Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số giống sắn trong tập đoàn giống tại trường đại học nông lâm thái nguyên năm 2017

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CIAT : Trung tâm Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế CTCRI : Viện Nghiên cứu Cây có củ AGI : Viện Di truyền Nông nghiệp Agricultural Genetics Institute BNN&PTN

ĐẶNG NGUYỄN DŨNG

Tên đề tài:

“NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ GIỐNG SẮN TRONG TẬP ĐOÀN GIỐNG TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN NĂM 2017 ”

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Thái Nguyên-năm 2018

ĐẶNG NGUYỄN DŨNG

Tên đề tài:

“NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ GIỐNG SẮN TRONG TẬP ĐOÀN GIỐNG TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN NĂM 2017 ”

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học cây trồng Lớp : K46 - Trồng trọt (N01)

Khóa học : 2014-2018 Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Viết Hưng

Thái Nguyên-năm 2018

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp của mình em đã nhận được sự quan tâm của nhiều tập thể và cá nhân Nhân dịp này, em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên và tập thể các thầy giáo, cô giáo Khoa Nông học đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em trong quá trình học tập và thực hiện đề tài tốt nghiệp

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Viết Hưng là người

hướng dẫn, chỉ bảo và tận tình giúp đỡ cho em vượt qua khó khăn để hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Em cũng xin chân thành cảm ơn toàn thể gia đình và bạn bè đã động viên, hỗ trợ em về tinh thần và vật chất trong thời gian học tập và thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp cuối khóa học

Một lần nữa, em xin trân trọng cảm ơn tất cả sự giúp đỡ quý báu trên

Thái Nguyên, tháng 06 năm 2018

Sinh viên

Đặng Nguyễn Dũng

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng và hóa học trong một số loại cây

trồng dùng làm thức ăn cho gia súc 4

Bảng 2.2: Diện tích, năng suất và sản lượng sắn trên thế giới từ năm 2011 - 2016 6

Bảng 2.3: Sản lượng một số loại cây lương thực chính ở Việt Nam 7

Bảng 2.4: Diện tích, năng suất và sản lượng sắn ở Việt Nam giai đoạn từ năm 2011 - 2016 8

Bảng 2.5: Tình hình sản xuất sắn tỉnh Thái Nguyên từ năm 2011-2016 9

Bảng 3.1: Chỉ tiêu đánh giá màu sắc của các giống sắn 27

Bảng 4.1: Tỷ lệ mọc mầm và thời gian mọc mầm của các giống sắn tham gia thí nghiệm 28

Bảng 4.2: Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các giống sắn 31

Bảng 4.3: Tốc độ ra lá của các giống sắn tham gia thí nghiệm 34

Bảng 4.4: Tuổi thọ lá của các giống sắn tham gia thí nghiệm 36

Bảng 4.5: Đặc điểm nông sinh học của các giống sắn tham gia thí nghiệm 38

Bảng 4.6: Màu sắc sinh học của tập đoàn giống sắn 41

Bảng 4.7: Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống sắn 43

Bảng 4.8: Năng suất của các giống sắn tham gia thí nghiệm 46

Bảng 4.9: Chất lượng của các giống sắn tham gia thí nghiệm 51

Bảng 4.10: Kết quả hạch toán kinh tế của các giống sắn tham gia thí nghiệm 56

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 4.1 Biểu đồ năng suất củ tươi của các giống sắn tham gia thí nghiệm 47

Hình 4.2 Biểu đồ năng suất thân lá của các giống sắn thamgia thí nghiệm 48

Hình 4.3 Biểu đồ năng suất sinh vật học của các giống sắn tham gia 49

Hình 4.4 Biểu đồ chỉ số thu hoạch của các giống sắn tham gia thí nghiệm 50 Hình 4.5 Biểu đồ tỷ lệ chất khô của các giống sắn tham gia thí nghiệm 52

Hình 4.6 Biểu đồ năng suất củ khô của các giống sắn tham gia thí nghiệm 53

Hình 4.7 Biểu đồ tỷ lệ tinh bột của các giống sắn tham gia thí nghiệm 55

Hình 4 8 Biểu đồ năng suất tinh bột của các giống sắn tham gia thí nghiệm 55

Hình 4 9 Biểu Đồ: Hạch toán kinh tế của các giống sắn tham gia thí nghiệm 57

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CIAT : Trung tâm Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế

CTCRI : Viện Nghiên cứu Cây có củ

AGI : Viện Di truyền Nông nghiệp (Agricultural Genetics Institute) BNN&PTNT : Bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn

CTCRI : Viện nghiên cứu cây có củ Ấn Độ (Crops Research Institute of

Root India) GSCRI : Viện Nghiên cứu Cây trồng Cận Nhiệt đới Quảng Tây

CATAS : Học Viện Cây trồng Nhiệt đới Nam Trung Quốc

FCRI : Viện Nghiên cứu Cây trồng Thái Lan

FAO : Tổ Chức Lương Nông Liên Hiệp Quốc

IITA : Viện Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế

IFPRI : Viện Nghiên cứu Chính sách lương thực thế giới

IAS : Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam (Institute of

Agriculture of South Viet Nam) NLU : Đại học Nông Lâm - Thành phố Hồ Chí Minh

ĐHNLTN : Đại học Nông lâm Thái Nguyên

NLSH : Năng lượng sinh học

NSCT : Năng suất củ tươi

NSSVH : Năng suất sinh vật học

NSTL : Năng suất thân lá

NSCK : Năng suất củ khô

NSTB : Năng suất tinh bột

TLCK : Tỷ lệ chất khô

TLTB : Tỷ lệ tinh bột

HSTH : Hệ số thu hoạch

CTTN : Công thức thí nghiệm

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CÁC BẢNG ii

DANH MỤC CÁC HÌNH iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv

MỤC LỤC v

Phần 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục đích 2

1.3 Yêu cầu 2

1.4 Ý nghĩa khoa học của đề tài 2

1.5 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 2

Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Nguồn gốc, giá trị dinh dưỡng của cây sắn 3

2.1.1 Nguồn gốc 3

2.1.2 Giá trị dinh dưỡng 4

2.2 Cơ sở khoa học và cơ sở thực tiễn của đề tài 5

2.2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 5

2.2.2 Cơ sở thực tiễn của đề tài 5

2.3 Tình hình sản xuất sắn trên thế giới và trong nước 6

2.3.1 Tình hình sản xuất sắn trên thế giới 6

2.3.2 Tình hình sản xuất tại Việt Nam 7

2.3.3 Tình hình sản xuất sắn của tỉnh Thái Nguyên 9

2.4 Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống sắn trên thế giới và Việt Nam 10

2.4.1 Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống sắn trên thế giới 10

2.4.2 Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống sắn ở Việt Nam 12

2.5 Tình hình bảo tồn nguồn gen cây sắn trên thế giới và Việt Nam 15

2.5.1 Trên thế giới 15

2.5.2 Ở Việt Nam 18

Phần 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

3.1 Đối tượng nghiên cứu các giống sắn tham gia thí nghiệm 22

3.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 23

3.3 Nội dung nghiên cứu 23

3.4 Phương pháp nghiên cứu 23

3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 23

3.4.2 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 24

4.3 Phương pháp xử lý số liệu 27

Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 28

4.1 Tỷ lệ mọc mầm và thời gian mọc mầm của các giống sắn tham gia thí nghiệm tại trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên 28

4.2 Tốc độ sinh trưởng của các giống sắn tham gia thí nghiệm 29

4.2.1 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các giống sắn tham gia thí nghiệm tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên 30

4.2.2 Tốc độ ra lá của các giống sắn tham gia thí nghiệm tại trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên 33

4.3 Tuổi thọ lá của các giống sắn tham gia thí nghiệm tại trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên 35

4.4 Đặc điểm nông sinh học của các giống sắn tham gia thí nghiệm tại trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên 37

4.4.1 Chiều cao thân chính 38

4.4.2 Chiều dài các cấp cành 39

4.5.3 Chiều cao cây cuối cùng 39

4.5.4 Đường kính gốc 40

4.4.5 Tổng số lá trên cây 40

4.4.6 Thời gian từ trồng đến phân cành 40

4.5 Các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất và chất lượng của các giống sắn tham gia thí nghiệm tại trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên 42

