Nghiên cứu xác định giống sắn (manihot esculenta crantz) thích hợp cho điều kiện trồng trọt nhờ nước trời tại vùng đồi núi Bắc Trung Bộ, thích ứng với biến đổi khí hậu

TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 50.2020 55 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH GIỐNG SẮN (MANIHOT ESCULENTA CRANTZ) THÍCH HỢP CHO ĐIỀU KIỆN TRỒNG TRỌT NHỜ NƢỚC TRỜI TẠI VÙNG ĐỒI NÚI BẮC TRUNG BỘ, THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Phạm Thị Thanh Hƣơng1, Lê Thị Thanh Huyền2, Lê Thị Hƣờng3 TÓM TẮT Thí nghiệm g m 8 giống sắn: KM325, KM140, KM94, KM98-1, KM98-7, HL-S11, Sa21-12, Sa06), giống KM325 là giống đối chứng; đ ợc triển khai trong năm 2018 tại 3 tỉnh vùng đ i núi Bắc Trung Bộ (Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh), trong điều kiện tr ng trọt hoàn toàn nh n ớc tr i. Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong điều kiện tr ng trọt hoàn toàn dựa vào n ớc tr i, giống KM140 có th i gian mọc mầm ngắn (7 ngày), chịu hạn tốt. Năng suất trung bình đạt 38,6 tấn/ha, cao hơn so với năng suất giống đối chứng và các giống khác có ý nghĩa thống kê. Đâ là giống thích hợp cho vùng đ i núi Bắc Trung Bộ trong điều kiện tr ng trọt nh n ớc tr i. Từ khóa: Giống sắn, khả năng chịu hạn, Bắc Trung Bộ, tr ng trọt nh n ớc tr i. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Sắn Manihot esculenta Crantz là cây trồng tiềm năng của thế ỷ 21, đang chuyển đổi vai trò t cây lƣơng thực thành cây nhiên liệu sinh học, tinh bột, lƣơng thực và thức ăn gia súc [4]. Thế giới hiện có 103 nƣớc trồng sắn với tổng diện tích sắn thu hoạch năm 2014 đạt 24,15 triệu ha, năng suất củ tƣơi bình quân 11,3 tấn/ha, sản lƣợng 272,9 triệu tấn. Việt Nam xếp thứ 12 trên thế giới về diện tích trồng sắn [6]. Tại vùng đồi núi Bắc Trung Bộ, cây sắn là cây trồng chủ lực, là nguồn thu nhập chính của nhiều hộ nông dân nghèo, đồng bào dân tộc thiểu số trong vùng, vì lợi thế chịu đƣợc đất nghèo, dễ trồng, ít chăm sóc, chi phí thấp, dễ thu hoạch, dễ chế biến. Năm 2016 tổng diện tích trồng sắn của vùng là 211.600 ha và sản lƣợng đạt 2.333.400 tấn [4]. Những năm gần đây sản xuất sắn ở vùng Bắc Trung Bộ gặp nhiều hó hăn và rủi ro do biến đổi hí hậu gây ra, trong hi đó phần lớn đất nông nghiệp là đất dốc không chủ động tƣới. Sản xuất sắn gặp nhiều hó hăn, mùa đông có hí hậu lạnh, khô, nguy cơ có sƣơng giá, hạn hán nặng cho các loại cây trồng vì độ ẩm rất thấp (< 30%, thậm chí < 15%), mùa hè nắng nóng kèm theo những đợt hạn ngắn ảnh hƣởng lớn đến năng suất. Do đó, để nâng cao năng suất và phát triển sản xuất sắn bền vững, việc nghiên cứu đánh giá lựa chọn các giống sắn có khả năng chịu hạn phù hợp cho vùng đồi núi Bắc Trung Bộ là hết sức cần thiết. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu Thí nghiệm đƣợc thực hiện trên 8 giống sắn (bảng 1). 