Tài liệu Động thái một số chỉ tiêu sinh li – hóa sinh theo tiến trình phát triển của quả dưa chuột (cucumis s

PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Dưa chuột còn gọi là "dưa leo", Tên khoa học là cucumis sativus L., thuộc họ bầu bí (cucubitaceae), vỏ xanh, có hột nhưng ăn được. Dưa chuột có xuất xứ từ Ấn Độ, được trồng ở nước ta đã hàng ngàn năm nay[16]. Dưa chuột là cây ưa ẩm, kém chịu hạn nhưng cũng không chịu được úng, ưa đất thịt nhẹ, đất cát pha, giàu chất hữu cơ và tơi xốp, độ pH thích hợp từ 5, 5-6, 5. Các vựng cú khí hậu ấm áp, nhiệt độ trung bình tháng từ 18 - 30 0C đều có thể trồng dưa chuột [16]. Tuy không có mùi vị nhiều nhưng dưa chuột xứng đáng là nhà vô địch rau quả với hàm lượng khoáng chất cao. Trong đó đặc biệt nhất là kali (300mg/100g) có tác dụng giúp thận hoạt động tốt hơn và hạn chế stress. Ngoài ra dưa chuột còn chứa tới 96%-98% nước, và thành phần dinh dưỡng rất phong phú: 0, 8% protein, 3% cacbohydrat, 12mg % can xi, 56mg% P, 0, 63mg % sắt, mangan, iot. Ngoài ra dưa chuột còn chứa hầu hết các loại vitamin như: B1, B3, B5, B6, vitamin C 5mg%. PP 0, 1mg% vitamin A 0, 30mg%, và E dù chỉ là một lượng không đáng kể. Những vitamin này góp phần làm giảm lượng đường, và tham gia vào quá trình tạo enzyme, quỏ trình hấp thụ chất sắt của cơ thể [34]. Kết quả nghiên cứu dược lý còn cho thấy: ở gần cuống và trong vỏ dưa chuột, có một loại hoạt chất vị đắng (Cucurbitacina) có tác dụng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư, hỗ trợ điều trị AIDS vì Cucurbitacina có thể kích thích khả năng miễn dịch của cơ thể [35]. Hiện nay dưa chuột đã trở thành một thứ rau thông dụng, rất được ưa chuộng, có thể ăn sống, ngâm giấm, nấu các món ăn hay chế biến đồ hộp, được dùng làm thuốc. Theo Tây y, dưa chuột có tác dụng lọc máu, hòa tan axớt uric và muối urat, có tác dụng lợi tiểu, bài sỏi, bài chất béo xấu, phòng chống bệnh viêm khớp, thấp khớp dạng thống phong (gút), an thần nhẹ, hạ 1 huyết áp, giảm sốt, tẩy giun sán (nhất là hạt). Trong trái dưa chuột tươi có chứa một số propanol và alcohol, có tác dụng ức chế sự chuyển hóa các chất đường thành chất mỡ. Trong dưa chuột còn có nhiều chất xơ, có tác dụng làm tăng nhu động dạ dày và ruột, đẩy nhanh tốc độ đào thải những thứ cặn bã ra khỏi cơ thể và hạ cholesterol. Do đó, thường xuyên ăn dưa chuột có thể giảm béo. Lá cây dưa chuột có vị đắng, tớnh bình, hơi có độc; có tác dụng chữa đau bụng ỉa chảy. Ngoài ra nước ép dưa chuột có tác dụng da ẩm nhuận, làm cho các nếp nhăn nhỏ giãn rộng ra và làm các vết đen trên mặt mờ dần, nên dưa chuột còn được sử dụng để chế ra một số mỹ phẩm (Sữa chống khô da, Kem dưa chuột sáp ong…). Dưa chuột Ngày càng được dùng nhiều để chữa một số bệnh ngoài da như nếp nhăn, nứt nẻ, da mốc, tàn nhang, da nhờn. Để dưỡng da đắp dưa chuột tươi lên mặt, phòng chống rụng tóc [36]. Dưa chuột được trồng ở các tỉnh như Hưng Yên, Bắc Giang, Vĩnh Phúc, Hà Nội… có thời gian sinh trưởng trung bình từ 75 - 85 ngày. Cho thu hoạch sớm (sau trồng 28-30 ngày) và thời gian cho thu hoạch kéo dài. Năng suất cao 40-45 tấn/ha (1, 5 - 4, 6 tấn/sào Bắc bộ) [16]. Mặc dù có nhiều công trình nghiên cứu về cây dưa chuột nhưng các nhà khoa học ở Việt Nam mới chỉ nghiên cứu về mặt đặc điểm sinh học, sinh thái và kỹ thuật chăm sóc, bảo quản, chế biến nhằm nâng cao năng suất và lợi ích kinh tế của cây chứ chưa có công trình nghiên cứu nào quan tâm đến những biến đổi sinh lí – hóa sinh theo pha phát triển của quả, để chỉ rừ thời kỳ nào thu hoạch quả đạt giá trị dinh dưỡng cao nhất. Để bổ sung kiến thức về mặt này của quả dưa chuột, chúng tôi quyết định thực hiện đề tài: “ Động thái một số chỉ tiêu sinh li – hóa sinh theo tiến trình phát triển