Tài liệu Nghiên cứu ảnh hưởng mật độ, lượng đạm bón đến sinh trưởng và năng suất diêm mạch (chenopodium quinoa) vụ đông 2014 tại gia lâm, hà nội

MỤC LỤC Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục iv Danh mục bảng vi Danh mục hình viii Danh mục các chữ viết tắt ix MỞ ĐẦU 10 1.1 Đặt vấn đề: 10 1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài 10 1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 11 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 12 1.1 Những hiểu biết chung về cây Diêm mạch 12 1.1.1 Nguồn gốc lịch sử 12 1.1.2 Phân loại Diêm mạch 12 1.1.3 Đặc điểm thực vật học cây Diêm mạch 13 1.1.4 Yêu cầu về sinh thái cây Diêm mạch 15 1.2 Tình hình sản xuất Diêm mạch trên thế giới 16 1.3 Những nghiên cứu về cây Diêm mạch trên thế giới và Việt Nam 18 1.3.1 Những nghiên cứu về mật độ trồng Diêm mạch 18 1.3.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng lượng phân bón cho cây Diêm mạch 20 1.4 Giá trị cây Diêm mạch 21 1.4.1 Giá trị dinh dưỡng của cây Diêm mạch 21 1.4.2 Giá trị sử dụng của cây Diêm mạch. 22 Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu. 25 2.1.1 Vật liệu nghiên cứu. 25 2.1.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 25 2.2 Nội dung nghiên cứu 25 2.3 Phương pháp nghiên cứu 25 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iv 2.3.1 Phương pháp phân tích 25 2.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm và theo dõi thí nghiệm 26 2.3.3 Các chỉ tiêu theo dõi 28 2.3.4 Phương pháp tính toán và xử lý thống kê sinh học: 30 Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Một số tính chất đất trước thí nghiệm 31 3.2 Ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm đến các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển Diêm mạch 31 3.2.1 Ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm đến các giai đoạn sinh trưởng Diêm mạch . 31 3.2.2 Ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm đến động thái tăng trưởng chiều cao Diêm mạch 33 3.2.3 Ảnh hưởng của mật độ trồng và lượng đạm bón đến động thái ra lá Diêm mạch. 36 3.2.4 Ảnh hưởng của mật độ trồng và lượng đạm bón đến động thái phân cành cấp 1 39 3.2.5 Ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm bón đến động thái tăng trưởng đường kính thân 3.2.6 Ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm bón đến chỉ số SPAD 43 46 3.2.7 Ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm bón tới diện tích lá và chỉ số diện tích lá(LAI) Diêm mạch 48 3.2.8 Ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm bón tới khối lượng chất khô Diêm mạch 3.3 Ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm bón tới khả năng chống chịu 52 55 3.4 Ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất Diêm mạch 57 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 62 1 Kết luận 62 2 Đề nghị 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 PHỤ LỤC 72 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v DANH MỤC BẢNG Số bảng Tên bảng Trang 1.1 Diện tích gieo trồng Diêm mạch hàng năm tại một số quốc gia Nam Mỹ 16 1.2 Năng suất Diêm mạch hàng năm tại một số quốc gia Nam Mỹ 17 1.3 Sản lượng Diêm mạch hàng năm tại một số quốc gia Nam Mỹ 17 1.4 Thành phần dinh dưỡng của Diêm mạch so với các thực phẩm thiết yếu khác 21 1.5 Thành phần các axit amin thiết yếu có trong hạt Diêm mạch so với các thực phẩm khác 22 3.1 Một số tính chất đất trước thí nghiệm 31 3.2 Ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm đến các giai đoạn sinh trưởng Diêm mạch 32 3.3a. Ảnh hưởng của mật độ đến động thái tăng trưởng chiều cao Diêm mạch 34 3.3b Ảnh hưởng của lượng đạm tới động thái tăng trưởng chiều cao cây 34 3.3c Ảnh hưởng của mật độ và lượng bón đạm tới động thái tăng trưởng chiều cao cây 35 3.4a Ảnh hưởng của mật độ đến động thái ra lá Diêm mạch 36 3.4b Ảnh hưởng của lượng đạm bón đến động thái ra lá Diêm mạch 37 3.4c Ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm bón đến động thái ra lá Diêm mạch 37 3.4d Tốc độ ra lá Diêm mạch 39 3.5a Ảnh hưởng của mật độ đến động thái phân cành cấp 1 40 3.5b Ảnh hưởng của lượng đạm bón đến động thái phân cành cấp 1 42 3.5c Ảnh hưởng tương tác giữa mật độ và lượng đạm bón đến động thái phân cành cấp 1 43 3.6a Ảnh hưởng của mật độ dến động thái tăng trưởng đường kính thân 44 3.6b Ảnh hưởng của lượng đạm bón đến động thái tăng trưởng đường kính thân Diêm mạch 3.6c 44 Ảnh hưởng giữa mật độ và lượng đạm bón đến động thái tăng trưởng đường kính thân Diêm mạch Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 45 Page vi 3.7a Ảnh hưởng của mật độ tới chỉ số SPAD Diêm mạch 46 3.7b Ảnh hưởng của lượng đạm bón đến chỉ số SPAD Diêm mạch 47 3.7c Ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm bón tới chỉ số SPAD của cây Diêm mạch 3.8a 48 Ảnh hưởng của mật độ tới diện tích lá/cây và chỉ số diện tích lá (LAI) Diêm mạch 3.8b 49 Ảnh hưởng của lượng đạm bón tới diện tích lá/cây và chỉ số diện tích lá (LAI) Diêm mạch 3.8c 49 Ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm bón tới diện tích lá/cây và chỉ số diện tích lá (LAI) Diêm mạch 52 3.9a Ảnh hưởng của mật độ đến khối lượng chất khô 53 3.9b Ảnh hưởng của lượng đạm bón đến khối lượng chất khô Diêm mạch 53 3.9c Ảnh hưởng tương tác giữa mật độ và lượng đạm bón đến khối lượng chất khô Diêm mạch 3.10 54 Ảnh hưởng tương tác giữa mật độ và lượng đạm bón đến khả năng chống chịu 3.11a 55 Ảnh hưởng của mật độ đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất Diêm mạch 3.11b 58 Ảnh hưởng của lượng đạm bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất Diêm mạch 3.11c 58 Ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm bón tới các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất Diêm mạch Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 59 Page vii DANH MỤC HÌNH Số hình Tên hình Trang 1.1 Thí nghiệm ảnh hưởng của mật độ đến chiều cao cây Diêm mạch có genotype 4.5 tại Brazil, 2007 19 1.2 Thí nghiệm ảnh hưởng của mật độ trồng đến năng suất hạt cây Diêm mạch có genotype 4.5 tại Brazil, 2007 19 3.1 Nấm Rhizoctonia solani gây hại khi cây trong giai đoạn cây con 56 3.2 Sâu hại cây giai đoạn ra hoa và kết hạt 57 3.3 Ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm bón đến năng suất thực thu Diêm mạch 60 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CCCC :Chiều cao cuối cùng DKCC :Đường kính cuối cùng FAO :Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc NSCT : Năng suất cá thể NSLT : Năng suất lý thuyết NSTT : Năng suất thực thu NUE : Hiệu suất sử dụng đạm (Nutrient use efficiency) P 1000 hạt :Khối lượng 1000 hạt SLCC : Số lá cuối cùng TST : Tuần sau trồng Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ix MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Diêm mạch (Chenopodium quinoa) có nguồn gốc từ vùng Andes của Peru, Bolivia, Ecuador và Colombia. Cây Diêm mạch được con người thuần hóa cách đây từ 3000 – 4000 năm trước, nhưng mới được giao dịch với khối lượng lớn trên thị trường quốc tế hơn 10 năm trở lại đây sau khi thế giới phát hiện những đặc điểm nổi trội của loại hạt này. Hạt Diêm mạch trông giống như hạt kê nhưng có màu xám, chứa 9% nước, 70% glucid, 15% protein và 2,3% lipit (omega 3), chất xơ và nhiều khoáng chất, sắt, đồng, kẽm, phospho và vitamin B2 và vitamin C. Với thành phần dinh dưỡng như trên thì hạt Diêm mạch được coi là “hạt gạo vàng của người Inca”, nó có thể dùng để nấu mặn hay nấu ngọt, nó có thể kết hợp với các thực phẩm khác như cà phê, sô cô la, pho mát... Ngoài ra lá cây cũng có thể ăn tươi hay nấu ăn như ăn rau, hoặc được dùng để nuôi súc vật. Hiện nay trên thế giới hai nước sản xuất Diêm mạch nhiều nhất là Peru và Bolivia, các nước như Hoa Kỳ, Brasil, Canada cũng bắt đầu trồng Diêm mạch. Tại Việt Nam thì cây Diêm mạch là cây trồng mới, hiện tại mới được trồng thí điểm tại một