ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
–––––––––––––––––––––––––––
NGUYỄN THỊ PHƢƠNG LAN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP
THÁI NGUYÊN - 2013
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện dưới sự
hướng dẫn khoa học của TS. Trần Văn Điền. Các số liệu và kết quả nghiên
cứu trong luận văn là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị
nào. Mọi thông tin, tài liệu trích dẫn trình bày trong luận văn đều đã được ghi
rõ nguồn gốc.
Thái Nguyên, tháng 9 năm 2013
Tác giả luận văn
Nguyễn Thị Phƣơng Lan ii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành bản luận văn này ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi còn
nhận được sự giúp đỡ tận tình của nhiều cá nhân và tập thể.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Trần Văn Điền, người đã
tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi thực hiện và hoàn thành luận văn này.
Luận văn được thực hiện tại các điểm khảo nghiệm của Trung tâm khoa
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3
Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 4
1.2. Những nghiên cứu chung về cây đậu tương 4
1.2.1. Nguồn gốc và phân bố của cây đậu tương 4
1.2.2. Nhu cầu sinh thái của cây đậu tương 5
1.2.2.1. Nhiệt độ 5
1.2.2.2. Ánh sáng 6
1.2.2.3. Nước 7
1.2.2.4. Đất trồng 7
1.2.2.5. Dinh dưỡng 8
1.2.3. Vai trò và vị trí của cây đậu tương 9
1.2.3.1. Vai trò của cây đậu tương trong hệ thống trồng trọt 9
1.2.3.2. Giá trị dinh dưỡng 10
1.2.3.3. Giá trị thương mại 10
1.3. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương trên thế giới và
Việt Nam 11
1.3.1. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới 11
1.3.2. Tình hình nghiên cứu đậu tương trên thế giới 13
1.3.3. Tình hình sản xuất đậu tương ở Việt Nam 17
iv
1.3.4. Tình hình nghiên cứu đậu tương ở Việt Nam 18
1.3.4.1. Về nghiên cứu tập đoàn đậu tương phục vụ cho công tác
chọn tạo giống 18
1.3.4.2. Về kết quả chọn tạo giống 19
1.3.4.3. Kết quả nghiên cứu mối quan hệ giữa giống với điều kiện
sinh thái 21
1.4. Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội tỉnh Hà Giang 22
1.4.1. Điều kiện tự nhiên 22
3.1.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các giống thí nghiệm
vụ Xuân và Hè thu năm 2012 37
3.1.2. Đặc điểm hình thái của các giống đậu tương tham gia thí nghiệm 40
3.1.3. Khả năng hình thành nốt sần của các giống đậu tương thí nghiệm 43
3.1.4. Đặc điểm sinh lý của các giống đậu tương thí nghiệm 44
3.1.4.1. Chỉ số diện tích lá (CSDTL) 44
3.1.4.2. Khả năng tích lũy vật chất khô 46
3.1.5. Khả năng chống chịu của các giống đậu tương thí nghiệm 49
3.1.5.1. Khả năng chống chịu sâu bệnh 49
3.1.6. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống đậu
tương tham gia thí nghiệm 52
3.1.7. Đặc điểm thực vật học của các giống đậu tương tham gia thí nghiệm 55
3.2. Kết quả khảo nghiệm sản xuất giống ưu tú vụ Xuân năm 2013 57
3.4. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu hóa sinh của giống DT2008 và
DT96 trong vụ Xuân 2013 60
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 61
1. Kết luận 61
2. Đề nghị 62
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 63
PHỤ LỤC 1
