Nghiên cứu tuyển chọn giống sắn năng suất tinh bột cao và kỹ thuật thâm canh tại tỉnh Phú Yên

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ TRÚC MAI NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN GIỐNG SẮN NĂNG SUẤT TINH BỘT CAO VÀ KỸ THUẬT THÂM CANH TẠI TỈNH PHÚ YÊN LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HUẾ 2017 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ TRÚC MAI NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN GIỐNG SẮN NĂNG SUẤT TINH BỘT CAO VÀ KỸ THUẬT THÂM CANH TẠI TỈNH PHÚ YÊN LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG MÃ SỐ: 62.62.01.10 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS. TS. NGUYỄN MINH HIẾU TS. HOÀNG KIM HUẾ 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận án đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Nếu có gì sai sót, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Huế, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận án Nguyễn Thị Trúc Mai ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng biết ơn PGS.TS. Nguyễn Minh Hiếu và TS. Hoàng Kim những người thầy hướng dẫn khoa học đã luôn tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu và hoàn thành luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Đào tạo, Đại học Huế; Lãnh đạo Trường Đại học Nông Lâm Huế, Phòng Đào tạo Sau Đại học cùng các thầy, cô giáo Trường Đại học Nông Lâm Huế, Khoa Nông học đã nhiệt tình giảng dạy, hướng dẫn và mọi điều kiện thuận lợi nhất giúp cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi cũng xin trân trọng cám ơn Ủy ban Nhân dân tỉnh Phú Yên, Sở Khoa học và Công nghệ Phú Yên, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Phú Yên; Uỷ ban Nhân dân huyện Đồng Xuân, Phòng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn huyện Đồng Xuân, Uỷ ban Nhân dân huyện Sông Hinh, Phòng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn huyện Sông Hinh, Trung tâm Khuyến nông tỉnh Phú Yên, Trung tâm Giống và Kỹ thuật Cây trồng tỉnh Phú Yên, Chi Cục Trồng trọt và Bảo vệ Thực vật tỉnh Phú Yên, Nhà máy sản xuất chế biến tinh bột sắn Đồng Xuân, Công ty cổ phần tinh bột sắn Phú Yên (FOCOCEV), lãnh đạo và nhân dân xã Xuân Sơn Nam, xã Đức Bình Đông; đặc biệt là những cán bộ kỹ thuật tham gia đề tài, các cán bộ nông vụ vùng nguyên liệu của hai nhà máy sắn, các hộ nông dân trực tiếp thực hiện thí nghiệm và mô hình trình diễn đã tạo điều kiện thuận lợi giúp chúng tôi hoàn thành tốt đề tài này. Tôi xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học và bạn bè đồng nghiệp đã luôn giúp đỡ, động viên và đóng góp nhiều ý kiến quý báu để tôi thực hiện hoàn thành đề tài nghiên cứu luận án. Tôi vô cùng biết ơn gia đình, cha mẹ đã sinh thành, chịu nhiều vất vả để nuôi dưỡng tôi nên người; Xin cảm ơn anh chị và các cháu yêu thương đã tạo mọi điều kiện và động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án này. Xin trân trọng cảm ơn! Huế, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận án Nguyễn Thị Trúc Mai iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................ v DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................vi DANH MỤC CÁC HÌNH ..............................................................................................ix MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................... 1 2. Mục tiêu đề tài ............................................................................................................. 2 2.1. Mục tiêu tổng quát .................................................................................................... 2 2.2. Mục tiêu cụ thể ......................................................................................................... 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ..................................................................................... 3 3.1. Ý nghĩa khoa học ...................................................................................................... 3 3.2. Ý nghĩa thực tiễn ...................................................................................................... 3 4. Đóng góp mới của đề tài .............................................................................................. 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ......................................... 4 1.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................................ 4 1.1.1. Sắn là cây trồng tiềm năng của thế kỷ 21 .............................................................. 4 1.1.2. Sắn là cây xuất khẩu triển vọng ở Việt Nam ....................................................... 10 1.1.3. Giống sắn là nền tảng khoa học của thâm canh .................................................. 