Tài liệu đánh giá khả năng thích nghi của một số giống sắn cho vùng đông nam bộ và tây nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN CÔNG KHANH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THÍCH NGHI CỦA MỘT SỐ GIỐNG SẮN CHO VÙNG ĐÔNG NAM BỘ VÀ TÂY NGUYÊN LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP Hà Nội - Năm 2012 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN CÔNG KHANH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THÍCH NGHI CỦA MỘT SỐ GIỐNG SẮN CHO VÙNG ĐÔNG NAM BỘ VÀ TÂY NGUYÊN Chuyên ngành : Trồng trọt Mã số : 62 62 01 01 LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. TS. Hoàng Kim 2. TS. Nguyễn Hữu Hỷ Hà Nội - Năm 2012 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Mọi trích dẫn đều có nguồn gốc rõ ràng. Tác giả Trần Công Khanh iii LỜI CẢM TẠ Để được hoàn thành chương trình học tập, thực hiện đề tài nghiên cứu sinh và hoàn thành luận án tiến sỹ khoa học Nông nghiệp, tôi xin trân trọng biết ơn: - Tiến sỹ Hoàng Kim, giảng viên Khoa Nông học Trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh và tiến sỹ Nguyễn Hữu Hỷ, Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt qúa trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án này. - GS.TS Bùi Chí Bửu, Phó Giám đốc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam – Viện trưởng Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam và GS.TS Nguyễn Thị Lang, Trưởng Bộ môn Di truyền giống Viện lúa Đồng bằng sông Cửu Long đã tận tình giảng dạy và hướng dẫn tôi thực hiện đề tài luận án. - Phòng Đào tạo Sau Đại học Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam; Ban Đào tạo sau đại học Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. - Ban Giám Đốc, các anh chị và các bạn đồng nghiệp thuộc Bộ môn Cây Có Củ và Hệ thống Canh tác cùng tập thể cán bộ công chức của Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc và Trung tâm Nghiên cứu và phát triển cây Điều. Ban lãnh đạo Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi về thời gian, vật chất và tinh thần để hoàn thành khóa học và đề tài. - Xin được khắc ghi công ơn sinh thành và nuôi dưỡng của cha mẹ, sự động viên chia sẻ của vợ cùng các con và những người thân trong gia đình, sự giúp đỡ của bạn bè gần xa đối với tôi trong suốt thời gian qua. Tác giả Trần Công Khanh iv ABSTRACT The research aims at identifying high yielding varieties of adapted to the South Eastern and Central Highland regions through genotypes and environments (GxE) interactions. The GA% values were assessed to prinpoint the fresh tube yield and the total biomass, which obtained the highest one. These expressed high percentage of genotypical coefficient of variance to permit cassava breeder continuously exploit their genetic variation to select more promising segregant. Selection index was analyzed to identify four characters as tube yield, biomass, harvest index starch percent which contribute to describe the most promising lines. KM140 and KM98-5 were ranked the highest selection criterion. It was fit to the Government assessment to help IAS receive VIFOTEC award of KM140 previously. Through GXE analysis by Eberhart and Russell model (1966), B & TAT (Biplot in 1998) most