TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA NÔNG LÂM NGƯ -------------- KHẢO NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH LÝ, SINH TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT CỦA MỘT SỐ GIỐNG LẠC VỤ XUÂN 2008 TẠI HÀ TĨNH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH NÔNG HỌC Người thực hiện: Nguyễn Thị Hồng Thúy Lớp : 45K - Nông học Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Quang Phổ VINH - 1.2009 2 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cây lạc (Arachis hypogeae L.) còn gọi là đậu phộng. Đây là một trong những cây công nghiệp ngắn ngày vừa cho giá trị dinh dưỡng và kinh tế cao, vừa cải tạo đất tốt. Cây lạc được xếp thứ 13 trong số các cây thực phẩm trên thế giới và trong các cây thực phẩm ngắn ngày thì cây lạc đứng thứ 2 sau cây đậu tương cả về diện tích cũng như tổng sản lượng. Bởi nó có các giá trị quan trọng như: hàm lượng dầu, protein cao và phong phú, các loại vitamin, chất khoáng khác. Bên cạnh đó, cây lạc còn có khả năng cải tạo lý tính, hoá tính cho đất ngày càng tơi xốp. Lạc còn được sử dụng làm thực phẩm trong nước ở nhiều dạng khác nhau, được tận dụng trong trồng trọt, chăn nuôi, được tinh chế phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp, y tế,… Nước ta đã và đang tiến hành chuyển đổi cơ cấu cây trồng nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường. Nhìn được tầm quan trọng của cây lạc trong việc bố trí sản xuất và khai thác lợi thế của vùng khí hậu nhiệt đới trong những năm gần đây, Đảng và chính phủ đã có chủ trương và chính sách khuyến khích sản xuất lạc. Xem nó là một trong những loại cây trồng lý tưởng đối với sản xuất nông nghiệp Việt Nam; là yếu tố đảm bảo sự phát triển bền vững sinh thái và phát triển nông nghiệp, nông thôn. Riêng vùng Bắc Trung Bộ thì cây lạc được coi là một trong những cây thế mạnh, cây lợi thế của vùng. Vì vậy, phát triển được cây lạc đối với Hà Tĩnh nói riêng và đối với vùng Bắc Trung Bộ nói chung có một giá trị rất lớn trong sự phát triển kinh tế xã hội. Nhiều năm qua, cây lạc đã được coi là cây trồng chủ lực trong cơ cấu mùa vụ ở Hà Tĩnh. Tuy nhiên, năng suất lạc còn thấp chỉ đạt 16 - 17 tạ/ha. Một trong những nguyên nhân quan trọng đó là công tác giống. Như chúng ta đã biết, muốn đạt năng suất cao và phẩm chất tốt thì việc tìm ra bộ giống phù hợp với từng loại đất, điều kiện sinh thái và trình độ thâm canh của mỗi vùng là rất cần thiết. Tiêu chuẩn năng suất; khả năng chống chịu; thời 3 gian phù hợp với mùa vụ; phẩm chất;… của giống luôn được nghiên cứu và bổ sung để có bộ giống thích hợp đối với mỗi vùng sinh thái khác nhau. Năng suất cây trồng phụ thuộc rất nhiều vào các chỉ tiêu sinh lý, sinh trưởng, đặc điểm di truyền, đặc điểm sinh thái, môi trường và thời vụ. Nghiên cứu mối liên quan giữa các chỉ tiêu sinh lý, sinh trưởng với sự tạo thành năng suất cây lạc sẽ giúp thực tiễn sản xuất chọn được những giống có kiểu hình và đặc điểm sinh lý quyết định năng suất cao. Đồng thời làm cơ sở cho việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật gieo trồng và chăm sóc thích hợp. Qua đó, tác động vào mối quan hệ này sẽ làm thay đổi