ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
------------
NGUYỄN CÔNG MINH
Tên đề tài :
“ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN
CỦA TẬP ĐỒN DỊNG, GIỐNG SẮN NĂM 2018”
KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo:
Chun ngành:
Khoa:
Khóa học:
Chính quy
Khoa học cây trồng
Nơng học
2015 – 2019
Thái Nguyên, năm 2019
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
------------
NGUYỄN CÔNG MINH
Tên đề tài :
“ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN
CỦA TẬP ĐỒN DỊNG, GIỐNG SẮN NĂM 2018”
KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo:
Chun ngành:
Lớp:
Khoa:
Khóa học:
Giảng viên hướng dẫn:
Chính quy
Khoa học cây trồng
K47 – TT – N01
Nông học
2015 – 2019
Th.s Nguyễn Thị Quỳnh
TS. Hoàng Kim Diệu
Thái Nguyên, năm 2019
i
LỜI CẢM ƠN
Được sự nhất trí của Nhà trường, khoa Nơng học em đã tiến hành và
hồn thành đề tài tốt nghiệp: “ Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển
của Tập đồn dịng, giống sắn năm 2018”.
Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm
Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Nông học, các thầy cô giáo tham gia
giảng dạy lớp 47TT và các giảng viên trong khoa đã tạo điều kiện giúp đỡ em
trong thời gian học tập cũng như trong quá trình nghiên cứu để em có thể
hồn thành khóa luận này.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giảng viên Th.s Nguyễn Thị
Quỳnh, TS. Hoàng Kim Diệu người trực tiếp hướng dẫn, định hướng đề tài,
cũng như tận tình chỉ bảo em trong suốt q trình nghiên cứu và hồn thiện
khóa luận.
Em xin gửi lời biết ơn tới gia đình, bạn bè và những người thân đã
động viên và ủng hộ em trong suốt thời gian qua.
Do điều kiện thời gian và trình độ của em cịn hạn chế, mặc dù đã cố
gắng nhưng không thể tránh được những thiếu sót, em rất mong nhận được
những ý kiến đóng góp của các thầy cơ giáo và các bạn để khóa luận này
được hoàn thiện tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019
Sinh viên
Nguyễn Công Minh
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................. Error! Bookmark not defined.
MỤC LỤC .......................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT ....................................................... iv
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................ v
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................ vi
PHẦN 1. MỞ ĐẦU ........................................................................................... 1
1.1 Đặt vấn đề.................................................................................................... 1
1.2 Mục đích nghiên cứu ................................................................................... 2
1.3. Yêu cầu đề tài ............................................................................................. 3
1.4. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................... 3
1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học ...................................... 3
1.4.2. Ý nghĩa trong sản xuất ............................................................................ 3
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................. 4
2.1. Nguồn gốc , giá trị cây sắn ......................................................................... 4
2.1.1. Nguồn gốc ............................................................................................... 4
2.1.2 Giá trị........................................................................................................ 5
2.1.2.1. Giá trị dinh dưỡng................................................................................ 5
2.1.2.2. Giá trị sử dụng ..................................................................................... 7
2.2. Tình hình sản xuất sắn trên thế giới và Việt Nam ..................................... 8
2.2.1. Tình hình sản xuất sắn trên thế giới ........................................................ 8
2.2.2. Tình hình sản xuất sắn tại Việt Nam ....................................................... 9
2.2.3. Tình hình sản xuất sắn tại Thái Nguyên ............................................... 11
2.3. Tình hình nghiên cứu , chọn tạo giống sắn trên thế giới và Việt Nam .... 12
2.3.1. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống sắn trên thế giới ....................... 12
2.3.2. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống sắn ở Việt Nam ........................ 16
PHẦN 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 20
3.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 20
iii
3.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu............................................................ 21
3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 21
3.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 21
3.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm.............................................................. 21
3.4.2. Quy trình kỹ thuật thí nghiệm ............................................................... 21
3.4.3. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi ................................................... 21
3.4.4. Phương pháp tính tốn và xử lý số liệu................................................. 24
PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 25
4.1. Khả năng sinh trưởng của các dòng, giống sắn thí nghiệm ..................... 25
4.1.1. Tỷ lệ mọc mầm và thời gian mọc mầm của các dòng, giống sắn tham
gia thí nghiệm ................................................................................................. 25
4.1.2. Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các dịng, giống sắn tham gia thí
nghiệm.............................................................................................................. 27
4.1.3. Tốc độ ra lá của các dòng, giống sắn tham gia thí nghiệm ................... 30
4.1.4. Tuổi thọ lá của các dịng, giống sắn tham gia thí nghiệm .................... 32
4.1.5. Đặc điểm nơng sinh học của các dịng, giống sắn tham gia