promising progenies were exhibited high stability index on cassava yield. KM140 intended to be suitable to more advantageous condition. Other wise, KM98-5 adapted to dis advantageous one througt 5 site yield trial for two years study on cassava varietal improvement throught adaptive assessment in the South Eastern and Central Highland regions. v MỤC LỤC Mở đầu 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục tiêu của đề tài 3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4 4. Những đóng góp mới của đề tài 4 5. Đối tượng và phạm vi và thời gian nghiên cứu 4 5.1 Đối tượng nghiên cứu 4 5.2 Phạm vi nghiên cứu 5 5.3 Thời gian nghiên cứu 5 Chương 1. Cơ sở khoa học của đề tài và tổng quan tài liệu nghiên cứu 6 1. Cơ sở khoa học của đề tài 6 2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn trên thế giới 6 2.1 Tình hình sản xuất sắn trên thế giới 6 2.2 Tình hình tiêu thụ sắn trên thế giới 11 3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn ở Việt Nam 15 3.1 Tình hình sản xuất sắn ở Việt Nam 15 3.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn ở Việt Nam 18 4. Nghiên cứu chọn tạo giống sắn trên thế giới và ở Việt Nam 19 4.1 Nghiên cứu chọn tạo giống sắn trên thế giới 19 4.2 Nghiên cứu chọn tạo giống sắn ở Việt Nam 22 5. Nghiên cứu tương tác giữa kiểu gen với môi trường 31 6. Nghiên cứu kỹ thuật canh tác sắn trên thế giới và ở Việt Nam 33 6.1 Nghiên cứu kỹ thuật canh tác sắn trên thế giới 33 6.2 Nghiên cứu kỹ thuật canh tác sắn ở Việt Nam 35 7. Thực trạng sản xuất sắn tại vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên 38 Chương 2. Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 41 2.1 Vật liệu nghiên cứu 41 2.2 Nội dung và địa điểm nghiên cứu 45 vi 2.2.1 Nội dung nghiên cứu 45 2.2.2 Địa điểm nghiên cứu 45 2.3 Phương pháp nghiên cứu 46 2.3.1 Khảo nghiệm giống sắn 46 2.3.2 Phân tích tương tác giữa kiểu gen với môi trường 46 2.3.3 Phân tích chỉ số chọn lọc và hiệu quả chọn lọc các tính trạng mục tiêu 48 2.3.4 Nghiên cứu hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác sắn bền vững 50 2.3.6 Tiến độ nghiên cứu 51 2.3.7 Đất thí nghiệm 51 2.3.8 Điều kiện thời tiết khí hậu 52 2.3.9 Quy trình kỹ thuật 54 2.3.10 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu 56 Chương 3. Kết qủa nghiên cứu và thảo luận 57 3.1 Khảo nghiệm một số giống sắn tại vùng Đông Nam Bộ và Tây 57 Nguyên năm 2009 và 2010 3.1.1 Khảo nghiệm giống Đông Nam Bộ và Tây Nguyên năm 2009 57 3.1.1.1 Kết quả khảo nghiệm giống sắn tại Đồng Nai năm 2009 57 3.1.1.2 Kết quả khảo nghiệm giống sắn tại Tây Ninh năm 2009 58 3.1.1.3 Kết quả khảo nghiệm giống sắn tại Bình Thuận năm 2009 59 3.1.1.4 Kết quả khảo nghiệm giống sắn tại Đắk Nông năm 2009 60 3.2.1.5 Kết quả khảo nghiệm giống sắn tại Gia Lai năm 2009 61 3.1.2 Khảo nghiệm giống Đông Nam Bộ và Tây Nguyên năm 2009 64 3.1.2.1 Kết quả khảo nghiệm giống sắn tại Đồng Nai năm 2010 64 3.1.2.2 Kết quả khảo nghiệm giống sắn tại Tây Ninh năm 2010 65 3.1.2.3 Kết quả khảo nghiệm giống sắn tại Bình Thuận năm 2010 66 3.1.2.4 Kết quả khảo nghiệm giống sắn tại Đắk Nông năm 2010 67 3.1.2.5 Kết quả khảo nghiệm giống sắn tại Gia Lai năm 2010 68 3.2 Phân tích tương tác giữa kiểu gen và môi trường 70 3.2.1 