vi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
USDA
Bộ Nông nghiệp Mỹ
VIR
Viện nghiên cứu cây trồng toàn liên bang Nga
Bảng 1.3. Diện tích, năng suất và sản lượng đậu tương tại Việt Nam
giai đoạn 2001 - 2012 17
Bảng 1.4. Diện tích, năng suất và sản lượng đậu tương ở các vùng của
Việt Nam trung bình từ năm 2005 - 2010 18
Bảng 1.5. Tình hình sản xuất đậu tương của tỉnh Hà Giang 24
Bảng 2.1. Nguồn gốc và đặc điểm nghiên cứu của các giống thí nghiệm 28
Bảng 2.2: Giống, địa điểm và quy mô trình diễn giống triển vọng 34
Bảng 3.1: Các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của giống đậu tương thí
nghiệm trong vụ Xuân và vụ Hè thu năm 2012 37
Bảng 3.2: Đặc điểm hình thái của các giống thí nghiệm trong vụ Xuân
và Hè thu 2012 41
Bảng 3.3. Số lượng nốt sần hữu hiệu của các giống đậu tương trong vụ
Xuân và vụ Hè 2012 43
Bảng 3.4: Chỉ số diện tích lá của các giống đậu tương thí nghiệm 45
Bảng 3.5: Khả năng tích lũy vật chất khô của các giống thí nghiệm
trong vụ Xuân và Hè thu năm 2012 47
Bảng 3.6: Tỷ lệ bị hại của các giống đậu tương thí nghiệm 50
Bảng 3.7: Tỷ lệ nhiễm bệnh gỉ sắt và tính chống chịu của các giống đậu
năm 2005 diện tích đậu tương trên thế giới là 92,52 triệu ha, sản lượng
214,478 triệu tấn, đến năm 2012 diện tích đạt 108,12 triệu ha, sản lượng
258,13 triệu tấn.
Tại Việt Nam, đậu tương được phân bố ở hầu hết các vùng sinh thái
nông nghiệp. Có 5 vùng sản xuất chính đó là: Đồng bằng sông Hồng, vùng
Đông Bắc, vùng Tây Bắc, vùng Tây Nguyên và vùng Đông Nam Bộ. Diện
tích trồng đậu tương chiếm 23,7% tổng diện tích cây công nghiệp hàng
năm. Với các nguồn nghiên cứu chọn tạo giống trong nước và trao đổi các
nguồn gen, chúng ta đã có bộ giống đậu tương phong phú, đạt năng suất
khá, ổn định, góp phần đưa năng suất đậu tương trung bình cả nước năm
2012 đạt 14,5 tạ/ ha, sản lượng 175,3 nghìn tấn (Tổng cục thống kê Việt
Nam, 2012) [36].
Sản phẩm cây đậu tương không những là nguồn thực phẩm giàu
Protein, vitamin và các chất khoáng bổ sung vào bữa ăn hàng ngày cho con
người mà còn là nguyên liệu cho các ngành công nghiệp chế biến và là
nguồn thức ăn cần thiết cho chăn nuôi. Bên cạnh đó, cây đậu tương cũng
được coi là thành phần quan trọng trong hệ thống canh tác về phương diện
sinh thái. Do có khả năng cố định đạm, đậu tương ít bị phụ thuộc vào phân
đạm hơn so với cây trồng khác, góp phần nâng cao độ phì nhiêu của đất và
cung cấp nguồn đạm cho cây trồng vụ sau.
2
Hà Giang là một tỉnh miền núi phía Bắc có thế mạnh về sản xuất đậu
tương, trong những năm qua diện tích trồng đậu tương tại Hà Giang dẫn đầu
trong các tỉnh miền núi phía Bắc (25.938 ha), đậu tương được trồng vào 2 vụ
chính là vụ Xuân và vụ Hè thu trong đó chủ lực là vụ Hè thu. Diện tích lớn
nhưng năng suất chỉ đạt 11,54 tạ/ha. (Niên giám thống kê Hà Giang, 2013)
[37]. Nguyên nhân dẫn đến năng suất, sản lượng đậu tương đạt thấp ngoài
điều kiện khí hậu bất thuận, thiếu nước tưới, chủ yếu phụ thuộc vào nước trời
thì việc tìm được bộ giống đậu tương có năng suất cao, chất lượng tốt, phù
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở cho việc lựa chọn và phát triển
các giống đậu tương mới phù hợp với điều kiện canh tác tại Hà Giang.