của quả dưa chuột (Cucumis sativus L.) tại Sóc Sơn – Hà Nội” 2. Mục đích của đề tài 2 - Theo dõi động thái sinh trưởng của quả dưa chuột trồng tại Sóc Sơn – Hà Nội từ lúc hình thành đến khi quả chín. - Định tính và định lượng thành phần dinh dưỡng trong thịt quả qua các pha sinh trưởng phát triển từ đó rút ra quy luật chuyển hóa sinh lý, hóa sinh các chất dinh dưỡng từ khi quả non đến khi quả chín. - Xác định phẩm chất của quả dưa chuột và thời gian chín sinh lí thực sự của quả. Đề tài của chúng tôi cũng mong muốn giúp người nông dân hiểu rõ hơn về giá trị của quả dưa chuột và tiến trình sinh trưởng phát triển của quả dưa chuột để có biện pháp chăm sóc cây phù hợp nhằm đạt năng suất cao, ổn định; đề xuất thời điểm thu hoạch phù hợp với việc bảo quản, đảm bảo có giá trị dinh dưỡng và giá trị thương phẩm cao nhất sau thu hái. 3 NỘI DUNG Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Đặc điểm sinh học của cõy dưa chuột 1.1.1 Nguồn gốc phân loại * Nguồn gốc: Cõy dưa chuột có nguồn gốc từ Ấn Độ (Nam Á) cách đõy khoảng 3000 năm. Từ Ấn Độ nó được mang đến Italia, Hy Lạp...và mói về sau nó mới được đưa đến Trung Quốc. Dưa chuột có mặt ở Chõu Âu là từ Italia, Pháp từ những năm đầu của thế kỷ IX; ở Bắc Mỹ từ giữa thế kỷ XVI [16]. Trung Quốc là trung tõm khởi nguyên thứ hai của dưa chuột. Ở Việt Nam dưa chuột được xuất hiện đõy 4000 năm từ thời Hùng Vương.[16] Nghiên cứu các đặc tớnh sinh vật học của các giống dưa chuột Việt Nam, viện Cõy lương thực và thực phẩm (Trần Khắc Thi, Vũ Tuyên Hoàng – 1979) [20] đã phõn các giống hiện nay thành 2 kiểu sinh thái (ecotype): miền núi và đồng bằng, trong đó kiểu sinh thái miền núi có nhiều đặc tớnh hoang dại và thích ứng với môi trường cao (chịu lạnh, chống bệnh phấn trắng, phản ứng chặt với độ dài ngày...), kiểu đồng bằng có thể là sản phẩm tiến húa của dưa chuột miền núi đột biến và tác động của con người trong quá trình canh tác và chọn lọc giống. * Phân loại: Dưa chuột có tờn khoa học là Cucumis sativus L. thuộc họ bầu bí Cucurbitaceae [12]. Theo tài liệu [16], dưa chuột có bộ nhiễm sắc thể 2n = 14. Do trong quá trình tồn tại và phát triển, từ một dạng ban đầu, dưới tác dụng của điều kiện sinh thái khác nhau và do đột biến tự nhiên, dưa chuột đã 4 phõn húa thành nhiều kiểu sinh học (biotype) đa dạng. Việc phõn loại chúng theo đặc tớnh sinh thái và di truyền học giúp cho công tác giống sử dụng đúng đắn và dễ dàng các đối tượng nghiên cứu. Các nhà phõn loại dưa chuột đã cố gắng nhiều trong lĩnh vực này nhưng cho đến nay vẫn chưa có một bảng phõn loại thống nhất. Theo bảng phõn loại của Gabaev X. (1932) [16] loài Cucumis sativus L. được phõn thành 3 loài phụ: 1. Loài phụ Đông Á – Ssp – Righi dus Gab 2. Loài phụ Tây Á – Ssp – Graciolos Var 3. Dưa chuột hoang dại – Sap agrostis Gab Var. hardwikii (Royia) Alef Theo đặc điểm của quả và vùng phân bố, các loài phụ trên được chia thành 14 chi. Loài phụ Đông Á có 8 chi, loài phụ Tây Á có 5 chi và chi hoang dại. Bảng phân loại của Gabaev X. tương đối chi tiết nhưng không được chính xác hoàn toàn, khi sử dụng bản này thường gặp nhiều khó khăn. Trên cơ sở nghiên cứu sự tiến hóa sinh thái của loài C. Sativus, Filov A (1940)[21] đã đưa ra bảng phân loại chính xác hơn: bảng phân loại này tuy dựa trên quan điểm hình thái thực vật nhưng tương đối thuận lợi khi sử dụng trong công tác nghiên cứu giống [21]. Theo bảng này, dạng hoang dại được đưa vào nhóm phụ Ssp Agrostis Gab. Cũn các dạng khác là dạng trồng trọt và tập trung vào 6 loài phụ mang đặc trưng sinh thái rõ rệt: 1. Ssp. Europoae – Americanus Fil - Loại phụ Âu - Mỹ có diện tích phổ biến nhất. 2. Ssp. Occidentall – asisticus Fil – Loài phụ Tây Á, phổ biến ở Trung và Tiểu Á: Iran, Apganixtan, Azecbaizan. Loại này có tính chịu hạn cao. 5 3. Ssp. Chinensis Fil – Loài phụ Trung Quốc, trồng nhiều trong nhà kính của Châu Âu, dạng quả ngắn thụ phấn nhờ côn trùng và quả dài không qua thụ phấn. 4. Ssp. Indico – Japomcus Fil – Loài phụ Nhật Ấn, loài phụ này phổ biến ở vùng cận nhiệt có lượng mưa lớn. Các giống dưa chuột Việt Nam thuộc nhóm này. 5. Ssp. Himalaicus Fil – nhóm phụ Hymalayas. 