15 1.1.4. Phân bón, mật độ, thời điểm thu hoạch là căn bản thâm canh sắn ...................... 19 1.2. CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................... 21 1.2.1. Sắn Phú Yên là vùng sắn chính ở duyên hải Nam Trung Bộ .............................. 21 1.2.2. Hiện trạng sản xuất sắn ở huyện Đồng Xuân ...................................................... 25 1.2.3. Hiện trạng sản xuất sắn ở huyện Sông Hinh ....................................................... 30 1.3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ CHỌN GIỐNG VÀ KỸ THUẬT THÂM CANH SẮN ............................................................................................................................... 32 1.3.1. Kết quả nghiên cứu về chọn giống sắn trên Thế giới và Việt Nam .................... 32 iv 1.3.2. Kết quả nghiên cứu về kỹ thuật thâm canh sắn ................................................... 39 CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........ 44 2.1. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................................. 44 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 44 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................. 46 2.2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................. 47 2.2.1. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................... 47 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................... 47 2.2.3. Quy trình kỹ thuật ................................................................................................ 50 2.2.4. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi ................................................................. 51 2.2.5. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu .............................................................. 53 2.3. ĐIỀU KIỆN NGHIÊN CỨU .................................................................................. 54 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................. 56 3.1. KẾT QUẢ TUYỂN CHỌN GIỐNG SẮN ............................................................. 56 3.1.1. Kết quả khảo nghiệm cơ bản ............................................................................... 56 3.1.2. Kết quả khảo nghiệm sản xuất............................................................................. 70 3.1.3. Bảo tồn giống gốc và nhân giống sắn KM419 .................................................... 77 3.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT THÂM CANH RẢI VỤ SẮN .............. 84 3.2.1. Xác định công thức phân bón thích hợp cho giống sắn KM419 ......................... 84 3.2.2. Xác định mật độ trồng thích hợp cho sắn ............................................................ 98 3.2.3. Xác định thời vụ trồng và thời điểm thu hoạch sắn hợp lý ............................... 100 3.3. KẾT QUẢ XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ QUY TRÌNH THÂM CANH ............. 104 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................... 108 4.1. KẾT LUẬN .......................................................................................................... 108 4.2. ĐỀ NGHỊ .............................................................................................................. 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 110 v DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ACIAR The Australian Centre for International Agricultural Research Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Quốc tế Australia. CB Cơ bản CIAT Centro Internacional de Agriculture Tropical Trung tâm Quốc tế Nông nghiệp Nhiệt đới CMD Cassava Mosaic Virus - Bệnh virus khảm lá sắn Cs Cộng sự ĐX Đồng Xuân ĐV Đơn vị FAO Food and Agriculture Organization Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên Hiệp Quốc FAOSTAT Food and Agriculture Organization Statiscal Số liệu Thống kê của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp FPR Farmer Participatory Research Nghiên cứu có sự tham gia của nông dân GCP21 The Global Cassava Partnership for the 21st Century Hợp tác toàn cầu về sắn trong thế kỷ 21 IAEA International Atomic Energy Agency Cơ quan Năng lượng nguyên tử Quốc tế IITA The International Insitute of Tropical Agriculture Viện Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế JICA The Japan International Cooperation Agency Cơ quan Hợp tác Quốc tế Nhật Bản SH Sông Hinh SX Sản xuất TST Tháng sau trồng TTTA Thai Tapioca Trade Association Hiệp hội thương mại tinh bột sắn Thái Lan VEDAN Công ty cổ phần hữu hạn Vedan Việt Nam vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Một số cây trồng chính trên Thế giới và Việt Nam, năm 2014 ...................... 