thí nghiệm........................................................................................................ 35
4.2. Một số đặc điểm thực vật học của các dịng, giống sắn tham gia thí
nghiệm ............................................................................................................. 38
4.3. Các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất và chất lượng của các dịng,
giống sắn tham gia thí nghiệm ........................................................................ 41
4.3.1. Các yếu tố cấu thành năng suất ............................................................. 41
4.3.2. Năng suất của các dòng, giống sắn tham gia thí nghiệm ...................... 44
4.3.3. Chất lượng của các dịng, giống sắn tham gia thí nghiệm ................... 48
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................. 52
5.1. Kết luận .................................................................................................... 52
5.2. Đề nghị ..................................................................................................... 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 54
iv
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
CD
: Chiều dài
CIAT
: Trung tâm Nông nghiệp nhiệt đới quốc tế
CSTH
: Chỉ số thu hoạch
CTTN
: Cơng thức thí nghiệm
ĐK
: Đường kính
FAO
: Tổ chức nơng nghiệp và lương thực thế giới
IITA
: Viện nông nghiệp nhiệt đới quốc tế
KL
: Khối lượng
NSCK
: Năng suất củ khô
NSCT
: Năng suất củ tươi
NSSVH
: Năng suất sinh vật học
NSTB
: Năng suất tinh bột
NSTL
: Năng suất thân lá
STT
: Số thứ tự
v
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng trong củ sắn tươi .................................... 6
Bảng 2.2: Diện tích, năng suất và sản lượng sắn trên thế giới ...................... 8
từ năm 2013 - 2017 ....................................................................................... 8
Bảng 2.3: Tình hình sản xuất sắn của Việt Nam giai đoạn 2013 - 2017 ..... 10
Bảng 2.4: Tình hình sản xuất sắn tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2013 – 2017
.................................................................................................................... 12
Bảng 4.1: Tỷ lệ mọc mầm và thời gian mọc mầm của các dòng, giống sắn
tham gia thí nghiệm .................................................................................... 26
Bảng 4.2: Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các dòng, ........................ 28
giống sắn tham gia thí nghiệm .................................................................... 28
Bảng 4.3: Tốc độ ra lá của các dịng, giống sắn tham gia thí nghiệm ......... 31
Bảng 4.4: Tuổi thọ lá của các dòng, giống sắn tham gia thí nghiệm........... 33
Bảng 4.5: Đặc điểm nơng sinh học của các dịng, giống sắn tham gia thí
nghiệm. ....................................................................................................... 36
Bảng 4.6: Một số đặc điểm thực vật học của các dịng, giống sắn tham gia
thí nghiệm. .................................................................................................. 39
Bảng 4.7: Các yếu tố cấu thành năng suất của các dịng, giống sắn tham gia
thí nghiệm ................................................................................................... 42
Bảng 4.8: Năng suất của các dịng, giống sắn tham gia thí nghiệm. ........... 44
Bảng 4.9: Chất lượng của các dòng, giống sắn tham gia thí nghiệm .......... 48
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 4.1. Biểu đồ năng suất củ tươi của các dịng, giống sắn tham gia
thí nghiệm........................................................................................................ 45
Hình 4.2. Biểu đồ năng suất thân lá của các dòng, giống sắn tham gia
thí nghiệm........................................................................................................ 46
Hình 4.3. Biểu đồ năng suất sinh vật học của các dòng, giống sắn tham gia
thí nghiệm. ....................................................................................................... 47
Hình 4.4. Biểu đồ năng suất tinh bột các dịng, giống sắn tham gia
thí nghiệm....................................................................................................... 49
Hình 4.5. Biểu đồ năng suất củ khơ của các dịng, giống sắn tham gia
thí nghiệm ........................................................................................................ 51
1
PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Cây sắn (Manihot esculenta Crantz) có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới châu
Mỹ La tinh và được trồng cách đây khoảng 5.000 năm. Sắn là cây lương thực dễ
trồng, có khả năng thích ứng rộng, được trồng trên những vùng đất nghèo, không
yêu cầu cao về chăm sóc, phân bón và điều kiện sinh thái. Cây sắn được trồng
rộng rãi ở trên 100 nước nhiệt đới, á nhiệt đới thuộc ba châu lục lớn là châu Phi,
châu Mỹ và châu Á (Phạm Văn Biên và Hồng Kim,1991) [2].
Sắn là cây lương thực quan trọng vì nó có giá trị lớn về nhiều mặt. Sắn là
nguồn lương thực đáng kể cho con người, ngày nay sắn và các sản phẩm chế
biến từ sắn được nhiều nước trên thế giới sử dụng làm nguồn lương thực
chính, nhất là các nước ở châu Phi. Tinh bột sắn được làm lương thực, thực
phẩm, thức ăn cho khoảng trên 500 triệu người trên thế giới nhất là những
nước đang phát triển. Ngồi ra tinh bột sắn cịn được sử dụng làm thức ăn
chăn nuôi, nguyên liệu công nghiệp cho chế biến bột ngọt, rượu, cồn, bánh
kẹo, mỳ ăn liền, phụ gia dược phẩm và là nguồn nguyên liệu dồi dào và hiệu
quả cho công nghiệp chế biến nhiên liệu sinh học (ethanol).
Cây sắn được du nhập vào Việt Nam từ giữa thế kỷ 18 và được trồng
rộng rãi khắp các tỉnh từ Bắc đến Nam. Ở nước ta sắn là cây lương thực quan
trọng chỉ sau lúa và ngô. Năm 2014 ở Việt Nam trồng 551,1 nghìn ha với
tổng sản lượng thu được 10,225 triệu tấn (FAOSTAT, 2015). Đặc biệt năm
2014 sản lượng xuất khẩu sắn của nước ta là 3,39 triệu tấn, kim ngạch thu
được sấp xỉ 1,2 tỷ USD.
