Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật nâng cao năng suất, chất lượng cây nghệ vàng ở phía Bắc Việt Nam

Chia sẻ: Chuheodethuong 09 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:236

Thêm vào BST

Báo xấu

44
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là xác định được giống nghệ vàng triển vọng đạt năng suất >25 tấn/ha, tăng trên 20% so với giống địa phương, chất lượng tốt, thích hợp với điều kiện thổ nhưỡng và khí hậu tại các địa bàn đại diện cho các tỉnh phía Bắc. Xây dựng được quy trình canh tác tổng hợp giống nghệ vàng triển vọng đạt năng suất, chất lượng cao tại các địa bàn đại diện. Xây dựng được mô hình canh tác tổng hợp giống nghệ vàng triển vọng đạt hiệu quả kinh tế tăng > 20% so với canh tác truyền thống, góp phần tích cực trong công tác chuyển đổi cơ cấu cây trồng tại một số tỉnh phía Bắc.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật nâng cao năng suất, chất lượng cây nghệ vàng ở phía Bắc Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM LÊ CÔNG HÙNG NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO NĂNG SUẤT, CHẤT LƯỢNG CÂY NGHỆ VÀNG Ở PHÍA BẮC VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - NĂM 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM LÊ CÔNG HÙNG NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO NĂNG SUẤT, CHẤT LƯỢNG CÂY NGHỆ VÀNG Ở PHÍA BẮC VIỆT NAM Chuyên ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 9620110 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Lê Khả Tường 2. TS. Nguyễn Tuấn Điệp HÀ NỘI - 2018
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận án này là trung thực và chưa từng được công bố tại bất kỳ một công trình nghiên cứu nào. Các thông tin trích dẫn sử dụng trong luận án đều được ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Tác giả luận án Lê Công Hùng
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, tôi đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của các thầy, cô giáo, các tập thể, cá nhân cùng bạn bè đồng nghiệp. Tôi xin bày tỏ lòng biết ớn sâu sắc tới PGS.TS. Lê Khả Tường và TS. Nguyễn Tuấn Điệp đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thiện luận án. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban lãnh đạo, các cán bộ nghiên cứu Trung tâm Tài nguyên thực vật, Ban Đào tạo sau đại học, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cảm ơn UBND huyện Thạch Thành, Thanh Hóa; UBND huyện Khoái Châu, Hưng Yên, UBND huyện Sơn Động, Bắc Giang, các ban ngành địa phương đã cung cấp số liệu cần thiết và giúp đỡ tôi trong quá trình tìm hiểu, nghiên cứu tại địa bàn. Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã động viên khích lệ, giúp đỡ về vật chất và tinh thần để tôi hoàn thành quá trình học tập và nghiên cứu. Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Tác giả luận án
iii MỤC LỤC Lời cam đoan ............................................................................................................... I Lời cảm ơn ................................................................................................................. ii Mục lục ...................................................................................................................... iii Danh mục chữ viết tắt ............................................................................................... vi Danh mục bảng ........................................................................................................ vii Danh mục hình .......................................................................................................... xi MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................1 2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................2 2.1. Mục tiêu tổng quát ...........................................................................................2 2.2. Mục tiêu cụ thể ................................................................................................3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .........................................................................3 3.1. Ý nghĩa Khoa học ............................................................................................3 3.2. Ý nghĩa thực tiễn ..............................................................................................3 