Phân tích tương tác giữa kiểu gen và môi trường năm 2009 70 vii 3.2.2 Phân tích tương tác giữa kiểu gen và môi trường năm 2010 76 3.3 Phân tích chỉ số chọn lọc, hiệu quả chọn lọc các tính trạng mục tiêu 81 3.4 Nghiên cứu hoàn thiện quy trình quy trình kỹ thuật canh tác sắn 85 3.4.1 Ảnh hưởng của phương pháp đạt hom và mật độ trồng đến năng suất 85 sắn 3.4.2 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến năng suất và chất lượng giống sắn 87 KM94 và KM140 tại Đồng Nai và Tây Ninh 3.4.3 Ảnh hưởng một số biện pháp trồng xen chống xói mòn đến năng suất 88 củ tươi và lượng đất bị rửa trôi trên đất dốc trồng sắn 3.4.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của một số công thức phân bón NPK đến năng 91 suất và hiệu quả kinh tế của việc trồng sắn 4. Kết luận và đề nghị 99 4.1 Kết luận 99 4.2 Đề nghị 99 5. Tài liệu tham khảo 100 Tiếng Việt 100 Tiếng Anh 107 6. Các công trình đã công bố có liên quan đến luận án 112 7. Phụ lục. Số liệu và hình ảnh liên quan đến luận án Danh sách các chữ viết tắt - CIAT (Center for International Agriculture Tropical) Trung tâm Quốc tế Nông nghiệp Nhiệt đới - DUS (Distinctness Uniform Stability) Khảo nghiệm giống tác giả - FAO (Food and Agriculture Organization of United Nation) Tổ chức Nông Lương Quốc tế - IAS (Institute of Agriculture of South Viet Nam) Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam viii - IITA (International Institute of Tropical Agriculture) Viện Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế - IFPRI (International Food Policy Research Institute) - HARC (Hung Loc Agriculture Research Center) Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc Viện Nghiên cứu chính sách lương thực Quốc tế - HAU Hue Agriculture University Đại học Nông lâm Huế - MARD (Ministry of Agriculture and Rural Development) Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn - MSG (Mono Sodium Glutamic) Bột ngọt - NLU Nong Lam University Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh - TTTA (Thailand Trade Tapioca) Tổ chức Thương mại bột sắn Thái lan - VCU (Value of Culvation and Use) Khảo nghiệm sản xuất - VNCP (Viet Nam Cassava Program) Chương trình sắn Việt Nam - VAAS Viet Nam Academy of Agriculture Sciences Viện Hàn lâm Khoa học Nông nghiệp Việt Nam ix Danh mục các bảng biểu Bảng 1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của thế giới từ năm 9 2000 – 2010 Bảng 1.2 Tình hình sản xuất, chế biến và tiêu thụ sắn ở một số nước 10 trồng sắn chính của châu Á và tiềm năng của các sản phẩm chế biến sắn Bảng 1.3 Dự báo tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn toàn cầu đến năm 11 2020 và tốc độ tăng hàng năm của sự tiêu thụ sản phẩm sắn, giai đoạn 1993 – 2020 Bảng 1.4 Thương mại sắn trên thế giới từ năm 2006-2009 (triệu tấn) 13 Bảng 1.5 Lượng sắn lát nhập khẩu của Trung Quốc trong năm 2009 14 Bảng 1.6 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của Việt Nam giai 16 đoạn 2001 – 2011 Bảng 1.7 Các nhà máy chế biến ethanol tại Việt Nam 17 Bảng 1.8 Nguồn gen sắn tại Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm 25 Nông nghiệp Hưng Lộc, năm 2011 Bảng 1.9 Diện tích, năng suất, sản lượng của sáu vùng trồng sắn Việt Nam, năm 2010 38 Bảng 1.10 Diễn biến