6. Ssp. Helmaphroditus Fil – nhúm cõy lưỡng tính. Ngoài ra còn có nhiều quan điểm phân loại khác như: dựa vào đặc điểm sinh trưởng, phương thức sử dụng... 1.1.2 Đặc điểm hình thái Theo từ điển Bách khoa Nông nghiệp [22], ở Việt Nam, dưa chuột còn có tên là dưa leo, cây hàng năm, thõn lỏ cú lụng. Thân nhiều cành, có góc cạnh. Quả tròn dài, màu lục nhạt hay vàng, mặt ngoài nhẵn hay có những u lồi ình gai. Ở Nam Bộ thường phân biệt 3 chủng: dưa chuột quả nhỏ (35 ngày có quả), dưa leo xanh (quả dài 10 – 15 cm, 50 ngày có quả, dưa bà ca (50 ngày có quả, dài 15 – 30 cm, da xanh nhạt). Một số chủng nhập nội đáng chú ý: Green King, Tokyo slycer của Nhật Bản. Theo tài liệu [16] có thể mô tả đặc điểm hình thái chung của loài dưa chuột như dưới đõy: 1.1.2.1 Hệ thống rễ Dưa chuột có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới ẩm nên rễ dưa chuột yếu hơn cây bí ngô, dưa hấu, dưa thơm. Hệ rễ ưa ẩm không chịu khô hạn không chịu ngập úng. Hệ rễ phân bố ở tầng đất 0-30cm nhưng hầu hết tập chung ở tầng đất 15-20cm . 6 Sau mọc 5-6 ngày, rễ phát triển mạnh, trong thời kì cây con rễ sinh trưởng yếu. Khi cây trưởng thành hệ thống rễ ăn rộng ra 180-210 cm. Hệ rễ chiếm 1, 5% toàn bộ trọng lượng cây. 1.1.2.2 Thân Thân dưa chuột thuộc loại thân leo bũ thõn mảnh, nhỏ, chiều cao thân, đường kính thân phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh. Thõn phõn thành các đốt, mỗi đốt mang một lá đặc biệt có thể mang hai lá. Trờn thân có cạnh và lông cứng sau khi hình thành 2-3 lá cành cấp một và tu quấn bắt đầu xuất hiện. Đừng kớnh thõn là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tình hình sinh trưởng của cây, đường kính thõn quỏ lớn hoặc quá nhỏ đều không có lợi. Đối với giống trung bình và giống muộn đường kính đạt gần một 1cm là cây sinh trưởng tốt. 1.1.2.3 Lá Lá dưa chuột gồm có hai lá mầm và lá thật, hai lá mầm mọc đối sứng qua trục thân. Lá mầm hình trứng. Lá thật có năm cánh, chia thuỳ nhọn hoặc có dạng chân vịt; có dạng lỏ trũn, trờn lá có lông cứng, ngắn. Màu sắc lá thay đổi từ xanh vàng tới xanh thẫm, độ dầy mỏng của lụng trờn lỏ và diện tích lá thay đổi tuỳ giống, điều kiện ngoại cảnh, kĩ thuật chăm sóc. 1.1.2.4 Hoa Hoa dưa chuột thường mọc thành chùm hoặc đơn ở nách lá. Hoa dưa chuột thường có bốn đến năm đài, bốn đến năm cánh hợp, đuờng kính 2-3cm, màu sắc hoa tuỳ giống nhưng thường gặp là màu vàng. Hoa đực có bốn đến năm nhị đực hợp nhau (hoặc ba nhi đực hợp nhau), hoa cái bầu thường có 3-4 noón nỳm nhuỵ hoặc hợp, hoa lưỡng tớnh cú cả nhị và nhuỵ. Hoa dưa chuột thụ phấn nhờ côn trùng (ong mật) trừ những hoa lưỡng tính. Dưa chuột không thể giao phấn với dưa thơm (C.melon). Hoa 7 lưỡng tính ít gặp ở dưa chuột. Hầu hết các giống hiện hành là cây đơn tính cái (gynoecious), hầu như toàn hoa cái (chỉ khoảng 5% là hoa đực) Nhìn chung hoa đực ra sớm hơn hoa cái, hoa cái xuất hiện sau và thông thường một nách lá chỉ có một hoa .Tuy nhiờn sự ra hoa cái và hoa đực phụ thuộc vào giống, nhiệt độ, cường độ chiếu sáng vv.. 1.1.2.5 Quả và hạt Quả dưa chuột là loại quả giả hay “pepo”. Hình dạng quả và kích thước, màu sắc quả phụ thuộc vào giống. Quả non được bao phủ bởi một lớp lông dầy giống như bộ phận khác của cây, khi đỏm lụng này mất đi sẽ làm cho quả chỗ đó bị cong lại. Quả non dang hình trứng, thon, hình