số tỉnh miền Bắc như Hà Giang, Gia Lâm-Hà Nội. Do là cây trồng mới nên việc nghiên cứu kỹ thuật trồng và chăm sóc cây Diêm mạch ở nước ta còn nhiều hạn chế. Để có thể đưa cây Diêm mạch trở thành cây trồng phổ biến ở nước ta thì việc xác định ảnh hưởng của phân bón cũng như mật độ trồng cây Diêm mạch trong điều kiện nước ta là hết sức cần thiết. Chính vì vậy tôi tiến hành thực hiện đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu ảnh hưởng mật độ, lượng đạm bón đến sinh trưởng và năng suất Diêm mạch(Chenopodium quinoa) vụ Đông 2014 tại Gia Lâm, Hà Nội” 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1.2.1. Mục đích Xác định được mật độ trồng và lượng đạm bón thích hợp cho cây Diêm Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 10 mạch vụ đông 2014 tại Gia Lâm- Hà nội. 1.2.2. Yêu cầu - Đánh giá ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm bón đến các chỉ tiêu sinh trưởng của cây Diêm mạch. - Đánh giá ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm bón đến các chỉ tiêu sinh lý của cây Diêm mạch. - Đánh giá ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm bón đến khả năng chống chịu sâu bệnh của cây Diêm mạch. - Đánh giá ảnh hưởng của mật độ và lượng đạm bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cây Diêm mạch. 1.3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 1.3.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu sẽ làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về cây Diêm mạch ở nước ta 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu sẽ đưa ra được công thức mật độ trồng và lượng đạm bón thích hợp để cây Diêm mạch cho hiệu quả kinh tế cao nhất. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 11 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Những hiểu biết chung về cây Diêm mạch 1.1.1. Nguồn gốc lịch sử Cây Diêm mạch (Chenopodium Quinoa willd), là cây trồng lấy hạt thuộc họ rau muối (Chenopodiaceae). Cây Diêm mạch có nguồn gốc từ trung tâm khởi nguyên cây trồng Nam Mỹ, đó là vùng núi Andes của Bolivia và Peru . Theo Vavilov, vùng Andes là một trong những trung tâm lớn của nguồn gốc nhiều loài cây trồng. Heisser và Nelson (1974) cho thấy phát hiện khảo cổ ở Peru và Argentina vào khoảng đầu công nguyên. Theo Jacobsen (2003) cây Diêm mạch là một trong những cây trồng lâu đời nhất ở vùng Andes, khoảng 7000 năm trước được người dân Inca và Tiahuanacu thuần hóa và bảo tồn. Cây Diêm mạch được trồng rộng rãi ở các vùng Andes và hạt của nó được sử dụng trong chế độ ăn uống của người dân tại thung lũng và các khu vực xung quanh đó. Hiện nay ở các nước phát triển đang có xu hướng tìm kiếm những loại thực phẩm mới, điều này cũng có nghĩa là cây Diêm mạch không chỉ được trồng ở vùng bản địa mà còn được trồng xuất khẩu tại nhiều nước trên thế giới. 1.1.2. Phân loại Diêm mạch Theo Lescano (1994) cây Diêm mạch (Quinoa) được phân bố khắp toàn bộ vùng Andes, từ Columbia đến bắc Angentina và Chile. Hiện tại cây Diêm mạch được phân loại theo vị trí địa lý của Viện nghiên cứu khả năng phát triển trên đất đai cằn cỗi Nam Mỹ, theo đó cây Diêm mạch gieo trồng tại Nam Mỹ được chia thành năm nhóm giống cơ bản sau: Nhóm giống Diêm mạch thung lũng: Nhóm này gồm tất cả các giống Diêm mạch được gieo trồng trong các thung lũng của vùng núi Andes.Các giống trong nhóm này được gieo trồng ở độ cao từ 2000-4000m so với mặt nước biển, phổ biến được gieo trồng tại các thung lũng vùng núi thuộc trung tâm và phía bắc Peru. Hầu hết các giống Diêm mạch trong nhóm Diêm mạch thung lũng khi thu hoạch, cây có chiều cao từ 2-3m, thân phân Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 12 nhiều nhánh cấp 1, cấp 2…, thời gian sinh trưởng dài, từ 210-220 ngày. Nhóm Diêm mạch Altiplano Nhiều giống trong nhóm này hiện được gieo trồng tại nhiều nước Nam Mỹ, Peru, Bolivia, Colombia… Nhóm này có xuất xứ xung quanh hồ Titicaca, trên độ cao 4000m so với