về hàm lượng tinh bột sắn qua các tháng trong 39 năm từ năm 1994 - 1997 tại các tỉnh miền Đông Nam Bộ Bảng 2.1 Nguồn gốc bộ giống sắn thí nghiệm 41 Bảng 3.1 Đặc trưng hình thái của 8 giống sắn thí nghiệm trên hai vùng 57 sinh thái Đông Nam Bộ và Tây Nguyên năm 2009 Bảng 3.2 Kết quả khảo nghiệm giống sắn tại đất đỏ HARC, năm 2009 58 Bảng 3.3 Kết quả khảo nghiệm giống sắn trên đất xám Tây Ninh, 2009 59 Bảng 3.4 Kết quả khảo nghiệm giống sắn giống sắn tại Bình Thuận 60 năm 2009 Bảng 3.5 Kết quả khảo nghiệm giống sắn tại Đắk Nông, năm 2009 61 Bảng 3.6 Kết quả khảo nghiệm giống sắn tại Gia Lai, năm 2009 61 x Bảng 3.7 Năng suất củ tươi của tám giống sắn trên 5 điểm thí nghiệm 62 thuộc 5 tỉnh thuộc vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên, năm 2009 Bảng 3.8 Hàm lượng và năng suất tinh bột của tám giống sắn trên 5 63 năm tỉnh thuộc Đông Nam Bộ và Tây Nguyên, năm 2009 Bảng 3.9 Đặc trưng hình thái của tám giống sắn thí nghiệm trên hai 64 vùng sinh thái Đông Nam Bộ và Tây Nguyên năm 2010 Bảng 3.10 Kết quả khảo nghiệm giống sắn trên đất đỏ HARC, 2010 65 Bảng 3.11 Năng suất củ tươi, hàm lượng và năng suất tinh bột của tám 66 giống sắn trên đất xám, tỉnh Tây Ninh năm 2010 Bảng 3.12 Kết quả khảo nghiệm giống sắn tại tỉnh Bình Thuận, 2010 67 Bảng 3.13 Kết quả so sánh giống sắn trên đất đỏ xã Nhân Cơ, huyện 68 ĐắkR’lấp, tỉnh Đắk Nông năm 2010 Bảng 3.14 Kết quả so sánh giống sắn trên đất đỏ thị trấn Iakha, huyện 69 Iagrai, tỉnh Gia Lai năm 2010 Bảng 3.15 Phân nhóm môi trường theo năng suất củ tươi của từng địa 71 điểm Bảng 3.16 Phân tích chỉ số thích nghi và ổn định của các giống qua 5 72 môi trường Bảng 3.17 Năng suất củ tươi trung bình qua 5 môi trường nghiên cứu 72 Bảng 3.18 Phân nhóm theo năng suất củ tươi giữa các giống qua các 73 môi trường Bảng 3.19 Phân nhóm môi trường theo từng địa điểm về năng suất củ 77 tươi (tấn/ha) Bảng 3.20 Phân tích tính thích nghi và ổn định qua 5 môi trường của 78 các giống sắn năm 2010 Bảng 3.21 Phân nhóm duncan theo 5 môi trường khác nhau, năm 2010 78 Bảng 3.22 Phân nhóm Duncan giữa các giống qua các môi trường 78 Bảng 3.23a Hệ số tương quan của 4 tính trạng mục tiêu trong phân tích 82 hiệu quả chọn lọc xi Bảng 3.23b Phân tích nguyên chính (xét theo kiểu gen) 82 Bảng 3.23c Phân tích nguyên chính (xét theo kiểu hình) 83 Bảng 3.23d Phân tích hiệu quả chọn lọc chung 83 Bảng 3.24 Hiệu quả chọn lọc các tính trạng đơn 84 Bảng 3.25 Hiệu quả chọn lọc chung 84 Bảng 3.26 Kết quả xác định cách đặt hom và mật độ trồng sắn trên đất 85 đỏ Hưng Lộc, Đồng Nai, năm 2009/2010 Bảng 3.27 Kết quả xác định cách đặt hom và mật độ trồng sắn trên đất 86 xám Tây Ninh, năm 2009/2010 Bảng 3.28 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến năng suất và chất lượng 87 giống sắn KM94 và KM140 tại Đồng Nai năm 2009/2010 Bảng 3.29 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến năng suất và chất lượng 88 giống sắn KM94 và KM140 tại Tây Ninh, năm 2009/2010 Bảng 3.30 Ảnh hưởng của một số công thức chống xói mòn đến năng 89 suất củ tươi của giống sắn SM937-26 năm 2009 – 2011 Bảng 3.31 Ảnh hưởng của một số công thức chống xói mòn trên đất 90 dốc trồng sắn đến lượng đất bị rửa trôi tại (HARC), năm 2009 – 2010 Bảng 3.32 