- Bổ sung thêm tư liệu nghiên cứu về cây đậu tương ở các tỉnh miền
núi phía Bắc vào cơ sở dữ liệu chung.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Lựa chọn được giống năng suất cao, chất lượng tốt phù hợp trên chân
ruộng không chủ động nước tại tỉnh Hà Giang.
4
Chƣơng 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Tiến bộ nổi bật của khoa học kỹ thuật trên thế giới những năm cuối thế kỷ
20 là ứng dụng ưu thế lai trong quá trình chọn tạo giống. Các nhà khoa học đã
thành công trong việc lai tạo ra những giống đậu tương mới năng suất cao, khả
năng chống chịu tốt hơn các thế hệ trước đó. Các giống đậu tương mới sử dụng
ưu thế lai trong tạo giống có ưu điểm là năng suất cao, có khả năng chống chịu
tốt với sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất thuận như hạn, rét…
Các giống mới phát triển được trong sản xuất phải có độ đồng đều cao, thể
hiện các yếu tố di truyền tốt của giống, có khả năng chống chịu với các điều kiện
ngoại cảnh bất thuận của từng vùng khí hậu, chống chịu sâu bệnh tốt, năng suất
cao, chất lượng tốt và ổn định qua nhiều thế hệ. Tuy nhiên để phát huy được hiệu
quả của giống phải sử dụng phù hợp với điều kiện sinh thái, kinh tế xã hội của
từng vùng. Vì vậy, đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, khả năng chống
chịu và chất lượng của một số giống trước khi mở rộng sản xuất là vấn đề cần
thiết đặc biệt trong công tác nghiên cứu khoa học.
1.2. Những nghiên cứu chung về cây đậu tƣơng
tương có thể sinh trưởng phát triển ở khoảng nhiệt độ khá rộng từ 10-40
0
C,
nhưng nhiệt độ khoảng 20
0
C là lý tưởng cho cả quá trình.
Thời kỳ mọc mầm, hạt đậu tương có thể mọc ở khoảng nhiệt độ từ 5-
40
0
C, nhưng nhiệt độ 30
0
C là thích hợp. Thời kỳ cây con sau khi đậu tương
mọc tới 3 lá kép, cây có thể chịu rét tới 0
0
C. Lá kép phát triển được ở nhiệt độ
12
0
C và hệ số diện tích lá tăng ở nhiệt độ thích hợp từ 18-30
0
C (Lawn,
1985)[52]. Ở thời kỳ cây con, nhiệt độ có ảnh hưởng đến nhóm đậu tương
chín sớm và nhiệt độ ít ảnh hưởng đến nhóm đậu tương chín muộn. Chiều cao
cây của đậu tương phát triển thuận lợi ở nhiệt độ từ 17-23
0
C. Bộ rễ của đậu
tương phát triển thuận lợi ở nhiệt độ từ 27- 32
0
C. Quang hợp của cây đậu
tương thích hợp ở nhiệt độ từ 25-30
0
tương chín sớm: trong điều kiện ngày ngắn là 22,3 ngày, nhưng trong điều
kiện ngày dài từ 22,7-37,5 ngày. Thời gian từ nở hoa đến chín dưới điều kiện
ngày ngắn hoặc ngày dài, hai dạng hình sinh trưởng của đậu tương có xu
hướng giống nhau: nhóm đậu tương sinh trưởng hữu hạn là 57,7 - 59,7 ngày
và nhóm đậu tương sinh trưởng vô hạn là 63,4 - 64,4 ngày (Inouye,1986) [50]
(Lawn, 1987) [48].