trụ, elip trứng. Phân bố gai ở ba dạng: đơn giản - lông (hoặc gai) nằm trực tiếp trên bề mặt quả; phức tạp-gai nằm trên trục nhỏ phát sinh từ quả; hỗn hợp cả hai rạng trên. Màu sắc gai quả có thể là trắng, đen hoặc nõu sỏng. Bề mặt quả có thể nhăn nhẹ, nhăn sâu nhẵn phẳng hoặc nhẵn hỏi gợn. Khi quả cũn xanh mầu sắc vỏ quả có màu xanh đậm bề mặt vỏ qủa có vết. Khi chín vỏ qủa có màu vàng xám, vết rạn trên quả không có rãnh. Hình dạng quả là hình trụ. Chiều dài cuống quả từ 1 - 2cm. kích thuớc quả trung bình 11 - 20cm. Hình cắt ngang quả có hình tròn. Quả dưa chuột có ba múi hạt đính vào giỏ noón. Hạt dưa chuột hỡnh ụ van màu vàng nhạt. 1.1.3 Đặc điểm sinh thái 1.1.3.1. Nhiệt độ Dưa chuột là cây trồng nông nghiệp ưa nhiệt.Theo số liệu của nhiều nhà nghiên cứu, nhiệt độ bắt đầu cho cây sinh trưởng là khoảng 12 – 15oc, nhiệt độ tối thích 25- 30oc. Vượt ngưỡng nhiệt độ này, các hoạt động sống của cây bị dừng lại, còn nếu hiện tượng này kéo dài thỡ cõy sẽ bị chết ở 8 nhiệt độ 35- 40oc[16]. Trồng dưa chuột ngoài đồng nếu gặp nhiệt độ 12, 8 oc kéo dài sẽ gây hại cho cây. Nhiệt độ quá cao sẽ gây ra hiện tượng quả có màu nhạt, quả có thể bị đắng (MotesJ., W.Roberts et al.1997)[31]. Dưa chuột là cây mẫn cảm với nhiệt độ thấp, do đó không thể bảo quản dưa chuột trong thời gian dài ở nhiệt độ 7 - 10oc (Jennifer et al.2000) [30] Tổng nhiệt độ không khí trung bình ngày đêm cần thiết cho sinh tưởng, phát triển dưa chuột vào khoảng 1500 - 2000oc, còn để cho quá trình tạo quả thương phẩm là 800 - 1000oc (Kulturnaya, Tukvennye, Oguretzdynya. 1994) [29]. 1.1.3.2. Ánh sáng Dưa chuột là cây ngày ngắn. Độ dài chiếu sáng thích hợp cho cây sinh trưởng và phát dục là 10 – 12 giờ/ ngày. Nắng nhiều có tác dụng tới hiệu suất quang hợp, làm tăng năng suất, chất lượng quả, rút ngắn thời gian lớn của quả. Cường độ ánh sáng thích hợp cho dưa chuột trong phạm vi 15 – 17 klux. 1.1.3.3. Độ ẩm đất và không khí Dưa chuột là cõy kộm chịu hạn và chịu úng. Độ ẩm đất thích hợp cho dưa chuột 85 – 95 %, không khí 90 – 95 %. Khi đất khô hạn, hạt mọc chậm, sinh trưởng thân và lá kém, đồng thời trong cõy tớch luỹ chất Cucurbitacina gây đắng quả.Khi thiếu nước nghiêm trọng sẽ xuất hiện quả dị hình, quả đắng, cây nhiễm bệnh virus. Thời kỳ ra hoa tạo quả yêu cầu lượng nước cao xấp xỉ 80%. Thời kỳ thõn lỏ sinh trưởng mạnh đến ra hoa cái đầu tiờn cõy cần độ ẩm đất 70 – 80%, thời kỳ ra quả rộ và quả phát triển yờu cõự độ ẩm đất lớn hơn 80 – 90%. 1.1.3.4. Dinh dưỡng khoáng Là cõy cú nguồn gốc ở cỏc vựng đất ẩm ven rừng nhiệt đới nên dưa chuột đã thích nghi với điều kiện dinh dưỡng đầy đủ. Do có bộ rễ kém phát triển, sức hấp thụ của rễ lại yếu nên dưa chuột có yêu cầu nghiêm ngặt về 9 đất hơn các cây trồng trong họ. Đất trồng thích hợp là đất có thành phần cơ giới nhẹ như đất cát pha, đất thịt nhẹ, độ pH thích hợp là 5, 5 – 6, 5. Về hiệu quả sử dụng khoáng: dưa chuột sử dụng Kali lớn nhất sau đó đến Đạm và ít nhất là Lân. Trạm nghiên cứu Ucraina cho biết nếu phân bón 60 kg N: 60 kg K2O: 60 kg P2O5 thì dưa chuột sử dụng 92% N, 33% P2O5 và 100% K2O. Dưa chuột không chịu được nồng độ phân cao nhưng lại phản ứng rất rõ với hiện tượng thiếu dinh dưỡng (Triệu chứng thiếu dinh dưỡng: Thể hiện bắt đầu từ phần lá già lan đến phần lá non như: thiếu đạm – cây sinh trưởng chậm, cây bắt đầu có màu xanh nhạt, lá già có màu trắng bột bắt đầu từ mộp lỏ hướng vào trong; thiếu kali – cây sinh trưởng chậm, bề mặt lá xuất hiện những đám màu xanh trắng xen kẽ nhau, mộp lá xoăn lại, lá non mất diệp lục...). Phân hữu cơ, đặc biệt là phân chuồng làm tăng năng suất ruộng dưa chuột. 