Trong năm 2013, cả nước có 6 nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học sử
dụng nguyên liệu là sắn lát khô đi vào hoạt động, gần 100 nhà máy chế biến
2
tinh bột sắn và hàng trăm cơ sở chế biến thủ cơng trong đó 30% sản lượng thu
được phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước làm lương thực, chế biến thức ăn
chăn nuôi, công nghiệp dược phẩm, làm nguyên liệu sản xuất xăng sinh học,
cồn công nghiệp, 70% được xuất khẩu dưới dạng tinh bột hoặc sắn lát khô.
Trong những năm gần đây cây sắn của nước ta đang chuyển đổi dần từ
cây lương thực sang cây công nghiệp có thể cạnh tranh được với thị trường
trong và ngồi nước. Cây sắn ở nước ta ngày càng có nhu cầu cao trong ngành
cơng nghiệp, là nguồn ngun liệu chính cho các nhà máy chế biến tinh bột,
thức ăn chăn ni, thực phẩm và trở thành cây hàng hóa xuất khẩu của nhiều
tỉnh trên cả nước. Ngành 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 và đem
lại hiệu quả kinh tế cao cho người sản xuất sắn. Để có nguồn nguyên liệu ổn
định cho ngành cơng nghiệp chế biến sắn thì cần quan tâm đến nhiều biện
pháp kỹ thuật trong đó chọn lựa giống có chất lượng tốt, cho năng suất cao,
thích ứng rộng là việc làm rất cần thiết. Muốn vậy, trước hết cần chọn lọc,
bảo tồn những giống sắn có đặc tính tốt để lai tạo các giống sắn mới năng suất
cao, chất lượng tốt. Từ thực tế đó, em tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá
khả năng sinh trưởng phát triển của tập đồn dịng, giống sắn năm 2018”
làm khóa luận tốt nghiệp.
1.2 Mục đích nghiên cứu
Đánh giá khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của tập đồn
giống sắn tại Thái Ngun, góp phần bảo tồn đa dạng sinh học cây sắn, phục
vụ cho công tác học tập, nghiên cứu, chọn tạo và lai tạo giống sắn mới cho
năng suất, chất lượng tốt. Đáp ứng nhu cầu sử dụng và sản xuất sắn hàng hoá.
3
1.3. Yêu cầu đề tài
- Theo dõi khả năng sinh trưởng của các giống sắn.
- Đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất và chất lượng của
giống sắn.
- Mô tả đặc điểm thực vật học.
1.4. Ý nghĩa của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học
- Củng cố và hệ thống lại toàn bộ những kiến thức đã học, áp dụng vào
thực tế, gắn lý thuyết với thực hành giúp sinh viên nâng cao được chuyên môn,
hiểu được phương pháp và ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất.
- Giúp sinh viên hiểu được phương pháp triển khai một đề tài nghiên cứu
khoa học.
- Báo cáo đề tài là nguồn tài liệu tham khảo cho sinh viên khi học tập tại
khoa Nơng học.
1.4.2. Ý nghĩa trong sản xuất
Góp phần lưu trữ, xác định được đặc điểm nông sinh học của các giống
sắn làm cơ sở cho công tác bảo tồn, những giống sắn có đặc điểm tốt, từ đó
góp phần vào công tác lai tạo ra những giống sắn mới đáp ứng theo từng mục
đích sử dụng khác nhau.
4
PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Nguồn gốc , giá trị cây sắn
2.1.1. Nguồn gốc
Một số cơng trình nghiên cứu gần đây của nhiều tác giả kết luận rằng cây
sắn có nguồn gốc phức tạp và có 4 trung tâm phát sinh chính đó là Braxin có
2 trung tâm cịn lại là Mexico và Bolivia. Sắn đã được trồng cách đây khoảng
3.000 - 7.000 năm.
Trung tâm phát sinh của cây sắn được giả thuyết ở tại Đông Bắc Brazil
thuộc lưu vực sơng Amazon, nơi có nhiều chủng loại sắn trồng và hoang dại.
Trung tâm phân hóa phụ của cây sắn có thể tại Mexico, Trung Mỹ và ven biển
các nước Nam Mỹ. Bằng chứng là những di tích khảo cổ ở Venezuela niên
đại 2700 năm trước cơng ngun, những lị 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 Mexico có
tuổi khoảng 200 năm đến 900 năm trước cơng nguyên (Trần Ngọc Ngoạn,
2007) [14].
Cây sắn được du nhập vào châu Á khoảng giữa thế kỷ XVII theo 2 con
đường: Thứ nhất là vào Srilanca năm 1876 rồi sang ấn Độ năm 1794 sau đó
sang Trung Quốc, Myanmar và một số nước châu Á khác. Thứ hai là từ châu
Mỹ la tinh đưa vào Philippin bởi thực dân Tây Ban Nha sau đó đem trồng ở
Inđơnesia và một số nước châu Á khác.
Ở Việt Nam cây sắn được du nhập vào khoảng thế kỷ thứ XVIII 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 Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, vùng núi
5
và trung du phía Bắc và ven biển Nam Trung Bộ, ven biển Bắc Trung Bộ
(Hoàng Kim, Phạm Văn Biên (1996) [11].
2.1.2 Giá trị
2.1.2.1. Giá trị dinh dưỡng
Sắn là một cây trồng có nhiều cơng dụng trong chế biến cơng nghiệp,
thức ăn gia súc và lương thực thực phẩm.