Cường độ ánh khoảng 20- 30% của cường độ ánh sáng mặt trời ở buổi
trưa là đủ cho cây đậu tương có thể sinh trưởng bình thường, do vậy cây đậu
tương có thể trồng xen với nhiều loại cây trồng khác. Nhưng khi cường độ
ánh sáng giảm 50% so với bình thường sẽ làm giảm số cành, số đốt mang quả
và có thể giảm tới 50% năng suất của đậu tương
7
Chu kỳ chiếu sáng ảnh hưởng đến tỷ lệ phân chia vật chất khô tích lũy
về cơ quan sinh dưỡng và cơ quan sinh thực, điều kiện ánh sáng ngày dài làm
giảm quá trình vận chuyển vật chất khô và tích lũy về hạt, tăng khả năng sinh
trưởng sinh dưỡng của đậu tương
1.2.2.3. Nước
Hạt đậu tương nảy mầm khi hàm lượng nước đạt 50% khối lượng của
hạt và độ ẩm của đất đạt từ 65-75% độ ẩm tối đa đồng ruộng. Thời kỳ làm quả
của đậu tương có nhu cầu nước cao nhất, phần lớn sự biến động về năng suất
của đậu tương là do sự biến động về lượng nước cung cấp cho cây ở giai đoạn
làm quả. Khi bị hạn trong giai đoạn làm quả thì hạt không hình thành được
hoàn chỉnh, bộ lá bị rụng sớm, quá trình vận chuyển dinh dưỡng về hạt bị cản
trở và thời gian sinh trưởng của đậu tương bị rút ngắn.
Ngoài ra, độ ẩm của không khí có vai trò quan trọng trong quá trình
tích lũy chất khô về hạt, độ ẩm không khí ngày/đêm là 47%/45% làm giảm tới
21% năng suất đậu tương so với độ ẩm 81%/84%, nguyên nhân do sự tích lũy
chất khô giảm, tỷ lệ rụng hoa và rụng quả tăng. Cây đậu tương ở vùng không
có tưới nước nếu lượng mưa 350-600 mm/vụ là đủ cho nhu cầu nước của cây
KCl
từ 5,2 - 7,0 nên đều thích hợp cho cây đậu tương
phát triển, hình thành nốt sần. Nhưng khả năng chịu mặn, chịu chua của cây
đậu tương kém hơn so với cây trồng khác, cây đậu tương không sống được
trên đất có độ chua pH
KCl
nhỏ hơn 4 hoặc lớn hơn 9 (Bùi Hiếu và cs, 2004)
[11] (Đoàn Thị Thanh Nhàn, 1996) [14].
1.2.2.5. Dinh dưỡng
Nhu cầu về đạm (N): N thúc đẩy sự sinh trưởng hình thành thân, lá phát
triển tế bào và tạo hạt. Thời kỳ cây đậu tương làm hạt đến quả vào chắc có
nhu cầu N nhiều nhất, nếu thiếu N lá sẽ bị rụng sớm do N trong lá được di
chuyển về cho quá trình phát triển của hạt. Cây đậu tương cần tích lũy 200 -
300 kg N/ha và có khoảng 67 - 75% N được tích lũy trong hạt (Cattelan,
1984) [45] (Watanabe Iwao, 1983)[59].
Nhu cầu về lân (P
2
O
5
): Đậu tương cần lân trong suốt quá trình sinh
trưởng và phát triển nhưng chủ yếu ở thời kỳ đầu. Thiếu P
2
O
5
sẽ làm chậm
sinh trưởng sinh dưỡng, giảm sinh trưởng của rễ, giảm chỉ số diện tích lá,
giảm số hạt, giảm kích thước hạt và năng suất của đậu tương giảm. Đặc biệt
P
2
O
bón hữu cơ có nguồn gốc từ gia súc. Luân canh cây họ đậu trong hệ thống cây
trồng đạt được lợi ích tương tự như bón phân hữu cơ và làm cho đất tốt lên
(Kanwar, 1974) [51]. Cây đậu đỗ thực phẩm từ lâu đã được coi là thành phần
quan trọng trong hệ thống cây trồng của vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, nó
thích hợp cho nhiều hệ thống trồng trọt khác nhau.