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................4 4.1. Đối tượng nghiên cứu: .....................................................................................4 4.2. Phạm vi nghiên cứu .........................................................................................4 5. Những đóng góp mới của luận án ...................................................................4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU .......................................6 1.1. Lịch sử trồng trọt, khai thác và sử dụng cây nghệ vàng ..................................6 1.1.1. Lịch sử trồng trọt và khai thác .........................................................................6 1.1.2. Giá trị sử dụng của cây nghệ vàng ...................................................................6 1.2. Đặc điểm hóa sinh cây nghệ vàng ...................................................................8 1.2.1. Khái niệm hóa thực vật ....................................................................................8 1.2.2. Thành phần sinh hóa cây nghệ vàng ................................................................8 1.2.3. Các dẫn xuất của Curcumin từ nghệ vàng .......................................................9 1.2.4. Khả năng thích ứng với điều kiện sinh thái ...................................................10
iv 1.2.5. Nghiên cứu biện pháp canh tác cây nghệ vàng ..............................................13 1.2.6. Tình hình sản xuất và tiêu thụ nghệ ...............................................................28 1.2.7.Tiềm năng phát triển cây nghệ vàng tại một số tỉnh phía Bắc .........................33 1.2.8. Những nhận xét rút ra từ tổng quan tài liệu nghiên cứu ................................37 CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..40 2.1. Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................40 2.1.1. Nghiên cứu xác định giống nghệ vàng triển vọng .........................................40 2.1.2. Vật liệu nghiên cứu nhân giống .....................................................................40 2.1.3. Vật liệu nghiên cứu kỹ thuật canh tác trên đồng ruộng .................................41 2.2. Nội dung nghiên cứu ......................................................................................41 2.2.1. Điều tra tình hình sản xuất nghệ tại các địa bàn ............................................41 2.2.2. Nghiên cứu, đánh giá và xác định giống triển vọng ......................................41 2.2.3. Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống nghệ triển vọng..........................................41 2.2.4. Nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống nghệ triển vọng ....................................41 2.2.5. Nghiên cứu xây dựng mô hình canh tác giống nghệ triển vọng ....................42 2.3. Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................42 2.3.1. Phương pháp điều tra tình hình sản xuất nghệ...............................................42 2.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm ......................................................................43 2.3.3. Phương pháp thiết kế ô thí nghiệm ................................................................50 2.3.4. Kỹ thuật sử dụng trong nghiên cứu ...............................................................50 2.3.5. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi.........................................51 2.3.6. Phương pháp đánh giá khả năng chống chịu .................................................52 2.3.7. Phương pháp đánh giá chất lượng giống nghệ triển vọng .............................54 2.3.8. Phương pháp đánh giá hiệu quả kinh tế .........................................................55 2.3.9. Thời gian và địa điểm nghiên cứu .................................................................56 2.3.10. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................................56 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..............................57 3.1. Kết quả điều tra hiện trạng sản xuất nghệ tại một số tỉnh phía Bắc ..............57 3.1.1. Hiện trạng sản xuất nghệ tại Thanh Hóa .......................................................57