đáng kể các chỉ tiêu sinh lý, sinh trưởng và năng suất nhằm tăng sản lượng thu hoạch trên cùng một giống và đơn vị diện tích. Nhưng cho đến nay, chưa có công trình nghiên cứu nào ở nước ta công bố về chỉ tiêu sinh lý, sinh trưởng quyết định đến năng suất cây lạc. Cho nên, xây dựng mô hình ruộng lạc năng suất cao trên quan điểm sinh lý, sinh trưởng là hướng nghiên cứu cần quan tâm, có lợi và cấp thiết. Chính vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Khảo nghiệm, đánh giá một số đặc điểm sinh lý, sinh trưởng và năng suất của một số giống lạc vụ Xuân 2008 tại Hà Tĩnh”. 2. Mục đích Qua một số chỉ tiêu sinh lý, khả năng sinh trưởng, phát triển cho năng suất và khả năng thích ứng của một số giống lạc trên nền đất cát pha tại huyện Lộc Hà - Hà Tĩnh sẽ tìm ra bộ giống thích hợp trên địa bàn nghiên cứu, từ đó có thể đưa vào cơ cấu cây trồng tại địa phương. Trên cơ sở đó sẽ tìm ra được các chỉ tiêu chủ đạo ảnh hưởng gián tiếp hoặc trực tiếp đến sự tạo thành năng suất. Đồng thời, có thể định hướng áp dụng một số giải pháp kỹ thuật tác động nhằm góp phần tăng năng suất, phẩm chất của cây lạc. 3. Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu * Đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Cây lạc (Arachis hypogeae L.). 4 - Các nghiên cứu được tiến hành ngoài đồng ruộng trên nền đất cát pha để đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng và trong phòng thí nghiệm sinh lý cây trồng, phòng phân tích bộ môn Nông học để xác định các chỉ tiêu sinh lý, năng suất của cây lạc. * Nội dung nghiên cứu Dựa vào các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của cây lạc và mục đích nghiên cứu của thí nghiệm, chúng tôi tiến hành nghiên cứu các nội dung sau: - Nghiên cứu về các chỉ tiêu sinh trưởng. - Đánh giá khả năng chống chịu sâu, bệnh hại. - Nghiên cứu về các chỉ tiêu sinh lý. - Nghiên cứu về chỉ tiêu năng suất. - Xác định được mối tương quan giữa các yếu tố trên và giữa chúng với năng suất. 4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài Trên cơ sở nghiên cứu các đặc điểm sinh lý, sinh trưởng và năng suất của một số giống lạc trên nền đất cát pha sẽ đóng góp thêm dữ liệu làm cơ sở khoa học cho những nghiên cứu về sinh lý cây lạc, góp phần tăng năng suất cây trồng. Nghiên cứu thành công sẽ là cơ sở quan trọng để lựa chọn được các giống lạc mới cho năng suất cao, phẩm chất tốt, có khả năng thích ứng với điều kiện của vùng. Để từ đó có cơ cấu giống lạc hợp lý cho từng vùng nhằm phát huy tối đa tiềm năng năng suất của giống, nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất. 5 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1. Tình hình sản xuất cây lạc 1.1.1. Tình hình sản xuất cây lạc trên thế giới Trên thế giới hiện nay có khoảng 108 nước trồng lạc. Sự phân bố về diện tích, năng suất và sản lượng không đồng đều ở các khu vực trồng lạc khác nhau trên thế giới. Diện tích trồng lạc trên thế giới tập trung nhiều nhất ở Châu Á (13,8 triệu ha), chiếm khoảng 63% diện tích và 71,4% về sản lượng. Tiếp đến là Châu Phi với diện tích chiếm khoảng 31,3% và sản lượng 18,65%, thứ ba là Châu Mỹ với 1,37 triệu ha (năm 2005). Khu vực Đông Nam