Ở Việt Nam, đậu tương trồng được 2 - 3 vụ trong năm tùy theo vùng
sinh thái, cây đậu tương không thể thiếu trong hệ thống trồng trọt đối với
vùng miền núi phía Bắc nơi dinh dưỡng của đất ở mức ngHèo. Cây đậu tương
ở vùng miền núi trồng trên đất đồi, đất nương rẫy theo công thức luân canh
ngô Xuân - đậu tương Hè thu đây là vụ đậu tương chiếm diện tích chủ yếu.
Cây đậu tương ở vùng đồng bằng sông Hồng và Trung du trồng theo công
thức luân canh lúa Xuân - lúa mùa - đậu tương Đông hoặc lúa Xuân - đậu
tương Hè - lúa mùa và trên đất bãi ven sông trồng theo công thức luân canh
ngô Xuân hoặc lạc Xuân - đậu tương Hè - cây vụ Đông.
10
1.2.3.2. Giá trị dinh dưỡng
Theo Phạm Văn Thiều (2002) [21] Hạt đậu tương có thành phần dinh
dưỡng cao đặc biệt giàu protein, lipit, các sinh tố và muối khoáng. Chất lượng
protein đậu tương thuộc loại tốt nhất trong các protein thực vật. Các axitamin
trong đậu tương như: methionin, sistein, sistin gần giống với protein của trứng
và cá. Riêng hàm lượng lizin gấp 1,5 lần so với trứng. Protein đậu tương là
loại dễ tiêu hơn protein của thịt và không có thành phần tạo cholesterol. Dầu
đậu tương là nguồn thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Trong thành phần
của nó có chứa tỷ lệ cao các a xít béo chưa no, có hệ số đồng hóa cao và mùi
vị thơm ngon Dùng dầu đậu tương thay mỡ động vật có thể tránh được xơ vỡ
động mạch. Hạt đậu tương còn chứa nhiều vitamin như B1, B2, PP, A, K, C,
D cũng như các loại muối khoáng khác. Tác giả cũng cho biết, từ hạt đậu
tương người ta có thể chế ra khoảng 600 sản phẩm khác nhau bằng các
phương pháp cổ truyền thủ công và hiện đại.
Bảng 1.1. Diện tích, năng suất, sản lƣợng đậu tƣơng thế giới
giai đoạn 2001 - 2012
Năm
Diện tích (triệu ha)
Năng suất (tạ/ha)
Sản lƣợng (triệu tấn)
2001
76,8
23,2
178,2
2002
78,9
23,0
181,6
2003
83,6
22,8
190,6
2004
91,5
22,4
205,5
2005
92,5
23,2
214,4
2006
95,2
23,3
221,9
Quốc, Indonexia, Nhật Bản và Liên Xô cũ (Trần Văn Lài và cs,1993) [15].
Cây đậu tương trở thành 1 trong 4 cây trồng chính đứng sau lúa mì, lúa nước
và ngô (Trần Văn Điền, 2007)[8]. Có tốc độ tăng trưởng cao cả về diện tích,
năng suất và sản lượng.
Bảng 1.2. Diện tích, năng suất, sản lƣợng của các quốc gia
Sản xuất đậu tƣơng lớn trên thế giới trong 3 năm trở lại đây Nƣớc
Năm 2010
Năm 2011
Năm 2012
Diện
tích
(triệu
ha)
Năng
suất
(tạ/ha)
Sản
lượng
(triệu
tấn)
Diện
tích
(triệu
ha)
Năng
suất
(tạ/ha)
31,2
74,8
24,9
26,3
65,7
Achentin
18,1
29,0
52,6
18,7
26,0
48,8
19,3
26,6
51,5
Trung Quốc
8,5
17,7
15,0
7,8
18,3
14,4
6,7
18,9
12,8
(Nguồn:faostat.org, 2012)[55]
Xét trên cả 3 mặt: Diện tích trồng, năng suất và sản lượng đậu tương
trên toàn thế giới, Mỹ là nước đứng đầu. Cụ thể: cho tới năm 2012, diện tích
gieo trồng đậu tương của Mỹ lớn gấp 4,5 lần, năng suất cao gấp 1,4 lần và sản
lượng cao gấp 6,4 lần so với diện tích, năng suất và sản lượng của Trung
Mỹ là nước có nhiều thành tựu trong nghiên cứu phát triển đậu tương.