v 3.1.2. Tình hình sản xuất nghệ tại Bắc Giang ..........................................................63 3.1.3. Tình hình sản xuất nghệ tại Hưng Yên ..........................................................69 3.2. Nghiên cứu xác định giống nghệ triển vọng tại các vùng sinh thái ...............72 3.2.1. Khảo nghiệm cơ bản bộ giống ưu tú ..............................................................72 3.2.2. Khảo nghiệm sản xuất giống nghệ triển vọng ...............................................85 3.2.3. Tóm tắt kết quả nghiên cứu xác định giống nghệ triển vọng ........................90 3.3. Kết quả nghiên cứu kỹ thuật nhân giống nghệ triển vọng .............................91 3.3.1. Kỹ thuật nhân giống in vitro ..........................................................................91 3.3.2. Kỹ thuật nhân bằng hom củ theo phương thức truyền thống ........................96 3.3.3. Hiệu quả kinh tế của các phương thức nhân giống ......................................100 3.4. Nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống nghệ triển vọng ..................................101 3.4.1. Nghiên cứu xác định độ sâu trồng thích hợp ...............................................101 3.4.2. Xác định thời vụ trồng giống nghệ triển vọng .............................................104 3.4.3. Nghiên cứu tổ hợp phân bón, mật độ trồng thuần giống N8 .......................109 3.4.4. Nghiên cứu kỹ thuật trồng xen giống nghệ triển vọng N8 ..........................116 3.4.5. Nghiên cứu chất điều tiết sinh trưởng cho giống nghệ triển vọng ..............118 3.4.6. Nghiên cứu vật liệu che phủ cho giống nghệ triển vọng .............................122 3.5. Xây dựng mô canh tác giống nghệ N8 tại các vùng sinh thái .....................132 3.5.1. Xây dựng mô hình .......................................................................................132 3.5.2. Hiệu quả kinh tế của mô hình canh tác ........................................................135 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ...................................................................................136 A Kết luận ........................................................................................................136 B Đề nghị .........................................................................................................137 Danh mục các công trình khoa học đã công bố có liên quan đến luận án ..............138 Tài liệu tham khảo ...................................................................................................139
vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Giải thích CCC Chiều cao cây CS Cộng sự CT Công thức CV Coefficient of variation (Hệ số biến động) Đ/C Đối chứng DAICU Dài củ ĐKCU Đường kính củ DTL Diện tích lá ĐVT Đơn vị tính FAO Food Agriculture Oganization (Tổ chức Nông Lương thực) KLC Khối lượng củ KLCU Khối lượng củ LAI Chỉ số diện tích lá LSD Leat significant difference (sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa) NS Năng suất NSLT Năng suất lý thuyết NSTT Năng suất thực thu PTNT Phát triển nông thôn RCBD Randomized Complete Block Design (Khối ngẫu nhiên hoàn toàn) SOCUK Số củ trên khóm TB Trung bình TGST Thời gian sinh trưởng
vii DANH MỤC BẢNG Bảng Tên bảng Trang 1.1. Tình hình xuất khẩu nghệ của Ấn Độ giai đoạn 2003-2005 29 1.2. Xu hướng chuyển đối cây trồng kém hiệu quả sang trồng nghệ 32 2.1. Bộ giống nghệ khảo nghiệm cơ bản tại Thanh Hóa, Hưng Yên và Bắc Giang 40 2.2. Công thức thí nghiệm thời vụ giống nghệ trên đồng ruộng 46 2.3. Công thức phân bón và mật độ trồng thuần giống nghệ triển vọng 47 2.4. Công thức phân bón và mật độ trồng xen giống nghệ triển vọng 48 2.5. Công thức thí nghiệm nghiên cứu chất điều tiết sinh trưởng cho giống nghệ triển vọng 48 2.6. Vật liệu che phủ mặt luống cho giống nghệ triển vọng 49 2.7. Công thức xác định thời vụ thu hoạch cho giống nghệ triển vọng 49 2.8. Thang điểm đánh giá chịu hạn đồng ruộng 52 2.9. Thang điểm đánh giá khả năng chịu nóng đồng ruộng 53 2.10. Thang điểm đánh giá mức nhiễm rầy xanh 54 2.11. Thang điểm đánh giá khả năng nhiễm bệnh thối củ đồng ruộng 54 2.12. Thời gian và địa điểm thực hiện các nội dung chính của đề tài 56 3.1. Tính chất lý hóa học của đất đỏ vàng vùng Trung du, miền núi Thanh Hóa, năm 2012 57 3.2. Tình hình sản xuất nghệ tại các huyện của tỉnh Thanh Hóa, năm 2012 58 3.3. Hiện trạng áp dụng giống và canh tác nghệ tại nông trường Thạch Quảng, huyện Thạch Thành tỉnh Thanh Hóa, năm 2012 59 3.4. Tình hình áp dụng giống và kỹ thuật canh tác nghệ của các hộ nông dân tại huyện Thạch Thành tỉnh Thanh Hóa, năm 2012 61 3.5. Hiệu quả kinh tế sản xuất nghệ tại nông trường Thạch Quảng, Thanh Hóa, năm 2012 63 3.6. Tính chất lý hóa học đất vàng đỏ trên đá phiến sét tại huyện Sơn Động tỉnh Bắc Giang, năm 2012 64 3.7. Tình hình sản xuất nghệ tại các huyện thuộc tỉnh Bắc Giang, năm 2012 65 3.8. Hiện trạng áp dụng giống và canh tác nghệ tại Bắc Giang, năm 2012 66