1.2. Giá trị của cây dưa chuột 1.2.1. Giá trị về dinh dưỡng và công dụng của cây dưa chuột Trong cơ cấu các loại rau trồng ở nước ta hiện nay, rau ăn lá chiếm trên 70% diện tích và trên 80% sản lượng thu hoạch [1].Các loại rau ăn củ, quả và hoa chiếm một tỷ lệ quá ít ỏi và hoàn toàn không cân xứng với giá trị sử dụng của chúng. Trong số cỏc cõy cần được phát triển, dưa chuột là loại rau ăn quả có thời gian sinh trưởng ngắn (70- 85 ngày) lại cho năng suất cao (150- 200 tạ quả xanh/ha) Dưa chuột là loại rau thông dụng và ưa chuộng trong bữa ăn hàng ngày. Ngoài việc dùng ăn tươi, dưa chuột còn được sử dụng để muối chua, đóng hộp, không những làm phong phú và tăng chất lượng rau ăn hàng ngày mà còn là nguồn nông sản xuất khẩu có giá trị sang các nước ôn đới[16]. 10 Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng trong 100g dưa chuột quả tươi (Theo Trần Khắc Thi và Nguyễn Văn Thắng, 2006.)[17] Dinh dưỡng Năng Lượng (KJ) Hàm lượng nước (%) Gluxit (%) Protein (g) Chất béo (g) Caroten (mg%) Vitamin B1 (mg%) Vitamin B2 (mg%) Vitamin C (mg%) Vitamin PP (mg%) Ca (mg%) Fe (mg%) P (mg%) Khối lượng 63 96 3 0, 8 0, 1 0, 3 0, 03 0, 02 5 0, 1 12 0, 63 56 Dưa chuột cũn có tác dụng giải khát, lọc mỏu, hoà tan axit uric, các muối của axit uric (urat), lợi tiểu và gõy ngủ nhẹ. Dưa chuột thường được dùng trong các trường hợp như sốt nhẹ, nhiễm độc, đau bụng và kích thích ruột, thống phong, tạng khớp, sỏi bệnh trực khuẩn E.coli. Dưa chuột cũng được dùng đắp ngoài trị ngứa, nấm ngoài da, dùng trong mỹ phẩm làm kem bôi mặt, thuốc giữ ẩm cho da. Do có hàm lượng kali cao nên dưa chuột rất cần cho người bị bệnh tim mạch vì nó sẽ đẩy mạnh quá trình đào thải nước và muối ăn ra khỏi cơ thể[16]. 1.2.2. Giá trị kinh tế Theo Trần Khắc Thi và cộng sự [16], dưa chuột là một trong những loại rau ăn quả có giá trị kinh tế rất cao trong nghành sản xuất rau của nhiều nước trên thế giới (là cõy đứng thứ tư trên thế giới, là cõy rau ăn quả chủ lực có thời gian sinh trưởng ngắn lại cho năng suất cao). Ở Việt Nam, năng suất dưa chuột trung bình hiện mới đạt xấp xỉ 90 % so với trung bình toàn thế giới (173, 1 tạ / ha), tuy nhiên ở vùng đồng bằng 11 Sông Hồng năng suất cao hơn đạt 204, 85 tạ / ha trên diện tích hàng năm hơn 3.300 ha. Với sản lượng xấp xỉ 300.000 tấn dưa chuột hàng năm, phần lớn được sử dụng trong nước ở dạng tươi, cũn lại cho chế biến xuất khẩu. Theo số liệu của Tổng công ty Rau quả và Nông sản, năm 2003, kim ngạch xuất khẩu dưa chuột đạt gần 11 triệu USD với các sản phẩm dưa chuột giầm dấm, dưa chuột muối.[18]. Trước đõy ở nước ta diện tích trồng dưa chuột chưa lớn khoảng trên 100 ha / năm, tập trung ở một số vùng chuyên canh thuộc đồng bằng sông Hồng với tập quán canh tác chỉ trồng 1vụ / năm. Nhưng trong những năm gần đõy, theo số liệu thống kê diện tích trồng dưa chuột cả nước năm 2003 đạt 18.409 ha, chiếm 3, 2 % diện tích trồng rau các loại trên đất nông nghiệp (tăng 30% so với năm 2000). Ở Miền Bắc trồng 5.500 ha (chiếm 33% diện tích trồng dưa chuột trong cả nước), 2/3 diện tích cũn lại trồng ở phớa nam. Bốn tỉnh có diện tích trồng dưa chuột lớn nhất nước là An Giang (2.872 ha), Tõy Ninh (1.399 ha), thành phố Hồ Chí Minh (1.092 ha) và Thái Nguyờn (1.075 ha). Phần lớn dưa chuột ở đõy được trồng để sử dụng ăn tươi. Vùng sản xuất dưa chuột cho chế biến xuất khẩu tập trung ở các tỉnh: Hà Nam (446 ha), Hưng Yên (556 ha), Hải Dương (430 ha), Hải Phòng (221 ha)[16]. Như vậy dưa chuột là cõy trồng quan trọng mang lại hiệu quả kinh tế cao cho nông nghiệp nước ta (Người nông dõn sản xuất dưa chuột có thu nhập cao ít nhất gấp hai lần so với trồng lúa) và góp phần thực hiện thắng lợi chương trình 1 tỷ đô la Mỹ xuất khẩu rau quả đến năm 2010..[18]. 