Á thì diện tích trồng lạc không nhiều, chỉ chiếm 12,61% về diện tích và 12,95% sản lượng lạc của Châu Á. Nhìn chung, năng suất lạc trong khu vực còn ở mức thấp, trung bình đạt 1,17 tấn/ha. Trong số 7 nước trồng lạc trong khu vực thì chỉ có 3 nước là Việt Nam, Thái Lan và Indonesia xuất khẩu lạc. Trong đó, Việt Nam là nước có lượng lạc xuất khẩu lớn nhất với 33,8 nghìn tấn, chiếm 41,15% [22]. Bảng: Tình hình sản xuất lạc trên thế giới trong những năm vừa qua Năm Chỉ tiêu 2003 2004 2005 2006 2007 Diện tích (triệu ha) 26,46 26,37 22,80 23,23 23,39 Năng suất (tấn/ha) 13,4 13,7 14,3 15,5 14,9 Sản lượng (triệu tấn) 35,65 36,06 33,60 34,47 34,86 Nguồn: FAOSTAT Trong những năm gần đây, nhu cầu về lạc và sản phẩm từ lạc tăng mạnh. Trong khi đó lượng lạc trao đổi thương mại trên thế giới chưa đáp ứng đủ nhu cầu đang tăng cao, lượng lạc xuất khẩu năm 2003 - 2004 chỉ đạt 5,4% tổng sản lượng [16]. Điều này đã tạo cơ hội tốt cho các ngành sản xuất lạc ở các nước chậm phát triển. Việc đầu tư sản xuất lạc về trình độ sản xuất, công nghệ và tạo ra các giống mới trong thời điểm này sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người nông dân và góp phần vào công việc "Xói đói giảm nghèo". 6 1.1.2. Tình hình sản xuất cây lạc ở Việt Nam Ở Việt Nam, lạc được xem là một trong những loại cây trồng có vai trò chủ đạo và chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Cho đến nay, cây lạc được trồng phổ biến khắp mọi vùng. Từ những năm 1980s trở lại đây, sản xuất lạc có chiều hướng ngày càng phát triển . Nhưng nhìn chung, năng suất lạc còn thấp và đang còn nhiều nguyên nhân hạn chế như: Thiếu giống mới có năng suất cao và thích ứng cho từng vùng, bị nhiều loại sâu bệnh phá hoại, thiếu kỹ thuật canh tác tiến bộ, mức đầu tư còn thấp, . Hơn nữa, trước đây nhu cầu về lương thực là vấn đề cấp bách đối với người dân. Cho nên, trong ngành trồng trọt cây lương thực vẫn là cây được chú ý đầu tiên. Những năm gần đây cùng với sự chuyển đổi sản xuất nông nghiệp và công nghiệp, việc áp dụng tiến bộ kỹ thuật, sự hợp tác cây trồng nghiên cứu cây trồng nông nghiệp với nhiều tổ chức trên thế giới đã tạo ra những bước chuyển đổi mới trong sản xuất lạc trong cả nước và bước đầu có nhiều thành tựu đáng kể [15]. Bảng: Tình hình sản xuất lạc của Việt Nam trong những năm vừa qua Năm 2003 2004 2005 2006 2007 Diện tích (10.000 ha) 243,8 263,7 269,6 249,3 250,0 Năng suất (tạ/ha) 16,7 17,8 18,2 18,6 19,6 Sản lượng (1000 tấn) 406,2 469,0 489,3 464,9 490,0 Nguồn: FAOSTAT 1.2. Tình hình nghiên cứu lạc trên thế giới 1.2.1. Kết quả nghiên cứu về vấn đề năng suất lạc và các chỉ tiêu sinh lý, sinh trưởng của cây lạc Hiệu quả quan trọng nhất của việc nghiên cứu quang hợp vẫn là khả năng điều khiển hoạt động quang hợp của cơ thể thực vật với mục đích nâng cao năng suất thu hoạch. Người ta đã chứng minh được rằng: Quang hợp là quá trình cơ bản quyết định năng suất cây trồng. Tổng số chất khô do quang hợp tạo ra chiếm 90 - 95% tổng số chất khô của thực vật. Như vậy, tất cả các biện pháp của hệ thống trồng trọt đều nhằm mục đích làm sao cho mọi hoạt động của bộ máy quang hợp có hiệu quả nhất [21]. 