Tài liệu Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của tập đoàn giống sắn tại thái nguyên năm 2017

ÐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LƯƠNG VĂN THIỀU Tên đề tài : “NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA TẬP ĐOÀN GIỐNG SẮN TẠI THÁI NGUYÊN NĂM 2017” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo Chuyên ngành Khoa Khóa học : Chính quy : Khoa học cây trồng : Nông học : 2014 – 2018 Thái Nguyên Năm 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LƯƠNG VĂN THIỀU Tên đề tài : “NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA TẬP ĐOÀN GIỐNG SẮN TẠI THÁI NGUYÊN NĂM 2017” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo Chuyên ngành Lớp Khoa Khóa học Giảng viên hướng dẫn : Chính quy : Khoa học cây trồng : K46 – TT – N01 : Nông học : 2014 – 2018 : TS. Hoàng Kim Diệu Thái Nguyên Năm 2018 i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình, em đã nhận được sự quan tâm của nhiều tập thể và cá nhân. Nhân dịp này em xin trân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm – Đại họcThái Nguyên và tập thể các thầy giáo, cô giáo Khoa Nông học đã tạo điều kiện thuận lợi và nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình học tập và thực hiện đề tài tốt nghiệp. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS. Hoàng Kim Diệu khoa nông học, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ em vượt qua khó khăn để hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn bạn bè và gia đình đã luôn động viên giúp đỡ em về tinh thần và vật chất trong quá trình học tập và thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp cuối khóa học. Thái Nguyên, tháng 06 năm 2018 Sinh viên Lương Văn Thiều ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Thành phần hoá học trong củ sắn tươi ............................................. 4 Bảng 2.2: Diện tích, năng suất và sản lượng sắn trên thế giới từ năm 2012 - 2016 ..... 6 Bảng 2.3: Tình hình sản xuất sắn của Việt Nam giai đoạn 2012 - 2016 .......... 8 Bảng 2.4: Tình hình sản xuất sắn tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2012 – 2016.... 9 Bảng 3.1: Đối tượng nghiên cứu ..................................................................... 16 Bảng 4.1: Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của tập đoàn giống sắn............. 22 Bảng 4.2: Tốc độ ra lá của tập đoàn giống sắn tham gia thí nghiệm .............. 25 Bảng 4.3: Tuổi thọ lá của tập đoàn giống sắn thí nghiệm .............................. 28 Bảng 4.4: Một số đặc điểm hình thái của tập đoàn giống sắn thí nghiệm ...... 30 Bảng 4.5: Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống sắn thí nghiệm ...... 32 Bảng 4.6: Năng suất của tập đoàn giống sắn thí nghiệm ................................ 35 Bảng 4.7: Chất lượng của tập đoàn giống sắn thí nghiệm .............................. 37 Bảng 4.8: Một số đặc điểm thực vật học của các giống sắn thí nghiệm ......... 