Luận án Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và một số biện pháp kỹ thuật nâng cao năng suất chất lượng cây thạch đen ở vùng đông bắc Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN VĂN THUẦN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC VÀ MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO NĂNG SUẤT CHẤT LƯỢNG CÂY THẠCH ĐEN Ở VÙNG ĐÔNG BẮC VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI, NĂM 2024 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN VĂN THUẦN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC VÀ MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO NĂNG SUẤT CHẤT LƯỢNG CÂY THẠCH ĐEN Ở VÙNG ĐÔNG BẮC VIỆT NAM Ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 9.62.01.10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Nguyễn Viết Hưng 2. PGS.TS. Nguyễn Văn Toàn HÀ NỘI, NĂM 2024 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tất cả các số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận án là hoàn toàn trung thực, khách quan và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Mọi trích dẫn trong luận án đã được ghi rõ nguồn gốc. Tôi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ luận án và cơ sở đào tạo, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam về các thông tin, số liệu được trình bày trong luận án. Hà Nội, ngày tháng năm 2024 Tác giả luận án Nguyễn Văn Thuần ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến tập thể thầy hướng dẫn, các cơ quan và cá nhân đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án này. Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Viết Hưng, PGS.TS. Nguyễn Văn Toàn đã tận tâm hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ Khoa học Công nghệ đẫ hỗ trợ kinh phí để tôi thực hiện đề tài này. Trong quá trình học tập và nghiên cứu, tôi được Ban Giám đốc, Ban Thông tin và Đào tạo, các cán bộ, giảng viên, nghiên cứu viên chuyên ngành Khoa học Cây trồng tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Viện Khoa học Nông Lâm nghiệp miền núi phía Bắc và Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành luận án này. Xin trân trọng cảm ơn. Cuối cùng, tôi gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến gia đình, bạn bè và người thân đã luôn quan tâm, động viên kịp thời để tôi hoàn thành luận án này. Hà Nội, ngày tháng năm 2024 Tác giả luận án Nguyễn Văn Thuần iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................... ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................................... vi DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................... vii DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................... xi MỞ ĐẦU ............................................................................................................................ 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................. 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................................... 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ...................................................................... 2 3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài ....................................................................................... 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ........................................................................................ 2 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 3 5. Những đóng góp mới của đề tài luận án....................................................................... 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 4 1.1. Nguồn gốc và phân loại cây thạc đen ........................................................................ 4 1.2. Đặc điểm hình thái và sinh sản của cây thạch đen ................................................... 