4.5.1 Chiều dài củ 43

4.5.2 Đường kính củ 44

4.5.3 Số củ trên gốc 44

4.5.4 Khối lượng trung bình củ trên gốc 45

4.6 Năng suất của các giống sắn tham gia thí nghiệm tại trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên 45

4.6.1 Năng suất củ tươi của các giống sắn tham gia thí nghiệm 46

4.6.2 Năng suất thân lá của các giống sắn tham gia thí nghiệm 47

4.6.3.Năng suất sinh vật học (NSSVH) của các giống sắn tham gia thí nghiệm 48

4.6.4 Chỉ số thu hoạch 50

4.7 Chất lượng của các giống sắn tham gia thí nghiệm tại tỉnh Thái Nguyên51_Toc516592643 4.7.1 Tỷ lệ chất khô và năng suất củ khô (NSCK) của các giống sắn 52

4.7.2 Tỷ lệ tinh bột (TLTB) và năng suất tinh bột (NSTB) của các giống sắn tham gia thí nghiệm 54

4.7.3 Năng suất tinh bột của các giống sắn tham gia thí nghiệm 55

4.8 Hạch toán hiệu quả kinh tế của các giống sắn tham gia thí nghiệm tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên 56

PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 58

5.1 Kết luận 58

5.2 Đề nghị 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

Phần 1

MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Cây sắn (Manihot Esculenta Crantz) có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của

châu Mỹ La tinh và được trồng cách đây khoảng 5.000 năm Cây sắn là cây lương thực, thực phẩm chính quan trọng sau cây lúa, cây ngô và lúa mì Tinh bột sắn được làm lương thực, thực phẩm, thức ăn cho khoảng trên 500 triệu người trên thế giới nhất là các nước đang phát triển; ngoài ra tinh bột sắn còn làm thức ăn cho chăn nuôi, làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến bột ngọt, rượu, cồn, bánh kẹo, mỳ ăn liền, phụ gia dược phẩm… Đặc biệt trong tương lai gần sắn là nguồn nguyên liệu dồi dào và hiệu quả cho công nghiệp chế biến nhiên liệu sinh học (ethanol)

Ở Việt Nam sắn là cây lương thực quan trọng sau lúa và ngô, đồng thời

là nguồn cũng cấp nguyên liệu chính cho các nhà máy chế biến tinh bột cũng như thức ăn gia súc với nhiều sản phẩm đa dạng và phong phú Năm 2016 diện tích sắn trên toàn quốc là 569,9 nghìn ha, năng suất bình quân 19,18 tấn/ha, sản lượng đạt 10.931,8 nghìn tấn (Tổng cục thống kê, 2017) [17]

Những năm gần đây sắn nước ta đang chuyển đổi nhanh chóng từ cây lương thực thành cây công nghiệp có lợi thế cao, có thể cạnh tranh ở thị trường trong nước và trên thế giới Sắn là nguồn nguyên liệu chính cung cấp cho các nhà máy chế biến tinh bột, thức ăn chăn nuôi với sản phẩm khá đa dạng và phong phú Công nghiệp chế biến sắn đã và đang ngày càng đa dạng hóa sản phẩm đáp ứng nhu cầu ngày càng tốt hơn của người dân

Để đáp ứng nguồn nguyên liệu hiện nay thì giống tốt cho năng suất cao, chất lượng tốt và thích ứng rộng đóng vai trò rất quan trọng Chính vì vậy, các nhà khoa học trên thế giới và trong nước rất quan tâm đến công tác chọn lọc giống sắn mới có năng suất cao chất lượng tốt nhằm đáp ứng nhu cầu hiện nay cũng như sau này Xuất phát từ thực tế đó, em tiến hành thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số giống sắn trong tập đoàn giống tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên năm 2017”

1.2 Mục đích

Đánh giá khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của tập đoàn giống sắn tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên góp phần bảo tồn, lưu giữ nguồn gen một số giống sắn nhằm phục vụ công tác học tập, nghiên cứu

và chọ tạo giống sắn đáp ứng nhu cầu sản xuất hàng hóa ngày càng cao và bảo tồn đa dạng sinh học

1.3 Yêu cầu

- Theo dõi đặc điểm nông sinh học, mô tả đặc điểm thực vật học của các giống sắn tham gia nghiên cứu

- Theo dõi khả năng sinh trưởng của các giống sắn tham gia nghiên cứu

- Đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất và chất lượng của các giống sắn tham gia nghiên cứu

1.4 Ý nghĩa khoa học của đề tài

- Giúp sinh viên củng cố và hệ thống lại toàn bộ kiến thức đã học, áp dụng vào thực tế tạo điều kiện cho sinh viên học hỏi thêm kiến thức cũng như

kinh nghiệm trong sản xuất

- Trên cơ sở học đi đôi với hành, lý thuyết gắn liền với thực tiễn đã giúp cho sinh viên nâng cao được chuyên môn, có phương pháp và tổ chức tiến

hành nghiên cứu ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất

- Kết quả nghiên cứu đề tài là tài liệu phục vụ cho công tác nghiên cứu về chọn giống, đồng thời là cơ sở khoa học khẳng định được một số giống sắn có năng suất cao, chất lượng tốt thích hợp với điều kiện canh tác tại Thái Nguyên

1.5 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Xác định được đặc điểm nông sinh học của các giống sắn làm cơ sở cho công tác bảo tồn và chọn tạo giống mới

- Xác định được các giống sắn có năng suất, chất lượng cao thích hợp đưa vào sản xuất đại trà đáp ứng nhu cầu sản xuất hiện nay

Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Nguồn gốc, giá trị dinh dưỡng của cây sắn

2.1.1 Nguồn gốc

Cây sắn có tên khoa học là Manihot esculenta Crantz có hoa hạt kín, có

2 lá mầm và thuộc họ thầu dầu có tới hơn 300 chi và 8000 loài phân thành 17 nhóm, có bộ nhiễm sắc thể 2n = 36 Nhiều tài liệu cho biết cây sắn có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của Châu Mỹ Latinh (Crantz, 1976) và được trồng cách đây khoảng 5000 năm (CIAT,1993)

Trung tâm phát sinh của cây sắn được giả thuyết tại Đông Bắc Brazil thuộc lưu vực sông Amazon, nơi có nhiều chủng loại sắn trồng và hoang dại (Đecanola, 1986; Roger, 1965)

Trung tâm phân hóa phụ của cây sắn có thể tại Mehico, Trung Mỹ và ven biển các nước Nam Mỹ Bằng chứng là những di tích khảo cổ ở Venezuela niên đại 2700 năm trước công nguyên, những lò nướng bánh sắn trong phức hệ Malabo ở phía bắc Colombia niên đại khoảng 1200 năm trước công nguyên, những hạt tinh bột sắn ở trong phần hóa thạch được phát hiện tại Mehico có tuổi khoảng 900 năm đến 200 năm trước công nguyên (Roger,

1963, 1965)

Các công trình nghiên cứu gần đây của nhiều tác giả kết luận rằng: Cây sắn có nguồn gốc phức tạp và có bốn trung tâm phát sinh: Brazil có hai trung tâm, còn lại là ở Mehico và Bolivia

Cây sắn được người Bồ Đào Nha đưa đến Congo của Châu Phi vào thế kỷ

16 Tài liệu nói tới sắn ở vùng này là của Barre và Thevet viết năm 1558 Ở Châu Á, sắn được du nhập vào Ấn Độ khoảng thế kỷ 17 (P,G, Rajendran et al, 1995) và Sri Lanka đầu thế kỷ 18 (W,M,S,M Bandara và M Sikurajapathy, 1992) Sau đó, sắn được trồng ở Trung Quốc, Myanma và các nước Châu Á khác ở cuối thế kỷ 18, đầu thế kỷ 19 (Fang Baiping 1992; U Thun Than 1992)

Ở Việt Nam cây sắn được du nhập vào khoảng thế kỷ thứ 18 [1] và được canh tác phổ biến ở hầu hết các tỉnh của Việt Nam từ Bắc đến Nam Diện tích sắn trồng nhiều nhất ở vùng Bắc Trung Bộ và duyên hải miền Trung, vùng Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, vùng Trung du và miền núi phía Bắc.