1.3. Tình hình sản xuất dưa chuột trên thế giới và ở Việt Nam. 1.3.1.Tình hình sản xuất dưa chuột trên thế giới Theo thống kê của Tổ chức Nông lương thế giới (FAO), hàng năm diện tích trồng dưa chuột trên thế giới đều tăng (bảng 2), trong vài năm trở lại 12 đõy diện tích tăng trung bình khoảng 3, 7%/năm. Diện tích năm 2004 so với năm 1991 đã tăng gấp hơn 2 lần (1991: 1.135.036 ha; 2004:2.427.436) [16]. Bảng 2: Sản xuất dưa chuột toàn thế giới (1991 – 2004) Năm 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Diện tích (ha) 1.135.036 1.176.874 1.283.796 1.368.539 1.433.582 1.498.381 1.593.434 1.721.570 1.836.672 1.955.052 1.953.445 2.011.462 2.377.888 2.427.436 Năng suất (tạ/ha) 155, 8 158, 1 162, 2 162, 4 167, 5 170, 5 168, 0 163, 0 162, 8 170, 0 179, 3 180, 9 158, 1 168, 3 Sản lượng (tấn) 17.694.722 18.612.354 20.820.591 22.234.163 24.018.751 25.558.851 26.784.203 28.067.863 29.899.717 33.239.835 35.397.195 35.397.195 37.607.067 40.860.985 Nguồn: FAO statistical data base. 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2000 [28]. Sản lượng dưa chuột năm 2004 đạt 40.860.985 tấn tăng hơn 2, 3 lần so với năm 1991 (17.694.722). Tuy nhiên sản lượng tăng chủ yếu do tăng diện tích, năng suất tăng rất ít và không ổn định trong 10 năm qua. Một trong các nguyên nhân là do kỹ thuật canh tác chưa được cải thiện nhiều. Trung Quốc là nước sản xuất dưa chuột lớn nhất thế giới, với sản lượng tăng từ 13.353.765 tấn (1996) lên 25.558.000 tấn (2004), sản lượng chiếm gần 63 % tổng sản lượng toàn thế giới. Ở Hà Lan, dưa chuột là một trong 3 loại rau chính trồng trong nhà kính có hiệu quả kinh tế cao (sau cà chua và ớt ngọt) mặc dù điện tích thấp (700 – 800 ha) nhưng năng suất lại cao (600 – 650 tấn / ha). 13 1.3.2. Tình hình sản xuất dưa chuột ở Việt Nam Ở Việt Nam, dưa chuột được trồng hầu như khắp các miền của đất nước. Tuy nhiên những vùng sản xuất lớn (chiếm gần 40% diện tích) thường tập trung ở gần các khu đô thị, khu vực có nhà máy chế biến rau quả thuộc vựng đụng bằng sông Hồng như: Thái Bình, Hưng Yên, Hải Phòng, vĩnh Phúc...; đồng bằng sông Cửu Long như: An Giang, Trà Vinh, Tiền Giang, Vĩnh Long; các tỉnh Đông Nam Bộ như: Tây Ninh, thành phố Hồ Chí Minh; Tõy Nguyờn như Gia Lai; duyên hải Nam Trung Bộ như Bình Định, Phỳ Yên, Khánh Hoà... Diện tích trồng dưa chuột toàn quốc khoảng 20.000 – 27.000 ha. Tiềm năng xỳõt khẩu dưa chuột của nước ta rất lớn nhưng do công nghệ, thiết bị lạc hậu, không đồng bộ, chất lượng sản phẩm thấp nên chưa có sức cạnh tranh trên thị trường thế giới. Năm 2004 sản lượng dưa chuột xuất khẩu đạt 50% (210.000 tấn) đã tăng hơn 3, 5 lần so với năm 1994 (60.000 tấn). 14 Bảng 3: Sản xuất dưa chuột ở Việt Nam (1994 – 2004) (Theo: Báo cáo hàng năm của tổng công ty Rau quả Việt Nam) Năm 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Diện tích (1000 ha) Miền Miền Miền Tổng Bắc Trung Nam 5, 6 7, 5 11, 0 12, 5 14, 0 13, 0 15, 0 16, 3 15, 8 16, 0 16, 4 1, 2 1, 1 1, 2 1, 3 1, 3 1, 2 1, 2 1, 4 1, 0 1, 3 1, 0 5, 2 6, 4 7, 8 8, 3 9, 7 10, 8 10, 8 9, 7 10, 4 10, 5 10, 5 12, 0 15, 0 20, 0 22, 0 25, 0 25, 0 26, 5 27, 0 27, 2 27, 8 27, 9 Sản lượng (1000 tấn) Tiêu Xuất Tổng thụ nội khẩu địa 120, 0 60, 0 180, 0 130, 0 80, 0 210, 0 170, 0 150, 5 320, 5 170, 0 168, 0 338.0 210, 0 190, 0 400, 0 230, 0 150, 0 380, 0 260, 0 170, 0 430, 0 250, 0 187, 0 437, 0 252, 0 198.0 450, 0 250, 0 190, 0 440, 0 230, 0 210, 0 440, 0 1.3.3. Các giống dưa chuột được trồng ở Việt Nam Nghiên cứu chọn tạo giống dưa chuột ở nước ta bắt đầu từ những năm 70 của thế kỷ trước thông qua việc khảo nghiệm các giống nước ngoài để xác định giống thích ứng trồng trong điều kiện Việt Nam. Kết quả các nghiên cứu này tại trại Giống rau Hồng Phong (Hải Phòng) của công ty giống Rau quả Trung ương đã xác định 2 giống F 1 là T.K và T.O của Nhật Bản có nhiều ưu điểm đề nghị sản xuất ở miền Băc Việt Nam để xuất khẩu dưới dạng muối mặn.[16, 19, 20] Tại Viện Cây Lương thực và cây Thực phẩm đã chọn được giống dưa chuột số 27 quả dài, năng suất cao, chịu bệnh sương mai để trồng trong vụ xuân tại đồng bằng sông Hồng. Bằng phương pháp lai hữu tính, GS.VS. Vũ Tuyên Hoàng và CS đã tạo ra giống dưa chuột ưu thế lai F 1 Sao Xanh (từ cặp lai DL 15 ì CP 1583) có thời gian sinh trưởng 85 – 90 ngày, cây có sức sống khoẻ, quả có kích cỡ 23 – 25 cm ì 3, 7 – 4, 2 cm, độ dày thịt quả 1, 2 – 1, 5 cm. Dạng quả đẹp, sử dụng ăn tươi với hàm lượng đường và Vitamin C cao, 15 quả giòn thơm có mùi hấp dẫn, đáp ứng như cầu ăn tươi và xuất khẩu. Giống có thể trồng cả 2 vụ xuõn hố và thu đông với năng suất 380 – 400 tạ / ha. Kết quả đánh giá các tổ hợp lai khác nhau, tác giả Nguyễn Tấn Hinh và CS đã xác định PC4 từ tổ hợp DL7 ì TL15 có thời gian chín sớm, thu hoạch quả kéo dài 40 – 45 ngày, tổng thưũi gian sinh trưởng 85 – 90 ngày. Quả có dạng hình đẹp, mầu xanh đậm, gai màu đen, kích cỡ quả 20- 24 cm ì 2, 8 – 30cm, độ dày thịt quả 1, 22cm, ăn giũn, phù hợp cho cả ăn tươi và chế biến muối mặn.Giống có thể trồng cả 2 vụ xuõn hè (10/2 đến 15/3) và thu đông (10/9 đến 10/10) với năng suất 47, 54 tấn /ha.[6]. Tại viện Nghiên cứu Rau quả, bằng phương pháp lai đỉnh (top cross) đã xác định được 2 cặp lai cho ưu thế về năng suất và khả năng chịu bệnh là CV5 và CV11[8]. Hai giống này được hội đồng khoa học Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận CV5 là giống quốc gia và CV11 là giống sản xuất thử. Trong thời gian từ 2001-2005, Viện Nghiên cứu Rau quả đã nghiên cứu và cú cỏc mô hình thử nghiệm tại các tỉnh như Hưng Yên, Bắc Giang, Vĩnh Phỳc… cho thấy hai giống dưa chuột CV5 và CV11 sinh trưởng phát triển khoẻ, thõn lá màu xanh đậm, phân cành khá, nhiều hoa cái, tỷ lệ đậu quả cao. Quả dài 18 - 20cm, đường kính 4 - 4, 5cm, vỏ quả màu xanh (CV11) và màu xanh trắng (CV5). Gai màu nâu, thịt quả dày, ít ruột, ăn giòn ngọt, không có vị đắng phù hợp với thị hiếu tiêu dùng. Hai giống CV5 và CV11 có thời gian sinh trưởng trung bình từ 75 - 85 ngày. Cho thu hoạch sớm (sau trồng 28-30 ngày) và thời gian cho thu hoạch kéo dài. Năng suất cao 40-45 tấn/ha (1, 5 - 4, 6 tấn/sào Bắc bộ). Giống CV5 và CV11 là giống dưa lai nên khả năng chống chịu bệnh hại rất tốt, đặc biệt là bệnh sương mai, phấn trắng. Tại các tỉnh phớa Nam, nghiên cứu chọn tạo giống rau nói chung, dưa chuột nói riờng được thực hiện tại công ty giống: Đông Tõy, giống cõy trồng miền nam, Nông Hữu...Phần lớn nguồn vật liệu được thu nhập từ nước ngoài. Các giống phổ biến ở phớa Nam do các công ty trên tạo ra là: CuC23, 16 CuC29, CuC134 (công ty Cổ phần giống cõy trồng miền Nam), Mỹ xanh, F1702, F1124 (công ty Đông Tõy), Xuõn Yến, Quần Yến, Cẩm Mỹ, Thái Lộc (công ty Hữu Nông). Tuy nhiên do tớnh chất cạnh tranh nên các nghiên cứu chọn tạo giống ít được công bố. 17 Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu Cõy dưa chuột (Cucumis sativus L.) được trồng tại Tõn Dõn, Sóc Sơn, Hà Nội có một số đặc điểm chớnh sau: - Thõn thuộc loại thõn leo bò thõn mảnh, nhỏ. Thõn phõn thành các đốt, mỗi đốt mang một lá đặc biệt có thể mang hai lá. Trên thõn có cạnh và lông cứng sau khi hình thành 2 - 3 lá cành cấp một và tu quấn bắt đầu xuất hiện. - Lá gồm có hai lá mầm và lá thật, hai lá mầm mọc đối sứng qua trục thõn. Lá mầm hình trứng.Lá thật có năm cánh, chia thuỳ nhọn hoặc có dạng chõn vịt; có dạng lá trũn, trên lá có lông cứng, ngắn. - Hoa dưa chuột thường gặp là màu vàng, mọc thành chùm hoặc đơn ở nách lá. Hoa dưa chuột thụ phấn nhờ côn trùng (ong mật) trừ những hoa lưỡng tớnh. Nhìn chung hoa đực ra sớm hơn hoa cái, hoa cái xuất hiện sau và thông thường một nách lá chỉ có một hoa. - là loại quả giả hay “pepo”, hình trụ. Chiều dài cuống quả từ 1-2cm. kích thuớc quả 11-20cm.Quả non được bao phủ bởi một lớp lông dày, dạng thon, hình trụ. Màu sắc gai quả có thể là trắng, đen hoặc nõu sáng. - Dưa chuột có thể trồng nhiều vụ trong năm (tuỳ theo đặc điểm khí hậu của từng vùng) nhưng tập trung chủ yếu ở 2 vụ chớnh sau: + Vụ xuõn – hè: gieo hạt cuối tháng 2, thu hoạch từ trung tuần tháng 4 đến hết tháng 5. + Vụ thu – đông: gieo hạt tháng 9 – 10, thu hoạch tháng 11 – 12. 