7 Hoạt động quang hợp là một quá trình ôxy hoá - khử xảy ra trong cơ thể cây trồng. Với sự hoạt động của hệ thống men oxy hoá - khử làm cho diệp lục có khả năng quang oxy hoá nước và khử CO 2 tạo thành hợp chất hữu cơ [7]. Sản phẩm của sự cố định CO 2 là thành phần chủ yếu của chất khô, sự đồng hoá CO 2 là nhân tố cơ bản quyết định năng suất. Cải thiện hiệu quả quang hợp để đạt được năng suất và sản lượng sinh khối cao là một trong những cố gắng của các nhà sinh lý thực vật học. Lá là cơ quan chủ yếu thực hiện chức năng quang hợp của cây. Do vậy, việc tăng hay giảm diện tích lá có tác động trực tiếp đến lượng quang hợp. Trong phạm vi nhất định có mối quan hệ thuận giữa hệ số diện tích lá với lượng quang hợp. Vượt quá giới hạn này, sản lượng chất khô thực tế lại giảm vì quá trình hô hấp có quan hệ tỷ lệ thuận với hệ số diện tích lá [7]. Khan và Akosu (1971) nghiên cứu sự phân phối chất đồng hoá ở lạc bằng phương pháp đồng vị và đưa ra kết luận: trong giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng, Cacbon phóng xạ phần lớn được đưa tới ngọn, lá non và rễ. Ngay sau khi tia quả hình thành và phát triển thì sự vận chuyển hợp chất Cacbon từ lá của mỗi cành đều tập trung vào những quả trên cành đó. Từ lá thứ 3, chất đồng hoá chỉ chuyển xuống quả mà không lên ngọn. Lá thứ 5 vận chuyển chất đến cả ngọn và quả. Hệ số tương quan giữa cường độ vận chuyển về quả và cường độ quang hợp là r = 0,979 (dẫn theo Nguyễn Đình Thi, 2002) [8]. Nghiên cứu của Enyi (1977) thì trong đời sống cây lạc, giai đoạn đầu chất đồng hoá được chia cho lá và thân, các giai đoạn sau phân chia đồng thời vào các cơ quan sinh dưỡng và quả vì sinh trưởng sinh dưỡng và sinh thực diễn ra cùng một lúc. Sự ngừng tăng khối lượng thân sẽ có ý nghĩa góp phần lớn sản phẩm quang hợp được tích lũy ở những bộ phận có ý nghĩa kinh tế [26]. Theo Trachtemberg và Mc Cloud (1979); Sastry (1980) thì tuổi của lá có ảnh hưởng đến quang hợp. Quang hợp tăng đến khi lá khoảng hai tuần tuổi và sau đó giảm dần cùng với sự già đi của lá. Lá có hoạt động sinh lý mạnh là các lá thứ 3, 4, 5 và 6 kể từ đỉnh sinh trưởng xuống (dẫn theo Nguyễn Đình Thi, 2002) [8]. 8 Boote (1980) phát hiện thấy sâu bệnh làm rụng lá là nguyên nhân giảm năng suất lạc. Khoảng 42% diện tích lá ở tán lá phía trên hấp thu 745 lượng ánh sáng và cố định 63% tổng lượng 14 CO 2 của toàn bộ tán lá. Khi cắt bỏ 25% tổng diện tích lá chủ yếu ở nửa tán lá phía trên sẽ giảm lượng CO 2 cố định đến 30% và tỷ lệ CO 2 trao đổi là 35% [25]. Một quy luật chung cho sự phát triển của bộ lá và các chỉ tiêu sinh lý, sinh trưởng khác là phải có một giới hạn tối thích. Nghiên cứu của Forestier (1973) cho thấy diện tích lá (LA) và lượng chất khô tăng đều đặn từ khi có lá thứ 3 đến khi hình thành tia củ. Chỉ số diện tích lá (LAI) cực đại là 4 m 2 lá/m 2 đất, nhưng để đạt năng suất tối đa thì LAI ở giai đoạn lá thứ 14 phải cao hơn 4 m 2 lá/m 2 , lượng chất khô cả cây cao hơn 500g/m 2 , chất khô của lá đạt trên 175g/m 2 (dẫn theo Nguyễn Đình Thi, 2002) [8]. Theo Janomatli (1979) [23] cuối thời kỳ ra hoa, chỉ số diện tích lá tốt nhất là vào khoảng 4m 2 lá/m 2 đất. Nitsiporovits (1982) (dẫn theo