viii 3.9. Tình hình áp dụng giống và kỹ thuật canh tác nghệ của các hộ nông dân tại Bắc Giang, năm 2012 67 3.10. Hiệu quả kinh tế sản xuất nghệ tại Bắc Giang, năm 2012 69 3.11. Diện tích, năng suất và sản lượng nghệ tại Hưng Yên, năm 2013 69 3.12. Hiện trạng áp dụng giống và canh tác nghệ tại Hưng Yên, năm 2012 70 3.13. Hiệu quả kinh tế sản xuất nghệ vàng tại Hưng Yên, năm 2012 71 3.14. Đặc điểm hình thái các giống nghệ triển vọng tại Bắc Giang, Thanh Hóa và Hưng Yên, năm 2014 72 3.15. Đặc điểm phát triển thân, lá các giống nghệ triển vọng tại Bắc Giang, Thanh Hóa và Hưng Yên, năm 2014 74 3.16. Đặc điểm sinh trưởng, phát triển củ của các giống nghệ tại Bắc Giang, Thanh Hóa và Hưng Yên, năm 2014 76 3.17. Khả năng chịu nóng, hạn đồng ruộng của các giống nghệ tại Bắc Giang, Thanh Hóa và Hưng Yên, năm 2014 78 3.18. Mức độ nhiễm sâu bệnh hại của các giống nghệ tại Bắc Giang, Thanh Hóa và Hưng Yên, năm 2014 80 3.19. Năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất giống nghệ tại Bắc Giang, Thanh Hóa và Hưng Yên, năm 2014 83 3.20. Kết quả phân tích một số thành phần sinh hóa các giống nghệ triển vọng tại Bắc Giang, Thanh Hóa và Hưng Yên, năm 2014 85 3.21. Hình dạng và kích thước lá tại các điểm khảo nghiệm sản xuất giống nghệ triển vọng, 2015 86 3.22. Chiều cao cây và diện tích lá tại các điểm khảo nghiệm sản xuất giống nghệ triển vọng, năm 2015 87 3.23. Thời gian sinh trưởng và độ lớn củ tại các điểm khảo nghiệm sản xuất giống nghệ triển vọng, năm 2015 87 3.24. Khả năng chịu nóng, hạn đồng ruộng tại các điểm khảo nghiệm sản xuất giống nghệ triển vọng, năm 2015 88 3.25. Mức độ gây hại của rầy xanh trên đồng ruộng tại các điểm khảo nghiệm sản xuất giống nghệ triển vọng, năm 2015 89 3.26. Ảnh hưởng của nồng độ chất khử trùng đến khả năng tái sinh chồi của giống nghệ N8 trong phòng nuôi cấy mô tại Hà Nội, năm 2015 92 3.27. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến số lượng chồi hình thành trên giống nghệ N8 trong phòng nuôi cấy mô tại Hà Nội, năm 2015 93
ix 3.28. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến tốc độ tăng trưởng các bộ phận cây con trên giống nghệ N8 trong phòng nuôi cấy mô tại Hà Nội, năm 2015 94 3.29. Ảnh hưởng của khối lượng hom đến phát triển thân lá giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2015 96 3.30. Ảnh hưởng của khối lượng hom trồng đến kích thước củ giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2015 98 3.31. Ảnh hưởng của khối lượng hom đến thời gian sinh trưởng, năng suất giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2015 99 3.32. Hiệu quả kinh tế của các phương thức nhân giống N8 tại Bắc Giang, năm 2015 101 3.33. Ảnh hưởng của độ sâu trồng đến phát triển thân lá giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2015 102 3.34. Ảnh hưởng của độ sâu trồng đến khả năng chịu hạn và chống đổ của giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2015 103 3.35. Ảnh hưởng của độ sâu trồng đến yếu tố cấu thành năng suất giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2015 104 3.36. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến kích thước củ giống N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2015 106 3.37. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến khả năng chịu nóng, hạn của giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2015 107 3.38. Ảnh hưởng của thời vụ đến năng suất giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2015 108 3.39. Ảnh hưởng của mật độ và phân bón đến kích thước củ giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2015 111 3.40. Ảnh hưởng của mật độ và phân bón đến khả năng chịu nóng, hạn của giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2015 113 3.41. Ảnh hưởng của mật độ và phân bón đến khả năng nhiễm sâu bệnh của giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2015 114 3.42. Ảnh hưởng của mật độ và phân bón đến TGST và năng suất giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2015 115 3.43. Ảnh hưởng của xen canh nghệ trong vườn vải thiều/cao su đến năng suất giống nghệ N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, 2014 117 3.44. Ảnh hưởng của các chất điều tiết sinh trưởng đến phát triển thân, lá giống nghệ N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, 2015 118