mực nước biển. Khi thu hoạch cây cao từ 1,8-2,0m. Hầu hết các giống trong nhóm không phân nhánh, có thời gian sinh trưởng từ 120-210 ngày Nhóm Diêm mạch Salar Nhóm này gồm các giống cây Diêm mạch được gieo trồng tại phía nam Altiplano thuộc Bolivia và phát triển trên nền đất kiềm (PH ≥ 8). Hầu hết các giống trong nhóm có hạt mầu đen.Hạt chứa Saponin cao. Nhóm Diêm mạch Salar có nhiều khả năng có nguồn gốc từ nhóm Quinoa Altiplano.Trong nhóm Quinoa Salar có một số giống hạt trắng, hàm lượng Saponin thấp, có vai trò quan trọng trong thực tế sản xuất. Nhóm Diêm mạch ven biển Nhóm Diêm mạch này phổ biến ở vùng ven biển nam Chile. Phân bố xung quanh 40 vĩ độ Nam (40o S). Một số giống trong nhóm này đã được sưu tập và gieo trồng tại Cambridge – Anh. Khi thu hoạch có chiều cao khoảng 2m(Johanson, 1983), cho hạt màu vàng nhạt, hạt bé, hàm lượng Saponin trong hạt cao, cây hầu như không phân nhánh. Nhóm Diêm mạch cận nhiệt đới. Năm 1982, Tapia – một học giả có nhiều công trình nghiên cứu về Diêm mạch đã phát hiện tại vùng Yungas (cận nhiệt đới) thuộc Bolivia một số Diêm mạch mới, hạt màu xanh khi chín chuyển màu vàng da cam, cây có hạt rất nhỏ. 1.1.3. Đặc điểm thực vật học cây Diêm mạch Diêm mạch là cây trồng hàng năm, tùy theo từng giống mà cây có chiều cao từ 0,7-3,0m, cây có thể phân nhánh hoặc không phân nhánh. Lá Diêm mạch mọc xen kẽ, kế tiếp nhau trên thân và nhánh. Nhìn chung các giống Diêm mạch có thời gian sinh trưởng từ 150-220 ngày. + Rễ: Rễ Diêm mạch là rễ cọc, phân nhiều nhánh cấp 1, cấp 2, cấp 3… độ ăn Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 13 sâu của rễ có liên quan chặt, tỷ lệ thuận với chiều cao của cây. Theo Gardarillas và Lescano (1976) các giống có chiều cao cây từ 0,9-1,2m có rễ ăn sâu từ 0,7-0,8m. Cây cao 1,7 đến 2m rễ ăn sâu 1,2-1,5 m. Ngoài ra, độ sâu của rễ còn phụ thuộc rất nhiều vào đất và thời vụ gieo trồng. Diêm mạch gieo trồng tại Cambridge (Anh) rễ có phạm vi ăn sâu tới 1,8m trên đất tốt có tầng canh tác dầy, chống chịu gió lớn trong tháng 9 và tháng 10 rất tốt. Hầu hết rễ tập trung ở độ sâu từ 10-30cm . Các giống Diêm mạch có phạm vi bán kính hoạt động của rễ từ 20-60cm. + Thân: Thân do nhiều đốt hợp thành, phần gốc có hình tròn, có góc cạnh ở những nơi lá và nhánh xuất hiện. Thân có chiều dài từ 0,5-2m phụ thuộc vào giống và môi trường. Thân thảo mềm và chương nước khi còn non, lúc chín khô và xốp (rỗng ruột), thân Diêm mạch có nhiều màu sắc: xanh, vàng, đỏ, hồng, da cam hoặc có thể màu xanh với nhiều sọc có màu khác nhau. Khi chín thân có màu vàng nhạt hoặc màu đỏ ở một số giống. + Lá: Theo Gandarillas (1979), cuống lá Diêm mạch dài và hẹp nối liền phiến lá và thân. Cuống của lá mọc từ thân dài hơn cuống lá mọc từ nhánh.Phiến lá Diêm mạch mỏng, trên bề mặt có hệ thống gân lá nối liền với cuống.Hệ thống gân lá trên bề mặt phiến thường có nhiều dạng.Những lá mọc trên thân thường có hệ thống gân lá phân chia đến nhánh cấp 3.Những lá mọc trên nhánh thường có hệ thống gân lá phân chia đến cấp 2.Trên bề mặt lá non thường có nhiều lông tơ nhỏ. Đa số các giống Diêm mạch có lá màu xanh, có một số giống lá có màu tía, tía hồng… Một số giống không có lông tơ trên bề mặt phiến lá. Các giống Diêm mạch lá thường có 320 răng cưa ở rìa phiến lá. Số răng cưa trên rìa phiến lá là đặc tính của giống. Khi chín lá chuyển màu vàng, đỏ hoặc hồng + Hoa: Cụm hoa Diêm mạch có dạng hình chùy, trên trục chính có nhiều trục cấp 1, trên trục cấp 1 có nhiều trục cấp 2 mang hoa (Lescano, 1976). Chiều dài bông từ 15-70cm tùy thuộc giống, môi trường và thời vụ gieo trồng.Như các cây trong họ Chenopodiaceae, hoa Diêm mạch là hoa chưa đầy đủ, không có cánh hoa (Sinmonds N.W, 1971).Hoa Diêm mạch là hoa lưỡng tính, trên bông có cả hoa đực và hoa cái, tỷ lệ hoa đực và hoa cái phụ thuộc vào giống. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 14 + Hạt: Hạt có cấu tạo ngoài cùng là lớp vỏ, vỏ hạt có thể trắng, vàng, da cam, hồng, đỏ, nâu, nâu đen. Phôi chứa 60% ngoại nhũ và 40% nội nhũ về mặt khối lượng. Tỷ lệ tương đối cân đối giữa ngoại nhũ và nội nhũ theo nhiều tác giả là nguyên nhân làm hạt có hàm lượng protein cao so với các loại ngũ cốc (Cardozo and Tapia, 1979). Hạt có thể có hình nón, hình trụ, hình elip. Đường kính hạt từ 1,82,6mm. Vỏ hạt và phần ngoại nhũ chứa saponin gây vị đắng. Saponin trong hạt chủ yếu nằm ở vỏ (80%) và có một tỷ lệ nhỏ nằm ở ngoại nhũ (khoảng 10%). Vì thế, hạt thường được ngâm nước và đãi sạch trước khi nấu ăn hoặc chế biến. 1.1.4. Yêu cầu về sinh thái cây Diêm mạch Diêm mạch là cây trồng dễ thích nghi với nhiều vùng sinh thái. Diêm mạch có thể được trồng ở các vùng ven biển, đồng bằng hay các vùng núi cao. + Yêu cầu về ánh sáng: Hầu hết các giống Diêm mạch để gieo trồng ở vĩ độ thấp vì có nguồn gốc ở các nước Nam Mỹ nằm gần đường xích đạo. Thí nghiệm tiến hành tại Ecuador: trồng Diêm mạch trong nhà lưới, chiếu sáng liên tục Diêm mạch không ra hoa. Tapia (1979) và một số nhà khoa học cho rằng Diêm mạch cần ít nhất 15 ngày trong điều kiện ánh sáng ngày ngắn để tiến hành phân hóa mầm hoa và cần số ngày ngắn nhiều hơn nữa để xúc tiến việc chín hạt. Nhìn chung, Diêm mạch là cây có xuất xứ gần đường xích đạo, cần lượng ngày ngắn nhất định trong quá trình sinh trưởng và phát triển. + Yêu cầu về nhiệt độ: Diêm mạch là cây trồng có phạm vi thích ứng rộng với nhiệt độ. Rea (1977) cho biết giống Diêm mạch SaJama và Kanccolla chịu được nhiệt độ tới -1oC khi gieo trồng ở vùng Aziruni, Puno, Bolivia.Sức chống lạnh trước ra hoa ở Diêm mạch cao hơn sau ra hoa. Các giống Diêm mạch chịu lạnh hầu hết đều có thân màu đỏ. Nhìn chung, Diêm mạch sinh trưởng và phát triển bình thường trong giới hạn nhiệt độ từ 7-35oC với sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm từ 10-12oC. Đa số các giống Diêm mạch chết khi nhiệt độ xuống -15oC. + Yêu cầu nước: Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 15 Tại các nước Nam Mỹ, Diêm mạch được xem là cây trồng cho những năm khô hạn. Là cây có khả năng chống chịu ánh sáng mạnh trong mùa hè và sự bốc hơi nước cao, do đó Diêm mạch có thể gieo trồng trên đất có ẩm độ thấp, nhiệt độ thấp về đêm. Khả năng chịu hạn của Diêm mạch vượt xa khoai tây, các loại rau họ thập tự, lúa mạch, đậu và nhiều loại cây lấy hạt khác. Khả năng chịu hạn của Diêm mạch chủ yếu là do khả năng phân nhánh của rễ cao, rễ ăn sâu, tỏa rộng. Ngoài ra, lá Diêm mạch có nhiều lông tơ trên và dưới bề mặt phiến lá, trên lá còn chứa nhiều bọng, trong bọng chứa nhiều tinh thể canxi có khả năng hút ẩm, điều tiết sự thoát hơi nước. Trong những ngày nắng gắt, lá Diêm mạch có khả năng thu nhỏ bề mặt như các cây trồng họ Hòa thảo, nhằm tránh sự thoát hơi nước với cường độ mạnh. Ở các nước Nam Mỹ, Diêm mạch được xem là cây trồng cho những năm hạn hán và thường được gieo trồng ở những nơi mà ngô không thể gieo trồng được. + Yêu cầu về đất: Do phạm vi thích ứng rộng, được gieo trồng trải dài trên nhiều quốc gia thuộc Châu Mỹ và Châu Âu. Vì vậy, Diêm mạch là cây dễ trồng, không kén đất, sinh trưởng và phát triển tốt trên hầu hết các loại đất: đất nghèo dinh dưỡng, đất khô càn,đất nhiều sỏi đá, đất đồi gò, đất chua hoặc đất kiềm, đất mùn, đất cát ven biển, đất phù sa, đất thung lũng…. Tại Ecuador và Peru trên các vùng đất chua (PHKCL = 4,8), Diêm mạch vẫn sinh trưởng và phát triển bình thường. 