2.1.2 Giá trị dinh dưỡng

Theo số liệu công bố của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp thế giới (FAO), hàm lượng dinh dưỡng trong củ sắn (tính trên 100 gam phần ăn được) như sau:

Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng và hóa học trong một số loại cây trồng

dùng làm thức ăn cho gia súc Tên thức ăn

Chất khô (%)

Protein thô (%)

Xơ thô (%)

Canxi (%)

Photpho (%)

Năng lượng trao đổi (Kcal/đvtă)

Thân lá cỏ voi non 11,80 2,20 3,20 0,04 0,02 240

Lá cây keo dậu 25,53 6,94 3,63 0,37 0,07 707

Qua số liệu ở bảng 2.1 ta thấy lượng vật chất khô của củ sắn cả vỏ, lá sắn, bột lá sắn, bã sắn ướt đều cao hơn so với một số cây dùng làm thức ăn cho gia súc khác Đặc biệt trong củ sắn cả vỏ có hàm lượng chất khô, protein thô, xơ thô, canxi, photpho và năng lượng trao đổi đều cao hơn hẳn so với các loại thức ăn khác Điều này chứng tỏ thành phần dinh dưỡng trong củ sắn là rất cao, đáp ứng

được nhu cầu trong khẩu phần ăn của vật nuôi

2.2 Cơ sở khoa học và cơ sở thực tiễn của đề tài

2.2.1 Cơ sở khoa học của đề tài

Sắn là loại cây trồng có khả năng thích ứng rộng, song việc chọn lọc được một số giống sắn mới có khả năng cho năng suất cao ở tất cả các vùng sinh thái nông nghiệp quả là một vấn đề khó khăn Do yếu tố môi trường thay đổi đã tạo nên sự tương tác gen với môi trường, trong đó tính trạng năng suất củ tươi dưới tác động của môi trường khác nhau (khí hậu, đất đai, điều kiện canh tác ) thì năng suất củ tươi sẽ bị ảnh hưởng rất lớn Nên việc đánh giá năng suất của các dòng ưu tú vào các giai đoạn cuối của chọn lọc là cơ hội để xác định được giống thích hợp nhất cho từng vùng sản xuất

Để đánh giá các giống sắn cần dựa vào các đặc điểm sinh trưởng và phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất: số lượng củ/gốc; chiều cao cây; tổng số lá; tuổi thọ trung bình của lá; khả năng phân cành, chỉ số diện tích lá, tỷ lệ chất khô, chỉ số thu hoạch, năng suất củ khô, năng suất sinh học, năng suất tinh bột trong đó năng suất sinh học, chỉ số thu hoạch được coi là chỉ tiêu chính để chọn lọc

2.2.2 Cơ sở thực tiễn của đề tài

Thái Nguyên là một tỉnh trung du miền núi phía Bắc có diện tích đất tự nhiên 356.282 ha, dân số 1.227.400 người Năm 2016 diện tích trồng sắn của tỉnh là 3,4 nghìn ha, năng suất trung bình 145 tạ/ha, sản lượng 49.300 tấn (Tổng cục Thống kê, 2017 ) [17] Tuy nhiên, người dân chủ yếu trồng theo phương thức quảng canh, nên năng suất thấp, đồng thời còn làm đất bị rửa trôi bạc màu, hoang hóa Mặt khác, nhiều diện tích đất dốc chưa được tận dụng để sản xuất gây lãng phí tư liệu

2.3 Tình hình sản xuất sắn trên thế giới và trong nước

2.3.1 Tình hình sản xuất sắn trên thế giới

Tính đến năm 2016 sản lượng sắn tại Châu Phi đạt 157.271.697 tấn, Châu

Mỹ 30.311.826 tấn, Châu Á 89.269.132 tấn và Châu Đại Dương 249.909 tấn sản lượng ở châu Á tăng mạnh là nhờ sự gia tăng sản lượng ở Insonesia và

Campuchia Sản lượng sắn qua các năm vẫn có xu hướng tăng mạnh

Bảng 2.2: Diện tích, năng suất và sản lượng sắn trên thế giới

Hiện nay sắn được trồng trên 100 quốc gia trong đó 56,75% được trồng

ở Châu Phi, Châu Á chiếm 32,21%, Châu Mỹ 10,93%, Châu Đại Dương 0,21% Với tổng sản lượng toàn thế giới năm 2016 đạt 277.102.564 tấn tăng 23.676.406 tấn so với năm 2011 Mức tiêu thụ sắn bình quân 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) Sắn chiếm tỷ trọng cao ở khu vực Châu Phi bình quân 96kg/người/năm do nhu cầu lương thực ở cả dạng củ tươi

và sản phẩm chế biến

Thái Lan chiếm trên 85% lượng xuất khẩu sắn, thị trường chủ yếu xuất sang các nước Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản và Châu Âu với tỷ trọng xuất khẩu sắn khoảng 40% bột và tinh bột sắn, 25% là sắn lát và sắn viên

Viện nghiên cứu chính sách lương thực thế giới (IFPRI), ước tính sản lượng sắn toàn cầu đến năm 2020 ước đạt 275,10 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

2.3.2 Tình hình sản xuất tại Việt Nam

Bảng 2.3: Sản lượng một số loại cây lương thực chính ở Việt Nam

(Nghìn tấn)

Lúa gạo 42.398,5 43.737,8 44.039,1 44.974,6 45.105,5 43.609,5 Chỉ số phát

triển (Năm

trước =100) 105,98 103,16 100,69 102,13 100,29 96,68 Ngô (bắp) 4.835,6 4.973,6 5.191,2 5.202,3 5.287,2 5.225,6 Chỉ số phát

triển (Năm

trước =100) 104,54 102,85 104,38 100,21 101,63 98.84 Sắn (củ mì) 9.897,9 9.735,4 9.757,3 10.209,9 10.739,9 10.931,8 Chỉ số phát

triển (Năm

trước =100) 115,15 98,36 100,22 104,64 105,19 101,79 Khoai lang 1.362,1 1.427,3 1.358,1 1.401,3 1.335,6 1.289,1 Chỉ số phát

triển (Năm

trước =100)

103,31 104,79 95,15 103,18 95,31 96,52

(Nguồn: Tổng cục thống kê, 2017)[17]

Theo bảng số liệu trên ta thấy năng suất lúa qua các năm có xu hướng giảm dần năm 2016 là 43.609 nghìn tấn giảm 1.496 nghìn tấn so với năm

2015 là 45.105 nghìn tấn Năng suất trồng ngô cũng có xu hướng giảm từ 5.287 năm 2015 xuống 5.225 nghìn tấn giảm 62 nghìn tấn Năng suất khoai lang cũng có xu hướng giảm năm 2016 là 1.289 nghìn ha giảm 46 nghìn tấn

so với năm 2015 là 1.335 nghìn tấn Do quá trình công nghiệp hóa làm thu hẹp lại diện tích đất nông nghiệp nên làm cho năng suất một số cây lương thực chính cũng giảm theo

Tuy nhiên năng suất sắn lại có xu hướng tăng từ 10.739 nghìn tấn năm

2015 lên 10.931 nghìn tấn năm 2016 tăng 192 nghìn tấn năng suất săng tăng do cây sắn có nhiều công dụng như làm lương thực thực phẩm, làm thức ăn gia súc

và ngày nay sắn còn được sử dụng nhiều trong công nghiệp như sản xuất cồn , sản xuất NLSH, là nguồn nguyên liệu cho công nghiệp xenlulo, Hiện nay có nhiều giống sắn mới được lai tạo cho năng suất cao chất lượng tốt