Mỗi một bộ phận của cây sắn đều có những giá trị nhất định và có thể sử dụng
vào mục đích kinh tế cụ thể:
Củ sắn dùng để ăn tươi, sắn lát khô, chế biến tinh bột sắn, làm thức ăn
gia súc. Trong những năm gần đây nhờ sự phát triển của công nghệ chế biến
và công nghệ sinh học các phương pháp chế biến sắn ngày càng được nâng
cao tạo ra sản phẩm có giá trị cao như: Mỳ chính, bánh kẹo, mỳ ăn liền, hồ
dán, phụ gia dược phẩm, kỹ nghệ chất dính...(Đường Hồng Dật, 2004) [6]
Ngồi ra sắn tươi, lá sắn có nhiều chất dinh dưỡng có giá trị, chứa khá
đầy đủ các axit amin cần thiết. Song trong lá sắn có chứa một lượng đáng kể
độc tố, sau khi phân hủy giải phóng ra axit HCN gây độc cho người và gia
súc, dẫn đến hạn chế giá trị sử dụng lá sắn. Ở Châu Phi lá sắn ngọt là một loại
rau được sử dụng nhiều trong các bữa ăn, còn ở Việt Nam lá sắn non dùng để
luộc. Hiện nay, giá trị chủ yếu của lá sắn là nguồn thức ăn cho chăn nuôi gia
súc qua phương pháp ủ chua, ngồi ra dùng để ni tằm (Trần Ngọc Ngoạn,
2007) [14].
Thật vậy sắn củ tươi giầu tinh bột, chứa nhiều gluxit khó tiêu, nghèo
các chất béo, muối khống, vitamim và đạm.
6
Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng trong củ sắn tươi
Thành phần
Tỷ lệ chất khô (%)
Hàm lượng tinh bột (%)
Đường tổng số (% FW)
Đạm tổng số (%FW)
Chất xơ (%FW)
Chất béo (%FW)
Chất khoáng (%FW)
Vitamin A (mg/100gFW)
Vitamin C (mg/100gFW)
Năng lượng (KJ/100g)
Amylose (%)
Hàm lượng
30- 40
27-36
0,5- 2,5
0,5- 2,0
1,0
0,5
0,5- 1,5
17
50
607
15-29
Nguồn: Christopher Wheatley, Gregory J.Scott, Rupert Best
and Siert Wiersema 1995 [19].
Qua bảng 2.1 thấy rằng thành phần dinh dưỡng trong củ sắn tươi rất đa dạng.
Củ sắn được dùng để chế biến thành tinh bột, làm sắn lát khô bột sắn
nghiền hoặc dùng để ăn tươi. Từ củ sắn tươi hoặc các sản phẩm sơ chế tạo
thành các sảm phẩm cơng nghiệp như: bột ngọt, mì ăn liền, gluco, siro, phụ da
dược phẩm, kỹ nghệ chất dính…củ sắn còn là nguồn thức gia súc cho cả vùng
nhiệt đới và ôn đới, củ sắn để chế biến làm lương thực, thực phẩm như: bún,
miến, mì ống, mì sợi…và nhiều món ăn khác nhau tùy theo tập quán xuất
khẩu có giá trị.
Lá sắn có chứa nhiều chất dinh dưỡng có giá trị khá đầy đủ các axit
amim cần thiết, lá sắn có hàm lượng đạm cao chiếm tới 7,22% , có nhiếu chất
khống, chất bột và vitamim. Ở Việt Nam nhân dân ta dùng lá sắn non để luộc
ăn hoặc muối ăn. Ngồi ra lá sắn cịn là nguồn thức ăn quý đối với gia súc và
nuôi tằm.
7
Thân sắn chặt hom để làm giống, làm hàng rào, củi đun…đặc biệt ở các
nước phát triển thân sắn còn được chế biến để lấy xenfufoza.
2.1.2.2. Giá trị sử dụng
- Tinh bột sắn dùng trong chăn nuôi gia súc
Củ sắn dùng để ăn tươi, sắn lát khô, chế biến tinh bột sắn, làm thức ăn
gia súc. Hiện nay, giá trị chủ yếu của lá sắn là nguồn thức ăn cho chăn ni
gia súc qua phương pháp ủ chua, ngồi ra dùng để nuôi tằm (Trần Ngọc
Ngoạn, 2007) [14].
- Tinh bột sắn dùng trong cơng nghiệp
Sắn có nhiều cơng dụng trong chế biến cơng nghiệp, từ sắn lát khơ có thể
chế biến thành: bột sắn nghiền, tinh bột sắn, tinh bột sắn biến tính, các sản
phẩm từ tinh bột sắn như bột ngọt, cồn, maltodextrin, lysine, acid citric, xiro
glucose và đường glucose tinh thể, mạch nha giàu maltose, hồ vải, hồ giấy,
colender, phủ giấy, bìa các tơng (Hồng Kim Anh, Ngơ Kế Sương, Nguyễn
Xích Liên 2004) [1].