39 iii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Ảnh 1: Làm cỏ sau trồng 40 ngày Ảnh 2: Làm cỏ và bón phân cho sắn Ảnh 3: Sắn cao sản Bắc Giang Ảnh 4: Sắn cao sản đỏ Lạng Sơn Ảnh 5: Cao sản xanh Hòa Bình Ảnh 6: Sắn cao sản Lạng Sơn Ảnh 7: Cao sản ngọn tím Ảnh 8: Sắn cao sản lùn Lạng Sơn Ảnh 9,10: Thu hoạch sắn Ảnh 11: Thu hoạch sắn cao sản xanh Hoà Bình Ảnh 12: Thu hoạch sắn cao sản Lạng Sơn Ảnh 13: Thu hoạch sắn cao sản Lào Cai Ảnh 14: Thu hoạch sắn cao sản lùn Lạng Sơn Ảnh 15: Màu sắc vỏ và thịt củ của cao sản xanh Hoà Bình Ảnh 16: Cân tinh bột iv DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT BG : Bắc Giang CD : Chiều dài CIAT : Trung tâm quốc tế nông nghiệp nhiệt đới ĐK : Đường kính FAO : Tổ chức nông nghiệp và lương thực thế giới HB : Hòa Bình HG : Hà Giang HSTH : Hệ số thu hoạch HSTH : Hệ số thu hoạch IITA : Viện quốc tế nông nghiệp nhiệt đới KL : Khối lượng LC : Lào Cai LS : Lạng Sơn NS : Năng suất NSCT : Năng suất củ tươi NSSVH :Năng suất sinh vật học NSSVH : Năng suất sinh vật học NSTL : Năng suất thân lá TLCK : Tỷ lệ chất khô TLTB : Tỷ lệ tinh bột TT : Thứ tự YB : Yên Bái v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ i DANH MỤC CÁC BẢNG .......................................................................................ii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ............................................................................ iii DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT ............................................................. iv MỤC LỤC ................................................................................................................. v PHẦN 1: MỞ ĐẦU.................................................................................................... 1 1.1. Đặt vấn đề .................................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu của đề tài ............................................................................... 1 1.3. Yêu cầu................................................................................................. 1 1.4. Ý nghĩa đề tài ....................................................................................... 1 1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học .......................... 2 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn ......................................................................... 2 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................... 3 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 3 2.2. Nguồn gốc, sự phân bố của cây sắn.......................................................... 3 2.2.1. Nguồn gốc ................................................................................... 3 2.2.2. Sự phân bố .................................................................................. 4 2.3. Giá trị của cây sắn....................................................................................... 4 2.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn trên thế giới và Việt Nam ............... 6 2.4.1. Tình hình sản xuất sắn trên thế giới ............................................ 6 2.4.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn tại Việt Nam ........................ 7 2.4.3. Tình hình sản xuất sắn của tỉnh Thái Nguyên ............................ 9 2.5. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống sắn trên thế giới và Việt Nam. 10 2.5.1. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống sắn trên thế giới ........... 10 2.5.2. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống sắn ở Việt Nam ............. 13 PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .. 16 3.