Họ có tới 560 mẫu đậu tương hoang dại và 9861 mẫu giống trồng. Nguồn vật
liệu phong phú này đã giúp Mỹ gặt hái nhiều thành công trong chọn tạo giống
đậu tương mới theo hướng năng suất cao, chống chịu sâu bệnh hại và thích
14
nghi với nhiều vùng sinh thái. Từ năm 1983, Mỹ đã có trên 10.000 mẫu giống
được nhập nội từ khắp nơi trên thế giới điển hình là PI 194633 nhập từ Thụy
Điển, PI274454 nhập từ Okinawoa Trong những năm 1928-1932 trung bình
mỗi năm nước Mỹ thu được 1190 dòng từ các nước khác nhau. Hiện nay Mỹ
đã đưa vào sản xuất trên 100 giống đậu tương theo hướng chung là sử dụng tổ
hợp lai cũng như chọn lọc cho thích hợp với từng vùng và tiểu vùng sinh thái,
đặc biệt là công tác nhập nội để bổ sung vào quỹ gen. Kỹ thuật đột biến cũng
đã được ứng dụng rộng rãi để tạo ra các dòng, giống đậu tương có năng suất
cao, thời gian sinh trưởng ngắn và thích ứng với điều kiện sinh thái rộng
(Nguyễn Thị Chinh, 2007)[2].
Gần đây, một số nước có nền nông nghiệp tiên tiến đã ứng dụng chỉ thị
phân tử trong chọn tạo giống: Mỹ đã nghiên cứu thành công chuyển ghép gen
tạo ra vật liệu chọn giống mới ở đậu tương, Úc đã áp dụng kỹ thuật công nghệ
tế bào để phân lập được gen chịu hạn thành công.
Nhiều nhà khoa học đã đi sâu nghiên cứu về phương diện sinh lý, sinh
hóa, di truyền đặc biệt các cơ chế chống chịu (ngoại cảnh bất lợi, sâu bệnh),
các yếu tố cấu thành năng suất, chất lượng hạt để làm cơ sở cho việc chọn tạo
giống mới có tính bền vững cao.
Các giống nhập nội đều được sử dụng làm vật liệu trong công tác chọn
tạo giống. Hiện nay công nghệ gen đã góp phần tạo ra các giống mới mang
đặc tính mong muốn, mở ra một hướng đi mới của công tác chọn tạo giống
hiện đại. Chọn tạo giống đậu tương bằng phương pháp đột biến ở Mỹ cũng
đạt nhiều kết quả. Các giống đậu tương năng suất cao, chất lượng tốt lần lượt
được ra đời bởi William K.F (1950), William.J (1960). Đặc biệt trong những
sáng, năng suất ổn định, phẩm chất khá, không nứt vỏ, có khả năng chống
chịu sâu bệnh tốt. Ở nhiều nước Châu Âu cũng đã quan tâm phát triển tới
cây đậu tương. Tiệp Khắc cũ ngoài việc nhập nội các giống của Mỹ còn sử
dụng biện pháp lai tạo, gây đột biến. Kết quả đã tạo ra một số giống như
Zora, Dun - Silca
Viện khoa học nông nghiệp Đài Loan bắt đầu chương trình chọn tạo
giống đậu tương từ năm 1961 và đã đưa vào sản xuất các giống Kaohsiung3,
Copyright: Tài liệu đại học ©