Tinh bột của củ sắn, sau quá trình chế biến sẽ thành bột năng được dùng
trong công nghiệp thực phẩm để chế biến bánh kẹo, mì ăn liền, bột khoai,
bánh tráng, hạt trân châu (tapioca), phụ gia thực phẩm, chất giữ ẩm…
- Sắn là cây trồng cung cấp nhiên liệu sinh học
Ở châu Á ngày nay có đến 70% sắn được dùng làm nguyên liệu sản xuất
ethanol. Trong tình trạng dầu mỏ và những năng lượng hóa thạch khác ngày
một cạn kiệt, khan hiếm thì loài người càng kỳ vọng vào biodiezen và cây sắn
được lựa chọn số 1. Biodiezen có thể được chế biến từ lúa, ngơ, mía nhưng từ
sắn là rẻ nhất. Cây sắn có hệ thống cố định Cacbon cho phép cây tiếp tục
quang hợp có hiệu quả trong thời gian thiếu nước kéo dài (Trịnh Xuân Ngọ và
Đinh Thế Lộc, 2004) [13]. Vì vậy, sắn hiện nay đang được sử dụng như một
8
nguyên liệu phù hợp để sản xuất ethanol trên toàn châu Á, châu Phi và Mỹ
Latin. Nhiên liệu sinh học hiện có tầm quan trọng trong cuộc sống hiện đại kể
từ khi giá nhiên liệu hóa thạch đã bắt đầu tăng vọt do các vấn đề chính trị và
cũng là mối quan tâm ngày càng tăng trên tất cả các vấn đề về ô nhiễm môi
trường. Xem xét những vấn đề này, các nước phát triển và đang phát triển đã
xây dựng chính sách để bắt buộc pha ethanol và diesel sinh học (sản xuất từ
các nguồn tái tạo) với nhiên liệu hóa thạch (xăng, diesel). Từ đó dẫn đến một
nhu cầu lớn đối với nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu sinh học ở Trung
Quốc, Braxil, Nigieria, Thái Lan, Indonesia, Colombia và Việt Nam (Hệ
thống cây lương thực Việt Nam, 2011) [10].
2.2. Tình hình sản xuất sắn trên thế giới và Việt Nam
2.2.1. Tình hình sản xuất sắn trên thế giới
Đến nay, cây sắn được trồng tại trên 100 nước nhiệt đới trên tồn thế
giới với quy mơ canh tác, năng suất, sản lượng rất khác nhau và được tập
trung ở một số châu lục như châu Á, châu Phi và châu Mỹ. Diện tích, năng
suất và sản lượng sắn trên thế giới thể hiện ở bảng 2.2.
Bảng 2.2: Diện tích, năng suất và sản lượng sắn trên thế giới
từ năm 2013 - 2017
Diện tích
Năng suất
Sản lượng
( triệu ha)
( tấn/ha)
(triệu tấn)
2013
25,91
11,74
278,454
2014
25,55
11,42
299,053
2015
26,02
11,34
295,243
2016
25,84
11,45
296,042
2017
26,34
11,08
291,992
Năm
(Nguồn: FAOSTAT, 2019) [20]
9
Qua số liệu bảng 2.2 cho thấy diện tích trồng sắn trên thế giới nhìn chung
biến động trong 5 năm giảm từ 25,91 triệu ha (2013) xuống 22,55 triệu ha (2014)
từ năm 2014 tăng dần đến 2017 đạt 26,34 triệu ha. Năng suất có xu hướng tăng
từ 10,74 tấn/ha (2013) lên 11,08 tấn/ha (2017). Do diện tích có nhiều biến động
nên sản lượng sắn trên thế giới cũng bị ảnh hưởng qua các năm từ 278,454 triệu
tấn (2013) lên 299,053 triệu tấn (2014), sau đó giảm dần từ 299,053 triệu tấn
(2014) xuống 291,992 triệu tấn (2017).
Trong các nước sản xuất sắn trên thế giới thì xuất khẩu sắn chủ yếu ở
một số nước châu Á.
Trung Quốc hiện là nước nhập khẩu sắn nhiều nhất thế giới khoảng 6
triệu tấn mỗi năm chiếm hơn 80% lượng sắn nhập khẩu toàn cầu, tiếp đến là
Hàn Quốc, Nhật, Indonesia,... để làm cồn sinh học, tinh bột biến tính, thức ăn
gia súc và dùng trong công nghiệp thực phẩm dược liệu. Thị trường xuất khẩu
sắn chủ yếu của Thái Lan là Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản và cộng đồng
châu Âu với tỷ trọng xuất khẩu sắn khoảng 40% bột và tinh bột sắn, 25% là
sắn lát và sắn viên (Kim Hoang và cs, 2008) [23].
2.2.2. Tình hình sản xuất sắn tại Việt Nam
Sắn là cây lương thực và thức ăn chăn nuôi quan trọng thứ ba sau ngô và lúa
(Phạm Văn Biên, 1998) [3]. Sắn đang có xu hướng tăng ở vùng Đơng Nam Bộ,
Tây Nguyên, vùng núi và trung du Bắc Bộ do đặc tính đa năng của nó. Cây sắn
được du nhập vào Việt Nam trong khoảng giữa thế kỷ XVIII. Hiện chưa có tài
liệu chắc chắn về nơi trồng và năm trồng đầu tiên. Song đã từ lâu cây sắn trở
thành cây có củ đứng hàng đầu về diện tích và sản lượng trong số các cây có
củ ở nước ta.