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 16 3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành ............................................................. 17 3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 17 3.4. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................ 17 vi 3.4.1. Bố trí thí nghiệm ....................................................................... 17 3.4.2. Phương pháp trồng và chăm sóc ............................................... 17 3.5. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi .................................................... 17 3.5.1. Các chỉ tiêu theo dõi về sinh trưởng ......................................... 18 3.5.2. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu .................................... 20 PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ............................................................... 21 4.1. Khả năng sinh trưởng của tập đoàn giống sắn thí nghiệm ................... 21 4.1.1. Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây ............................................. 21 4.1.2. Tốc độ ra lá của các giống sắn .................................................. 23 4.1.3. Tuổi thọ lá của các giống sắn tham gia thí nghiệm .................. 26 4.1.4. Đặc điểm hình thái .................................................................... 28 4.2. Các yếu tố cấu thành năng suất và chất lượng của tập đoàn giống sắn thí nghiệm.......................................................................................................... 31 4.2.1. Các yếu tố cấu thành năng suất................................................. 31 4.2.2. Năng suất của tập đoàn giống sắn thí nghiệm ........................... 34 4.2.3. Chất lượng của tập đoàn giống sắn thí nghiệm ........................ 37 4.3. Một số đặc điểm thực vật học của tập đoàn giống sắn thí nghiệm ..... 39 PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ............................................................... 41 5.1. Kết luận ...................................................................................................... 41 5.2. Đề nghị ....................................................................................................... 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 43 1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Cây sắn (Manihot esculenta Crantz) có nguồn gốc ở vùng Nam Mỹ và được trồng cách đây khoảng 5.000 năm. Sau đó được du nhập vào châu Á và châu Phi đến nay được trồng ở 89 nước nhiệt đới từ 300 N đến 300S của ba châu lục(Phạm VănBiên và Hoàng Kim,1991)[2]. Tổng diện tích sắn trên toàn thế giới năm 2016 là 23,482 triệu ha, sản lượng 277,10 triệu tấn. Hiện nay sắn đang được cộng đồng quốc tế (FAO, CIAT, IITA…) quan tâm nghiên cứu phát triển. Vì cây sắn được coi là giải pháp an toàn lương thực quan trọng hàng đầu tại nhiều nước châu Phi nơi tình trạng suy dinh dưỡng tăng lên gấp đôi trong hai thập kỷ qua và là nguồn nguyên liệu chế biến thức ăn gia súc có khối lượng lớn tại nhiều nước châu Mỹ, đồng thời là cây công nghiệp có giá trị thương mại trong chế biến tinh bột tại nhiều nước châu Á. Ở Việt Nam, sắn ngày càng có nhu cầu cao trong công nghiệp chế biến tinh bột, thức ăn gia súc, thực phẩm, dược liệu và đã trở thành cây hàng hoá xuất khẩu của nhiều tỉnh. Năm 2016 