Năng suất cây xanh trả lại cho đất của cây trồng xen ở một 91 số công thức chống xói mòn năm 2009 – 2010 Bảng 3.33 Ảnh hưởng của các mức phân bón NPK khác nhau đến 93 năng suất củ tươi của 2 giống sắn KM60 và SM937- 26 qua 2 năm 2009 – 2010 Bảng 3.34 Ảnh hưởng của các mức phân bón NPK khác nhau đến hàm 97 lượng tinh bột (%) của 2 giống sắn KM60 và SM937- 26 qua 2 năm 2009 – 2010 Bảng 3.35 Ảnh hưởng của các mức phân bón đến hiệu quả kinh tế của việc trồng sắn trên đất đỏ Hưng Lộc, Đồng Nai qua 2 năm 2009– 2010 97 xii Danh mục các hình ảnh, đồ thị và giản đồ Hình 1.1 Sản xuất sắn ở các nước khác nhau trên thế giới năm 2008 8 Hình 1.2 Kim ngạch xuất khẩu sắn năm 2008 - 2011 19 Hình 1.3 Sơ đồ lai tạo, chọn lọc, khảo nghiệm sản xuất giống sắn 26 Hình 1.4 Phả hệ của một số giống sắn ở Việt Nam 28 Hình 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 46 Hình 2.2 Diễn biến nhiệt độ ở các tỉnh Đồng Nai, Tây Ninh, ĐắK 53 Nông và Gia Lai qua các tháng trong năm 2009 Hình 2.3 Tổng lượng mưa (mm) ở các tỉnh Đồng Nai, Tây Ninh, Bình 54 Thuận, ĐắK Nông và Gia Lai qua 2 năm 2009 và 2010 Hình 2.4 Diễn biến lượng mưa ở các tỉnh Đồng Nai, Tây Ninh, Bình 54 Thuận, ĐắK Nông và Gia Lai, năm 2010 Hình 3.1 Năng suất củ tươi và năng suất tinh bột trung bình của 8 69 giống sắn trên 5 năm tỉnh thuộc Đông Nam Bộ và Tây Nguyên, năm 2010 Hình 3.2 Giản đồ phân tích mối tương tác giữa giống và môi trường 74 năm 2009 Hình 3.3 Phân nhóm theo kiểu gen các giống khảo nghiệm 75 Hình 3.4 Phân nhóm theo môi trường khảo nghiệm 75 Hình 3.5 Giản đồ phân tích mối tương tác giữa giống và môi trường 79 năm 2010 Hình 3.6 Giản đồ phân nhóm theo kiểu gen các giống khảo nghiệm 80 năm 2010 Hình 3.7 Giản đồ phân nhóm theo môi trường khảo nghiệm năm 2010 81 Hình 3.8 Ảnh hưởng của các mức phân bón NPK khác nhau đến năng 94 suất củ tươi của 2 giống sắn KM60 và SM937- 26 trên đất đỏ (HARC), năm 2009 – 2010 Hình 3.9 Ảnh hưởng các mức bón N khác nhau đến năng suất củ của 2 giống sắn KM60 và SM937- 26 trên đất đỏ (HARC), năm 2009 – 2010 95 xiii Hình 3.10 Ảnh hưởng của các mức bón P2O5 khác nhau đến năng suất 95 củ tươi của 2 giống sắn KM60 và SM937- 26 trên đất đỏ (HARC), năm 2009 – 2010 Hình 3.11 Ảnh hưởng của các mức bón K2O khác nhau đến năng suất 96 củ tươi của 2 giống sắn KM60 và SM937- 26 trên đất đỏ (HARC), năm 2009 – 2010 Hình 3.12 Ảnh hưởng của các mức bón K2O khác nhau đến hàm lượng tinh bột của 2 giống sắn KM60 và SM937- 26 trên đất đỏ (HARC), năm 2009 – 2010 96 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Sắn (Manihot esculenta Crantz) là cây lương thực quan trọng đứng hàng thứ 3 trên thế giới sau lúa gạo và lúa mì. Tại châu Á, châu Phi và châu Mỹ Latin, gần 1 tỷ người đang sử dụng sắn như là nguồn lương thực chủ yếu nhằm đảm bảo an ninh lương thực. Sản phẩm của sắn là nguồn nguyên liệu quan trọng hàng đầu để chế biến nhiên liệu sinh học đồng thời cũng là cây thức ăn gia súc, cây hàng hoá xuất khẩu có giá trị để chế biến bột ngọt, bánh kẹo, mì ăn liền và các sản phẩm thiết thực trong đời sống hằng ngày [1]. Cây sắn có nguồn gốc ở Nam Mỹ, sau đó được du nhập vào châu Phi và châu Á, đến nay sắn được trồng ở trên 100 nước nhiệt đới từ 300 N đến 300 S của ba châu lục nói