x 3.45. Ảnh hưởng của các chất điều tiết sinh trưởng đến kích thước củ của giống giống nghệ N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, 2015 119 3.46. Ảnh hưởng của các chất điều tiết sinh trưởng đến khả năng chịu nóng, hạn của giống nghệ N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, 2015 120 3.47. Ảnh hưởng của các các chất điều tiết sinh trưởng đến TGST và năng suất giống nghệ N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, 2015 121 3.48. Ảnh hưởng của các chất điều tiết sinh trưởng đến chất lượng củ giống nghệ N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, 2015 121 3.49. Ảnh hưởng của vật liệu che phủ đến sự phát triển củ của giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, 2015 125 3.50. Ảnh hưởng của vật liệu che phủ đến khả năng chịu nóng, hạn của giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, 2015 126 3.51. Ảnh hưởng của vật liệu che phủ mặt luống đến năng suất giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, 2015 127 3.52. Ảnh hưởng của thời vụ thu hoạch đến kích thước củ giống nghệ triển vọng N8 tại Bắc Giang và Thanh Hóa, năm 2015 128 3.53. Ảnh hưởng của thời vụ thu hoạch đến năng suất giống nghệ triển vọng N8 tại Bắc Giang và Thanh Hóa, năm 2015 129 3.54. Ảnh hưởng của thời vụ thu hoạch đến chất lượng giống nghệ triển vọng N8 tại Bắc Giang và Thanh Hóa, năm 2016 130 3.55. Ảnh hưởng của thời điểm thu hoạch đến hiệu quả canh tác của giống nghệ N8 tại Thanh Hóa, năm 2016 131 3.56. Địa điểm và quy mô trình diễn kỹ thuật canh tác giống nghệ N8, năm 2016 132 3.57. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của giống nghệ N8 tại các mô hình trình diễn, năm 2016 134 3.58. Hiệu quả kinh tế của mô hình kỹ thuật canh tác giống nghệ N8 tại một số địa phương, năm 2016 135
xi DANH MỤC HÌNH Hình Tên hình Trang 1.1. Các dẫn xuất phổ biến của Curcumin 10 1.2. Tình hình sản xuất nghệ trên thế giới 28 1.3. Vị trí địa lý tỉnh Thanh Hóa 33 1.4. Diễn biến nhiệt độ, ánh sáng và lượng mưa trong 10 năm tại Thanh Hóa giai đoạn 2003-2012 34 1.5. Vị trí địa lý tỉnh Bắc Giang 35 1.6. Diễn biến nhiệt độ, ánh sáng và lượng mưa trong 10 năm tại Bắc Giang giai đoạn 2003-2012 35 1.7. Vị trí địa lý tỉnh Hưng Yên 36 2.1. Sơ đồ mô tả các hoạt động điều tra, đánh giá hiện trạng sản xuất nghệ tại các địa bàn 43 3.1. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất tại các điểm khảo nghiệm sản xuất giống nghệ triển vọng, năm 2015 90 3.2. Ảnh hưởng của giá thể đến khả năng sinh trưởng và phát triển cây nghệ trong vườn ươm tại Hà Nội, năm 2015 95 3.3. Ảnh hưởng của khối lượng hom đến số cây/khóm của giống nghệ N8 năm 2015 tại Thanh Hóa và Bắc Giang 97 3.4. Ảnh hưởng của khối lượng hom đến số củ /khóm của giống nghệ N8 năm 2015 tại Thanh Hóa và Bắc Giang 98 3.5. Ảnh hưởng của độ sâu trồng đến khối lượng rễ của giống nghệ N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, 2015. 102 3.6. Ảnh hưởng của thời vụ đến phát triển thân lá giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2015 105 3.7. Ảnh hưởng của mật độ và phân bón đến phát triển thân, lá giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2015 110 3.8: Ảnh hưởng của xen canh nghệ trong vải thiều (cao su) đến phát triển thân, lá giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2014 116 3.9. Ảnh hưởng của che phủ đến sự phát triển thân, lá giống nghệ triển vọng N8 tại Thanh Hóa và Bắc Giang, năm 2015 123 3.10. Địa điểm và quy mô trình diễn kỹ thuật canh tác giống nghệ N8, năm 2016 133