ở Việt Nam trồng 579,898 nghìn ha với tổng sản lượng thu được 11,045 triệu tấn (FAOSTAT, 2018) ) [13]. Theo quyết định số 53/2012/QĐ-TTg, ngày 22/11/2012 của Thủ tướng Chính phủ về việc ban hành lộ trình bắt buộc áp dụng tỷ lệ phối trộn xăng sinh học nguyên liệu chủ yếu từ sắn lát khô lên đến 860 triệu lít vào năm 2020. Như vậy chúng ta cần có vùng nguyên liệu sắn ổn định 550 nghìn ha, với NS bình quân 23 tấn/ha. Để đáp ứng nhu cầu trên, cần phải áp dụng đồng bộ các tiến bộ kỹ thuật trong sản xuất sắn, trong đó giống là khâu quan trọng nhất. Hiện nay chúng ta đã thay thế >75% diện tích trồng sắn trong cả nước bằng giống KM94 là giống nhập nội vào Việt Nam trên 20 năm nên giống này đã bị thoái hoá và nhiễm bệnh nặng nên dẫn đến năng suất giảm. Mặt khác 2 trong quá trình thay thế giống sắn mới, hầu hết các vùng sản xuất sắn đã lãng quên những giống sắn địa phương chất lượng cao và có khả năng chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh bất lợi. Vì vậy, để có nguồn gen giống tốt phục vụ cho công tác chọn tạo giống sắn thì việc thu thập, bảo tồn và lưu giữ nguồn gen giống sắn là việc làm cấp thiết. Do vậy, chúng tôi đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của tập đoàn giống sắn tại Thái Nguyên năm 2017”. 1.2. Mục tiêu của đề tài Đánh giá khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của tập đoàn giống sắn tại Thái Nguyên góp phần bảo tồn đa dạng sinh học cây sắn, phục vụ cho công tác học tập nghiên cứu và chọn tạo giống sắn đáp ứng nhu cầu sản xuất. 1.3. Yêu cầu - Theo dõi khả năng sinh trưởng của các giống sắn - Đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất và chất lượng - Mô tả đặc điểm thực vật học 1.4. Ý nghĩa đề tài 1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Giúp sinh viên củng cố và hệ thống lại toàn bộ những kiến thức đã học, áp dụng lý thuyết vào thực tế, tạo điều kiện cho sinh viên nâng cao được kỹ năng nghề nghiệp. - Giúp sinh viên phương pháp triển khai một đề tài nghiên cứu khoa học, phương pháp đo đếm, thu thập số liệu và trình bày một báo cáo khoa học 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn - Xác định được đặc điểm nông sinh học của các giống sắn làm cơ sở cho công tác bảo tồn và chọn tạo giống sắn mới. 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài Để đánh giá các giống sắn cần dựa vào các đặc điểm sinh trưởng và phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất: số lượng củ/gốc; chiều cao cây; tổng số lá; tuổi thọ trung bình của lá; khả năng phân cành, chỉ số diện tích lá, tỷ lệ chất khô, chỉ số thu hoạch, năng suất củ khô, năng suất sinh học, năng suất tinh bột... trong đó năng suất sinh học, chỉ số thu hoạch được coi là chỉ tiêu chính để chọn lọc. Sắn là loại cây trồng có khả năng thích ứng rộng, song việc chọn lọc được một số giống sắn mới có khả năng cho năng suất cao ở tất cả các vùng sinh thái nông nghiệp quả là một vấn đề khó khăn. Do yếu tố môi trường thay đổi đã tạo nên sự tương tác gen với môi trường, trong đó tính trạng năng suất củ tươi dưới tác động của môi trường khác nhau (khí hậu, đất đai, điều kiện canh tác...) sẽ bị ảnh hưởng rất lớn. Nên việc đánh giá đặc điểm sinh trưởng, năng suất và chất lượng của các giống cơ hội để xác định được giống sắn thích hợp nhất cho từng vùng sản xuất. 2.2. Nguồn gốc, sự phân bố của cây sắn 2.2.1. Nguồn gốc Cho đến nay vẫn chưa có bằng chứng chứng minh về nguồn gốc phát sinh của cây sắn. Một số công 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 còn lại là Mexico và Bolivia. Sắn đã được trồng cách đây khoảng 3.000 - 7.000 năm (Trần Ngọc Ngoạn, 2007) [4]. 