Việt Nam là một nước nông nghiệp với dân số trên 90 triệu người. Trong
năm 2013 có khoảng 7,8% là hộ nghèo, cận nghèo. Cây sắn là nguồn thu nhập
quan trọng của các hộ nông dân nghèo, cận nghèo. Ở miền Bắc, sắn được
trồng trên vùng đồi, núi có độ dốc < 150 với diện tích khá lớn nhưng khơng
10
tập trung, sản phẩm của sắn chủ yếu là sắn lát phơi khô hoặc tiêu thụ tươi,
chăn nuôi và một phần làm lương thực. Cây sắn là một trong 4 cây lương thực
chính, có vai trị quan trọng trong chiến lược an tồn lương thực Quốc gia sau
lúa và ngơ. Ở miền Bắc, sắn là nguồn lương thực và thức ăn gia súc quan
trọng của các nông hộ sản xuất nhỏ. Cây sắn được trồng ở trung du với diện
tích khá lớn, nhưng chưa tập trung, sản phẩm chủ yếu là sắn lát phơi khô hoặc
tiêu thụ tươi. Từ năm 2003 đến nay, một số tỉnh miền Bắc như: Yên Bái, Vĩnh
Phúc, Sơn La, Phú Thọ, Bắc Kạn, Tuyên Quang cây sắn đã chuyển từ cây
lương thực thực phẩm sang cây cơng nghiệp.
- Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn của Việt Nam trong những năm gần
đây có những bước tiến đáng kể. Tại Việt Nam sắn được canh tác phổ biến ở
hầu hết các tỉnh của các vùng sinh thái nơng nghiệp. Diện tích, năng suất và
sản lượng sắn của Việt Nam trong những năm gần đây đều tăng lên đáng kể
và được thể hiện qua bảng 2.3.
Bảng 2.3: Tình hình sản xuất sắn của Việt Nam giai đoạn 2013 - 2017
Diện tích
Năng suất
Sản lượng
Năm
(nghìn ha)
(tấn/ha)
(nghìn tấn)
2013
554.107
17,93
9.757.681
2014
552.760
18,47
10.209.882
2015
567.998
18,90
10.740.000
2016
569.233
19,16
10.909.800
2017
532.501
19,28
10.267.568
(Nguồn: FAOSTAT, 2019) [20].
Số liệu bảng 2.3 cho thấy tình hình sản xuất sắn của Việt Nam tăng dần
trong 5 năm gần đây, diện tích trồng sắn cả nước biến động từ 554.107 nghìn
ha (2013) lên 569,233 nghìn ha (2016) và giảm từ 569,233 nghìn ha (2016)
xuống 532,50 nghìn ha (2017). Năng suất tăng khá mạnh do quá trình chọn
11
tạo giống và kĩ thuật canh tác, năng suất từ 17,93 tấn/ha (2013) tăng dần qua
các năm và đạt 19,28 tấn/ha (2017). Do diện tích và năng suất tăng nên sản
lượng sắn tăng dần trong 5 năm gần đây, từ 9.757.681 nghìn tấn (2013) lên
10.267.568 nghìn tấn (2017).
Ở Việt Nam đã từ lâu cây sắn đã trở thành cây có củ đứng hàng đầu về
diện tích và sản lượng so với các cây có củ khác. Ngành chế biến sắn của Việt
Nam đã có nhưng trang thiết bị trong các nhà máy chế biến tinh bột sắn của
Việt Nam khá là hiện đại. Ngồi sản phẩm tinh bột sắn thì sắn lát khô của
Việt Nam cũng là một mặt hàng quan trọng, có nhu cầu cao. Trong đó thị
trường xuất khẩu sắn lát khơ chủ yếu là Trung Quốc.
Vai trị của cây sắn ở Việt Nam đã và đang chuyển đổi nhanh chóng từ
chỗ là cây lương thực trở thành cây công nghiệp và là cây nguyên liệu cho sản
xuất nhiên liệu sinh học. Tinh bột sắn và sắn lát Việt Nam đã trở thành 1
trong 7 mặt hàng xuất khẩu có triển vọng. Cơ cấu sử dụng sắn Việt nam hàng
năm được chia thành 03 nhóm chính gồm: 37% cho sản xuất tinh bột, 33%
cho xuất khẩu và 30% cho sản xuất thức ăn chăn nuôi.
Năng suất sắn của Việt Nam hiện nay đứng khoảng thứ 10 trong số các
quốc gia năng suất cao. Nhưng năng suất bình quân 17 tấn/ha chỉ tương
đương 50% so với năng suất sắn tại Ấn Độ, thấp hơn năng suất sắn tại
Indonesia 15% và thấp hơn Thái Lan là 9%. Việt Nam đã có 1 bước tiến dài
trong việc trồng sắn và trở thành nước xuất khẩu sắn lớn thứ 2 sau Thái Lan.
2.2.3. Tình hình sản xuất sắn tại 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 cận nhiệt đới ẩm, nhiệt độ trung bình của Thái Nguyên là 25 °C. Khí hậu
Thái Nguyên chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 và mùa
khô từ tháng 10 đến tháng 5. Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2.000
12
đến 2.500 mm, cao nhất vào tháng 8 và thấp nhất vào tháng 1. Nhìn chung khí
hậu tỉnh Thái Ngun thuận lợi cho phát triển ngành nơng, lâm nghiệp.
Tình hình sản xuất, diện tích và sản lượng sắn của tỉnh Thái Nguyên những
năm gần đây được trình bày ở bảng 2.4.