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Nghệ là cây gia vị, cây dược liệu truyền thống ở Việt Nam và nhiều nước trên thế giới. Hoạt chất sinh học curcumin và tinh dầu nghệ là thành phần quan trọng nhất trong củ nghệ vàng có khả năng phòng và hỗ trợ điều trị các bệnh phổ biến hiên nay, góp phần tích cực nâng cao chất lượng cuộc sống cho người bệnh (Cronin, J.R., 2003). Trong những năm gần đây bằng công nghệ hiện đại, curcumin được tách chiết thành công dưới nhiều dạng khác nhau như curcumin, nano curcumin, góp phần đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của đông đảo người tiêu dùng (Liva R., 2010). Ngày nay các công trình nghiên cứu trên thế giới đã thừa nhận curcumin là hoạt chất sinh học chính trong củ nghệ vàng có tác dụng huỷ diệt tế bào ung thư vào loại mạnh nhất. Curcumin có thể kìm hãm sự phát tác của các tế bào ung thư da, dạ dày, ruột, vòm họng, dạ con, bàng quang (Miłobȩdzka et al.,1910). Ngoài ra curcumin còn là chất bổ cho dạ dày, ruột, gan, mật, lọc máu, làm sạch máu, điều trị vết thương, chống viêm khớp, dị ứng, nấm, chống vi khuẩn có hiệu lực. Curcumin là hoạt chất sinh học mạnh nhất chiếm khoảng 3-5% trong củ Nghệ vàng. Đây vừa là thuốc chữa bệnh vừa là thực phẩm chức năng hỗ trợ điều trị gần 20 loại ung thư đang phổ biến (Kolev et al., 2005).Vì những lý do trên, trong những năm qua nhiều nước trên thế giới đã tăng cường tìm kiếm công nghệ mới để sản xuất curumin với sản lượng cao nhằm sử dụng vào mục đích chữa bệnh và làm chất màu tự nhiên có độ an toàn vệ sinh thực phẩm cao nhất. Trên thế giới cây nghệ được sản xuất chủ yếu ở các nước châu Á, trong đó Ấn Độ có quy mô lớn nhất với sản lượng chiếm 78%, tiếp theo là Trung Quốc 8%, Miến Điện 4%, Nigeria 3%, Banglades 3% và các nước khác 4%. Sản lượng hàng năm của các nước này được tiêu thụ nội địa và xuất khẩu tới trên 100 quốc gia ở khắp các châu lục. Nước nhập khẩu nghệ đứng đầu là các Tiểu Vương quốc Ả Rập, tiếp theo là Iran, Banglades, Malaysia, Vương quốc Anh, Nhật Bản, Hoa Kỳ, Nam Phi, Hà Lan. Mặc dù là một cây trồng đạt tốc độ tăng trưởng nhanh về diện tích và sản lượng trong những năm gần đây, song năng suất nghệ của thế giới tăng trưởng
2 khá khiêm tốn với năng suất bình quân năm 17,5 tấn/ha, trong đó thấp nhất tại Ấn Độ với 12 tấn/ha, cao nhất tại Trung Quốc với 25 tấn/ha (Lê Khả Tường, 2016). Việt Nam nghệ là cây dược liệu, cây gia vị truyền thống được sản xuất ở hầu khắp các vùng miền trong cả nước dưới nhiều phương thức khác nhau như trồng thuần, trồng xen, trồng bao. Đặc biệt trong những năm gần đây do biến đổi khí hậu gắn liền với diện tích khô hạn gia tăng, nhiều địa phương đã thực hiện chuyển đổi đất trồng lúa thiếu nước hay đất trồng cây công nghiệp kém hiệu quả sang trồng nghệ đạt hiệu quả kinh tế cao hơn. Trong đó các tỉnh Thanh Hóa, Hưng Yên và Bắc Giang là những địa phương đại diện cho các vùng sinh thái phía Bắc đã chuyển đổi khá thành công với cây nghệ vàng trước những ảnh hưởng nghiêm trọng của biến đổi khí hậu. Tuy nhiên việc áp dụng các phương thức canh tác truyền thống gắn liền với việc sử dụng những giống địa phương và kỹ thuật canh tác lạc hậu đã và đang làm hạn chế năng suất, hiệu quả kinh tế, không đáp ứng được yêu cầu của người sản xuất. Năng suất nghệ bình quân tại các tỉnh phía Bắc còn thấp, hiệu quả kinh tế còn hạn chế, chưa tương xứng với tiềm năng khí hậu, đất đai và các tiến bộ kỹ thuật mới về cây nghệ ở nước ta (Lê Khả Tường, 2016). Do đó việc nghiên cứu xác định giống và kỹ thuật canh tác mới đạt năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế cao là một giải pháp quan trọng phục vụ sản xuất curcumin cũng như các sản phẩm khác của cây nghệ vàng ở nước ta hiện nay. Trên cơ sở đó đề tài “Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật nâng cao năng suất, chất lượng cây nghệ vàng ở phía Bắc Việt Nam” đã được thực hiện tại Thanh Hóa, Hưng Yên, Bắc Giang và một số tỉnh phụ cận nhằm khắc phục những hạn chế nêu trên, đồng thời phát triển sản xuất, chuyển đổi cơ cấu cây trồng, nâng cao thu nhập cho người dân, thỏa mãn nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu curcumin ở nước ta hiện nay và trong tương lai. 2. Mục tiêu nghiên cứu 2.1. Mục tiêu tổng quát Xác định được giống và kỹ thuật canh tác mới cây nghệ vàng đạt năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế cao, góp phần chuyển đổi cơ cấu cây trồng, nâng cao