5 1.3. Điều kiện sinh thái của cây thạch đen ....................................................................... 6 1.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cây thạch đen ở Việt Nam ....................................... 7 1.5. Kết quả nghiên cứu cấy thạch đen trên thế giới và ở Việt Nam ........................... 10 1.5.1. Kết quả nghiên cứu về giống ................................................................................ 10 1.5.2. Kết quả nghiên cứu và áp dụng kỹ thuật canh tác cây thạch đen. ............ 16 1.5.3. Thành phần hóa học, dược tính và giá trị sử dụng cây thạch đen ..................... 26 CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................................................................... 40 2.1. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................................. 40 2.1.1. Vật liệu cây giống .................................................................................................. 40 iv 2.1.2. Phân bón, các vật liệu có liên quan đến quá trình thực hiện đề tài .................... 40 2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................. 40 2.2.1. Điều tra, đánh giá, thực trạng sản xuất và tiêu thụ cây thạch đen...................... 40 2.2.2. Đánh giá đặc điểm thực vật học, nông học của cây thạch đen .......................... 40 2.2.3. Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật thâm canh cây thạch đen .................................. 41 2.2.4. Xây dựng mô hình thâm canh Thạch đen ............................................................ 41 2.3. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................... 41 2.3.1. Phương pháp đánh giá thực trạng về giống, tình hình sản xuất, chế biến và tiêu thụ Thạch đen .................................................................................................................... 41 2.3.2. Phương pháp mô tả, đánh giá đặc điểm nông sinh học của cây thạch đen ....... 41 2.3.3. Nghiên cứu xây dựng quy trình kỹ thuật thâm canh cây thạch đen .................. 43 2.3.4. Phương pháp xây dựng mô hình thâm canh cây thạch đen................................ 48 2.4. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................................ 48 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................... 49 3.1. Thực trạng về giống và tiêu thụ cây thạch đen tại Cao Bằng và các một số tỉnh miền núi phía Bắc ............................................................................................................. 49 3.1.1. Thực trạng sản xuất cây thạch đen. ...................................................................... 49 3.1.2. Đặc điểm thực vật học của một số mẫu giống ở vùng nghiên cứu ..... 51 3.1.3. Tình hình thu hoạch và tiêu thụ thạch đen tại các địa bàn nghiên cứu ......... 53 3.2. Khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của các mẫu giống thạch đen được trồng đánh giá tại Na Rì, Bắc Kạn vụ Xuân và vụ Hè Thu 2018. ................................ 55 3.2.1. Tỷ lệ sống sau trồng của các mẫu giống thạch đen ............................................. 55 3.2.2. Diễn biến tăng trưởng chiều dài cây của các mẫu giống thạch đen .................. 57 3.2.3. Tốc độ ra lá của các mẫu giống thạch đen trong vụ Xuân và vụ Hè thu năm 2018 tại điểm nghiên cứu .......................................................................................................... 60 3.2.4. Năng suất và hệ số nhân giống của các mẫu giống thạch đen ........................... 62 3.3. Kết quả nghiên cứu các biện pháp kĩ thuật thâm canh cây thạch đen .................. 63 v 3.3.1. Ảnh hưởng của phương pháp nhân giống đến sinh trưởng, phát triển của các mẫu giống cây thạch đen được chọn tại huyện Na Rì, tỉnh Bắc Kạn vụ Xuân 2018 ................ 