trên [15]; [57]. Ở Việt Nam, cây sắn được trồng rộng rãi trên toàn quốc và được ưu tiên nghiên cứu phát triển trong tầm nhìn chiến lược đến năm 2020 của Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn. Nghiên cứu và phát triển cây sắn theo hướng sử dụng đất nghèo dinh dưỡng, đất gò đồi khó khăn là hướng hỗ trợ chính cho việc thực hiện “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại quyết định số 177/2007/QĐ-TT ngày 20/11/2007. Các nhà khoa học cho rằng: việc tăng năng suất cây trồng chủ yếu dựa vào giống, phân bón và kỹ thuật canh tác. Giống được coi là động lực hàng đầu để tăng năng suất và sản lượng. Sắn là cây trồng điển hình nhất về sự thành công trong việc ứng dụng giống mới và đã tạo được bước đột phá về năng suất sắn của thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. 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 [81]. Diện tích, năng suất và sản lượng sắn ở nước ta đã không ngừng tăng trưởng liên tục trong thời gian qua, đặc biệt là trong hơn một thập niên đầu của thế kỷ 2 XXI. Năm 2000 diện tích 234.900 ha, năng suất 8,66 tấn/ha, sản lượng 2,03 triệu tấn. Năm 2011, tổng diện tích sắn cả nước là 559.800 ha, năng suất sắn củ tươi bình quân 17,64 tấn/ha, sản lượng 9,87 triệu tấn. So với năm 2000, sản lượng sắn đã tăng hơn 4 lần, năng suất sắn tăng gấp hơn 2 lần. Việt Nam hiện đã trở thành nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng thứ hai trên thế giới sau Thái Lan [61]. Một trong những yếu tố chính đã nâng cao năng suất và sản lượng sắn là nhờ sự tăng cường nghiên cứu, nhập nội, lai tạo, ứng dụng công nghệ mới trong chọn tạo và nhân giống sắn lai. Trước năm 1990, Gòn, H34 và Xanh Vĩnh Phú là những giống sắn phổ biến ở Việt Nam. Từ năm 1986 đến năm 1993, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam (IAS) đã thu thập, tuyển chọn và giới thiệu cho sản xuất ba giống sắn HL20, HL23 và HL24 [40]. Giai đoạn 1991 đến nay, IAS đã phối hợp với Chương trình sắn Việt Nam (VNCP), Trung tâm Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế (CIAT) đã tuyển chọn và giới thiệu cho sản xuất năm giống sắn tốt: KM60; KM94, KM95; SM937-26; KM98-1 [37], [38]. Song song với việc nhập nội giống, IAS đã tiến hành việc lai tạo giống sắn và tiến tới làm chủ công nghệ lai tạo, chọn lọc và nhân giống sắn lai [37]. Tổng diện tích trồng các giống sắn mới ở Việt Nam năm 2010 ước đạt 400 ngàn ha, chiếm hơn 70% tổng diện tích sắn của cả nước [27]. Nhiều hộ nông dân giỏi đã đạt năng suất 35 - 40 tấn/ha trên quy mô 2-10 ha/hộ [8]. Hiện nay, ở nước ta đã có một số giống sắn được Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn công nhận giống chính thức (KM60, KM94, KM98-7, KM140) và cho phép sản xuất thử (SM937-26, KM981, NA1 và KM98-5) [22], bên cạnh đó, những giống sắn triển vọng do IAS và Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh (NLU) lai tạo, chọn lọc và giới thiệu (KM227, KM297, KM228, KM208, BKA900). Công tác nghiên cứu lai tạo, tuyển chọn và nhập nội giống sắn trong thời gian qua đã có đóng góp to lớn trong việc nâng cao năng suất, sản lượng sắn và thu nhập cho nông dân trồng sắn [61]. Tổng kim ngạch xuất khẩu sắn của Việt Nam năm 2011 ước đạt hơn 1 tỷ USD [22]. Giá trị bội thu do