1.2. Tình hình sản xuất Diêm mạch trên thế giới Do Diêm mạch là cây trồng có giá trị dinh dưỡng và sử dụng cao, phạm vi thích ứng rộng, không kén đất nên Diêm mạch hiện được trồng ở nhiều nơi trên thế giới. Các nước sản xuất Diêm mạch lớn trong vùng Andes là Bolivia, Peru và Ecuador.Tại đây thì Diêm mạch được trồng tập trung trên những cánh đồng lớn (từ 5 ha trở lên). Diện tích gieo trồng Diêm mạch hàng năm tại một số nước Nam Mỹ (bảng 2.1 ) Bảng 1.1: Diện tích gieo trồng Diêm mạch hàng năm tại một số quốc gia Nam Mỹ Nước 2000 2005 2010 2011 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 2012 Đơn vị:ha 2013 Page 16 Peru 28889 28632 35313 35475 38498 44868 Bolivia 36847 39302 58496 63307 68495 74205 1300 929 1176 1277 1250 1250 Ecuador Nguồn: Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên hợp quốc (FAO,2014) Qua bảng có thể thấy diện tích trồng Diêm mạch qua các năm không ngừng tăng. Qua các năm, Bolivia luôn là nước đứng đầu thế giới về diện tích trồng Diêm mạch, nhiều nhất vào năm 2013 đạt 74205 ha. Tiếp theo là Peru với 44868 ha. Ít nhất là Ecuador, trong 2 năm gần đây (năm 2013 và năm 2013) diện tích trồng có xu hướng giảm so với năm 2011. Bảng 1.2 : Năng suất Diêm mạch hàng năm tại một số quốc gia Nam Mỹ Đơn vị: tạ/ha Nước 2000 2005 2010 2011 2012 2013 Peru 97,58 113,82 116,33 116,09 114,84 116,18 Bolivia 64,55 64,12 62,78 64,67 66,84 68,04 Ecuador 50,00 70,18 76,28 63,09 64,00 64,00 Nguồn: Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên hợp quốc (FAO,2014) Kết quả trong bảng 1.2: Peru có diện tích trồng đứng thứ 2 về tổng diện tích trồng nhưng về năng suất lại đứng đầu, đạt 116,18 tạ/ha, năng suất tăng dần qua các năm. Ecuador thấp nhất cả về tổng diện tích trồng lẫn năng suất, đạt 64,00 tạ/ha, năng suất cao nhất đạt tại năm 2010 là 76,28 tạ/ha, sau đó năng suất giảm 15% đạt 64 tạ/ha vào năm 2013. Bolivia có tổng diện tích trồng lớn nhất nhưng năng suất lại đứng thứ 2 năm 2013 đạt 68,04 tạ/ha, thấp nhất vào năm 2010 giảm khoảng 10% đạt 62,78 tạ/ha Bảng 1.3: Sản lượng Diêm mạch hàng năm tại một số quốc gia Nam Mỹ Đơn vị:tấn Nước 2000 2005 2010 2011 2012 2013 Peru 28,191 32,59 41,097 41,182 44,213 52,129 Bolivia 23,785 25,201 36,724 40,943 45,782 50,489 Ecuador 0,65 0,625 0,897 0,816 0,8 0,8 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 17 Tổng 52,626 58,416 78,718 82,941 90.795 102,62 Nguồn: Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên hợp quốc (FAO,2014) Sản lượng Diêm mạch toàn thế giới năm 2013 đạt 102,62 nghìn tấn, so với năm 2010 đạt 78,1 nghìn tấn và năm 2000 đạt 52,6 nghìn tấn. Có thể thấy giá trị của cây Diêm mạch ngày càng được nâng cao, đang được phát triển về cả quy mô lẫn giá trị của nó. 1.3. Những nghiên cứu về cây Diêm mạch trên thế giới và Việt Nam 1.3.1. Những nghiên cứu về mật độ trồng Diêm mạch Trên thế giới cây Diêm mạch được một số nước Châu Âu và Tây Âu nghiên cứu từ những năm 1970 trở lại đây. Mật độ gieo hạt phụ thuộc vào giống, thời vụ gieo, điều kiện đất và phân bón. Theo Johnson and Croissant (1985) thì mật độ trồng Diêm mạch được khuyến cáo ở Nam Mỹ là 1-1,5 triệu hạt/ha. Theo tài liệu của Johnson and Ward (1993) thì cho rằng ở Nam Mỹ mật độ gieo hạt được khuyến cáo đối với gieo theo hàng là 8 triệu hạt/ha, 20 triệu hạt/ha đối với gieo vãi. Ngoài ra ở một số nước mật độ gieo hạt được tính thông qua khối lượng hạt gieo. Với mỗi kilogram hạt thì được khoảng 300.000 hạt. Lượng hạt gieo tối ưu ở Bolivian Altiplano là 4-6kg/ha trong khi đó ở Peru là 15-23kg/ha ( Blanco,1970; Canahua, 1977). Một thí nghiệm được tiến hành trong mùa khô tại Fazenda Dom Bosco, Cristalina, GO, Brazil (2007) với hạt Diêm mạch có genotype 4.5 có thời gian sinh trưởng là 120 ngày cho thấy: khi tăng mật độ trồng từ 100.000 đến 600.000 cây trên ha thì cho kết quả sinh khối, năng suất hạt( khoảng 2,5 tấn/ha), thời gian thu hoạch và trọng lượng hạt là khác nhau không có ý nghĩa; chiều cao cây giảm so với việc tăng mật độ. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 18 Hình 1.1 : Thí nghiệm ảnh hưởng của mật độ đến chiều cao cây Diêm mạch có genotype 4.5 tại Brazil, 2007 Hình 1.2 : Thí nghiệm ảnh hưởng của mật độ trồng đến năng suất hạt cây Diêm mạch có genotype 4.5 tại Brazil, 2007 Do là cây trồng mới nên những nghiên cứu về cây Diêm mạch ở nước ta còn chưa nhiều, những nghiên cứu về cây trồng này chủ yếu được thực hiện tại một số viện nghiên cứu và trường đại học. Trong một nghiên cứu luận án tiến sĩ Trịnh Ngọc Đức(2001) chỉ ra rằng đối với phương pháp gieo theo hàng thì mật độ trồng thích hợp cho giống HV1 trong vụ đông tại đồng bằng Bắc bộ là 111.111-166.666 cây/ha (khoảng cách hàng cách hàng 60cm; cây cách cây từ 10-15cm), năng suất thu được từ 13-14 tạ/ha. Ngoài ra, cũng với thí nghiệm như trên Trịnh Ngọc Đức cũng đã tiến hành tại trường Trung học Nông Nghiệp ViệtYên – Bắc Giang trong Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 19 vụ đông xuân 1990-1992 cho thấy với mật độ 83.333 cây/ha, tức khoảng cách cây cách cây bằng 20cm theo phương thức gieo hai hàng trên luống thì năng suất đạt cao nhất là 12 tạ/ha. Đối với phương pháp gieo vãi trên toàn bộ bề mặt luống Trịnh Ngọc Đức đã tiến hành ở một số tỉnh thuộc Đồng bằng Bắc bộ thu được kết quả như sau: với mật độ 60 cây/m2 cho năng suất cao nhất là 15,4 tạ/ha. Trịnh Ngọc Đức cũng chỉ ra rằng các thí nghiệm về mật độ theo phương pháp gieo vãi tại Viện nghiên cứu cho phép khẳng định một cách chắc chắn tính ưu việt, hơn hẳn của phương thức gieo vãi trên toàn bộ mặt luống so với phương thức theo 2 hàng/luống. 1.3.2. Tình hình nghiên cứu sử dụng lượng phân bón cho cây Diêm mạch Đối với các loại cây trồng thì việc sử dụng phân bón đạm mang lại hiệu quả tốt, nhưng với liều lượng đạm bón cao thì có khả năng làm giảm năng suất và kéo dài thời gian sinh trưởng (Oelke et al., 1992). Tuy nhiên, những nghiên cứu gần đây (Berti et al., 2000) lại chỉ ra rằng việc tăng lượng đạm bón làm tăng năng suất của cây Diêm mạch với mức bón từ 40-160 kg N/ha. Việc bón phân đạm được biết đến như là một biện pháp làm tăng năng suất hạt cũng như hàm lượng protein có trong hạt, để tăng 0,1% protein trong hạt thì cần đến 1kg phân đạm amon (Johnson and Ward, 1993). Ở miền Trung và Bắc Altiplanos sử dụng 80kg N/ha và được chia ra 2 lần bón, 50% lượng đạm bón vào thời gian khi mới xuất hiện bông hoa và 50% bón trước khi hoa nở (Rojas et al., 2004). Ở Nam Mỹ được khuyến cáo sử dụng 120 kg ure/ha (Johnson and Ward, 1993). Một thí nghiệm được thực hiện ở Ai Cập vào 2 vụ đông 2008/2009 và 2009/2010 trên đất cát có tưới với các mức phân bón lần lượt là 0; 90; 180; 270; và 360 kg N/ha. Kết quả thu được là trong mùa đầu tiên và thứ hai, mức đạm bón 360kg N/ha cho chiều cao cây tối đa lần lượt là 52,73 và 51,78 cm, năng suất cá thể thu được là 10,07 và 8,177 g/cây, năng suất thực thu là 1203 và 1088 kg/ha. Etchevers and Avila (1979) cho rằng việc bón lân và kali làm tăng trưởng thực vật mà không làm tăng năng suất hạt. Nhưng điều này cũng có thể lý giải rằng ở đất Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 20 nhiệt đới vùng Andes có dư thừa kali. Gandarillas (1982) cũng chỉ ra rằng cây Diêm mạch không có phản ứng đối với việc bón thêm lân và kali. Một thí nghiệm về phân bón cho cây Diêm mạch của Trịnh Ngọc Đức (19901992) được thực hiện trên nền đất thịt, nghèo dinh dưỡng với cơ cấu cây trồng trong năm: Lúa mùa – HV1 – Lúa xuân cho thấy việc gieo trồng không bón phân HV1 cho năng suất thực thu thấp chỉ đạt 20-25 kg/sào ( 5,3-6,2 tạ/ha); mức phân bón hợp lý nhất cho giống HV1 gieo trồng trên 1 ha theo phương pháp gieo 2 hàng trên luống là: phân chuồng 10 tấn, N: P2O5: K2O = 60-80 kg: 60-80kg: 30-40kg cho cả hai vụ đông và xuân tại đồng bằng Bắc bộ (năng suất khoảng 12,5-15,6 tạ/ha). Đối với thí nghiệm gieo vãi trên toàn bộ bề mặt luống, các công thức đều được bón lót trên nền phân chuồng 10 tấn/ha, mật độ 60 cây/m2. Trịnh Ngọc Đức kết luận rằng lượng phân vô cơ sử dụng thích hợp nhất là: N: P2O5: K2O = 100: 100: 50 kg/ha (năng suất đạt 18,8 tạ/ha) 1.4. Giá trị cây Diêm mạch 1.4.1. Giá trị dinh dưỡng của cây Diêm mạch Những năm gần đây, ở các nước phát triển có mức sống cao, xu hướng quay trở lại sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc thực vật hoặc sử dụng trực tiếp