Bảng 2.4: Tình hình sản xuất sắn tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2013 – 2017
Diện tích
Năng suất
Sản lượng
Năm
(nghìn ha)
(tấn/ha)
(nghìn tấn)
2013
3,7
15,1
55,7
2014
3,7
14,8
54,6
2015
3,4
14,7
50,1
2016
3,4
14,5
49,3
2017
2,9
14,1
41,0
(Nguồn tổng cục thống kê năm 2019)[17].
Qua số liệu bảng 2.4 cho thấy, diện tích trồng sắn của tỉnh giai đoạn 2013 –
2017 giảm dần từ 3,7 – 2,9 nghìn ha. Năng suất cũng có xu hướng giảm dần từ
15,1 tấn/ha năm (2013) xuống 14,1 tấn/ha (2017). Do diện tích và năng suất
giảm nên sản lượng sắn giảm dần qua 5 năm gần đây, từ 55,7 nghìn tấn (năm
2013) xuống 41,0 nghìn tấn (năm 2017).
2.3. Tình hình nghiên cứu , chọn tạo giống sắn trên thế giới và Việt Nam
2.3.1. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống sắn trên thế giới
Ngồi việc tập trung cho sản xuất và tiêu thụ sắn thì việc nghiên cứu
giống sắn trên thế giới cũng được quan tâm phát triển mạnh.
Trên thế giới, việc nghiên cứu giống sắn được thực hiện chủ yếu ở Trung
tâm Nông nghiệp nhiệt đới Quốc tế (Center International Agriculture –CIAT)
ở Colombia, Viện Nông nghiệp nhiệt đới Quốc tế (International institute for
13
Tropical Agriculture – IITA) ở Nigieria cùng với các trường, viện nghiên cứu
quốc gia ở những nước trồng và tiêu thụ nhiều sắn.
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 mơi 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.
Viện nghiên cứu nông nghiệp Quốc tế IITA ở Nigeria đã thu thập, đánh
giá, bảo quản 1.268 mẫu giống, vật liệu này của viện đã chọn lọc, đưa vào sản
xuất một số giống sắn chống chịu virus có năng suất cao hơn giống địa
phương từ 2 đến 3 lần (Phan Kim Sơn, 2008) [16].
Đến nay, CIAT đã có những thành công đáng kể, trung tâm đã thu thập
và bảo quản được gần 6000 mẫu giống theo các mục tiêu: khả năng chống
chịu sâu bệnh hại, khả năng cho năng suất cao, thích ứng với sự thay đổi của
mơi trường, mục đích là lựa chọn ra những cặp bố mẹ phục vụ công tác
nghiên cứu giốn sắn và trao đổi quỹ gen giữa các Quốc gia. Hiện tại CIAT đã
giới thiệu cho châu Á và châu Mỹ 251 giống sắn, cung cấp 150.000 hạt lai tạo
cho các khu vực để các Quốc gia tiến hành chọn lọc, khảo nghiệm, cải tiến
giống (Nguyễn Viết Hưng, 2007) [8].
14
Ở Brazin quê hương của cây sắn sau 12 năm hoạt động cho mục đích tạo
giống của ngân hàng gen sắn của Brazin đã thu thập được 1.100 mẫu giống. Từ
năm 1976 đến năm 1990 họ đã chọn lọc được một số dòng sắn phổ biến trong
sản xuất là các giống: 77, BGM 141, BGM 135, BGM 118 và PMG 187
(Hoàng Kim, Phạm Văn Biên (1996) [11].
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 là một loại bệnh dịch hại
nghiêm trọng đối với cây sắn ở châu Phi. (Trần Ngọc Ngoạn, 2007) [14].
Ấn Độ là nước ở châu Á đạt được năng suất sắn cao nhất thế giới. Cơ
quan điều phối cải tiến giống sắn Ấn Độ là Viện nghiên cứu Cây có củ ở
Trivandrum (CTCRI) và Trường Đại học Nông nghiệp Tamil Nadu (TNAU).
Ấn Độ đã thu thập, bảo quản và 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. Trong đó có các giống sắn điển hình như: H-165, H- 226, H
119, CO 1, CO 2, CO 3, Sreevishakham, Sree Prakash, Sree Jaya, Sree Sahya,
Sree Harsha, trong đó giống Sree Prakash có nhiều triển vọng đạt năng suất
củ tươi cao (35- 40 tấn/ha) và chống chịu được bệnh khảm.
Cơ quan khu vực của CIAT tại Thái Lan được thành lập năm
1983(CIAT/Thái Lan) làm nhiệm vụ tạo ra vật liệu giống và điều phối mạng lưới
cải tiến giống sắn ở các nước. Trải qua nhiều năm hoạt động trung tâm nghiên
cứu Rayong mỗi năm khảo sát đánh giá từ 15.000 – 20.000 hạt lai. Đến nay
đã có 28 giống sắn mới được các Quốc gia Châu Á công nhận giống mới,
chúng được chọn từ hai nguồn vật liệu các dòng triển vọng hạt lai do
CIAT/Thái Lan cung cấp (Trần Đình Quang, 1997) [15].
15
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.