5 Bảng 1.2. Sắn Thế giới, Châu Phi, Châu Á, Châu Mỹ và mười nước dẫn đầu sản lượng sắn năm 2014 ......................................................................................................... 6 Bảng 1.3. Diện tích, năng suất, sản lượng sắn thế giới, châu Phi, Châu Á, châu Mỹ và Việt Nam (1975-2014) .................................................................................................... 7 Bảng 1.4. Khái quát thị trường buôn bán sắn toàn cầu 2013-2015 ................................. 8 Bảng 1.5. Dự báo tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn toàn cầu đến năm 2020 và tốc độ tăng hàng năm của sự tiêu thụ sản phẩm sắn, 1993 – 2020 ............................................ 9 Bảng 1.6. Diện tích năng suất sản lượng 4 cây lương thực chính Việt Nam ................ 11 Bảng 1.7. Sản lượng sắn theo vùng của Việt Nam, giai đoạn 2000-2015..................... 12 Bảng 1.8. Diện tích sắn theo vùng của Việt Nam 1995-2015 ....................................... 22 Bảng 1.9. Diện tích sắn Phú Yên trong vùng sắn Duyên hải Nam Trung Bộ ............... 22 Bảng 1.10. Sản lượng sắn của tỉnh Phú Yên trong vùng sắn Duyên hải Nam Trung bộ ........................................................................................................... 23 Bảng 1.11. Diện tích sắn tỉnh Phú Yên phân theo huyện năm 2000-2016 .................... 23 Bảng 1.12. Sản lượng sắn tỉnh Phú Yên phân theo huyện năm 2000-2016 .................. 24 Bảng 1.13. Tổng hợp diện tích các loại đất huyện Đồng Xuân..................................... 26 Bảng 1.14. Cơ cấu giống sắn và khả năng ra hoa đậu quả giống sắn tại Đồng Xuân ... 27 Bảng 1.15. Chi phí đầu tư và hiệu quả kinh tế trên 01 ha sắn ở Đồng Xuân ................ 29 Bảng 1.16. Nguồn gốc và đặc tính chính của các giống sắn phổ biến ở Việt Nam ...... 37 Bảng 2.1. Nguồn gốc cha mẹ, nơi và năm nhập giống sắn khảo nghiệm ..................... 44 Bảng 2.2. Nhiệt độ, số giờ nắng, lượng mưa và độ ẩm trung bình trong thời gian thực hiện thí nghiệm ...................................................................................................... 55 Bảng 3.1. Tỷ lệ, thời gian mọc mầm và sức sinh trưởng ở vụ Hè ................................. 56 Bảng 3.2. Tỷ lệ, thời gian mọc mầm và sức sinh trưởng ở vụ Xuân ............................. 57 Bảng 3.3. Đặc trưng hình thái thân lá của các giống sắn khảo nghiệm ........................ 58 Bảng 3.4. Chiều cao cây của các giống sắn khảo nghiệm ............................................. 59 Bảng 3.5. Chiều cao phân cành và mức độ ra hoa đậu quả của các giống sắn ............. 60 vii Bảng 3.6. Số thân trên gốc của các giống sắn khảo nghiệm ......................................... 60 Bảng 3.7. Đặc trưng hình thái củ của các giống sắn thí nghiệm ................................... 61 Bảng 3.8. Tỷ lệ sâu bệnh hại và khả năng chống chịu đổ ngã ...................................... 62 Bảng 3.9. Năng suất của các giống sắn thí nghiệm tại huyện Đồng Xuân ở vụ Hè ...... 64 Bảng 3.10. Năng suất của các giống sắn thí nghiệm tại huyện Sông Hinh ở vụ Hè ..... 65 Bảng 3.11. Năng suất của các giống sắn thí nghiệm tại huyện Đồng Xuân ở vụ Xuân 67 Bảng 3.12. Năng suất của các giống sắn thí nghiệm tại huyện Sông Hinh ở vụ Xuân . 68 Bảng 3.13. Các chỉ tiêu về hình thái và năng suất của các giống sắn thí nghiệm tại huyện Đồng Xuân ở vụ Hè ............................................................................................ 71 Bảng 3.14. Các chỉ tiêu về hình thái và năng suất của các giống sắn thí nghiệm tại huyện Sông Hinh ở vụ Hè ............................................................................................. 72 Bảng 3.15. Các chỉ tiêu về hình thái và năng suất của các giống sắn thí nghiệm tại huyện Đồng Xuân ở vụ Xuân ........................................................................................ 73 Bảng 3.16. Các chỉ tiêu về hình thái và năng suất của các giống sắn thí nghiệm tại huyện Sông Hinh ở vụ Xuân ......................................................................................... 74 Bảng 3.17. Năng suất giống tuyển chọn (KM419) so với đối chứng (KM94) ............. 75 Bảng 3.18. Tỷ lệ chống chịu sâu bệnh và thời gian sinh trưởng tối ưu ......................... 77 Bảng 3.19. Bảng đối chiếu bản tả kỹ thuật DUS sắn KM419 ở Phú Yên và giống gốc ................................................................................................................... 79 Bảng 3.20. Năng suất củ tươi của các giống sắn thí nghiệm tại huyện Đồng Xuân và huyện Sông Hinh ở vụ Hè và vụ Xuân .......................................................................... 82 Bảng 3.21. Năng suất tinh bột của các giống sắn thí nghiệm tại huyện Đồng Xuân và huyện Sông Hinh ở vụ Hè và vụ Xuân. ......................................................................... 