thức ăn thực vật ngày càng phát triển. Chính vì lẽ đó mà cây Diêm mạch được đặc biệt chú ý vì giá trị dinh dưỡng cao của nó. Hàm lượng protein của Diêm mạch dao động trong khoảng 13,81 – 21,9% phụ thuộc vào từng loại giống. Do có hàm lượng cao các axit amin thiết yếu trong protein của nó thì cây Diêm mạch được coi là thức ăn thực vật duy nhất cung cấp tất cả các axit amin thiết yếu, phù hợp với tiêu chuẩn dinh dưỡng của con người (FAO, 2011). Bảng 1.4 . Thành phần dinh dưỡng của Diêm mạch so với các thực phẩm thiết yếu khác Thành phần (%) Protein Chất béo Quinoa Thịt Trứng 13,00 30,00 14,00 6,1 50,00 3,2 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Pho mat 18,00 Sữa bò Sữa người 3,50 1,80 3,50 3,50 Page 21 Carbohydrates 71,00 Đường 4,70 Sắt 5,2 2,20 3,2 Năng lượng có trong 100g 350 431 200 7,50 2,50 24 60 80 Nguồn: FAO, 2011 Có thể thấy rằng cân bằng các chất dinh dưỡng có trong Diêm mạch là vượt trội so với các loại thực phẩm khác. Một đặc điểm quan trọng của cây Diêm mạch là cả ở lá, hạt và cụm hoa đều chứa nguồn protein chất lượng cao.Do vậy mà ngoài việc thu lấy hạt ta cũng có thể trồng cây Diêm mạch làm rau xanh. Ngoài ra, cây Diêm mạch còn có một tỷ lệ chất xơ cao làm cho nó trở thành một thực phẩm lý tưởng để giải độc cho cơ thể, loại bỏ độc tố và các sản phẩm chất thải có thể gây hại cho cơ thể. Bảng 1.5. Thành phần các axit amin thiết yếu có trong hạt Diêm mạch so với các thực phẩm khác Amino Acid Amino Acid (g/100g protein) Quinoa Bột mỳ Đậu nành Skim Milk Isoleucine 4,0 3,8 4,7 5,6 Leucine 6,8 6,6 7,0 9,8 Lysine 5,1 2,5 6,3 8,2 Phenylalanine 4,6 4,5 4,6 4,8 Tyrosine 3,8 3,0 3,6 5,0 Cystine 2,4 2,2 1,4 0,9 Methionine 2,2 1,7 1,4 2,6 Threonine 3,7 2,9 3,9 4,6 Tryptophan 1,2 1,3 1,2 1,3 Valine 4,8 4,7 4,9 6,9 Nguồn: FAO, 2011 1.4.2. Giá trị sử dụng của cây Diêm mạch. Ẩm thực từ hạt Diêm mạch: Hạt Diêm mạch có thể được kết hợp với hạt cây họ đậu như đậu tằm để cải Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 22 thiện chất lượng bữa ăn, đặc biệt là bữa sáng cho trẻ sơ sinh và trẻ em. Ngoài ra, hạt Diêm mạch cũng có thể kết hợp với các nguyên liệu khác để tạo ra các món ăn đầy hương vị như món súp, salad, bánh ngọt… Sản phẩm ăn uống từ hạt Diêm mạch: Hạt Diêm mạch có nhiều công dụng khác nhau như ở dạng ngũ cốc ăn liền hay cũng có thể được dùng làm mì ống, đồ ăn nhẹ hoặc bánh mì, rượu mạnh, socola. Sản phẩm làm đẹp từ hạt Diêm mạch: Hạt Diêm mạch cũng có thể được sử dụng như một thành phần phụ trong một số sản phẩm công nghiệp khác như dầu gội, xà phòng, và mỹ phẩm. Hạt Diêm mạch có hàm lượng protein cao và mang 8 loại axit amin thiết yếu cho con người. Bao gồm chất khoáng và các loại vitamin như là C, B1,B2,B3,B9, canxi, sắt, và phốt pho. Giúp thúc đẩy sự hình thành và tăng cường sự phát triển các tế bào da. Tác dụng y học của hạt Diêm mạch: Hạt Diêm mạch là một trong những loại hạt có giá trị dinh dưỡng cao, chứa tất cả các axit amin thiết yếu, nguyên tố vi lượng và vitamin mà con người cần. Năng lượng mà hạt Diêm mạch cung cấp có thể được so sánh với nhiều loại thực phẩm khác như ngô, gạo và lúa mì. Ngoài ra, Diêm mạch là một nguồn cung cấp protein, chất xơ và khoáng chất. Diêm mạch chứa hàm lượng chất xơ nhiều gấp 2 lần so với những loại hạt khác, giúp ngăn ngừa bệnh tim bằng cách giảm chứng cao huyết áp và tiểu đường hay giúp giảm cân. Hàm lượng chất sắt có trong Diêm mạch giúp các tế bào máu phát triển khỏe mạnh. Diêm mạch rất giàu magnesium, giúp xoa dịu các cơn đau nửa đầu, tăng cường khả năng kiểm soát đường huyết (rất tốt cho người bị tiểu đường loại 2), cung cấp và sản xuất năng lượng, hỗ trợ xương và răng khỏe mạnh. Diêm mạch có chứa lysine, rất cần thiết cho sự phát triển và hồi phục của các mô. Diêm mạch rất giàu Riboflavin, giúp giảm những cơn đau đầu thường xuyên và giúp thúc đẩy quá trình tạo năng lượng. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 23