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 4 Mỹ la tinh đưa vào Philippin bởi thực dân Tây Ban Nha sau đó đem trồng ở Inđônesia và một số nước châu Á khác. Ở Việt Nam cây sắn được du nhập vào khoảng giữa thế kỷ 18 (Phạm Văn Biên, 1991) [2], đến nay cây sắn đã trở thành một trong năm loại cây lương thực quan trọng nhất. 2.2.2. Sự phân bố Trên thế giới, sắn được trồng rộng rãi ở 300 Vĩ Bắc đến 300 Vĩ Nam và được trồng ở trên 100 nước nhiệt đới và cận nhiệt đới thuộc ba châu lục lớn là châu Phi, châu Mỹ và châu Á (Trần Ngọc Ngoạn, 2007) [4]; Ở Việt Nam cây sắn được trồng tập trung nhiều nhất ở vùng Trung du và miền núi phía Bắc, vùng Bắc Trung bộ và Duyên hải miền Trung, vùng Tây Nguyên và vùng Đông Nam bộ. 2.3. Giá trị của cây sắn Sắn là một cây trồng có nhiều công dụng trong chế biến công nghiệp, lương thực thực phẩm và thức ăn gia súc. Bảng 2.1: Thành phần hoá học trong củ sắn tươi Thành phần Hàm lượng Tỷ lệ chất khô (%) 30- 40 Hàm lượng tinh bột (%) 27-36 Đường tổng số (% FW) 0,5- 2,5 Đạm tổng số (%FW) 0,5- 2,0 Chất xơ (%FW) 1,0 Chất béo (%FW) 0,5 Chất khoáng (%FW) 0,5- 1,5 Vitamin A (mg/100gFW) 17 Vitamin C (mg/100gFW) 50 Năng lượng (KJ/100g) 607 Amylose (%) 15-29 (Nguồn:Viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp miền Nam) [8]. 5 Củ sắn tươi: Củ sắn tươi giàu tinh bột, chứa nhiều gluxit khó tiêu, nghèo các chất béo, muối khoáng, vitamin và đạm. Phần ăn được có tỷ lệ chất khô 30-40% trọng lượng mẫu tươi, tinh bột 27- 36%, đường tổng số 0,5-2,5% (trong đó saccarose 71%, glucose13%, fructose 9%, mantose 3%), đạm tổng số 0,5-2,0%, chất xơ 1,0%, chất béo 0,5%, chất khoáng 0,5-1,5 %, vitamin A khoảng 17 mg/100g, vitamin C khoảng 50 mg/100g,năng lượng 607 KJ/100g, yếu tố hạn chế dinh dưỡng là Cyanogenes, tỷ lệ tinh bột 22-25 %, kích thước hạt bột 5- 50 micron, amylose 15-29 %, độ dính tối đa 700- 1100 BU, nhiệt độ hồ hóa 49-73 OC. Sắn lát khô: Thường có hai loại, sắn lát khô có vỏ và sắn lát khô không vỏ. Sắn lát khô có vỏ bao gồm; vỏ thịt, thịt sắn, lõi sắn và có thể là một phần vỏ gỗ. Sắn lát khô không vỏ chỉ bao gồm thịt sắn và lõi sắn. Số liệu phân chất về sắn lát khô không vỏ của Việt Nam bình quân: đạt vật chất khô 90,01%, đạm thô 2,48%, béo thô 1,40%, xơ thô 3,72%, khoáng tổng số 2,04%, dẫn xuất không đạm 78,59%, Ca 0,15%, P 0,25%. Sắn lát khô có vỏ vật chất khô 90,57%, đạm thô 4,56%, béo thô 1,43%, xơ thô 3,52%, khoáng tổng số 2,22%, dẫn xuất không đạm 78,66%, Ca 0,27%, P 0,50% Bột sắn nghiền và tinh bột sắn: Bột sắn nghiền thủ công có vật chất khô khoảng 87,56%, đạm thô 3,52%, béo thô 1,03%, xơ thô 1,37%, khoáng tổng số 1,38%, dẫn xuất không đạm 83,89%, Ca 0,11%, P 0,11%. Tinh bột sắn có màu rất trắng. Hạt tinh bột sắn quan sát trên kính hiển vi điện tử quét SEM có kích thước 5 - 40 nm, nhiều hình dạng, chủ yếu là hình tròn, bề mặt nhẵn, một bên mặt có chỗ lõm hình nón và một núm nhỏ ở giữa. Tinh bột sắn có hàm lượng amylopectin và phân tử lượng trung bình cao hơn amylose của tinh bột bắp, lúa mì, khoai tây, độ nhớt cao, xu hướng thoái hóa thấp, độ bền gen cao Hoàng Kim Anh, Ngô