Bảng 2.4: Diện tích, năng suất và sản lượng sắn ở Việt Nam

giai đoạn từ năm 2011-2016

Trong 10 tháng đầu năm 2015, xuất khẩu sắn và sản phẩm của sắn đạt 3,451 triệu tấn với kim ngạch 1,109 tỷ USD, tăng 23,5% về lượng và tăng 20,2% về giá trị so cùng kỳ năm 2014 xuất khẩu sắn và sản phẩm của sắn sẽ đạt khoảng 1,5 tỷ USD Trong đó, khoảng 80% sắn vẫn được xuất khẩu sang Trung Quốc Giá xuất khẩu tinh bột sắn năm 2015 đạt khoảng 420 - 430 USD/tấn, giá sắn lát ở mức 225 - 232 USD/tấn

Năm 2016, giá sắn tươi do các nhà máy thu mua là 800-1100 đồng/kg Năm 2015 là 1.600 - 2.000 đồng/kg với chất lượng đảm bảo, độ tinh bột 30% (trong khi đó, mức giá này của năm 2014 là 1.800 - 2.200 đồng/kg, năm 2013

là 2.000 - 2.500 đồng/kg Với mức giá nguyên liệu sắn hiện nay, giá thành của sản phẩm tinh bột sắn vào khoảng 8.000 - 8.900 đồng/kg, giá tinh bột khoảng 9.000 - 9.500 đồng/kg

2.3.3 Tình hình sản xuất sắn của tỉnh Thái Nguyên

Thái Nguyên là một tỉnh trung du miền núi phía bắc có diện tích đất tự nhiên 356.282 ha, dân số 1.156.000 người Thái Nguyên nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, nhiệt độ trung bình của Thái Nguyên là 250C Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2.000 đến 2.500 mm, cao nhất vào tháng 8 và thấp nhất vào tháng 1 Nhìn chung khí hậu tỉnh Thái Nguyên thuận lợi cho phát triển ngành nông, lâm nghiệp

Bảng 2.5: Tình hình sản xuất sắn tỉnh Thái Nguyên từ năm 2011-2016

Qua bảng số liệu 2.5 ta thấy: Diện tích, năng suất, sản lượng của Thái Nguyên có sự tăng giảm không đều từ năm 2011 - 2016 Diện tích năm 2011 là 3,6 nghìn ha đến năm 2016 giảm xuống còn 3,4 nghìn ha Do quá trình công nghiệp hóa làm diện tích đất nông nghiệp thu hẹp lại

Năng suất giảm từ 14,67 tấn/ha xuống 14,50 tấn/ha, sản lượng cũng giảm từ 52,8 nghìn tấn xuống 49,30 nghìn tấn

Trong giai đoạn từ năm 2011 - 2016, năm 2012 là năm có diện tích 3,80 nghìn ha, năng suất đạt 14,68 tấn/ha, sản lượng là 55,80 nghìn tấn cao nhất trong các năm trên

2.4 Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống sắn trên thế giới và Việt Nam

2.4.1 Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống sắn trên thế giới

Trước đây, sắn được coi là một cây màu lương thực vì vậy thường được phát triển trên diện rộng Sắn là cây trồng của người nghèo và được sản xuất bởi người nông dân nghèo nên có thời gian sắn bị lãng quên ở cộng đồng các nước phát triển

Đến năm 1970, với sự thành lập chương trình nghiên cứu sắn của CIAT

ở Colombia và IITA (International institute for Tropical Agriculture) ở

Nigieria

Trên thế giới sắn được trồng chủ yếu bằng hom nên có lợi thế về mặt duy trì các tính trạng tốt qua các thế hệ sinh sản vô tính (dòng vô tính) song lại có khó khăn là hệ số nhân giống của sắn rất thấp (trung bình là 1:7) Quá trình chọn tạo giống sắn cần phải có ít nhất 6 năm để xác định được dòng sắn triển vọng (Trần Ngọc Ngoạn, 1995; Trần Ngọc Ngoạn và cs, 2004)[11], [12] Nguồn gen và cơ cấu giống sắn phù hợp cho mỗi vùng sinh thái có ý nghĩa quan trọng hàng đầu trong công tác cải tiến giống sắn Sự phong phú, đa dạng về nguồn gen và phương pháp chọn, tạo vật liệu giống sắn triển vọng là cơ sở để tạo ra giống tốt

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

Tại châu Mỹ Latinh, chương trình chọn tạo giống sắn của CIAT đã phối hợp với CLAYUCA và những chương trình sắn quốc gia của các nước Brazil, Colombia, Mehico… giới thiệu cho sản xuất ở các nước này những giống sắn tốt như SM1433-4, CM3435-3, SG337-2, CG489-31, MCol72, AM273-23, MBRA383… Do vậy đã góp phần đưa năng suất và sản lượng sắn trong vùng tăng lên một cách đáng kể

Viện Nghiên cứu nông nghiệp nhiệt đới quốc tế IIAT (International Institute Tropical Agriculture) đặt tại Nigieria đã qua thu thập, đánh giá, bảo quản 1.286 mẫu giống, vật liệu đã chọn lọc và đưa vào sản xuất một số giống sắn chống chịu virus có năng suất cao hơn giống địa phương 2 đến 3 lần (Phan Kim Sơn, 2008) [15]

Ở châu Phi, CIAT phối hợp với IITA và các nước Nigeria, Congo, Ghana, Tanzania, Mozambique, Angola, Uganda cùng nhiều tổ chức quốc tế như FAO, Bill Gates Foundation để nghiên cứu nhằm phát triển các giống sắn mới ngắn ngày, chất lượng cao (giàu carotene, vitamin, protein…) thích hợp ăn tươi và có khả năng kháng bệnh virus (một loại bệnh dịch hại nghiêm trọng đối với cây sắn ở châu Phi) (Trần Ngọc Ngoạn, 2007) [13]

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

Ấn Độ là nước ở châu Á có năng suất sắn cao hàng đầu thế giới Cơ quan điều phối cải tiến giống sắn toàn Ấn Độ là Viện Nghiên cứu Cây có củ (CTCRI) ở Trivandrum của tiểu bang Kerala CTCRI đã thu thập, bảo quản, đánh giá 1.354 mẫu giống sắn và lai tạo được hàng chục nghìn hạt sắn lai phục vụ cho chương trình chọn tạo các giống sắn mới Gần đây, Ấn Độ có 5 giống sắn mới được nhà nước công nhận là giống quốc gia, trong đó giống Sree Prakash có nhiều triển vọng đạt năng suất củ tươi cao (35 - 40) tấn/ha Chương trình cải tiến giống sắn của Trung Quốc được thực hiện chủ yếu tại Học Viện Cây trồng Nhiệt đới Nam Trung Quốc (CATAS), Viện Nghiên cứu Cây trồng Cận Nhiệt đới Quảng Tây (GSCRI) Những giống sắn mới năng suất cao trong thời gian gần đây tại Trung Quốc có SC201, SC205, SC124, Nanzhi188, GR911, GR891

2.4.2 Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống sắn ở Việt Nam

Chọn giống sắn tốt, năng suất cao phù hợp với đất đai và yêu cầu của sản xuất lớn là việc làm cần thiết để phát huy những ưu điểm của giống Nhưng trong điều kiện sản xuất trên diện rộng nếu không có một kế hoạch chọn lọc bồi dưỡng giống sắn thường xuyên thì sau một vài năm giống sắn tốt cũng dễ thoái hóa làm năng suất giảm xuống Thấy được tầm quan trọng của công tác chọn tạo giống sắn, các nhà khoa học Việt Nam đã không ngừng nghiên cứu chọn lọc các giống sắn mới để phục vụ cho sản xuất

Cây sắn được du nhập vào nước ta khoảng giữa thế kỷ 18 và có mặt ở miền Nam trước, sau đó mới đưa ra trồng ở miền Bắc và hiện nay sắn được trồng rộng khắp cả nước (Bùi Huy Đáp, 1987) [6]

Trước năm 1975 tại Viện khảo sát nông nghiệp Sài Gòn đã nhập nội, thu thập và khảo sát nguồn gen giống sắn (Lê Xuân Hoa, 1962, 1964, 1968, 1972) Ở miền Bắc, tác giả Đinh Văn Lữ cùng thực hiện một số thí nghiệm so sánh giống sắn và kết quả đã chọn ra được giống sắn H34 thuộc nhóm sắn đắng có tỷ lệ tinh bột cao (>30%)