3 thu nhập cho người dân tại một số tỉnh phía Bắc. 2.2. Mục tiêu cụ thể - Xác định được giống nghệ vàng triển vọng đạt năng suất >25 tấn/ha, tăng trên 20% so với giống địa phương, chất lượng tốt, thích hợp với điều kiện thổ nhưỡng và khí hậu tại các địa bàn đại diện cho các tỉnh phía Bắc. - Xây dựng được quy trình canh tác tổng hợp giống nghệ vàng triển vọng đạt năng suất, chất lượng cao tại các địa bàn đại diện. - Xây dựng được mô hình canh tác tổng hợp giống nghệ vàng triển vọng đạt hiệu quả kinh tế tăng > 20% so với canh tác truyền thống, góp phần tích cực trong công tác chuyển đổi cơ cấu cây trồng tại một số tỉnh phía Bắc. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1. Ý nghĩa Khoa học - Kết quả điều tra thực trạng canh tác nghệ đã xác định được những yếu tố tiềm năng và hạn chế, là cơ sở khoa học cho việc xây dựng các nội dung nghiên cứu, phát triển cây nghệ vàng tại Thanh Hóa, Bắc Giang và Hưng Yên. - Kết quả đánh giá khả năng sinh trưởng, chống chịu, sự thích ứng, các yếu tố cấu thành năng suất của bộ giống triển vọng là cơ sở xác định giống nghệ thương mại đạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao, đồng thời là tài liệu tập huấn, đào tạo, khuyến nông, phát triển sản xuất cây nghệ ở Thanh Hóa, Bắc Giang và Hưng Yên. - Quy trình canh tác giống nghệ triển vọng tại Thanh Hóa, Bắc Giang và Hưng Yên là cơ sở xây dựng mô hình canh tác mới phục vụ công tác chuyển đổi cơ cấu cây trồng thích ứng với biến đổi khí hậu, nâng cao thu nhập cho người dân và phát triển nông nghiệp bền vững. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Giống nghệ mới và kỹ thuật canh tác mới cây nghệ vàng cho năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế cao là bằng chứng thuyết phục làm thay đổi nhận thức của người dân trong việc chuyển đổi cơ cấu vây trồng. Trong đó việc chuyển đổi những cây lương thực, cây thực phẩm và cây công nghiệp kém hiệu quả, không có khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu sang trồng nghệ có ý nghĩa quan trọng trong
4 việc nâng cao thu nhập, ổn định đời sống người dân, góp phần quan trọng trong công tác an sinh xã hội. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4.1. Đối tượng nghiên cứu: Các giống nghệ ưu tú có nguồn gốc địa phương và nhập nội, được giới thiệu từ ngân hàng gen cây trồng quốc gia. Kỹ thuật nhân giống nghệ bằng phương pháp nuôi cấy mô và phương pháp sử dụng hom củ có khối lượng khác nhau. Xác định độ sâu trồng, thời vụ, mật độ, phân bón, kỹ thuật che phủ mặt luống, kỹ thuật sử dụng chất điều tiết sinh trưởng, thời vụ thu hoạch cho giống nghệ triển vọng. Xây dựng mô hình canh tác mới, xác định hiệu quả kinh tế các mô hình. 4.2. Phạm vi nghiên cứu Các hoạt động điều tra hiện trạng sản xuất, khảo nghiệm bộ giống ưu tú tiến hành tại các địa bàn đại diện cho các tỉnh phía Bắc, bao gồm Thanh Hóa, Bắc Giang và Hưng Yên. Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật tiến hành tại các tỉnh có tiềm năng phát triển cây nghệ vàng, bao gồm Thanh Hóa và Bắc Giang. Xây dựng mô hình canh tác giống mới gắn với kỹ thuật mới tiến hành tại các địa bàn đại diện. Các hoạt động nghiên cứu gồm điều tra đặc điểm thổ nhưỡng, nông hóa, yếu tố thuận lợi, khó khăn, hạn chế, giải pháp phát triển, đặc điểm thực vật, nông học, sinh lý, sinh hóa, sinh trưởng, phát triển, chống chịu, thích ứng, phân bón, chất điều tiết sinh trưởng, độ sâu trồng, vật liệu che phủ và hiệu quả kinh tế trong sản xuất nghệ tại các địa phương. 5. Những đóng góp mới của luận án 5.1. Đã tuyển chọn được giống nghệ N8 đạt năng suất cao hơn các giống hiện hành > 20%, biến động từ 29,0-48,2 tấn/ha tùy điều kiện canh tác, hàm lượng Curcumin cao từ 6,0-6,5%. Giống nghệ N8 được Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận sản xuất thử cho các tỉnh trung du miền núi phía Bắc và Bắc Trung bộ năm 2017.
5 5.2. Quy trình nhân giống, canh tác giống nghệ N8 đạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao đã được công nhận cấp cơ sở. Theo đó giống nghệ N8 được nhân giống bằng một trong hai phương thức tùy điều kiện của vùng sản xuất, bao gồm: (i) nhân giống in vitro và (ii) nhân giống bằng hom củ. Quy trình trồng thuần giống nghệ N8 được bố trí trong khung thời vụ từ 1-10/3, mật độ 5 vạn khóm/ha, phân bón cho 1 ha gồm 200 kg N + 120 kg P2O5 + 200 K2O và 2000 kg phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh kết hợp với việc che phủ mặt luống bằng rơm, rạ hoặc nilon, sử dụng chế phẩm daminozide nồng độ 3,13 mM phun trên lá định kỳ 10 ngày/lần, tiến hành trong 4 lần bắt đầu từ sau mọc 150 ngày, thu hoạch sau trồng 18 tháng cho năng suất cao nhất, tăng trên 50% so với thu hoạch 12 tháng.