Kế Sương, Nguyễn Xích Liên, 2005) [1] Lá sắn: Lá sắn có hàm lượng đạm khá cao (20-25% trọng lượng chất khô) với nhiều chất bột, chất khoáng và vitamin. Chất đạm của lá sắn có khá đầy đủ các acid amin cần thiết, giàu lysin nhưng thiếu methionin. Trong lá sắn 6 ngoài các chất dinh dưỡng, cũng chứa một lượng độc tố [HCN] đáng kể. Các giống sắn ngọt có 80-110 mg HCN/1kg lá tươi. Các giống sắn đắng chứa 160240 mg HCN/1kg lá tươi. Lá sắn ngọt là một loại rau bổ dưỡng có chứa nhiều chất đạm, canxi, caroten, vitamin B1, C. nhưng cần chú ý để làm giảm hàm lượng HCN. Lá sắn đắng không nên luộc ăn mà nên muối dưa hoặc phơi khô để làm bột lá sắn phối hợp với các bột khác làm bánh thì hàm lượng HCN còn lại không đáng kể 2.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn trên thế giới và Việt Nam 2.4.1. Tình hình sản xuất sắn trên thế giới Hiện nay, cây sắn được trồng tại trên 100 nước nhiệt đới trên toàn thế giới với quy mô 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. Tình hình sản xuất sắn trên thế giới được thể hiện ở bảng 2.2. Số liệu bảng 2.2 cho thấy diện tích trồng sắn trên thế giới tăng dần trong 5 năm gần đây, từ 23,26 triệu ha (2012) lên 23,48 triệu ha (2014). Năng suất tăng giảm thất thường từ 11,23 tấn/ha (năm 2012) giảm xuống còn 11,04 tấn/ha (năm 2013) sau đó lại tăng lên đến 11,80 tấn/ha (năm 2016). Sản lượng sắn thi tăng đều qua các nắm từ 261,43 triệu tấn(năm 2012) lên 277,10 triệu tấn ( năm 2016 ). Bảng 2.2: Diện tích, năng suất và sản lượng sắn trên thế giới từ năm 2012 - 2016 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tấn/ha) (triệu tấn) 2012 23,26 11,23 261,43 2013 23,67 11,04 261,51 2014 23,207 11,82 274,33 2015 23,462 11,78 276,66 2016 23,482 11,80 277,10 (Nguồn : FAOSTAT 2018) [13]. 7 Theo Viện Nghiên cứu chiến lược Lương thực Quốc tế và Trung tâm Khoai tây Quốc tế đã tính toán nhiều mặt và dự báo tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn toàn cầu với tầm nhìn đến năm 2020 (Trần Ngọc Ngoạn, 2007) [4]. . Năm 2020 sản lượng sắn toàn cầu ước đạt 275,10 triệu tấn, trong đó sản xuất sắn chủ yếu ở các nước đang phát triển là 274,7 triệu tấn, các nước đã phát triển khoảng 0,40 triệu tấn. Mức tiêu thụ sắn ở các nước đang phát triển dự báo đạt 254,60 triệu tấn, các nước đã phát triển là 20,5 triệu tấn. Khối lượng sản phẩm sắn toàn cầu sử dụng làm lương thực thực phẩm dự báo nhu cầu là 176,3 triệu tấn và thức ăn gia súc 53,4 triệu tấn. Tốc độ tăng hàng năm của nhu cầu sử dụng sản phẩm sắn làm lương thực, thực phẩm và thức ăn gia súc đạt tương ứng là 1,98% và 0,95%. Châu Phi vẫn là khu vực dẫn đầu về nhu cầu sản lượng sắn toàn cầu với dự báo năm 2020 sẽ đạt 168,6 triệu tấn. Trong đó, khối lượng sản phẩm được sử dụng làm lương thực thực phẩm là 77,2%, làm thức ăn gia súc là 4,4%. Châu Mỹ La tinh ước tốc độ tiêu thụ sản phẩm sắn tăng hàng năm là 1,3%, châu Phi là 2,44% và châu Á là 0,84 - 0,96% 2.4.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn tại Việt Nam Cây sắn được du nhập vào Việt Nam trong khoảng giữa thế kỷ 18 (Phạm Văn Biên,1991)[2]. 