Trong giai đoạn 1975 - 1990, tại Viện khoa học Nông nghiệp miền Nam

và các Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Hưng Lộc đã thu thập và đánh giá các giống sắn địa phương Kết quả đã chọn lọc và giới thiệu một số giống mới để đưa ra sản xuất đại trà đó là HL23, HL24, HL20; những giống này có năng suất cao hơn giống H34 và Mì Gòn địa phương (Nguyễn Xuân Hải và Nguyễn

Kế Hùng, 1985; Trần Ngọc Quyền và cs, 1990) [7]

Tại miền Bắc từ 1980 - 1985, Trường Đại học Nông Lâm Bắc Thái đã đánh giá 20 giống sắn địa phương và kết luận giống Xanh Vĩnh Phú là giống địa phương tốt nhất miền Bắc (Trần Ngọc Ngoạn và Trần Văn Diễn, 1992) [10]

Từ năm 1988, công tác nghiên cứu chọn giống sắn ở Việt Nam có quan hệ chặt chẽ với CIAT Trong suốt 18 năm (1988 - 2005), chương trình sắn của Việt Nam đã phối hợp với CIAT chọn lọc và phát triển hai giống sắn mới là KM60 và KM94 ra sản xuất Đây là hai giống sắn có năng suất củ tươi cao (25 - 40 tấn/ha), có tỷ lệ tinh bột cao (27 - 30%), thích hợp với chế biến tinh bột Cũng từ năm 1993 trở lại đây nhiều nhà máy chế biến tinh bột sắn được xây dựng, cây sắn đã chuyển sang hướng sản xuất hàng hóa Do đó các giống sắn mới đã và đang được phát triển mạnh ở hai miền Nam - Bắc Việc giới thiệu và phát triển hai giống sắn mới này vào sản xuất đã là một bước đột phá mới trong nghề trồng sắn ở Việt Nam

Với sự hợp tác của CIAT, chương trình sắn Việt Nam cũng đã tiến hành đánh giá vào khoảng 30.000 hạt lai do CIAT/Colombia, CIAT/Thái giới thiệu

và khoảng 7.000 hạt lai từ nguồn lai tạo trong nước Hàng chục dòng triển vọng tiếp tục được chọn ra từ nguồn vật liệu này như: KM98-1, KM98-5, KM95-3, KM98-7, KM140… Trong số các dòng này, có những dòng rất có triển vọng vừa thích hợp chế biến, vừa có thể sử dụng ăn tươi

Trong giai đoạn 1991 - 2005, chương trình sắn Việt Nam đã hợp tác chặt chẽ với CIAT, VEDAN và mạng lưới nghiên cứu sắn châu Á để đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu và phát triển sắn với mục tiêu là chọn tạo ra những giống sắn có năng suất củ tươi và tỷ lệ tinh bột cao, phục vụ cho chế biến công nghiệp, đồng thời cũng tuyển chọn được những giống sắn ngắn ngày, đa dạng, thích hợp cho cả chế biến công nghiệp cũng như nhu cầu về lương thực

ở vùng sâu, vùng xa Do đó đã tạo được bước đột phá quan trọng trong nghề trồng sắn của Việt Nam (Trần Ngọc Ngoạn và cs, 2004) [12]

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

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

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

- Rút ngắn thời gian thu hoạch

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

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

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

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

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

ở Việt Nam đã khẳng định ý nghĩa quan trọng của phương pháp tuyển chọn giống sắn thích hợp theo vùng khí hậu, đất đai và tạo nguồn vật liệu khởi đầu phong phú để tạo nên sự đột phá về năng suất Công tác thực nghiệm tuyển chọn giống sắn trên đồng ruộng chỉ có kết quả khi bảo đảm vững chắc được cơ sở di truyền những tính trạng nông học Trong đó, cần quan tâm chú

ý đến năng suất củ tươi, chỉ số thu hoạch có hệ số di truyền cao; tỷ lệ chất khô, tỷ lệ tinh bột có hệ số di truyền thấp và ít biến động bởi điều kiện môi trường (Trần Ngọc Ngoạn, 1995) [11]

2.5 Tình hình bảo tồn nguồn gen cây sắn trên thế giới và Việt Nam

2.5.1 Trên thế giới

CIAT là nơi bảo tồn nguồn gen sắn đứng hàng đầu thế giới Hiện tại CIAT đã thu thập, bảo quản được 5.728 mẫu giống sắn và đã đăng ký tại FAO gồm 5.138 mẫu giống sắn thu thập tại vùng Nam Mỹ và Trung Mỹ, 24 mẫu giống sắn

ở Bắc Mỹ, 384 mẫu giống sắn lai của CIAT, 163 mẫu giống sắn vùng Châu Á,

19 mẫu giống sắn vùng châu Phi Trong số 5.728 mẫu giống sắn này có 35 loài sắn hoang dại được thu thập nhằm sử dụng để lai tạo ra giống sắn kháng sâu bệnh hoặc giàu protein Nguồn gen giống sắn nêu trên đã được CIAT bảo tồn và đánh giá về tiềm năng năng suất, giá trị dinh dưỡng, thời gian sinh trưởng, khả năng chống chịu sâu bệnh hại cũng như khả năng thích nghi với sự thay đổi của môi trường, từ đó chọn ra những cặp bố mẹ để lai tạo phục vụ cho công tác cải tiến giống sắn và trao đổi quỹ gen đối với các nước

CIAT hiện có những nghiên cứu rất sâu về di truyền số lượng, ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo, nhân giống và bảo tồn nguồn gen sắn Mục tiêu của CIAT là xây dựng bản đồ gen để tạo giống sắn ngắn ngày, chất lượng cao, giàu protein, carotene và vitamin và có khả năng kháng bệnh virus,

bệnh héo vi khuẩn (Xanthomonas manihotis), bệnh đốm nâu lá (Cercospora

spp), bệnh thán thư (Coletotrichum spp.), nhện (Tetranychus spp) IITA cũng

đã có những nghiên cứu bước đầu đã xác định được một số giống sắn có khả năng kháng bệnh Cassava Brown Streak (CBSD) và bệnh khảm Cassava Mosaic Disease (CMD) (Adjei S and Nsiah M., 2009) [15]

Ở châu Á, các nhà chọn tạo giống sắn tham dự hội thảo sắn được tổ chức tại Thái Lan tháng 8 năm 2008 đã nhất trí xác định mục tiêu của các chương trình cải tiến giống sắn quốc gia là chọn tạo ra những giống sắn có năng suất củ tươi và tỷ lệ tinh bột cao nhằm đáp ứng được yêu cầu chế biến công nghiệp Mục tiêu cải tiến giống sắn của những quốc gia (Ấn Độ, Indonexia, Srilanca) có nhu cầu cao về sử dụng sắn làm lương thực là chọn tạo các giống sắn ngắn ngày có năng suất cao, chất lượng tốt, hàm lượng axit cyanhydric (HCN) trong củ thấp, thích hợp tiêu thụ tươi, dạng cây đẹp, có khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh bất thuận và sâu bệnh

Chương trình sắn CIAT/ Colombia trong giai đoạn 1975-1995 đã cung cấp trên 350.000 hạt sắn lai của 251 dòng, giống sắn tốt cho 9 nước châu Á

Trong giai đoạn 1995 - 2005, CIAT/ Colombia tiếp tục cung cấp 141.021 hạt lai của 1.331 cặp bố mẹ cho 11 nước ở khu vực này Từ năm 1985 đến năm

2004 chương trình sắn CIAT/ Thái Lan đã cung cấp được gần 100.000 hạt sắn lai cho các nước châu Á và CIAT/ Colombia

Thái Lan là nước có chương trình chọn tạo giống sắn lớn nhất châu Á Những cơ quan nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống sắn hiện nay là Trường Đại học Kasetsart (KU), Viện phát triển tinh bột sắn Thái Lan (TTDI) và Viện Nghiên cứu Cây trồng Thái Lan (FCRI) Tại Trung tâm Nghiên cứu Cây trồng Rayong (thuộc FCRI) mỗi năm có 15.000 - 20.000 hạt sắn lai F1