18 Để tỡm hiểu sự biến đổi sinh lý – hoá sinh của quả, chúng tôi tiến hành nghiên cứu ở các thời điểm sau: - Thời điểm ra hoa và nở hoa: theo dõi thời điểm phát sinh mầm hoa, ngày ra hoa, ngày nở hoa để tính thời gian. - Thời điểm quả được 2 ngày tuổi: phôi mới hình thành. - Thời điểm quả được 3 ngày tuổi: phôi phát triển, có sự tích luỹ và chuyển hoá các chất, sự phát triển của quả. - Thời điểm quả được 7 ngày tuổi (1 tuần tuổi): biến đổi nhiều về mặt sinh hoá, có sự tích luỹ và chuyển hoá mạnh các chất, sự phát triển mạnh của quả. Đõy là thời điểm quả chín hàng húa và được thu hoạch. - Thời điểm quả được 6 tuần tuổi: Thời điểm quả chín sinh lí. 2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 2.2.1.Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 2 đến tháng 6 năm 2009. 2.2.2. Địa điểm nghiên cứu: * Địa điểm thu mẫu: Vườn dưa chuột nhà bà Dương Thị Sen, Tõn Dân – Sóc Sơn – Hà Nội với diện tích 360m2. * Địa điểm phân tích: Phòng thí nghiệm tổ Sinh lý thực vật - ứng dụng và tổ Vi sinh - công nghệ sinh học khoa Sinh học-trường ĐHSP Hà Nội, viện Hóa học thuộc viện Khoa học và công nghệ Việt Nam. 2.3. Phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Phương pháp nghiên cứu thời điểm phát triển hoa Dựa trên kinh nghiệm của người làm vườn, tôi theo dõi thời điểm phát sinh mầm hoa, ngày ra hoa, ngày nở hoa để tính thời gian. Quan sát hình thái của hoa bằng kính lúp và bằng mắt thường. Với mỗi thời điểm phát triển hoa đều chụp hình. 2.3.2.Phương pháp nghiên cứu quả 2.3.2.1. Phương pháp thu mẫu 19 Mẫu được thu theo phương pháp lấy mẫu hỗn hợp [14]. Trên toàn diện tích vườn, chúng tôi thu mẫu tại nhiều địa điểm, trên nhiều cây, các cây này đều tương đối khỏe mạnh, không hoặc ít bị sâu bệnh, phân bố đều, cùng độ tuổi và điều kiện chăm sóc. Sau khi thu mẫu, mẫu được trộn đều. Khi quả được hai ngày tuổi, chúng tôi tiến hành đánh dấu trên hàng loạt cỏc cõy thí nghiệm và ghi chép lại ngày tháng. Mỗi thời điểm quan sát chúng tôi thu mẫu ở tất cả cỏc cõy mỗi cây lấy từ 5-10 quả. Mẫu quả, qua các giai đoạn được thu về và trộn đều cho vào túi nilon đen ghi nhãn: Tuổi, ngày lấy mẫu. Các mẫu được thu vào buổi sáng sau đó bảo quản lạnh và chuyển về phòng thí nghiệm. Một phần mẫu được bảo quản ở nhiệt độ -80 0C, phần khác được xấy khô để giữ được phẩm chất ban đầu của quả. Các chỉ tiêu sắc tố, axit hữu cơ, vitamin C, enzim được ưu tiên phân tích trước. Các chỉ tiêu số lượng (kích thước, trọng lượng, thể tích) được cân đo lặp lại 20-30 lần. các chỉ tiêu còn lại được nhắc lại 3 lần/đợt. 2.3.2.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu sinh lớ- hoỏ sinh - Phương pháp xác định chiều dài và đường kính quả: Chiều dài và đường kính quả được đo bằng kẹp palme với độ chính xác 0, 1mm. Mỗi chỉ tiêu đo từ 30-50 quả. - Phương pháp xác định thể tích quả + Quả sau khi thu hái trộn đều, lấy ra 30 quả bỏ phần cuống. + Thể tích được xác định bằng các ống đong 5ml, 10ml, 25ml, 50ml, 100ml, 250ml, 500ml, 1000ml tùy theo tuổi quả. + Tiến hành: Cho nước vào trong ống đong đến một mức độ nhất định. Sau đó thả quả vào. Mức nước trong bình dâng lên. Độ chênh lệch đú chớnh là thể tích của quả. 20