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 không 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 trò quan trọng trong chiến lược an toàn lương thực quốc gia sau lúa và ngô. Ở miền Bắc, sắn là nguồn lương thực và thức ăn gia súc quan 8 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 công 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 nông 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. Số liệu bảng 2.3 cho thấy sản xuất của Việt Nam tăng dần trong 5 năm gần đây, năm 2012 diện tích trồng sắn cả nước là 551,771 ha, đến năm 2016 đạt 579.898 ha. Năng suất tăng từ 17,64 tấn/ha (năm 2012) tăng dần qua các năm và đạt 19,04 tấn/ha (năm 2016). Do diện tích và năng suất tăng nên sản lượng sắn tăng dần trong 5 năm gần đây, từ 9.735.723 tấn (năm 2012) lên 11.045.184 tấn (năm 2016). Bảng 2.3: Tình hình sản xuất sắn của Việt Nam giai đoạn 2012 - 2016 Diện tích Năng suất Sản lượng (ha) (tấn/ha) (tấn) 2012 551.771 17,64 9.735.723 2013 554.107 17,93 9.757.681 2014 552.760 18,47 10.209.882 2015 567.998 18,9 10.740.000 2016 579.898 19,04 11.045.184 Năm (Nguồn: FAOSTAT, 2018) [13]. 9 Sản xuất lương thực là ngành trọng tâm và có thế mạnh của Việt Nam dự kiến đến năm 2020, Việt Nam chủ trương đẩy mạnh sản xuất lúa ngô và coi trọng sản xuất sắn, khoai lang ở những vùng thích hợp có tiềm năng, năng suất cao. Diện tích sắn của Việt Nam dự kiến ổn định ở khoảng 550 nghìn ha nhưng sẽ tăng năng suất và sản lượng sắn bằng cách chọn tạo và phát triển các giống sắn tốt có năng suất củ tươi và hàm lượng tinh bột cao, xây dựng và hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác sắn bền vững và thích ứng từng vùng sinh thái. 2.4.3. Tình hình sản xuất sắn của tỉnh 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 đến 2.500 mm, cao nhất vào tháng 8 và thấp nhất vào tháng 1. Nhìn chung khí hậu tỉnh Thái Nguyên thuận lợi cho phát triển ngành nông, lâm nghiệp Bảng 2.4: Tình hình sản xuất sắn tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2012 – 2016 Diện tích Năng suất Sản lượng (nghìn ha) (tấn/ha) (nghìn tấn) 2012 3,8 14,7 55,8 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 Năm (Nguồn: Tổng cục thống kê năn 2017) [11]. Số liệu bảng 2.4 cho thấy, diện tích trồng sắn của tỉnh giai đoạn 2012 – 2016 tăng giảm không đáng kể, dao động từ 3,4 – 3,8 nghìn ha. Năng suất biến động từ 14,5 – 15,1 tấn/ha. Trong đó năm 2013 đạt năng suất sắn cao nhất (15,1 tấn/ha). 10 Các năm còn lại năng suất sắn đều thấp < 15 tấn/ha. Do vậy sản lượng giai đoạn 2014 – 2016 giảm so với năm 2013. 2.5. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống sắn trên thế giới và Việt Nam 2.5.1. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống sắn trên thế giới Ngoài 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 Tropical Agriculture – IITA) ở Nigieria cùng với các trường, viện nghiên cứu quốc gia ở những nước trồng và tiêu thụ nhiều sắn. CIAT, IITA đã có những chương trình nghiên cứu rộng lớn nhằm thu thập, nhập nội, chọn tạo và cải tiến giống sắn. Mục tiêu của chiến lược cải tiến giống sắn được thay đổi tùy theo sự cần thiết và khả năng của từng chương trình quốc gia đối với công tác tập huấn, phân phối nguồn vật liệu giống ban đầu đã được điều tiết bởi các chuyên gia chọn tạo giống sắn của CIAT Trung tâm CIAT đã thu thập và đánh giá được 5.728 mẫu giống sắn theo các mục tiêu, khả năng chống chịu sâu bệnh hại, khả năng cho năng suất cao và thích ứng với sự thay đổi của môi trường. Từ đó lựa chọn các cặp bố mẹ phù hợp phục vụ cho công tác nghiên cứu giống sắn và trao đổi quỹ gen giữa các quốc gia. Trong đó bao gồm 5.138 mẫu giống sắn thu thập tại vùng Trung Mỹ và Nam Mỹ, 24 mẫu sắn ở Bắc Mỹ, 384 mẫu giống sắn lai của CIAT, 163 mẫu giống sắn từ châu Á, 19 mẫu từ châu Phi. Sau đó CIAT đã giới thiệu cho châu Á và châu Mỹ 251 dòng sắn, cũng theo hướng đó hàng năm tại CIAT đã cung cấp tới 41.021 hạt lai từ 131 cặp lai cho các khu vực để các quốc gia tiến hành chọn lọc cải tiến giống. 