Philippine: Chương trình chọn tạo giống sắn được thực hiện chủ yếu tại
Viện chọn giống cây trồng (IPB) ở Los Banos, Laguna và Trung tâm nghiên
cứu huấn luyện cây có củ Philippines (PRCRTC) ở VISCA. Nguồn gen giống
sắn ở PCRRTC hiện có 270 mẫu giống. Từ năm 1986 đến nay Philippines đã
phóng thích 8 giống sắn, chủ yếu dòng lai nhập nội từ CIAT có năng suất củ
tươi cao dùng để tiêu thụ tươi. Các giống này đạt năng suất củ tươi từ 32,339,2 tấn/ha và tỷ lệ tinh bột đạt từ 18,9 đến 23,4%. (Algerico M et all, 2007).
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.
- Các phương pháp chọn tạo giống sắn: Những phương pháp cơ bản chọn
tạo giống sắn gồm lai hữu tính trong lồi, lai hữu tính khác lồi, tạo dịng đột
biến, chọn lọc cải tiến quần thể, nuôi cấy mô tế bào và chuyển gen, nhập nội
và tuyển chọn các dòng sắn lai đơn bội kép, cụ thể:
+ Lai hữu tính trong lồi: Phương pháp cơ bản này đã đạt nhiều thành
tựu và được thực hiện chủ yếu tại CIAT, Thái Lan, Ấn Độ. Lai hữu tính khác
lồi là lai giữa các lồi Manihot với nhau.
+ Tạo dòng đột biến: Vasudevan (1967) và Moh (1976) đã xử lý tia X gây
rối nhiễm sắc thể và thu được dịng đột biến có hàm lượng tinh bột cao, hàm
lượng HCN giảm, chín sớm, khoẻ, tính chống chịu bệnh cao. Xử lý tia Gamma
16
nguồn Coban 60 trên hạt sắn khô và hạt sắn ủ sắp nẩy mầm cũng đã được một
số tác giả nghiên cứu (Hoàng Kim, Lương Thu Trà và tập thể 2004)
+ Chọn lọc cải tiến quần thể gồm chọn lọc hỗn hợp, chọn lọc gia đình
nửa máu và đồng máu, chọn lọc S1, chọn lọc tái hồi.
+ Nuôi cấy mô tế bào và chuyển gen đã và đang triển khai mạnh mẽ ở
CIAT (Colombia), Danforth Center (Mỹ), IPBO (Bỉ), EMBRAPA (Brazil),
trường Đại học Kasetsart (Thái Lan), CTCRI (Ấn Độ) và các phịng nghiên
cứu cơng nghệ sinh học ở Thượng Hải, Hải Nam (Trung Quốc).
+ Thu thập, nhập nội, tuyển chọn các dòng sắn lai là cách ứng dụng tổng
hợp những thành tựu trên, thích hợp với Việt Nam.
2.3.2. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống sắn ở Việt Nam
Việc đánh giá năng suất của các dòng, giống sắn ưu tú cho các vùng sinh
thái, vào giai đoạn cuối của chu kỳ chọn lọc là rất cần thiết, như vậy mới xác
định được giống thích hợp nhất cho từng vùng sản xuất. Cơng tác tuyển chọn
các dịng, giống sắn ưu tú dựa trên quan trắc đồng ruộng vì điều kiện của mơi
trường có ảnh hưởng đến sự di truyền của một số tính trạng số lượng được
biểu hiện ra bên ngồi 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 thơng
số chủ yếu quan trọng trong việc lựa chọn dịng có triển vọng (Hồng Kim và
cs, 1990) [12].
Việt Nam hiện là một trong những nước điển hình của châu Á trong việc
ứng dụng công nghệ chọn tạo và nhân giống sắn lai sau Ấn Độ và Thái Lan
(Howeler R. H, 2004) [21].
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
17
học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh (NLU), Đại học Nông Lâm Huế
(HAU) và các sở Nông nghiệp của các tỉnh trồng nhiều sắn.
Chương trình sắn Việt Nam nhận của CIAT 31 tổ hợp lai, bao gồm 1.603
hạt; trong đó tổ hợp lai SM2354 có 50 hạt. Qua đánh giá chọn lọc từng bước
theo quy phạm tiêu chuẩn từ hạt lai, đánh giá, so sánh sơ bộ và so sánh chính
qui, Trung tâm nghiên cứu và phát triển cây có củ đã chọn lọc được dịng số 4
của tổ hợp lai SM2354. Năm 2001, dòng SM2354-4 được Trung tâm nghiên
cứu và phát triển cây có củ chọn và đưa vào khảo nghiệm Quốc gia và đặt tên
là KM21-12, hiện nay đổi tên thành Sa21-12 đã được Cục Trồng trọt - Bộ
Nông nghiệp và PTNT đặc cách công nhận giống cây trồng mới theo Quyết
định 168/QĐ-TT-CLT, ngày 14 tháng 5 năm 2012. Từ năm 2002 đến nay,
giống sắn Sa21-12 đã được đánh giá qua các thí nghiệm chính quy và khảo
nghiệm sản xuất tại nhiều địa phương ở miền Bắc (Nguyễn Trọng Hiển và cs,
2012) [7].
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. Các giống sắn mới tiên tiến KM297, KM228, KM318, KM325,
KM397, KM414, KM419, KM21-12, SC5, HB60 đang được trồng thử nghiệm
tại một số khu vực của Đồng Nai, Tây Ninh, Ninh Thuận và tỉnh Yên Bái
(Nguyễn Hữu Hỷ và cs, 2001) [9].
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