83 Bảng 3.22. Ảnh hưởng các công thức phân bón đến chỉ tiêu hình thái và năng suất của giống sắn KM419 tại huyện Sông Hinh ở vụ Xuân ...................................................... 85 Bảng 3.23. Ảnh hưởng các công thức phân bón đến năng suất và hiệu quả kinh tế của giống sắn KM419 tại huyện Sông Hinh ở vụ Xuân ...................................................... 86 Bảng 3.24. Ảnh hưởng các công thức phân bón đến các chỉ tiêu hình thái và năng suất của giống sắn KM419 tại huyện Đồng Xuân ở vụ Xuân .............................................. 87 Bảng 3.25. Ảnh hưởng các công thức phân bón đến năng suất và hiệu quả kinh tế của giống sắn KM419 tại huyện Đồng Xuân ở vụ Xuân ..................................................... 88 viii Bảng 3.26. Ảnh hưởng các công thức phân bón đến các chỉ tiêu hình thái và năng suất của giống sắn KM419 tại huyện Sông Hinh ở vụ Hè .................................................... 89 Bảng 3.27. Ảnh hưởng các công thức bón đến năng suất và hiệu quả kinh tế của giống sắn KM419 tại huyện Sông Hinh ở vụ Hè .................................................................... 90 Bảng 3.28. Ảnh hưởng các công thức bón đến các chỉ tiêu hình thái và năng suất của giống sắn KM419 tại huyện Đồng Xuân ở vụ Hè ......................................................... 91 Bảng 3.29. Ảnh hưởng các công thức bón đến năng suất và hiệu quả kinh tế của giống sắn KM419 tại huyện Đồng Xuân ở vụ Hè ................................................................... 92 Bảng 3.30. Năng suất ở các công thức mật độ đối với giống KM419 tại huyện Đồng Xuân và Sông Hinh ....................................................................................................... 99 Bảng 3.31. Năng suất và hiệu quả kinh tế ở các thời điểm thu hoạch đối với giống sắn KM419 tại huyện Sông Hinh ....................................................................................... 101 Bảng 3.32. Năng suất và hiệu quả kinh tế ở các thời điểm thu hoạch đối với giống KM419 tại huyện Đồng Xuân ..................................................................................... 103 Bảng 3.33. Hiệu quả kinh tế của mô hình thâm canh tại huyện Đồng Xuân .............. 105 Bảng 3.34. Hiệu quả kinh tế của mô hình thâm canh tại huyện Sông Hinh ................ 106 ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Sản xuất sắn ở các nước trên thế giới, năm 2013 ............................................ 4 Hình 1.2. Diện tích, năng suất và sản lượng sắn Việt Nam 1995-2015 ........................ 10 Hình 1.3. Sơ đồ chọn tạo các giống sắn Việt Nam ........................................................ 38 Hình 3.1. Hàm lượng tinh bột và tỷ lệ chất khô các giống sắn khảo nghiệm cơ bản tại huyện Đồng Xuân ở vụ Hè ............................................................................................ 65 Hình 3.2. Hàm lượng tinh bột và tỷ lệ chất khô các giống sắn khảo nghiệm cơ bản tại huyện Sông Hinh ở vụ Hè ............................................................................................. 66 Hình 3.3. Hàm lượng tinh bột và tỷ lệ chất khô các giống sắn khảo nghiệm cơ bản tại huyện Đồng Xuân ở vụ Xuân ........................................................................................ 69 Hình 3.4. Hàm lượng tinh bột và tỷ lệ chất khô các giống sắn khảo nghiệm cơ bản tại huyện Sông Hinh ở vụ Xuân ......................................................................................... 69 Hình 3.5. Hàm lượng tinh bột các giống sắn khảo nghiệm sản xuất tại Đồng Xuân và Sông Hinh ở vụ Hè ........................................................................................................ 71 Hình 3.6. Hàm lượng tinh bột các giống sắn khảo nghiệm sản xuất tại Đồng Xuân và Sông Hinh ở vụ Xuân .................................................................................................... 74 Hình 3.7. Nguồn gốc phả hệ của giống sắn KM419 ..................................................... 78 Hình 3.8. Một số đặc điểm nông học hình thái của giống sắn KM419 tại Phú Yên ..... 78 Hình 3.9. Năng suất sắn ở các công thức mật độ thí nghiệm tại huyện Đồng Xuân (hình trái) và huyện Sông Hinh (hình phải) ở vụ Hè ..................................................... 98 Hình 3.10. Năng suất sắn ở các công thức mật độ thí nghiệm tại huyện Đồng Xuân (hình trái) và huyện Sông Hinh (hình phải) ở vụ Xuân ................................................. 99 Hình 3.11. Biến động hàm lượng tinh bột của các thời điểm thu hoạch ở vụ Xuân ... 102 Hình 3.12. Biến động hàm lượng tinh bột của các thời điểm thu hoạch ở vụ Hè ....... 102 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tà