6 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1. Lịch sử trồng trọt, khai thác và sử dụng cây nghệ vàng 1.1.1. Lịch sử trồng trọt và khai thác Bằng chứng sớm nhất về trồng trọt, khai thác và sử dụng cây nghệ vàng đã được ghi lại bởi kinh Thánh của người Ấn Độ cách đây khoảng 6000 năm (Aggarwal et al., 2007). Năm 1280, cây nghệ đã được trồng trọt, khai thác và sử dụng tại vùng Phúc Kiến của Trung Quốc, được giới thiệu tới miền Đông Châu Phi vào thế kỷ thứ 8, miền Tây Phi ở thế kỷ 13, tới Jamaica và trở thành giống bản địa của vùng này từ năm 1783 (Cholke, 1993). Ngày nay mặc dù các nhà khoa học đã có nhiều tài liệu đề cập đến quá trình phát triển của cây nghệ, nhưng việc xác định chính xác nguồn gốc phát sinh của nó vẫn chưa có câu trả lời (Lê Khả Tường, 2010). Hiện tại loài Curcuma longa được xem là có nguồn gốc Ấn Độ, nhưng có rất ít bằng chứng thuyết phục, thừa nhận đó là một giống bản địa của nước này. Đặc biệt những phát hiện mới về loài Curcuma longa mọc hoang ở vùng Nam Kỳ của Việt Nam với tên gọi là Kuong huynh đã làm cho việc xác định nguồn gốc cây nghệ vàng càng trở nên phức tạp hơn. Tuy nhiên trong nhiều tài liệu, cây nghệ đều được đặt tên bằng tiếng Phạn đã gợi ý rằng nguồn gốc của nó rất có thể được xuất phát từ Trung Quốc hay Nam Việt Nam (Rosengarten, 2013). Những tài liệu lịch sử về việc khai thác sử dụng nghệ cũng cho thấy ở thời kỳ đầu nó không được sử dụng như một loại gia vị hay một thực phẩm mà là một loại thuốc nhuộm, làm lành các vết thương, chữa bệnh dạ dày. Sau này nó đã được sử dụng để tạo màu và làm chất bảo quản thực phẩm cũng như dùng làm thuốc chữa bệnh hay thực phẩm chức năng (Balakrishnan, 2013). 1.1.2. Giá trị sử dụng của cây nghệ vàng 1.1.2.1. Sử dụng trong y học cổ truyền Trong lịch sử khai thác và sử dụng, cây nghệ đã được sử dụng như một cây gia vị, chất bảo quản thực phẩm, chất tạo màu tự nhiên và cũng được coi là mỹ phẩm quan trọng dưới thời Ayurveda, Sidha, Unani và Tây Tạng (Chenchaiah and
7 Biswas, 2002). Đặc biệt các chuyên gia thảo dược đã xem nghệ như là một trong những quà tặng vĩ đại nhất của tự nhiên trong việc phòng và điều trị nhiều bệnh phổ biến cho nhân loại. Ở Tamil Nadu - Ấn Độ, nghệ đã được sử dụng trong y học cổ truyền hàng ngàn năm như một phương thuốc chữa bệnh dạ dày và gan, cũng như để chữa lành các vết loét nhờ vào tính kháng khuẩn cơ bản của nó (Clinical, 2015). Trong hệ thống y học Siddha từ sau những năm 1900 TCN, nghệ là thuốc chữa bệnh về da, phổi, tiêu hóa, đau nhức các vết thương, bong gân và các rối loạn ở gan (Hatcher et al, 2008). Nước ép nghệ tươi được sử dụng trong các vấn đề về da, bao gồm cả bệnh chàm, thủy đậu, bệnh zona, dị ứng và ghẻ. Manjal Pal (sữa bột nghệ) là sữa ấm trộn với bột nghệ thường được sử dụng ở Tamil Nadu như một bài thuốc gia truyền chữa bệnh sốt rét. Đặc biệt hoạt chất curcumin trong nghệ tham gia hàng loạt các hiệu ứng sinh học bao gồm chống viêm, chống oxy hóa, hóa trị liệu, kháng sinh, kháng khuẩn, kháng virus đã cho thấy tiềm năng y học to lớn của nó trong tương lai (Goud et al, 1993). 1.1.2.2. Sử dụng trong y học hiện đại Từ tháng 12 năm 2013, nghệ đã được đánh giá về hiệu quả và tiềm năng đối với một số bệnh ở người trong các thử nghiệm lâm sàng, bao gồm các bệnh thận, tim mạch, viêm khớp, ung thư và ruột kích thích. Nghệ cũng được nghiên cứu trong mối quan hệ với bệnh Alzheimer, tiểu đường và các rối loạn lâm sàng khác (Majeed et al, 1995). Tuy nhiên các nghiên cứu cơ bản khác cũng cho thấy việc sử dụng chất curcumin hoặc bột nghệ có thể ngăn chặn một số giai đoạn phát triển ung thư ở dạng đa khối u. Một số nghiên cứu khác cho thấy các hợp chất trong nghệ có đặc tính chống nấm và kháng khuẩn cao (Antony et al., 2008a). Curcumin là hoạt chất sinh học chính của nghệ, nó cũng đã được chứng minh là một phối tử của vitamin D trong việc ngăn chặn ung thư ruột kết (Choi et al., 2006). Một trong những thành phần quan trọng khác của nghệ là tinh dầu nghệ với tác dụng chủ yếu là kháng sinh, tiêu diệt nhiều loại vi sinh vật gây hại như nấm, virus, vi khuẩn trong cơ thể người. Dầu nghệ có khả năng cải tạo chức năng thần kinh do thiếu máu cục bộ gây ra và các vùng nhồi máu, vùng phù nề trong cơ thể người và động vật (Cheng and Hsu,