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 11 xuất một số giống sắn chống chịu virus có năng suất cao hơn giống địa phương từ 2 đến 3 lần. 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. Ấn Độ là nước có năng suất sắn bình quân cao nhất châu Á, chương trình chọn tạo giống sắn được thực hiện chủ yếu tại Viện Nghiên cứu Cây có củ toàn Ấn ở Trivandrum (CTCRI) và Trường Đại học Nông nghiệp Tamil Nadu (TNAU); Ấn Độ đã thu thập, bảo quản đánh giá được 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; có năng suất đạt từ 33,0 - 40 tấn/ha. Ở Trung Quốc, chương trình cải tiến giống sắn được thực hiện chủ yếu tại Học Viện Cây trồng Nhiệt Đới Nam Trung Quốc (SCATC) và Viện Nghiên cứu Cây trồng Cận Nhiệt đới Quảng Tây (GSCRI). Hàng năm chương trình giống sắn tạo được hơn 3.000 hạt lai từ 80-100 tổ hợp và đánh giá từ 2.000 – 3.000 hạt lai nhập nội từ CIAT. Từ nghiên cứu trên đã chọn ra được hơn 500 dòng có triển vọng, trong đó có nhiều dòng đã tham gia vào mạng lưới khảo nghiệm giống và đã giới thiệu cho sản xuất được các giống sắn mới có năng suất củ tươi và tỷ lệ tinh bột cao như: SC201, SC205 (sắn lá tre), SC5, SC6, GR911, GR891, SC8002, SC 8013, NanZhi 188, CM321-188; đặc biệt một số dòng có triển vọng đang được đánh giá như dòng OMR 36-36-6 có năng suất củ tươi 35,0 tấn/ha và có tỷ lệ chất khô 41,9% Ở Malaysia, trong 5.526 hạt lai nhập nội từ CIAT (giai đoạn 1990 1993) đã chọn được một dòng chín sớm, năng suất củ tươi cao là: MM92 song hàm lượng tinh bột thấp chỉ đạt 20% (S.L.Tan và S.K.Chon, 1995). 12 Thái Lan là nước xuất khẩu nhiều sắn nhất thế giới nên cũng là nước có chương trình chọn tạo giống sắn mạnh nhất châu Á. Nghiên cứu sắn được thực hiện chủ yếu tại Trường Đại học Kasetsart (KU), Trung tâm nghiên cứu cây trồng Rayong (RFCRC) và Viện nghiên cứu phát triển tinh bột sắn Thái Lan (TTDI). Thái Lan đã nghiên cứu được nhiều giống sắn mới cho năng suất, hàm lượng tinh bột cao như: Rayong 5, Rayong 90, Rayong 72, Kasetsart 50, HB60 đạt năng suất củ tươi từ 23,94 - 34,69 tấn/ha và tỷ lệ chất khô từ 34,335,5 %. Đặc biệt là giống sắn Kasetsart 50 (KU50) có năng suất củ tươi là 32,3 tấn/ha được trồng phổ biến nhất và chiếm tới 56% diện tích sắn của Thái Lan Chương trình chọn tạo giống sắn của Indonesia được thực hiện chủ yếu tại Viện Nghiên cứu Cây Đậu đỗ và Cây có củ (RILET). Trong 30 năm qua (1978-2008), Indonesia đã có 10 giống sắn được phóng thích vào sản xuất gồm sáu giống nguồn gốc địa phương (Adira 1, Adira 2, Adira 4, Darul Hidayah, Malang 4, Malang 6); và bốn giống sắn nguồn gốc từ CIAT/Colombia và CIAT/Thailand là UB1-2, UB15-10, UB477-2, UB881-5, UB566-8. 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 32,3-39,2 tấn/ha và tỷ lệ tinh bột đạt từ 18,9 đến 23,4%. (Algerico M et all, 2007). - Các phương pháp chọn tạo giống sắn: Những phương pháp cơ bản chọn tạo giống sắn là: lai hữu tính trong loài; lai hữu tính khác loài; tạo dòng 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: