Ảnh hưởng của mật độ trồng đến sinh trưởng, năng suất và hiệu quả kinh tế của cây khoai tây (solanum tuberosum l.) giống dejima tại Tsukuba - Nhật bản

TẠP CHÍ KHOA HỌC Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Số 10 (9/2017) tr 97 - 103 97 ẢNH HƢỞNG CỦA MẬT ĐỘ TRỒNG ĐẾN SINH TRƢỞNG, NĂNG SUẤT VÀ HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA CÂY KHOAI TÂY (Solanum tuberosum L.) GIỐNG DEJIMA TẠI TSUKUBA - NHẬT BẢN Hoàng Văn Thảnh12 Trường Đại học Tây Bắc Tóm tắt: Thử nghiệm được tiến hành đối với khoai tây giống Dejima tại Tsukuba - Nhật Bản. Trong điều kiện thí nghiệm sau trồng 44 ngày, chiều cao và chỉ số diệp lục của cây khoai tây ở các công thức thí nghiệm không có sự khác nhau (P<0,05). Ở 65 ngày sau trồng, chiều cao cây đạt 48,6 cm ở công thức có khoảng cách trồng 15 × 70 cm, cao hơn so với các công thức còn lại. Tuy nhiên ở 65 và 96 ngày sau trồng, chỉ số diệp lục (SPAD) cao nhất đạt 48,5 ở mật độ 45 × 70 cm, mật độ 15 × 70 cm đạt thấp nhất (44,5 cm). Năng suất củ đạt cao nhất ở mật độ 15 × 70 cm (56.398 kg/ha), sau đó đến 30 × 70 cm (46.639 kg/ha) và 45 × 70 cm (40.332 kg/ha). Tuy nhiên, số củ khoai/cây, trọng lượng trung bình củ và khối lượng củ/cây có tương quan nghịch với mật độ trồng. Khi tăng mật độ, số củ có kích cỡ lớn (L, 2L) giảm. Lãi trồng khoai tây cao nhất ở công thức 30 × 70 cm (2.392.000 yên/ha). Từ khóa: Khoai tây, năng suất khoai tây, mật độ trồng. 1. Mở đầu Khoai tây (Solanum tuberosum L.) là một loại cây có củ được trồng rộng rãi trên thế giới. Năm 2012 sản lượng khoai tây trên toàn thế giới đạt 365 triệu tấn. Nhu cầu khoai tây làm thực phẩm đang tăng mạnh ở các nước đang phát triển, chiếm hơn ½ sản lượng trên toàn thế giới và là cây trồng mang lại giá trị kinh tế cao cho hàng triệu nông dân [3]. Năng suất của khoai tây phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống, khí hậu, đất, kỹ thuật canh tác, dịch bệnh Nguồn giống khác nhau ảnh hưởng đến phát triển thân cây, sự hình thành củ, kích cỡ củ [5]. Khoảng cách trồng là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến năng suất của cây khoai tây. Ngoài ra, mật độ cây là yếu tố liên quan đến đến hiệu quả kinh tế trồng khoai tây [1]. Theo nghiên cứu của Bussan và cs. (2007), thí nghiệm trồng khoai khoảng cách cây 30 cm, 40 cm và 50 cm, khoảng cách hàng 75 cm cho thấy: Khoảng cách trồng 50 × 75 cm đạt năng suất trung bình 55 tấn củ/ha; khoảng cách trồng 30 × 75 cm năng suất trung bình đạt 62 tấn củ/ha, tuy nhiên số củ có kích cỡ trung bình giảm 20%, củ nhỏ không có giá trị thương phẩm tăng 10%. Khoảng cách trồng một loại cây trồng được xác định dựa trên kỹ thuật canh tác, giống, thời tiết, dinh dưỡng đất, ứng dụng máy móc trong canh tác. Mật độ cây trồng khoai tây thường thay đổi phụ thuộc vào sản phẩm mục đích như sử dụng tươi, dùng trong chế biến hay sản xuất củ giống, ngoài ra nó còn phụ thuộc vào kích cỡ củ cần thu hoạch. Trong tất cả các mục tiêu đó, mục đích của khoảng cách trồng khoai tây nhằm tạo điều kiện để cây sinh trưởng tốt, năng suất cao và nâng cao hiệu quả kinh tế trên một đơn vị diện tích đất. Do vậy, việc xác định khoảng cách trồng khoai tây không những liên quan đến năng suất củ mà còn liên quan đến hiệu quả kinh tế. Kết quả nghiên cứu này nhằm đánh giá mật độ trồng khoai tây ảnh hưởng đến sinh trưởng, kích cỡ củ, năng suất và hiệu quả kinh tế trồng khoai tây. 12Ngày nhận bài: 23/3/2017. Ngày nhận kết quả phản biện: 5/5/2017. Ngày nhận đăng: 20/9/2017 Liên lạc: Hoàng Văn Thảnh, e - mail: hoangthanhtbu@gmail.com 98 2. Nội dung 2.1. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu Thí nghiệm được tiến hành trên một vụ trồng khoai tây tại Trung tâm Cơ quan Hợp tác quốc tế Nhật Bản - thành phố Tsukba - tỉnh Ibaraki (JICA-Tsukuba) - Nhật Bản, từ tháng 3 - 7 năm 2014. Thí nghiệm được các học viên khóa tập huấn “Kỹ thuật canh tác rau và marketing cho các nông hộ nhỏ” thực hiện. Đất trồng có pH đạt 5,8 và EC đạt 80 µS/cm. Thử nghiệm sử dụng giống Dejima là giống có thời gian sinh trưởng trung bình ngắn, phù hợp với điều kiện thời tiến ấm và được sử dụng rộng rãi tại Nhật Bản. Giống có khả năng kháng với bệnh do virus PVY và tuyến trùng hại rễ. Củ giống khoai tây được cung cấp bởi đơn vị sản xuất giống Tsumagoi thuộc Trung tâm Giống cây trồng Quốc gia - Nhật Bản. Trước khi trồng, củ giống được xử lý loại bỏ nguồn bệnh bằng thuốc Rezorex (50% Tolclophos - methyl) nồng độ 0,1% vào ngày 19/2/2014. Sau đó củ giống được kích thích nảy mầm bằng cách phơi dưới ánh nắng tán xạ trong nhà kính với điều kiện nhiệt độ ban ngày 15 - 25C và ban đêm 5C, có xử dụng hệ thống thổi ấm. Củ giống được phân làm 3 loại: nhỏ ( 120 g). Ngày 18/3/2014, củ loại trung bình được cắt làm đôi, củ loại lớn cắt làm ba với mỗi phần khoảng 30 - 60 g và đảm bảo có ≥ 2 mắt mầm. Sau khi cắt, củ giống được xếp vào khay nhựa, đặt trên thanh hai tấm ván gỗ dài có độ dày 5 cm, dùng mành trúc để phủ cả ngày để làm khô vết cắt và ngăn cản sự xâm nhiễm tác nhân gây bệnh. - Kỹ thuật trồng và chăm sóc khoai tây Ngày 11/3/2014, bón phân hữu cơ ủ 20 tấn/ha. Ngày 19/3, bón lót phân hỗn hợp N:P2O5:K2O với lượng 120:180:105 kg/ha. Phân được bón bằng phương pháp bón rãnh. Thời gian trồng ngày 19/3/2017. Sau trồng 19 ngày, vun đất và làm cỏ lần thứ nhất. Sau trồng 49 ngày, vun đất làm cỏ lần thứ hai. Dùng thuốc bảo vệ thực vật Orutoran (gốc Acephate) dạng hạt 30 kg/ha bón vào rãnh trước khi trồng để phòng trừ rệp. Sau 51 ngày trồng, phun thuốc Erusan và Daconil nồng độ 0,1% phòng trừ rệp và bệnh sương mai. Ngày 5/7/2014, thu hoạch khoai tây (sau trồng 106 ngày). Ruộng thí nghiệm bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCB), 3 lần nhắc lại. Diện tích ô thí nghiệm 14 m2 (3,5 × 4 m), khoảng cách giữa các khối là 1,4 m, khoảng các ô thí nghiệm 1 m. Bảng 1. Khoảng cách trồng ở các công thức thí nghiệm Ký hiệu công thức Cây cách cây (cm) Hàng cách hàng (cm) Mật độ (cây/ha) S15 15 70 95.240 S30 30 70 47.620 S45 45 70 31.750 - Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi Theo dõi 5 cây/ô thí nghiệm cách bờ một hàng. Đo đếm chỉ tiêu sinh trưởng: chiều cao cây, chỉ số diệp lục (SPAD) sau trồng 44 ngày, 65 ngày và 96 ngày; chiều cao cây được đo từ 99 mặt đất đến chóp lá cao nhất; Dùng thiết bị đo chỉ số diệp lục của 3 lá giữa/cây, lấy giá trị trung bình. Cân khối lượng tươi của cây khoai tây trên mặt đất ở sau trồng 65 ngày. Số lượng, khối lượng củ được đo đếm tại thời gian thu hoạch. Hàm lượng tinh bột được đo bằng cách sử dụng máy. Hiệu quả kinh tế = Tổng thu - Tổng chi. Chi phí trực tiếp gồm: Giống, phân bón, thuốc trừ sâu và đóng gói được sử dụng trong tính toán. Giá khoai theo giá trung bình ở thị trường Tokyo cuối tháng 6 của 5 năm gần nhất. - Kết quả thí nghiệm được phân tích thống kê bằng phần mềm Excel với độ tin cậy 95 %. 2.2. Kết quả và thảo luận a. Chiều cao cây và chỉ số diệp lục lá Chiều cao cây không có sự khác biệt giữa công thức S15, S30, S45 ở 44 ngày và 96 ngày sau trồng. Nhưng ở 65 ngày sau trồng, chiều cao cây ở công thức S15 (48,6 cm) cao hơn so với các công thức còn lại. Trong điều kiện mật độ 15 x 70 cm, cây cao hơn so với hai mật độ còn lại có thể do các lóng thân khoai tây phát triển mạnh trong gia đoạn sinh trưởng sinh dưỡng để cạnh tranh ánh sáng. Kết quả nghiên cứu trùng với kết quả của D. F. Hemal và cs. (1996), chiều cao cây giống khoai tây Dejima đạt 60,4 cm (ở khoảng cách trồng 30 × 66 cm) và 64,9 cm (ở khoảng cách trồng 15 × 66 cm) tại 69 ngày sau trồng. Bảng 2. Chiều cao cây và chỉ số diệp lục (SPAD) lá khoai tây ở các mật độ trồng khác nhau Công thức Chiều cao cây (cm) SPAD 44DAP 65DAP 96DAP 44DAP 65DAP 96DAP S15 14,8a 48,6a 52,7a 51,3a 44,5c 32,8b S30 16,5 a 45,1b 48,8a 53,1a 46,3b 34,2ab S45 17,3 a 44,7b 49,9 a 53,9a 48,5a 35,9a LSD 5% 8,01 3,45 7,51 6,31 2,11 2,60 Ghi chú: Các chữ cái cùng một cột giống nhau thì số liệu không khác nhau ở mức ý nghĩa ở P<0,05. Ở 44 ngày sau trồng, chỉ số diệp lục của cây khoai tây không có sự khác biệt ở các công thức thí nghiệm. Sau 95 ngày trồng, chỉ số SPAD ở công thức S15 không khác nhau có ý nghĩa so với S30, nhưng công thức S45 khác với S15. Tuy nhiên ở 65 ngày sau trồng, chỉ số SPAD là khác nhau có ý nghĩa ở các công thức, cao nhất tại công thức S45 (48,5), thấp nhất ở S15 (44,3). Sau trồng 65 ngày, cây khoai tây ở các ô thí nghiệm ra hoa rộ, có thể do nguyên nhân cạnh tranh chất dinh dưỡng của cây khoai tây khi chuyển sang giai sinh trưởng sinh thực nên ở công thức trồng mật độ cao chỉ số SPAD thấp hơn so với công thức còn lại. b. Năng suất các bộ phận tươi trên mặt đất của cây khoai tây giai đoạn ra hoa Khoảng cách trồng khoai tây tăng, khối lượng tươi của các bộ phận trên mặt đất của từng cá thể tăng, nhưng năng suất/ha lại giảm. Khối lượng tươi của cây khoai tây ở S45 cao 100 nhất sau đó đến S35 và thấp nhất ở S15. Tuy nhiên, năng suất tươi/ha lại ngược lại, cao nhất ở S15 sau đó đến S30 và S45. Kết quả này cho thấy ảnh hưởng của mật độ cây lớn hơn ảnh hưởng của trạng thái sinh trưởng đến năng suất chất tươi trên mặt đất của cây khoai tây. Bảng 3. Năng suất các bộ phận tƣơi trên mặt đất của cây khoai tây giai đoạn ra hoa (sau trồng 65 ngày) Công thức g/cây kg/ha S15 325,6c 31.010a S30 504,1b 24.000b S45 610,9a 19.400c LSD 5% 80,5 5.382,1 Ghi chú: Các chữ cái cùng một cột giống nhau thì số liệu không khác nhau ở mức ý nghĩa ở P<0,005 c. Năng suất củ khoai tây Ở công thức S45, số củ khoai trên/cây (đạt 13,7 củ), khối lượng củ/cây (1.270,3 g/cây) và trọng lượng trung bình củ (93,7 g/cây) cao hơn có ý nghĩa thống kê so với các công thức thí nghiệm còn lại. Tại công thức S15, các chỉ tiêu trên đều thấp nhất so với S30 và S40 (Bảng 4). Tuy nhiên, năng suất củ ở S15 (56.398 kg/ha) cao hơn so với S30 (46.639 kg/ha) và S45(40.332 kg/ha). Theo Bussan và cs. (2007), khi tăng mật độ trồng khoai tây ở một khoảng nhất định dẫn đến số thân/đơn vị diện tích tăng, nên năng suất khoai tây đạt cao hơn. Bảng 4. Yếu tố cấu thành năng suất, năng suất củ và hàm lƣợng tinh bột của củ khoai tây Công thức Số củ/cây Trọng lượng củ (g) Khối lượng củ/cây (g/cây) Năng suất (kg/ha) Starch (%) S15 7,70c 76,00b 592,20c 56.398a 13,20a S30 11,40b 86,30ab 979,40b 46.639b 12,50b S45 13,70a 93,70a 1270,30a 40.332b 12,20b LSD 5% 1,85 12.6 243,09 9,399 0,57 Ghi chú: Các chữ cái cùng một cột giống nhau thì số liệu không khác nhau ở mức ý nghĩa ở P<0,05; Starch - chỉ số tinh bột. Số liệu thử nghiệm cho thấy số củ khoai/cây, trọng lượng trung bình củ và khối