ha)

9 Năng suất lý thuyết (tấn/ ha)

9 Năng suất thực thu (tấn/ ha)

9 Năng suất sinh vật (tấn/ ha)

9 Chỉ số thu hoạch (%) = Ns củ tươi / (Ns thân lá + rễ củ) x 100

Chỉ tiêu phẩm chất:

9 Hàm lượng chất khô (HLCK)

HLCK (%) = KL chất khô tuyệt đối / KL tươi x 100

9 Hàm lượng tinh bột (% chất khô) cân bằng pháp tỷ trọng của CIAT

3.2.4 Phương pháp xử lý và thống kê số liệu

Số liệu được xử lý bằng phần mềm MSTATC và các biểu đồ được vẽ bằng phần mềm MS Excel

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Đặc điểm hình thái của 12 giống sắn

Mỗi giống sắn có đặc điểm hình thái đặc trưng và nhờ những đặc điểm hình thái đặc trưng này mà ta có thể nhận diện giống Đặc điểm hình thái là một trong những yếu tố quan trọng để chọn giống sắn tốt phục vụ sản xuất

Bảng 4.1 Đặc điểm hình thái đặc trưng của 12 giống sắn thí nghiệm

Mã số Tên giống Dạng

Cây

Màu thân

Màu cuống lá

Màu đọt non

Độ cao phân cành cấp 1 (cm)

Bảng 4.1 cho thấy: Trong 12 giống sắn thí nghiệm các giống có dạng thân đẹp: thân thẳng, không phân nhánh KM23, KM397, KM94(đ/c), KM140, KM390 có thể