1 Sở Khoa học và Công nghệ Thanh óa 2,3 Khoa Nông - Lâm - Ng nghiệp, Tr ng Đại học ng Đức TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 50.2020 56 Bảng 1. Nguồn gốc các giống sắn thí nghiệm Giống sắn Xuất xứ KM325 ĐC Viện Khoa học ỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam tuyển chọn KM140 Viện Khoa học ỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam tuyển chọn KM94 Viện Khoa học ỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam tuyển chọn KM98-1 Viện Cây lƣơng thực và Cây thực phẩm KM98-7 Viện Cây lƣơng thực và Cây thực phẩm HL-S11 Viện Khoa học ỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam tuyển chọn Sa21-12 Viện Cây lƣơng thực và Cây thực phẩm Sa06 Viện Cây lƣơng thực và Cây thực phẩm 2.2. Phạm vi nghiên cứu Thí nghiệm đồng ruộng đƣợc bố trí ở các huyện miền núi thuộc 3 tỉnh Thanh Hóa (xã Phúc Thịnh, huyện Ngọc Lặc), Nghệ An xã Châu Đình, huyện Quỳ Hợp , Hà Tĩnh (xã Gia Phố, huyện Hƣơng Khê trong năm 2018. 2.3. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đủ, 3 lần nhắc lại, diện tích ô thí nghiệm là 32 m2 8 m x 4 m . Lƣợng phân bón áp dụng cho 1 ha gồm: 100 kg N, 50 kg P2O5 và 100 kg K2O; Đánh giá hả năng sinh trƣởng, phát triển và năng suất sắn dựa theo Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng giống sắn của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (QCVN 01-61 : 2011/BNNPTNT). Số liệu đƣợc xử lý và phân tích các tham số thống kê bằng phần mềm Microsoft Excel 2010 và IRRISTAT 5.0. 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Một số đặc tính nông học của các giống sắn thí nghiệm tại vùng đồi núi Bắc Trung Bộ Bảng 1. Một số đặc tính nông học và khả năng chống chịu điều kiện ngoại cảnh bất thuận của một số giống sắn thí nghiệm (số liệu trung b nh 3 điểm) Giống Thời gian mọc mầm ngày Chiều cao cây (cm) Số thân/ khóm (cây) Khả năng chịu hạn điểm Khả năng chống đổ điểm) KM325 ĐC) 10 241,1bc 2,5 2 2 KM140 7 236,5b 2,8 1 1 KM94 7 271,2d 3,0 1 1 KM98-1 9 246,2c 3,1 2 2 KM98-7 8 244,3bc 3,1 1 1 HL-S11 7 220,2a 2,7 2 2 Sa21-12 10 284,3e 2,6 2 1 Sa06 10 291,2e 2,5 2 1 LSD 0,05 - 8,8 - - - CV% - 7,2 - - - Chú thích: Các chữ cái khác nhau thể hiện sự sai khác ở mức có ý nghĩa 95 Cùng chữ trong cùng một cột biểu thị sự khác nhau không có ý nghĩa TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 50.2020 57 Thời gian mọc mầm đƣợc xác định khi có 50% số hom có mầm mọc lên khỏi mặt đất. Thông thƣờng vào thời vụ trồng, sau hi đặt hom t 5 - 17 ngày sắn bắt đầu mọc mầm. Nếu điều kiện thời tiết không thuận lợi nhƣ nhiệt độ thấp, thiếu ẩm thời gian mọc mầm ra rễ bị ảnh hƣởng rõ rệt, tỷ lệ mọc mầm không đảm bảo, chất lƣợng mầm kém [3]. Sắn thí nghiệm đƣợc trồng vào tháng 2, có mƣa phùn nên độ ẩm đất thuận lợi cho quá trình mọc mầm, tuy nhiên kết cấu đất đồi cứng nên thời gian nảy mầm của hom dao động t 7 -10 ngày; các giống KM140, KM94, KM98-7 và HLS11 có thời gian mọc mầm sớm hơn và dao động trong khoảng 7- 8 ngày, các giống còn lại tƣơng đƣơng giống đối chứng với 10 ngày. Chiều cao cây của các giống sắn tại 3 điểm thí nghiệm dao động trong khoảng 220,2 - 291,2 cm, phù hợp với yêu cầu thực tiễn sản xuất sắn. Nhìn chung chỉ có giống HLS11 có chiều cao cây thấp hơn giống đối chứng, các giống còn lại đều cao tƣơng đƣơng hoặc cao hơn đối chứng. Số thân/gốc của 08 giống sắn dao động t 2,5 - 3,1 thân/gốc. Sau khi thu hoạch thân cây sắn đƣợc thu lại làm giống cho vụ sau. Nếu số thân/gốc ít làm phần thân thu đƣợc ít, hạn chế nguồn giống. Những giống sắn có số thân/gốc trung bình lý tƣởng t 2,0 - 3,0 thân. Các giống sắn có số thân/gốc quá ít hay quá nhiều đều ảnh hƣởng đến sinh trƣởng và phát triển của cây sắn [1]. Trong số 8 giống sắn thí nghiệm, các giống sắn đều có số thân/gốc bình quân ở mức thích hợp, không có sự khác biệt lớn, giống có số thân trên gốc cao nhất là giống KM98-1, KM98-7 với 3,1 thân/gốc, thấp nhất là KM325 ĐC và Sa06 với 2,5 thân/gốc. Theo dõi, đánh giá mức độ héo của lá và ngọn sắn sau các đợt hạn nhận thấy 8 giống có khả năng chịu hạn t há đến rất tốt, trong đó 3 giống KM140, KM94 và KM98-7 có khả năng chịu hạn đƣợc đánh giá ở mức rất tốt điểm 1), các giống còn lại đƣợc đánh giá ở mức há điểm 2). Việc đánh giá hả năng chống đổ ngã của cây sắn là cần thiết trong nghiên cứu giống và kỹ thuật sản xuất sắn. Cây bị đổ ngã sẽ gây hó hăn trong thu hoạch và làm giảm hàm lƣợng tinh bột trong củ sắn [1]. Qua theo dõi, các giống sắn thí nghiệm bị đổ ngã ở cấp độ nhẹ hoặc không bị đổ ngã. Hai giống KM325 và KM98-1 và HL-S11 có khả năng chống đổ ở mức há điểm 2), các giống còn lại đƣợc đánh giá có hả năng chống đổ ngã tốt điểm 1). 3.2. Mức độ gây hại của một số loại sâu bệnh hại chính trên các giống sắn thí nghiệm tại vùng đồi núi Bắc Trung Bộ Bảng 2. Mức độ gây hại của một số loại sâu bệnh hại chính trên các giống sắn (Số liệu trung b nh 3 điểm) Giống Tỷ lệ cây bị sâu bệnh hại (%) Nhện đỏ Rệp Bệnh thối củ Bệnh khảm lá Bệnh chổi rồng KM325 ĐC 0 7,8 0 15,9 8,8 KM140 0 2,2 0 6,5 1,1 KM94 0 3,8 0 6,6 1,5 KM98-1 0 5,6 0 10,3 2,6 KM98-7 0 4,3 0 11,8 1,7 HL-S11 0 4,0 0 21,2 6,8 Sa21-12 0 6,7 0 11,5 5,4 Sa06 0 5,8 0 9,4 7,2 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 50.2020 58 Kết quả theo dõi cho thấy các giống sắn thí nghiệm bị nhiễm sâu bệnh hại ở mức độ nhẹ. Bệnh đốm nâu trên lá xuất hiện ở giai đoạn 4 - 6 tháng sau trồng, lá bệnh bị rụng sau 7 - 10 ngày. Bệnh virus khảm lá sắn có tác nhân gây bệnh là virus. Môi giới truyền bệnh là bọ phấn trắng. Triệu chứng bệnh trên lá, phiến lá khảm vàng loang lổ, khi nhiễm nặng lá xoăn, cong queo, nhăn nhúm [2]. Giống sắn nhiễm nặng nhất là giống HLS11; các giống khác: KM 94, KM 140 bị nhiễm nhẹ hơn. Bệnh gây thiệt hại rất lớn, khi cây còn nhỏ nhiễm bệnh sẽ không cho thu hoạch, khi cây lớn nhiễm bệnh năng suất, chất lƣợng đều giảm. Bệnh thối củ do nấm gây ra, bệnh phát sinh trong điều kiện mƣa nhiều, thoát nƣớc kém. Nấm tồn tại trong đất, xâm nhập vào củ qua các vết thƣơng. Trên củ và cuống rễ, nấm gây vết nâu có hình dạng không cố định, chỗ bị bệnh thối mềm và tiết ra chất dịch có mùi hôi. Trên bề mặt vết bệnh sinh lớp tơ nấm màu trắng, sau chuyển màu đen. Cây bị thối củ sinh trƣởng kém, có thể chết [2]. Qua quan sát cho thấy cả 8 giống thí nghiệm đều không thấy có triệu chứng bệnh. Bệnh chổi rồng do dịch khuẩn bào Phytoplasma gây ra. Khi sắn bị bệnh chổi rồng hại nặng thì ngọn và chồi bị chết khô, lá nhỏ và thô cứng, các đốt ngắn lại, cây thấp lùn, các mầm ngủ trên thân mọc nhiều chồi, cây sinh trƣởng kém. Cây bị bệnh sớm không cho thu hoạch, bị bệnh muộn làm giảm năng suất t 10 - 30%, hàm lƣợng tinh bột giảm 20 - 30% [2]. Kết quả theo dõi cho thấy cả 8 giống thí nghiệm đều nhiễm nhẹ với bệnh chổi rồng. Các giống bị nhiễm t 1,1% - 8,8%. Trong đó giống đối chứng bị nhiễm bệnh cao nhất 8,8%. Rệp là loại sâu hại nguy hiểm, dễ lây lan nhanh thành dịch, gây hại lớn cho sắn. Nhện đỏ là sâu hại thƣờng gặp nhƣng ít gây dịch [2]. Qua theo dõi thí nghiệm cho thấy đối với rệp mức độ nhiễm của các giống thí nghiệm t nhẹ đến trung bình. Trong điều kiện thời tiết nắng hạn, nhện đỏ thƣờng xuất hiện gây hại, tuy nhiên, trong các thí nghiệm, không xuất hiện dấu hiệu gây hại của nhện đỏ. 3.3. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống sắn thí nghiệm tại vùng đồi núi Bắc Trung Bộ Bảng 3. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống sắn thí nghiệm (Số liệu trung b nh 3 điểm) Giống Mật độ cây hữu hiệu (nghìn cây/ha) Số củ/cây (củ) Khối lƣợng củ tƣơi/cây g NSTT (tấn/ha) Tăng giảm) so với đối chứng (%) KM325 ĐC 12,12 8,9 3,6 28,4ab - KM140 12,26 11,8 4,7 38,6d 34,69 KM94 12,18 10,5 4,4 35,2c 23,13 KM98-1 11,83 9,1 3,4 25,8a -8,84 KM98-7 12,08 10,2 3,9 29,9b 8,50 HL-S11 12,14 10,6 4,2 31,5b 10,54 Sa21-12 11,74 8,5 3,8 28,4ab 0,00 Sa06 11,72 8,2 3,7 27,1a -4,42 LSD 0,05 - - - 3,2 - CV (%) - - - 7,6 - Chú thích: Các chữ cái khác nhau thể hiện sự sai khác ở mức có ý nghĩa 95 . Cùng chữ trong cùng một cột biểu thị sự khác nhau không có ý nghĩa TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 50.2020 59 Kết quả theo dõi cho thấy do tỷ lệ mọc mầm của hom giống khá cao nên mật độ cây hữu hiệu há cao, dao động t 11,72 - 12,26 nghìn cây/ha, giống sắn đạt mật độ cây hữu hiệu cao nhất là KM140 với 12,26 nghìn cây/ha. Số củ/cây là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá năng suất của cây trên một đơn vị diện tích. Khoảng 6 tuần sau khi trồng, một số rễ củ bắt đầu lớn lên nhanh chóng, số củ/cây đƣợc quyết định t 2 - 3 tháng sau trồng và ít có sự thay đổi trong suốt quá trình sinh trƣởng của cây. Qua theo dõi cho thấy số củ/cây của các giống thí nghiệm tƣơng đối cao, dao động t 8,2 - 11,8 củ/cây, trong đó số củ/cây nhiều nhất ở giống KM140, thấp nhất là ở giống Sa06. Khối lƣợng củ/cây cũng là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá năng suất sắn. Cock và cộng sự (1979) [5] cho rằng củ bắt đầu tích lũy tinh bột khi sự cung cấp hidratcacbon vƣợt quá yêu cầu sinh trƣởng thân lá. Quan sát trên đồng ruộng, khi có 2/3 số lá trên cây rụng trở lên, ta có thể thu hoạch, lúc này tỷ lệ tinh bột cũng nhƣ hối lƣợng củ đạt mức tối ƣu. Khối lƣợng củ/cây phụ thuộc chủ yếu vào đặc tính di truyền của giống, kỹ thuật trồng trọt và điều kiện ngoại cảnh. Khối lƣợng củ/cây của các giống thí nghiệm t 3,4 - 4,7 kg. Các giống thí nghiệm đều có khối lƣợng củ/cây cao hơn hoặc tƣơng đƣơng so với giống đối chứng KM325. Năng suất thực thu đƣợc tính dựa vào khối lƣợng củ tƣơi thực thu trên một đơn vị diện tích. Nó đánh giá tƣơng đối chính xác, rõ nét nhất về đặc điểm di truyền, cũng nhƣ mức độ thích nghi của các giống trong điều kiện trồng trọt cụ thể. Giống KM140 đạt năng suất cao nhất vƣợt trội so với giống đối chứng và các giống còn lại ở mức tin cậy 95%, năng suất tăng so với đối chứng 34,11%, tiếp đến là giống KM94 năng suất thực thu tăng so với giống đối chứng 23,13%. Các giống hác đạt năng suất tƣơng đƣơng so với đối chứng ở mức tin cậy 95%. 4. KẾT LUẬN, ĐỀ NGHỊ 4.1. Kết luận Kết quả nghiên cứu đã xác định đƣợc giống sắn KM140 có khả năng mọc mầm khỏe, chịu hạn tốt và cho năng suất há cao, trung bình đạt 38,6 tấn/ha; là giống sắn thích hợp cho vùng đồi núi Bắc Trung Bộ trong điều kiện trồng trọt nhờ nƣớc trời. 4.2. Kiến nghị Đề nghị đƣa giống sắn KM140 vào cơ cấu giống sắn của vùng đồi núi Bắc Trung Bộ, góp phần nâng cao năng suất và hiệu quả sản xuất cho ngƣời trồng sắn. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đinh Thế Lộc, Võ Nguyên Quyền, Bùi Thế Hùng, Nguyễn Thế Hùng 1997 , Giáo trình Câ l ơng thực, Nxb. Nông nghiệp, Hà Nội, tr. 121- 134. [2] Trần Ngọc Ngoạn 2004 , Khảo nghiệm, khu vực hóa giống sắn mới có triển vọng ở một số tỉnh ở miền Bắc Việt Nam, Đề tài Khoa học và Công nghệ cấp Bộ, mã số B2002-02-12. TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 50.2020 60 [3] Thái Phiên, Nguyễn Công Vinh 1998 , Quản lý dinh d ng đất tr ng sắn ở miền Bắc Việt Nam, trong sách: Ch ơng trình sắn Việt Nam h ớng tới năm 2000, Thông tin về Hội thảo sắn Việt Nam tổ chức tại Viện Khoa học Kĩ thuật Nông nghiệp miền Nam, trang 68 - 82. [4] Tổng cục Thống ê 2017 , [5] Cock J. H., Franklin D., Sandoval G., and Juri P.(1979), The ideal cassava plant for maximum yield, Crop science 19. [6] FAOSTAT (2017), DETERMINING CASSAVA VARIETIES (MANIHOT ESCULENTA CRAZ) SUITABLE FOR CULTIVATION IN RAINFED MOUTAINOUS AREAS IN NORTHERN CENTRAL, VIETNAM FOR CLIMATE CHANGE ADAPTATION Pham Thi Thanh Huong, Le Thi Thanh Huyen, Le Thi Huong ABSTRACT The study was conducted in 2018 in order to evaluate growth and development of several cassava varieties grown in rainfed mountainous areas in three provinces in Northern Central (Thanh Hoa, Nghe An, Ha Tinh). In this study, eight cassava varieties were tested for their drought tolerance, including KM325, KM140, KM94, KM98-1, KM98-7, HL-S11, Sa21-12, Sa06 in which KM325 was a check variety. Results showed that the variety KM140 took the shortest time for germination (7days) and had good tolerance to droughts under rainfed condition. KM140 had a significantly higher yield of 38,6 tons/ha compared to the check variety and the other varieties in rain-fed condition. Keywords: Cassava varieties, drought tolerance, Northern Central, rainfed moutainous. * Ngà nộp bài: 23/11/2019; Ngà gửi phản biện: 25/11/2019; Ngày du ệt đăng: 25/6/2020 * L i cảm ơn: Nhóm nghiên cứu xin cảm ơn Văn phòng Ch ơng trình Khoa học và Công nghệ cấp quốc gia về Tài ngu ên môi tr ng và biến đổi khí hậu - Bộ Tài Nguyên và Môi tr ng đã tài trợ kinh phí và hỗ trợ khoa học trong quá trình thực hiện đề tài: Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ tiên tiến phục vụ sản xuất nông nghiệp cho các vùng đ i núi Bắc Trung Bộ thích ứng với biến đổi khí hậu. Mã số: BĐK .01/16-20.