áp dụng giống 3 sắn mới và kỹ thuật canh tác sắn thích hợp, bền vững ước đạt 500 triệu USD mỗi năm (559 ngàn ha x 8,98 tấn bội thu/ha = 5 triệu tấn sắn củ tươi x 100 USD/tấn), trên thực tế thì lợi nhuận còn đạt cao hơn rất nhiều [22]. Mỗi giống sắn thích nghi với từng điều kiện môi trường sinh thái và thời vụ nhất định. Một số giống sau khi được công nhận và đưa ra sản xuất đã không phát huy được các đặc tính tốt ở các vùng sinh thái khác nhau. Điều này làm cho nông dân không xác định được cơ cấu giống sắn thích hợp để nâng cao năng suất và hiệu quả của sản xuất. Đông Nam Bộ và Tây Nguyên là hai vùng sản xuất sắn hàng hóa quan trọng nhất ở Việt Nam. Năm 2011, cả hai vùng đã trồng 265 ngàn ha đạt sản lượng trên 5 triệu tấn. Trong đó, Đông Nam Bộ chiếm 115 ngàn ha, Tây Nguyên 150 ngàn ha [57]. Giống sắn được trồng phổ biến ở Đông Nam Bộ và Tây Nguyên là KM94 đã được công nhận giống từ năm 1995 [51]. Hiện nay, giống KM94 đã bị lẫn tạp và có biểu hiện thoái hóa. Để nâng cao năng suất và sản lượng sắn cho vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên thì cần phải có cơ cấu giống sắn phù hợp và quy trình kỹ thuật canh tác sắn đạt năng suất cao, thích hợp với từng tiểu vùng sinh thái để thâm canh, tăng năng suất và nâng cao thu nhập là đòi hỏi cấp bách của sản xuất sắn hiện nay. Đề tài: “Đánh giá khả năng thích nghi của một số giống sắn cho vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên ” là hết sức cần thiết. 2. Mục tiêu của đề tài 1) Đánh giá chỉ số thích nghi và chỉ số ổn định của một số giống sắn thông qua việc khảo nghiệm giống và phân tích tương tác giữa kiểu gen và môi trường, đồng thời xác định giống sắn triển vọng thông qua phân tích chỉ số và hiệu quả chọn lọc. 2) Góp phần hoàn thiện Quy trình kỹ thuật canh tác sắn đạt năng suất cao, bền vững cho vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên. 4 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Phân tích tương tác giữa kiểu gen và môi trường của một số giống sắn tại vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên để xác định khả năng thích nghi và tính ổn định của một số giống sắn. - Ứng dụng các mô hình toán học để phân tích chỉ số chọn lọc và hiệu quả chọn lọc các tính trạng mục tiêu giúp các nhà chọn giống tiếp tục khai thác biến thiên di truyền có lợi. 4. Những đóng góp mới của đề tài - Giới thiệu cho sản xuất giống sắn KM140 được công nhận giống chính thức và được áp dụng trên phạm vi toàn quốc; Giống sắn KM98-5 được công nhận sản xuất thử tại các tỉnh phía Nam. Hiện hai giống sắn này đã được đưa vào cơ cấu giống áp dụng rộng rãi cho sản xuất sắn ở Đông Nam Bộ và Tây Nguyên; góp phần nâng cao năng suất, sản lượng và hiệu quả kinh tế cho ngành sắn Việt Nam nói chung. - Hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác sắn đạt năng suất cao, bền vững cho vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên. 5. Đối tượng, phạm vi và thời gian nghiên cứu 5.1 Đối tượng nghiên cứu - Bộ giống khảo nghiệm là những giống sắn triển vọng về năng suất và chất lượng. Trong đó KM94 là giống sắn Quốc gia được chọn làm đối chứng, giống sắn KM140 được Bộ Nông nghiệp và PTNT cho phép sản xuất thử năm 2007 cùng một số giống sắn triển vọng do Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam và Trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh lai tạo, chọn lọc và giới thiệu. - Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác sắn bền vững cho vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên. 5 - Các chỉ tiêu theo dõi và đánh giá bao gồm: sinh trưởng phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất, chỉ số thích nghi và ổn định năng suất và hiệu quả chọn lọc của một số giống sắn. 5.2 Phạm vi nghiên cứu Đề tài được tiến hành nghiên cứu ở 5 tỉnh (Đồng Nai, Tây Ninh và Bình Thuận thuộc Đông Nam Bộ); (Gia Lai và Đắk Nông thuộc vùng Tây Nguyên) có các điều kiện đất đai khí hậu chủ yếu như sau: + Xã Thái Bình, huyện Châu Thành, tỉnh Tây Ninh, đại diện cho vùng đất xám trồng sắn và khí hậu của Tây Ninh. + Xã Bình Tân, huyện Bắc Bình, tỉnh Bình Thuận, đại diện cho vùng đất cát trắng ven biển và khí hậu Duyên hải Nam Trung bộ. + Trung tâm Hưng Lộc (HARC), xã Hưng Thịnh, huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai, đại diện cho vùng đất đỏ trồng sắn và khí hậu Đồng Nai. + Xã Nhân Cơ, huyện ĐắkR’lấp, tỉnh Đắk Nông đại diện cho đất đỏ bazan và khí hậu miền Nam Tây Nguyên. + Thị trấn Iakha, huyện Iagrai, tỉnh Gia Lai, đại diện cho đất đỏ bazan và khí hậu miền Bắc Tây Nguyên. 5.3 Thời gian nghiên cứu Đề tài được thực hiện từ tháng năm 2009 đến tháng 12 năm 2011. 6 Chương 1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Bản chất của công tác chọn giống là điều khiển hệ thống di truyền của cây trồng theo hướng có lợi cho con người. Để thành công trong việc chọn tạo giống thì phải nắm vững nguyên lý di truyền với nhận thức sâu sắc về bản chất di truyền của sự biểu hiện các tính trạng thông qua năng suất cây trồng [11], [14], [45]. Việc nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống cây trồng mới nói chung và cây sắn nói riêng là một quá trình lâu dài đòi hỏi phải có sự đầu tư nghiên cứu đúng mức, đúng phương pháp. Cải thiện di truyền cây sắn là một chuyên ngành khoa học. Phương pháp lai tạo truyền thống đang ngày càng được bổ sung bởi những tiến bộ công nghệ mới mô tả tính đa dạng hiện có, tạo ra sự đa dạng mới và đo lường các thông số di truyền ảnh hưởng đến sự biểu hiện tính trạng [41]. Những năm gần đây nghiên cứu và sản xuất sắn ở nước ta đã có nhiều tiến bộ kỹ thuật mới được ứng dụng trong sản xuất. Nhu cầu sắn cho xuất khẩu và sản xuất nhiên liệu sinh học đang được Chính phủ cùng một số Bộ, Ngành quan tâm đầu tư nghiên cứu. Nhưng vấn đề quy hoạch diện tích cho vùng nguyên liệu cần được xem xét một cách thận trọng trong quá trình phát triển [3], [4]. Việc thâm canh đòi hỏi các giống sắn cải tiến phải có những bước đột phá mới về năng suất, chất lượng, trên cơ sở cải tạo dạng hình với sự hợp tác giữa nhiều lĩnh vực: di truyền, sinh lý, bảo vệ thực vật, hệ thống canh tác. 2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn trên thế giới 2.1 Tình hình sản xuất sắn trên thế giới Sắn được trồng rộng khắp trên thế giới, từ 390 B đến 300 N, từ châu Phi, châu Mỹ Latin cho tới châu Á. Sản lượng sắn toàn thế giới trong nhiều năm trở lại đây duy trì tương đối ổn định ở mức 230 triệu tấn sắn củ tươi. Năm 2010 toàn thế giới có hơn