được khảo sát, đánh giá và tuyển chọn Những giống sắn mới năng suất cao, phẩm chất tốt được giới thiệu trong thời gian gần đây có Kasetsart 50, Rayong

72, Rayong 5, Rayong 90, Huay Bong 60, Huay Bong 1, Huay Bong 2 và CMR 41-111-129 (Algerico M Mariscal, Reynaldo V Bergantin and Anita D., 2007) [17]

Chương trình cải tiến giống sắn của Trung Quốc được thực hiện chủ yếu tại Học viện Cây trồng Nhiệt đới Nam Trung Quốc (CATAS), Viện Nghiên cứu Cây trồng Cận Nhiệt đới Quảng Tây (GSCRI) Những giống sắn mới năng suất cao trong thời gian gần đây tại Trung Quốc có SC201, SC205, SC124, Nanzhi 188, GR911, GR 891; Xinxuan 048

Chương trình chọn tạo giống sắn của Indonexia được tập trung thực hiện tại trường Đại học Branijaya và Viện Nghiên cứu Cây Lương thực Marlang (MARIF) Năm 1978, hai giống sắn mới được đưa ra sản xuất là Adira 1 và Adira 2, kế đó năm 1986 có giống Adira 4 Mới đây, MARIF công bố một số giống sắn mới Marlang 1, Marlang 2, đồng thời đánh giá và tuyển chọn từ 21.200 hạt lai F1 của CIAT được một số dòng có triển vọng đang được khảo nghiệm rộng rãi

Viện khoa học nông nghiệp nhiệt đới Trung Quốc đã dựa vào công nghệ trình tự gen để phác họa thành công bản đồ gen tương đối hoàn chỉnh của cây

sắn thuộc 3 giống KU50, W24 và CAS36 Công trình này bắt đầu từ năm

2006 và hoàn thành sau một năm Thông qua biện pháp tạp giao để hoàn thành việc tổ hợp số liệu các gen với nhau Việc phác họa thành công bản đồ gen chi tiết của 3 giống sắn khác nhau có thể giúp tìm hiểu sâu hơn về đặc trưng cơ bản trong kết cấu gen của cây sắn như sự phân bố tuyến tính trên nhiễm sắc thể, số lượng gen và sự biến đổi đa dạng của chúng Hiện nay, trên thế giới chỉ có Mỹ phác họa thành công bản đồ gen của một loại sắn Kết quả này đã cung cấp những số liệu cho các nhà khoa học áp dụng các công nghệ mới vào nghiên cứu cơ sở và ứng dụng các loài sắn Mặt khác, việc làm này cũng tạo nền móng cho việc từng bước giải mã cơ chế điều tiết phân tử trong việc chống hạn và tích lủy tinh bột của cây sắn, đồng thời, kết quả nghiên cứu cũng mang lại ý nghĩa khoa học quan trọng đối với công tác đảm bảo an ninh lương thực toàn cầu và phát triển nguồn năng lượng sinh vật CIAT cũng ước lượng diện tích sử dụng các giống sắn mới trên toàn thế giới năm 2003 đạt khoảng 1,58 triệu ha Vùng châu Mỹ 250 nghìn ha, châu Á 1,35 triệu ha trong đó: Thái Lan 1,1 triệu ha và Trung Quốc 40 nghìn ha (Algerico M Mariscal, Reynaldo V Bergantin and Anita D., 2007) [17]

Tóm lại, hiện nay nghiên cứu bảo tồn và chọn tạo giống sắn ở trên thế giới đã dần dần được quan tâm ở nhiều quốc gia Trong các hướng nghiên cứu chọn tạo giống sắn mới chủ yếu vẫn là thu thập đánh giá nguồn gen giống tốt làm vật liệu cho công tác này

2.5.2 Ở Việt Nam

Công tác nghiên cứu chọn tạo giống sắn ở Việt Nam, được thực hiện bởi Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam (VAAS); Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam (IAS), Đại học Nông Lâm Thái Nguyên (TUAF), Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh (NLU), Đại học Nông Lâm Huế (HAU) và các sở Nông nghiệp của các tỉnh trồng nhiều sắn Giai đoạn 1981-

1990, Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc thuộc IAS

đã đánh giá nguồn gen các giống sắn thu thập được ở các địa phương và đã xác định được ba giống sắn HL23, HL24 và HL20 có phẩm chất củ tốt, ít đắng, thời gian sinh trưởng 8-10 tháng, thích hợp cho nhu cầu lương thực Những giống sắn này được áp dụng trong sản xuất ở các tỉnh phía Nam trên 70.000 ha mỗi năm Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã thu thập đánh giá nguồn gen 20 giống sắn và xác định được Xanh Vĩnh Phú là giống sắn địa phương tốt nhất, thích hợp cho nhu cầu lương thực ở các tỉnh phía Bắc (Hoàng Kim, 2003) [9]

Từ năm 1988 đến năm 2012, qua một phần tư thế kỷ hợp tác, Chương trình Sắn Việt Nam (VNCP) kết hợp với Trung tâm Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế (CIAT) đã đạt được những thành tựu to lớn trong nghiên cứu và phát triển sắn (Phạm Văn Biên và cs, 2001) [3] Tám giống sắn tốt đã được giới thiệu công nhận giống và trồng phổ biến trong sản xuất Trong tám giống sắn

có sáu giống nhập nội và tuyển chọn: KM60; KM94, KM95; SM937-26, KM98-1, KM98-7; Hai giống sắn đã được lai tạo là KM140 và KM98-5 (Nguyễn Hữu Hỷ và cs, 2012) [8]

Thực hiện mục tiêu trên đến năm 2011 đã có khá nhiều công trình nghiên cứu về chọn tạo giống đạt kết quả tốt nhờ đó mà nhiều giống sắn mới được đưa vào sản xuất như KM60, KM94, KM95, KM95-3, SM937-

26, KM98-1, KM98-5, KM98-7, KM140 đã thực sự mang lại lợi nhuận cao cho nông dân trên diện rộng, cho nên tạo được công ăn việc làm và góp phần xoá đói giảm nghèo ở vùng sâu, vùng xa và miền núi, đồng thời tăng sức cạnh tranh của tinh bột sắn xuất khẩu và các sản phẩm khác chế biến từ sắn trên thị trường trong và ngoài nước (Bùi Bá Bổng, 2012) [4]

Giai đoạn 2007-2012 công tác lai tạo, chọn lọc và chuyển giao tiến bộ về cải tiến giống sắn ở Việt Nam đã đạt được những thành tựu vượt bậc, các nhà khoa học đã giới thiệu cho sản xuất được 6 giống sắn mới, những giống này đều

có những đặc tính tương đương và vượt trội hơn so với giống sắn chủ lực KM94

Kết quả các giống mới được giới thiệu là:

Ba giống sắn được công nhận chính thức là: giống KM98-7 (2008), giống KM 140 (2010) và giống NA1 (2011)

Ba giống sắn được công nhận tạm thời: giống KM98-5 (2010), giống 08SA06 và KM21-12 (2012)

Kết quả chọn lọc bộ giống sắn đột biến bằng nguồn phóng xạ Coban60 đã được đánh giá qua thế hệ M4, có 4 dòng sắn triển vọng đạt nãng suất củ tươi cao nhất với đối chứng từ 10 - 30%: Ðó là các dòng, giống: dòng KM94, dòng KM140, dòng KM 98-5-10-2 NS, dòng KM 140-5-4