Nguyễn Đình Thi, 2002) [8] cho rằng chỉ số diện tích lá đối với những loại cây trồng lấy hạt là LAI = 3 - 4 m 2 lá/m 2 đất. Tuy nhiên, theo A.G. Patil, M.V. Growda và B.N. Motagi (1995) thì ở cây lạc, chỉ số diện tích lá thích hợp nhất cho năng suất thực thu cao là LAI = 3,6 - 4,3 m 2 lá/m 2 đất. Năng suất lạc không bị hạn chế bởi khả năng quang hợp nhưng có thể bị hạn chế bởi diện tích lá thấp và hoạt động kém trong giai đoạn cuối phình to của quả lạc (Cahaner, Ashri - 1974) [25]. Từ những hiểu biết về vai trò của bộ lá trong quang hợp tạo thành năng suất cây lạc, các nhà nghiên cứu đều đi đến kết luận: Một trong những tiêu chuẩn quan trọng để lạc đạt năng suất cao là giống có cường độ quang hợp tốt. Những đặc trưng cho giống có cường độ quang hợp cao là trọng lượng riêng lá, bề dày lá, mật độ khí khổng, hàm lượng diệp lục (Mekhsi - 1977; Sastry - 1980), vị trí và tuổi các tầng lá, diện tích lá (LA), chỉ số diện tích lá (LAI) (Sastry - 1980, 1981; Trachtemberg và Mc. Clould - 1979) [26]. 9 1.2.2. Mối quan hệ giữa nguồn với vật chứa và điều khiển quá trình sinh trưởng, phát triển để cây lạc đạt năng suất cao Trong thực tế sản xuất, con người vẫn còn nhiều hy vọng nâng cao năng suất lạc lên ở mức lý tưởng bằng cách nâng hợp lý lượng chất khô tạo ra qua con đường quang hợp hay nâng cao khả năng vận chuyển sản phẩm đồng hoá từ cơ quan quang hợp, thậm chí cả từ cơ quan sinh dưỡng về quả và hạt. Điều khiển sự phân bố có hiệu quả các sản phẩm quang hợp theo hướng có lợi cho việc nâng cao năng suất thực thu cây lạc. Cho nên, nghiên cứu mối quan hệ giữa nguồn và vật chứa đã được nhiều nhà khoa học chú ý đến [2]. Trước khi đưa một loại hay một giống cây trồng trong một cơ cấu cây trồng nào đó chúng ta thường quan tâm tới khả năng thích nghi của chúng trong điều kiện khí hậu, đất đai,… và cuối cùng là khả năng có năng suất của chúng. Năng suất của cây trồng liên quan đến sức chứa và nguồn. Để tăng nguồn các nhà chọn giống đã cải tiến kiểu lá để nâng cao hệ số diện tích lá và nâng cao cường độ quang hợp ở lá, đồng thời giảm chi phí mất mát do hô hấp. Giữa sức chứa và nguồn có mối quan hệ chặt, có tác động qua lại lẫn nhau: khi nguồn lớn sẽ cho sức chứa cao và ngược lại. Trong thực tế khó phân biệt được rõ chỉ tiêu đại diện cho sức chứa và chỉ tiêu đại diện cho nguồn. Để tạo giống cây trồng có năng suất cao cần tăng đồng thời cả về sức chứa và nguồn. Sự vận chuyển các sản phẩm của quá trình quang hợp, từ những cơ quan đồng hoá Cacbon đến những nơi thực hiện các quá trình trao đổi chất là một quá trình quan trọng có ảnh hưởng tới sự di chuyển và phân phối sản phẩm quang hợp. Hiệu quả sẽ cao hơn nếu liên kết được với bất cứ một sự phối hợp của các yếu tố hạn chế trong quá trình liên tục từ quang hợp, vận chuyển chất đồng hoá, hệ thống dự trữ. Các bộ phận trên cây có sự khác nhau về khả năng sử dụng chất đồng hoá vì chúng sinh trưởng, phát triển khác nhau. Khan và Akosu (1971); Patte (1974) nghiên cứu sự vận chuyển sản phẩm đồng hoá từ lá đến các bộ phận bằng phương pháp đồng vị phóng xạ 14 C đã có những kết luận khá thú vị về vai trò của các tầng lá trong từng thời kỳ, được chúng 10