63 3.3.2. Ảnh hưởng của thời điểm trồng đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng thạch đen tại Cao Bằng, Bắc Kạn và Lạng Sơn, vụ Xuân và Hè Thu năm 2019 ................. 68 3.3.3. Ảnh hưởng của mật độ và chân đất trồng khác nhau đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng cây thạch đen đen tại các điểm nghiên cứu vụ Xuân và Hè thu năm 2019 .................................................................................. 79 3.3.4. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón và chân đất trồng đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng cây thạch đen tại các điểm nghiên cứu vụ Xuân và Hè thu năm 2019 ..... 105 3.4. Xây dựng 03 mô hình thâm canh thạch đen áp dụng kết quả đạt được tại các điểm nghiên cứu. ...................................................................................................................... 134 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................................... 138 1. Kết luận ....................................................................................................................... 138 2. Đề nghị ........................................................................................................................ 139 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ....................................................................................................... 140 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 141 PHỤ LỤC vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Nghĩa đầy đủ 1 AMP Phương pháp đông khô 2 CB Cao Bằng 3 CT Công thức 4 CV Hệ số biến động 5 Đ/C Đối chứng 6 FMP Phương pháp lọc 7 LSD Sai số nhỏ nhất có ý nghĩa 8 LSĐ Lạng Sơn đỏ 9 LST Lạng Sơn trắng 10 McB Mesona chinensis Benth 11 NR Na Rì 12 NSTL Năng suất thân lá 13 P Xác suất 14 TP Tổng số Polysaccharide vii DANH MỤC BẢNG TT BẢNG TRANG 1.1. Tham số mô tả các đặc điểm hình thái trong tất cả các quần thể cây thạch đen được nghiên cứu ở miền Mam Trung Quốc........................................ 13 1.2. Thành phần hóa học, trọng lượng phân tử và thành phần hai phương pháp 31 3.1. Kết quả điều tra về tình hình canh tác cây thạch đen tại vùng nghiên cứu năm 2018 ..................................................................................................... 49 3.2. Đặc điểm thực vật học của mẫu giống ở vùng nghiên cứu. ......................... 51 3.3. Tình hình tiêu thụ thạch đen của các hộ tại các địa phương nghiên cứu (Điều tra năm 2018) ...................................................................................... 54 3.4. Tỷ lệ sống của các giống thạch đen vụ Xuân và vụ Hè Thu 2018 ............... 56 3.5. Năng suất và hệ số nhân giống của các mẫu giống thạch đen Vụ Xuân và vụ Hè thu 2018 tại Na Rì, Bắc Kạn ......................................................... 62 3.6. Ảnh hưởng của phương pháp nhân giống đến tỷ lệ sống của các loại hom giống thạch đen khác nhau .................................................................. 63 3.7. Ảnh hưởng của phương pháp nhân giống đến tốc độ tăng trưởng chiều dài cây của các loại hom giống ................................................................. 64 3.8. Ảnh hưởng của phương pháp nhân giống đến tốc độ ra lá của các loại hom giống .................................................................................................... 65 3.9. Ảnh hưởng của phương pháp nhân giống đến chiều dài câycuối cùng, tổng số lá trên thân chính và số cành cây Thạch đen ...................................... 66 3.10. Ảnh hưởng của phương pháp nhân giống đến năng suất thân lá và hệ số nhân giống của các loại hom giống ............................................................. 67 3.11. Ảnh hưởng của thời điểm trồng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất cây thạch đen vụ Xuân năm 2019 .............................................................. 68 3.12. Ảnh hưởng của thời điểm trồng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất cây thạch đen vụ Hè thu năm 2019 ........................................................... 71 viii 3.13. Ảnh hưởng của thời điểm trồng đến tình hình sâu, bệnh hại cây thạch đen vụ Xuân và vụ Hè thu 2019 ................................................................ 73 3.14. Ảnh hưởng thời điểm trồng đến chất lượng của cây thạch đen vụ Xuân và vụ Hè thu năm 2019 ............................................................................ 75 3.15: Ảnh hưởng của thời điểm trồng đến hiệu quả kinh tế cây thạch đen tại Cao Bằng, Bắc Kạn và Lạng Sơn vụ Xuân và Hè Thu năm 2019 ............. 77 3.16. Ảnh hưởng của mật độ và chân đất trồng khác nhau đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây thạch đen tại Bắc Kạn vụ Xuân 2019 .................. 80 3.17. Ảnh hưởng của mật độ và chân đất trồng khác nhau đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây thạch đen tại Bắc Kạn vụ Hè thu 2019 ................ 82 3.18. Ảnh hưởng của mật độ và chân đất trồng khác nhau đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây thạch đen tại Cao Bằng vụ Xuân 2019 ................ 84 3.19. Ảnh hưởng của mật độ và chân đất trồng khác nhau đến sinh trưởng, phát triển và năng suất thạch đen tại Cao Bằng vụ Hè thu 2019 ................ 86 3.20. Ảnh hưởng của mật độ và chân đất trồng khác nhau đến sinh trưởng, phát triển và năng suất cây thạch đen tại Lạng Sơn vụ Xuân năm 2019 ................. 88 3.21. Ảnh hưởng của mật độ và chân đất trồng khác nhau đến sinh trưởng, phát triển và năng suất cây thạch đen tại Lạng Sơn vụ Hè thu năm 2019 .... 90 3.22. Ảnh hưởng của mật độ và chân đất trồng khác nhau đến tình hình sâu, bệnh hại cây thạch đen tại Bắc Kạn vụ Xuân và Hè thu năm 2019 ....................... 92 3.23. Ảnh hưởng của mật độ và chân đất trồng khác nhau đến tình hình sâu, bệnh hại cây thạch đen tại tỉnh Cao Bằng vụ Xuân và Hè Thu năm 2019 .............................................................................................. 94 3.24. Ảnh hưởng của mật độ và chân đất trồng khác nhau đến tình hình sâu, bệnh hại cây thạch đen tại tỉnh Lạng Sơn vụ Xuân và Hè thu 2019........................ 97 3.25. Ảnh hưởng của mật độ và chân đất trồng khác nhau đến Hiệu quả kinh tế cây thạch đen tại tỉnh Bắc Kạn vụ Xuân và Hè thu 2019 ................. 100 ix 3.26. Ảnh hưởng của mật độ và chân đất trồng khác nhau đến Hiệu quả kinh tế cây thạch đen tại tỉnh Cao Bằng vụ Xuân và Hè thu 2019 ............... 102 3.27. Ảnh hưởng của mật độ và chân đất trồng đến Hiệu quả kinh tế cây thạch đen tại tỉnh Lạng Sơn vụ Xuân và Hè Thu 2019 ..................................... 104 3.29. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón và chân đất trồng khác nhau đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây thạch đen tại Bắc Kạn vụ Xuân và Hè thu năm 2019 .......................................................................... 107 3.30. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón và chân đất trồng khác nhau đến sinh trưởng và năng suất của cây thạch đen tại Cao Bằng vụ Xuân và Hè thu năm 2019 ............................................................................ 111 3.31. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón và chân đất trồng khác nhau đến sinh trưởng và năng suất của cây thạch đen tại Lạng Sơn vụ Xuân và Hè thu năm 2019 ............................................................................ 115 3.32. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón và chân đất trồng khác nhau đến tình hình sâu bệnh hại cây thạch đen tại Bắc Kạn vụ Xuân và Hè thu năm 2019 ......................................................................................... 118 3.33. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón và chân đất trồng khác nhau đến tình hình sâu bệnh hại cây thạch đen tại Cao Bằng vụ Xuân và Hè thu năm 2019.................................................................................. 120 3.34. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón ở chân đất trồng khác nhau đến tình hình sâu bệnh hại cây thạch đen tại Lạng Sơn vụ Xuân và Hè thu năm 2019 ..... 121 3.35. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón và chân đất trồng khác nhau đến chất lượng cây thạch đen trồng tại tỉnh Bắc Kạn vụ Xuân và Hè thu năm 2019 123 3.36. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón và chân đất trồng đến chất lượng cây thạch đen trồng tại tỉnh Cao Bằng vụ Xuân và Hè thu năm 2019 .............. 125 3.37. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón và chân đất trồng đến chất lượng thạch đen trồng tại tỉnh Lạng Sơn vụ Xuân và Hè thu năm 2019 ..................... 127 x 3.38. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón và chân đất trồng khác nhau đến hiệu quả kinh tế của cây thạch đen trồng tại tỉnh Bắc Kạn vụ Xuân và Hè Thu năm 2019 129 3.39. Ảnh hưởng của tổ hợp phân bón và chân đất trồng khác nhau đến hiệu quả kinh tế cây thạch đen trồng tại tỉnh Cao Bằng vụ Xuân và Hè Thu năm 2019 .......................................................................... 131 3.40. Anh hưởng của tổ hợp phân bón và chân đất trồng khác nhau đến hiệu quả kinh tế cây thạch đen trồng tại tỉnh Lạng Sơn vụ Xuân và Hè Thu năm 2019 .......................................................................... 133 3.41. Một số đặc điểm nông học của cây thạch đen tại Na Rì tỉnh Bắc Kạn; Thạch An tỉnh Cao Bằng và Tràng Định tỉnh Lạng Sơn năm 2021 ............ 135 3.42. So sánh năng suất thân lá của mô hình thâm canh thạch đen áp dụng kết quả nghiên cứu so với năng suất thân lá tại sản xuất đại trà, năm 2021 ....... 136 xi DANH MỤC HÌNH TT HÌNH TRANG 1.1: Bản đồ phân bố cây thạch đen trên thế giới. .................................................. 4 1.2. Đặc điểm hình thái cây thạch đen Nguồn: Li et al., (2021) ......................... 12 1.3. Cây sơ đồ phân nhóm cho các quần thể của loài Mesona chinensis dựa trên các đặc điểm hình thái ......................................................................... 14 3.1. Tỷ lệ sống của các mẫu giống thạch đen vụ Xuân và vụ Hè Thu 2018 ............... 57 3.2. Tốc độ tăng trưởng chiều dài cây của các mẫu giống thạch đen vụ Xuân và vụ Hè Thu 2018 tại 3 điểm nghiên cứu .............................................. 58 3.3. Tốc độ ra lá của các mẫu giống thạch đen tham gia nghiên cứu vụ Xuân và vụ Hè Thu 2018................................................................................... 60 3.4: Hiệu quả kinh tế của cây thạch đen tại Cao Bằng, Bắc Kạn và Lạng Sơn vụ Xuân và Hè Thu năm 2019 ................................................................. 78 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cây thạch đen, tên gọi khác Tiên nhân đông, Tiên thảo hoặc Sương sáo, tên khoa học là Mesona chinensis Benth. Có nguồn gốc từ khu vực phương Đông, cây thạch đen được trồng phổ biến ở Trung Quốc, Ấn Độ và Đông Nam Á (Indonesia, Malaysia và Việt Nam). Cây thạch đen là cây thân thảo, lá màu xanh đậm và hệ thống rễ phát triển mạnh. Chiều dài của cây khoảng 40 - 60 cm, thân phân thành nhiều nhánh, lan ra trên mặt đất. Lá mọc đối, dày, màu xanh đậm, hình trứng và mép lá có răng cưa. Hoa mọc thành cụm dày đặc ở đầu cành, nở vào cuối mùa Thu, đầu mùa Đông. Thạch đen là loại cây trồng ngắn ngày, chỉ cần 4 tháng là có thể thu hoạch lá. Lá thạch đen có hàm lượng chất nhầy cao, giàu vitamin C, vitamin A, kali, canxi và sắt nên được sử dụng làm thực phẩm như chế biến đồ uống, phụ gia . Cây thạch đen còn là dược liệu quý, có thể sản xuất thuốc chữa ho, làm sạch đường hô hấp, tăng cường hệ miễn dịch,... Theo Đông y, lá cây thạch đen có tác dụng giải nhiệt, giúp giảm huyết áp, trị cảm mạo, đau khớp và tiểu đường. Hiện nay, cây thạch đen được trồng ở nhiều nơi tại vùng Đông Bắc Việt Nam và đóng vai trò quan trọng trong việc giảm nghèo, cung cấp nguồn thực phẩm và dược liệu cho cộng đồng dân tộc thiểu số ở các vùng miền núi, vùng sâu, vùng xa. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất, cây trồng này cho năng suất không cao so với với tiềm năng của nó. Nguyên nhân chủ yếu là do người nông dân vẫn áp dụng các biện pháp kỹ thuật cũ, trồng và chăm sóc dựa vào kinh nghiệm, giống tận dụng bằng thân vụ trước không chọn lọc. Vì vậy, cần có những nghiên cứu khoa học về đặc điểm nông sinh học và biện pháp kỹ thuật tối ưu cho cây trồng này để nâng cao năng suất, chất lượng nguồn thực phẩm, dược liệu khi người dân sử dụng hoặc đưa ra thị trường, mang lại thu nhập kinh tế cao cho vùng sản xuất. Với nhận thức trên, tôi chọn đề tài: "Nghiên cứu Đặc điểm nông sinh học và một số biện pháp kỹ thuật nâng cao năng suất, chất lượng cây thạch đen ở vùng Đông Bắc Việt Nam" làm Luận án Tiến sĩ Khoa học Cây trồng. 2 2. Mục tiêu nghiên cứu 2.1. Mục tiêu chung Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và một số biện pháp kỹ thuật nâng cao năng suất, chất lượng cây thạch đen ở một số vùng Đông Bắc Việt Nam nhằm đánh giá thực trạng sản xuất và xác định được các giải pháp kỹ thuật canh tác thạch đen phù hợp với điều kiện sản xuất của từng vùng nhằm nâng cao năng suất, chất lượng, phục vụ sản xuất thạnh đen hàng hóa bền vững. 2.2. Mục tiêu cụ thể Đánh giá được thực trạng trồng và chăm sóc cây thạch đen tại một số tỉnh vùng trung du miền núi phía Bắc. Xác định được một số giải pháp kỹ thuật canh tác phù hợp nhằm nâng cao năng suất và chất lượng cây thạch đen Xây dựng được mô hình thâm canh thạch đen áp dụng những giải pháp kỹ thuật tại Cao Bằng và một số tỉnh miền núi phía Bắc phục vụ sản xuất hàng hoá. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài Xác định được mẫu giống thạch đen có năng suất và chất lượng tốt, một số đặc điểm nông sinh học và biện pháp kỹ thuật canh tác góp phần cho nghiên cứu chọn tạo giống, canh tác, phát triển đa dạng hóa sản phẩm thạch đen. Xây dựng cơ sở dữ liệu về đặc điểm nông sinh học, giống tuyển chọn và biện pháp kỹ thuật nhân giống canh tác cây thạch đen là cơ sở khoa học để khai thác phát triển cây thạch đen hàng hóa tại vùng Đông Bắc Việt Nam 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Đưa ra quy trình nhân giống, kỹ thuật thâm canh quản lý dịch hại tổng hợp, thu hoạch, sơ chế cây thạch đen phục vụ sản xuất hàng hoá phát huy thế mạnh điều kiện tự nhiên sẵn có (cây trồng đặc sản bản địa). Ứng dụng vào thực tiễn sản xuất, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế cho người dân và các doanh nghiệp vùng thực hiện đề tài nghiên cứu cũng như các vùng có điều kiện sản xuất tương tự. 3 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4.1. Đối tượng nghiên cứu - Cây thạch đen và biện pháp kỹ thuật nhân giống, canh tác. - Cây thạch đen ở Cao Bằng, Bắc Kạn và Lạng Sơn phục vụ nghiên cứu kỹ thuật nhân giống, quy trình kỹ thuật thâm canh, quản lý dịch hại tổng hợp. 4.2. Phạm vi nghiên cứu - Không gian nghiên cứu: Trên cơ sở thu thập các mẫu giống thạch đen tại vùng Đông Bắc Việt Nam, đề tài tập trung nghiên cứu biện pháp kĩ thuật canh tác cho các giống được tuyển chọn tại xã Vũ Loan (nay là xã Văn Vũ), huyện Na Rì, tỉnh Bắc Kạn; xã Trọng Con, huyện Thạch An, tỉnh Cao Bằng và xã Kim Đồng, huyện Tràng Định, tỉnh Lạng Sơn. - Thời gian nghiên cứu: Các nội dung nghiên cứu của để tài được tiến hành từ tháng 01/2018 đến tháng 12/2021. 5. Những đóng góp mới của đề tài luận án - Cung cấp những thông tin về hiện trạng tình hình sản xuất tiêu thụ, cơ hôi phát triển cây thạch đen cho vùng đông bắc Việt Nam làm cơ sở đề xuất hướng nghiên cứu, phát triển nguồn gien thạch đen. - Đánh giá đặc điểm thực vật, nông học và tuyển chọn giống thạch đen có năng suất và chất lượng cao phục vụ sản xuất thạch, thích hợp với vùng sinh thái tại 3 tỉnh đông bắc Việt Nam (Bắc Kạn, Cao Bằng, Lạng Sơn). - Xác định được biện pháp kỹ thuật phù hợp, kỹ thuật nhân giống thạch đen bằng hom thân, mật độ trồng 100.000 cây/ha trong điều kiện vụ Xuân và vụ Hè thu. Sử dụng lượng phân bón là 2,5 tấn hữu cơ vi sinh + 26 kgN + 40 kg P205 + 45kg K2O cây thạch đen cho năng suất cao và chất lượng tốt nhất. 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Nguồn gốc và phân loại cây thạch đen Cây thạch đen có tên khoa học Mesona chinesis Benth là một loài cây thuộc họ Labiateae, đã thu hút sự quan tâm ngày càng tăng gần đây. Loài cây này được chú ý vì có nhiều hoạt tính sinh học và ứng dụng thực phẩm phong phú. Trên toàn thế giới có khoảng 8-10 loài thuộc chi Mesona BLume trong đó có hai loài (Cây thạch đen Benth. và M. parviflora (Benth.) Briq.) phân bố ở Trung Quốc. Ước tính có hơn 10.000 ha cây thạch đen được trồng ở Trung Quốc [18]. M. chinensis là một trong những loài chủ yếu phân bố ở Ấn Độ, Malaysia, Việt Nam, Myanmar và các nước Đông Nam Á khác, và cũng phân bố rộng rãi ở các tỉnh Giang Tây, Quảng Đông, Phúc Kiến, Quảng Tây, Vân Nam và các vùng khác của Trung Quốc trên đất cát và đất khô [77]. Hình 1.1: Bản đồ phân bố cây thạch đen trên thế giới. Có nhiều tên gọi cho M. Blume do các khu vực hoặc loài khác nhau, như Benth, Hsian-tsao, M. procumbens Hemsl, M.palustris BL, cincau đen và Platostoma palustre. Ở Việt Nam, cây thạch đen có tên gọi khác là cây tiên nhân đông, sương sáo, tiên thảo. Nếu cây được đặt tên là M. procumbens Hemsley có thể là cùng loài với M. palustris. Đối với cây thạch đen Benth, cây dài từ 25-100 cm, có thân và lá có lông. Lá hình trái xoan đến hình chóp và có răng cưa. Cây tươi và cây khô của cây thạch đen Benth. M. Blume đã được sử dụng làm nguyên liệu thực phẩm ở Trung Quốc và Đông Nam Á. 5 Ở Việt Nam, cây thạch đen mọc hoang dại ở vùng rừng núi và sau này được trồng nhiều ở một số tỉnh như Lạng Sơn, Cao Bằng, Bắc Kạn, Lâm Đồng, Đồng Tháp và An Giang [3], [4], [7], [59] Phân loại khoa học: Bộ (Order): Hoa môi (Lamiales); Họ (Family): Bạc hà (Lamiaceae); Chi (Genutis): Cỏ thạch (Mesona); Loài (Species): Mesona chinensis Benth. 1.2. Đặc điểm hình thái và sinh sản của cây thạch đen Cây thạch đen là loài cây thân thảo, có mùi thơm và có hệ thống rễ phát triển tốt. Thân hình đứng mềm, bên ngoài thân có phủ một lớp lông thô, rậm. Cây có chiều dài trung bình từ 40 - 60 cm, tùy điều kiện chăm sóc và thổ nhưỡng có thể dài tới 1m. Cây thạch đen có khả năng phân nhánh nhiều từ gốc, nhánh tỏa ra phủ kín trên mặt đất. Các lá được sắp xếp đối diện nhau. Lá sinh ra từ các mấu, chồi mọc ra từ nách lá. Lá thuộc loại lá đơn, mọc đối, dày, màu xanh nhạt, hình trứng hoặc trứng thuôn, thon hẹp ở gốc, nhọn ở chóp. Lá dài từ 3 - 6 cm, rộng 1 - 2 cm, cuống lá dài 1 - 2 cm. Hai mặt lá đều có phủ một lớp lông mỏng, mép lá hình răng cưa. 6 Phiến lá hình elip thuôn dài hoặc hình trứng thuôn hẹp, gốc nhọn hoặc tròn hẹp, mép có răng cưa hoặc hình răng cưa và có đỉnh nhọn hoặc tù. Cụm hoa ở nách lá hoặc ở đầu ngọn, chùm hoa có kích thước dài khoảng 10 - 15 cm. Hoa mọc thành cụm dày đặc ở đầu cành vào thời điểm lúc hoa nở rộ, chùm hoa dài, được phủ lông mịn và có lá bắc màu hồng. Tràng hoa có màu trắng hay hồng nhạt, môi trên chia làm 3 thùy, môi dưới to. Quả của cây thạch đen nhỏ, nhẵn, thon dài khoảng 0,7 mm. Quả là loại hạt nhỏ, hình elip, dẹt, kích thước khoảng 1 mm x 0,4 - 0,7 mm và dạng hạt mịn. Rễ cây thạch đen có dạng chùm, rễ tỏa rộng và nông. Rễ có thể mọc từ gốc, thân khi tiếp xúc trực tiếp với đất ẩm. Do vậy, khi cây thạch đen phát triển, thân cây dài có thể có nhiều đốt thân mọc rễ cắm xuống để hỗ trợ hút chất dinh dưỡng. Cây thạch đen ra hoa vào cuối mùa Thu, đầu mùa Đông [12]. 1.3. Điều kiện sinh thái của cây thạch đen Điều kiện khí hậu có ảnh hưởng lớn nhất đến sự sinh trưởng, phát triển của cây thạch đen là nhiệt độ và ẩm độ. Cây thạch đen phát triển tốt ở nhiệt độ từ 200 - 250C, lượng mưa bình quân từ 1.500 – 2.000 mm, độ ẩm không khí là 80 - 85%, độ ẩm đất là từ 70 - 80%. Cây thạch đen là cây ưa sáng. Cũng như các thực vật khác, không khí rất cần đối với đời sống cây thạch đen, chỉ cần một sự thay đổi nhỏ về hàm lượng CO2 cũng có ảnh hưởng tới sự quang hợp của cây. Sự lưu thông không khí, gió nhẹ và có mưa rất có lợi cho sự sinh trưởng của cây thạch. Thạch đen là cây không yêu cầu khắt khe về đất, cây thạch đen mọc ở ven đường, mương nước, trên các sườn đồi, ven rừng, trên ruộng lúa khô và xung quanh suối, từ mực nước biển đến độ cao 2.300 m. Nó có thể phát triển phổ biến ở nhiều địa phương. Tuy nhiên, để sinh trưởng, phát triển tốt, năng suất cao và ổn định nên trồng cây thạch đen ở những nơi đất xốp, đất pha cát, có tầng đất dày, không lẫn đá, nhiều mùn, gần nguồn nước tưới, có khả năng thoát nước tốt (không úng, lầy) và có độ dốc thoải dễ thoát nước. Từ những yêu cầu trên cho thấy ở nước ta có nhiều vùng thích hợp với cây thạch đen, đặc biệt là vùng miền núi phía Bắc. 7 Về thành phần cơ giới, thạch đen ưa các loại đất từ đất pha cát đến đất đồi, đất có độ mùn cao. Thạch đen thuần được trồng trên những loại đất có thành phần cơ giới nhẹ sản phẩm thạch sẽ có màu đen đẹp, hương thơm tự nhiên, vị mát. Do vậy, muốn có chất lượng cao và hương vị đặc biệt, trồng thạch đen nên ở độ cao nhất định, thông thường phù hợp với đất có độ dốc < 250. Cây ưa đất dốc nhẹ, đất ven suối ẩm thuộc loại đất thịt pha cát màu xám hoặc xám vàng có tầng sâu dày, không lẫn đá. Phân tích trên cho thấy, điều kiện sinh thái có ảnh hưởng lớn tới sự sinh trưởng và phát triển, năng suất của cây thạch đen. Do vậy, cần hiểu rõ các nhân tố trên để có những giải pháp tác động đến cây thạch đen một cách hợp lý nhằm nâng cao năng suất và chất lượng, đáp ứng yêu cầu của thị trường. 1.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cây thạch đen ở Việt Nam Cây thạch đen là một loại cây được trồng phổ biến ở vùng trung du và miền núi phía Bắc của Việt Nam. Thân lá của cây được sử dụng trong sản xuất thạch đen, đây là một nguyên liệu dược phẩm tự nhiên lý tưởng. Cây thạch đen có chứa nhiều chất dinh dưỡng và có những chức năng y học đặc biệt, điều này đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu. Thạch đen được coi là một nguồn tài nguyên quý giá trong lĩnh vực y học, với khả năng cung cấp các chất dinh dưỡng và chức năng y học có lợi cho sức khỏe. Sự phát triển và khai thác cây thạch đen tại Việt Nam được đánh giá cao vì khả năng mang lại giá trị kinh tế và giải quyết vấn đề đói giảm nghèo cho đồng bào dân tộc thiểu số trong vùng trồng cây này. Tại Lạng Sơn, cây thạch đen được trồng tập trung chủ yếu ở các huyện Tràng Định, Bình Gia và Văn Lãng, với tổng diện tích khoảng 2.000 – 3.000 ha. Cây thạch đen được trồng trên hai loại đất chính là đất canh tác nông nghiệp (đất ruộng) và đất lâm nghiệp (đất nương rẫy có độ dốc dưới 20 độ). Trong số các địa phương tại tỉnh Lạng Sơn, huyện Tràng Định là nơi có diện tích trồng cây thạch đen nhiều nhất và đã trở thành cây trồng truyền thống từ lâu đời của người dân trong huyện. Huyện này duy trì diện tích trồng hàng năm từ 1.300 – 2.000 ha, đạt năng suất bình quân 5,3 - 6 tấn/ha và sản lượng 7.000