- Lai tạo giống sắn

+ Vật liệu lai tạo và chọn lọc

Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam hiện đang bảo tồn và khai thác tập đoàn một số mẫu giống sắn và trên 105 ngàn hạt sắn lai đang được đánh giá tuyển chọn Nguồn vật liệu này chủ yếu được nhập từ CIAT- Colombia, CIAT-Thailand và lai tạo ở Việt Nam Số lượng hạt sắn lai đã nhập nội, lai tạo và đánh giá là 123.156 hạt Số hạt lai đã đánh giá trước năm 2000 là 74.718 hạt trong đó nhập nội từ CIAT/ Colombia là 48.895 hạt, nhập nội từ CIAT/ Thailand là 23.180 và lai tạo ở Việt Nam 2.643 Số hạt sắn lai thu thập

từ năm 2000- 2002 là 29.788 hạt, từ 2002 - 2011 là 30.060 hạt Trung tâm Hưng Lộc hiện đang bảo tồn một trong những nguồn gen giống sắn phong phú và hiệu quả nhất của châu Á (Agyenim Boateng S., Boadi S., 2010) [16]

+ Lựa chọn cặp lai

Đánh giá nguồn vật liệu giống sắn hiện có; nghiên cứu sự ra hoa và tạo củ của các giống sắn; phả hệ của các giống sắn ưu tú; khả năng phối hợp và sự thừa kế các đặc tính; tạo dòng bố mẹ trên những quần thể sắn lai tiêu biểu nhất Sắn là cây tự thụ vừa là cây giao phấn Khả năng tự thụ phấn của các giống sắn dao động từ 0% - 100%, tùy theo kiểu gen và khoảng cách trồng

Để tránh tạp giao, cần phải thực hiện việc tạo ḍng và cách ly không gian giữa

các quần thể giống gốc trên 500m

+ Lai hữu tính và thu hạt sắn lai

Hầu hết các giống sắn trồng đều có khả năng ra hoa, hoa sắn là loại hoa đơn tính, hoa đực và hoa cái riêng rẽ trên cùng một cây, hoa đực thường nở trước hoa cái từ một đến hai tuần

Trong tự nhiên, sắn được thụ phấn chủ yếu nhờ côn trùng và gió Cây sắn có khả năng thích ứng rộng, song việc tuyển chọn được một giống sắn mới đạt năng suất cao phù hợp cho nhiều vùng sinh thái khác nhau thì đòi hỏi phải tốn nhiều công sức Công tác tuyển chọn các dòng, giống sắn ưu tú thường dựa trên quan trắc đồng ruộng vì điều kiện của môi trường có ảnh hưởng đến sự di truyền của một số tính trạng số lượng được biểu hiện ra bên ngoài như: số củ/cây, khối lượng củ/cây, chiều cao cây, tỷ lệ chất khô, năng suất sinh học, chỉ số thu hoạch, thời gian từ trồng đến phân cành cấp 1, tuổi thọ trung bình của một lá, chỉ số diện tích lá Đó là các thông số chủ yếu quan trọng trong việc lựa chọn dòng có triển vọng

Tóm lại: Qua những kết quả nghiên cứu ở trên cho thấy công tác chọn tạo giống sắn mới hiện nay phổ biến vẫn là phương pháp lai hữu tính Đây là phương pháp đã được nhiều nước trên thế giới ứng dụng và đã tạo ra được nhiều giống sắn mới được ứng dụng đưa vào sản xuất Vì vậy nên việc lưu giữ nguồn gen tốt để phục vụ cho công tác chọn tạo giống sắn là việc làm hết

sức cần thiết

Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu các giống sắn tham gia thí nghiệm

Thứ tự giống Tên giống Địa điểm thu thập

và phát triển cây có củ

và phát triển cây có củ

và phát triển cây có củ

và phát triển cây có củ

và phát triển cây có củ

và phát triển cây có củ

và phát triển cây có củ

và phát triển cây có củ

và phát triển cây có củ

và phát triển cây có củ

và phát triển cây có củ

3.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

- Thời gian nghiên cứu: từ tháng 3/2017 đến tháng 12/2017

- Địa điểm nghiên cứu: Thí nghiệm được bố trí ở khu trồng cạn trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên

3.3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu sự sinh trưởng và phát triển của tập đoàn giống sắn tại Thái Nguyên

- Nghiên cứu một số đặc điểm nông học của các giống sắn

- Nghiên cứu các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất, chất lượng của các giống sắn

3.4 Phương pháp nghiên cứu

Công thức 7 : Sắn lai Hòa Bình

Công thức 8 : Sắn lai Lai Châu

Công thức 9 : Sắn chuối Phú Thọ

Công thức 10 : Sắn chuối Sơn La

Công thức 11 : Sắn Đờ Hơ

3.4.1.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm

* Diện tích ô thí nghiệm: Thí nghiệm gồm 11 công thức không có lần nhắc lại, mỗi ô thí nghiệm 5m x 6m = 30m², tổng diện tích 30m² x 11 (ô thí

nghiệm) = 330m², không tính diện tích hàng bảo vệ

* Quy trình kỹ thuật thí nghiệm

- Theo hướng dẫn của CIAT (Trung tâm Nông nghiệp nhiệt đới Quốc tế) + Làm đất: Sâu, tơi xốp, sạch cỏ dại… đúng yêu cầu kỹ thuật đề ra

+ Mật độ trồng: 1m x 1m tương đương 10.000 cây/ha

+ Thời vụ: Trồng vào tháng 3/2017 thu hoạch tháng 12/2017

- Phân bón:

+ Lượng phân bón cho 1 ha:

10 tấn phân chuồng + 120 kg N + 80 kg P2O5 + 120 kg K2O

+ Kỹ thuật bón phân:

Bón lót: Toàn bộ phân chuồng + phân lân + 1/3N + 1/3 K2O

Bón thúc lần 1: Sau trồng 45 ngày với lượng 1/3N + 1/3 K2O kết hợp với làm cỏ lần 1 và vun gốc

Bón thúc lần 2: Sau trồng 90 ngày với lượng 1/3N + 1/3 K2O kết hợp với

làm cỏ và vun cao gốc

3.4.2 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi

Được áp dụng theo QCVN 01-61: 2011/BNNPTNT “Quy chuẩn kỹ thuật

quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng của giống sắn”

* Theo dõi sự sinh trưởng của các giống sắn

+ Thời gian mọc mầm: Theo dõi từ khi trồng cho đến khi có trên 70% số hom mọc mầm

+ Tỷ lệ mọc mầm: Đếm số hom mọc mầm trên tổng số hom trồng

+ Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây: Cố định bằng cọc 5 cây ngẫu nhiên theo đường chéo góc/ô thí nghiệm, 15 ngày đo chiều cao cây 1 lần, lấy số liệu trung bình ở mỗi giai đoạn sinh trưởng

+ Tốc độ ra lá: Tiến hành trên 5 cây đã đo chiều cao, 15 ngày đếm số lá mới ra 1 lần, dùng phương pháp đánh dấu lá để biết số lá mới ra, lấy số liệu trung bình ở mỗi giai ðoạn sinh trýởng

+ Tuổi thọ lá: Theo dõi 5 cây trên ô thí nghiệm theo phương pháp đánh dấu lá Tuổi thọ lá tính từ ngày lá non phát triển đầy đủ đến ngày lá già chuyển sang màu vàng, lấy số liệu trung bình ở mỗi giai đoạn sinh trưởng + Thời gian từ trồng đến phân cành: Theo dõi 5 cây trên ô thí nghiệm Thời gian từ trồng đến phân cành tính từ ngày trồng đến ngày cây bắt đầu phân cành, sau đó lấy giá trị trung bình

* Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của các giống sắn tham gia thí nghiệm: Theo dõi một lần khi thu hoạch vào tháng 12 năm 2017, theo dõi 5

cây theo đường chéo góc, đo đếm lấy số liệu trung bình

+ Chiều cao thân chính (cm): Đo từ điểm gốc của cây đã được cố định bằng cọc đến điểm phân cành đầu tiên

+ Chiều dài các cấp cành (cm): Đo chiều dài các cấp cành (cành cấp 1 và cành cấp 2,3)

+ Chiều cao cây cuối cùng (cm): Tổng chiều dài các cấp cành cộng với chiều cao thân chính

+ Đường kính gốc (cm): Dùng thước kẹp pame đo cách gốc 15 cm

+ Tổng số lá trên cây (lá/cây): Đếm tổng số lá (sẹo lá)/cây

* Theo dõi các yếu tố cấu thành năng suất (đường kính củ, chiều dài

củ, số củ/gốc, khối lượng củ/gốc) và năng suất, chất lượng của các giống sắn

Theo dõi một lần khi thu hoạch vào tháng 12 năm 2017:

+ Chiều dài củ, đường kính củ (cm): Phân thành 3 nhóm (dài, trung bình, ngắn) và mỗi loại chọn 3 củ để đo chiều dài củ, đường kính củ Sau đó lấy giá trị trung bình

+ Số củ/gốc: Mỗi ô thí nghiệm thu hoạch 5 cây đếm tổng số củ thu hoạch sau đó lấy giá trị trung bình Chỉ tính các củ có chiều dài lớn hơn hoặc bằng

12 cm và đường kính củ > 2 cm

+ Khối lượng củ/gốc (kg): Cân tổng khối lượng củ thu hoạch của 5 cây sau đó lấy giá trị trung bình

+ Năng suất củ tươi (tấn/ha) = Khối lượng trung bình của củ/gốc x mật độ cây/ha + Năng suất thân lá (tấn/ha) = Khối lượng trung bình của 1 cây x mật độ cây/ha + Năng suất sinh vật học (tấn/ha) = Năng suất củ tươi + Năng suất thân lá + Tỷ lệ chất khô (%): Xác định theo phương pháp khối lượng riêng của CIAT, mỗi ô thí nghiệm khi thu hoạch lấy 5 kg củ tươi cân trong không khí sau đó đem cân trong nước bằng cân Reinman rồi áp dụng công thức sau:

Y: Tỷ lệ chất khô

A: Khối lượng củ tươi cân trong không khí (g)

B: Khối lượng củ tươi cân trong nước (g)

+ Tỷ lệ tinh bột (%): Được xác định bằng cân Reinman của CIAT

+ Chỉ số thu hoạch (%):

NSSVH + Năng suất củ khô (NSCK):

NSCK = NSCT x TLCK (tấn/ha)

+ Năng suất tinh bột (NSTB):

NSTB = NSCT x TLTB (tấn/ha)

Bảng 3.1: Chỉ tiêu đánh giá màu sắc của các giống sắn

TT Chỉ tiêu

Giai đoạn đánh giá

Đơn vị tính hoặc điểm

Mức độ biểu hiện

Phương pháp đánh giá

Xám Xám bạc Trắng Nâu đen

Quan sát vỏ củ ngoài

1

3

5

- Màu vỏ củ trong:

Trắng Hồng Trắng hồng

Quan sát vỏ củ trong

7 Mầu thịt củ Thu

hoạch

1

3

Trắng Trắng đục Quan sát thịt củ

4.3 Phương pháp xử lý số liệu

Các kết quả được tổng hợp, xử lý, vẽ biểu đồ trên phần mềm Excel

Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1 Tỷ lệ mọc mầm và thời gian mọc mầm của các giống sắn tham gia thí nghiệm tại trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên

Bảng 4.1: Tỷ lệ mọc mầm và thời gian mọc mầm của các giống sắn

tham gia thí nghiệm

STT Tên giống sắn

Tỷ lệ mọc mầm (%)

Thời gian từ trồng đến

(ngày) Bắt đầu mọc mầm

Kết thúc mọc mầm

mầm lần lượt là 14 - 15 ngày, giống Mỳ Kè, sắn Nghệ và sắn Đờ Hơ (14 ngày), giống sắn nếp và Ba Bể (15 ngày) Thời gian từ trồng đến kết thúc mọc mầm giữa các giống tham gia thí nghiệm khác nhau và dao động từ 18 - 21 ngày, sớm nhất là giống Sắn lai hòa bình và sắn lai lai châu (18 ngày) sớm hơn giống mọc muộn nhất là Sắn ta, Sắn nếp, Sắn chuối phú thọ và Sắn chuối Sơn La (21 ngày) là 3 ngày Các giống còn lại có thời gian từ trồng đến kết thúc mọc mầm là 19 ngày Khoảng thời gian từ khi mọc mầm đến khi kết thúc mọc mầm của các giống cũng khác nhau, dao động từ 5 - 6 ngày Giống Sắn ăn có khoảng thời gian mọc mầm kéo dài nhất là 6 ngày, các giống còn lại đều có thời gian mọc mầm bằng nhau là 5 ngày

+ Tỷ lệ mọc mầm của các giống khá cao dao động từ 91,57 (Ba Bể) - 96,67% (Mỳ Kè)

- Như vậy trong cùng một thời vụ trồng, điều kiện tự nhiên, mật độ trồng và chế độ dinh dưỡng, chăm sóc như nhau nhưng tỷ lệ mọc mầm, thời gian bắt đầu

và kết thúc mọc mầm của các giống là khác nhau Đó là do đặc điểm của từng giống khác nhau quyết định

4.2 Tốc độ sinh trưởng của các giống sắn tham gia thí nghiệm

Sinh trưởng là sự tăng lên về kích thước và khối lượng của cây trồng Do vậy theo dõi tốc độ tăng trưởng của các giống sắn chủ yếu thông qua hai chỉ tiêu là chiều cao cây và tốc độ ra lá

Sự khác nhau giữa cây sắn và cây trồng khác ở đặc điểm sau:

- Thứ nhất: Bộ phận thu hoạch chính nằm ở dưới đất là củ được hình thành từ phần gỗ, đặc biệt là các rễ mọc tự nhiên được phát triển thành củ

- Thứ hai: Cây sắn phát triển thân lá và tích lũy tinh bột vào củ cùng thời

kỳ Như vậy sản phẩm quang hợp được phân phối cho sự phát triển thân lá và củ Sự phát triển thân lá là biểu hiện của quá trình đồng hóa, các yếu tố của điều kiện sống là biểu thị khả năng thích ứng cụ thể của các giống Dựa vào

đặc điểm này cần có các biện pháp kỹ thuật tác động thích hợp vào cây sắn nhằm đạt được năng suất cao theo ý muốn

Việc theo dõi đánh giá tốc độ sinh trưởng của thân, lá của các giống là chỉ tiêu quan trọng giúp chúng ta đánh giá tiềm năng năng suất của các giống sắn Đây là một chỉ tiêu quan trọng trong công tác chọn tạo giống

4.2.1 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các giống sắn tham gia thí nghiệm tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

- Sắn thuộc loại cây hai lá mầm, dạng thân gỗ, sự sinh trưởng của cây sắn phụ thuộc vào hoạt động của mô phân sinh đỉnh và mô phân sinh tượng tầng Chiều cao cây sắn quyết định bởi mô phân sinh đỉnh và nó chịu ảnh hưởng khá nhiều của các yếu tố: Giống, điều kiện canh tác, điều kiện ánh sang Nếu chăm sóc tốt cây sinh trưởng nhanh và ngược lại trồng mật độ quá dày cây thiếu ánh sáng để quang hợp cây sẽ rất cao và nhỏ

- Trong cùng một điều kiện sống: Chăm sóc, bón phân, mật độ như nhau thì chiều cao của cây sắn được quyết định bởi giống Chiều cao cây ảnh hưởng gián tiếp đến năng suất và ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chống đổ của cây Cây cao số lá nhiều thuận lợi cho quá trình quang hợp tích lũy vật chất khô Nếu quá cao các lá che lấp nhau ảnh hưởng đến quang hợp, khả năng chống đổ kém, không có nhiều chất hữu cơ chuyển về củ, củ sẽ bé, năng suất thấp

- Do vậy trong chọn tạo giống sắn cần chọn tạo giống sắn có chiều cao trung bình để vừa có khả năng quang hợp vừa có khả năng chống đổ tốt Kết quả theo dõi sinh trưởng chiều cao cây của các giống sắn tham gia

thí nghiệm được thể hiện ở bảng 4.2

Bảng 4.2: Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các giống sắn

tham gia thí nghiệm

Qua số liệu ở bảng 4.2 ta thấy:

- Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây thể hiện khả năng sinh trưởng của cây và khả năng cho năng suất Các mẫu giống sắn thí nghiệm có tốc độ tăng trưởng chiều cao cây tăng dần từ khi trồng đến 5 - 6 tháng