lượng củ/cây có tương quan nghịch với mật độ trồng. Nhưng năng suất khoai trung bình tương quan thuận với mật độ trồng (Hình 1). Kích cỡ củ khoai ở các công thức thí nghiệm mật độ trồng khác nhau được trình bày ở Bảng 5. Củ đáp ứng nhu cầu thị trường cao nhất có kích cỡ L và 2L được thu hoạch ở công thức S30 và S45 cao hơn so với S15. Công thức S15 cho năng suất củ cao nhất (56.398 kh/ha), nhưng củ chủ yếu thuộc cỡ trung bình. 101 Hình 1. Tƣơng quan giữa mật độ trồng với các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất khoai Bảng 5. Năng suất khoai tây của các kích cỡ củ ở các công thức trồng mật độ khác nhau (kg/ha) Công thức Năng suất khoai (kg/ha) và tỷ lệ ở các cỡ củ SS S M L 2L 3L Tổng số 260 g S15 2.438 12.349 22.340 14.070 3.254 2.919 56.398 4,3% 21,9% 39,6% 24,9% 5,8% 5,2% 100% S30 1.622 4.965 15.364 15.407 6.911 237.0 46.639 3,5% 10,6% 32,9% 33,0% 14,8% 5,1% 100% S45 1.044 5.063 10.971 12.713 6.719 3.823 40.332 2,6% 12,6% 27,2% 31,5% 16,7% 9,5% 100% d. Hạch toán kinh tế Hạch toán bán khoai tây của các công thức thí nghiệm được trình bày ở Bảng 6. Giá bán khoai của cỡ L cao nhất (130 yên/kg) so với các cỡ củ còn lại, cỡ củ SS không có giá trị thương phẩm. Tổng thu từ bán khoai của công thức S15 (4.810.490 yên/ha), S30 (4.538.980 yên/ha) và S45 (3.891.860 yên/ha). Tuy nhiên, tỷ lệ thu từ bán khoai tây của cỡ củ L và 2L tăng dần từ công thức S15 (45,9%), đến S30 (61,9%) và S45 (62,7%). Chi phí trực tiếp trồng khoai tây của các công thức thí nghiệm được thể hiện ở Bảng 7. Từ kết quả tổng hợp cho thấy, chi phí trồng khoai tăng khi giảm khoảng cách trồng. Đặc biệt, chi phí mua củ giống cao hơn so với các chi phí khác, chiếm cao nhất ở công thức S15 (63,3%) so với S30 (49,9%) và S45 (45,9%). 102 Bảng 6. Hạch toán bán khoai tây ở các công thức thí nghiệm Thành tiền bán khoai tây (¥/ha) và tỷ lệ ở các cỡ củ SS S M L 2L 3L Tổng Giá bán - 26,0 ¥ 91,0 ¥ 130,0 ¥ 117,0 ¥ 84,5 ¥ 20% 70% 100% 90% 65% S15 - 321.070 ¥ 2.032.940 ¥ 1.829.100 ¥ 380.720 ¥ 246.660¥ 4.810.490 ¥ 6,7% 42,3% 38,0% 7,9% 5,1% 100% S30 - 129.090 ¥ 1.398.120 ¥ 2.002.910 ¥ 808.590 ¥ 200.270¥ 4.538.980 ¥ 2,8% 30,8% 44,1% 17,8% 4,4% 100% S45 - 131.640 ¥ 998.360 ¥ 1.652.690 ¥ 786.120 ¥ 323.040 ¥ 3.891.860 ¥ 3,4% 25,7% 42,5% 20,2% 8,3% 100% Ghi chú: ¥ - Yên Bảng 7. Chi phí trực tiếp trồng khoai tây (Yên/ha) ở các công thức thí nghiệm Củ giống Phân bón Thuốc BVTV Đóng gói Tổng S15 2.142.900 ¥ 321.250 ¥ 97.420 ¥ 823.950 ¥ 3.385.520 ¥ 63,3% 9,5% 2,9% 24,3% 100% S30 1.071.450 ¥ 321.250 ¥ 77.980 ¥ 675.300 ¥ 2.145.980 ¥ 49,9% 15,0% 3,6% 31,5% 100% S45 836.100 ¥ 321.250 ¥ 73.660 ¥ 589.350 ¥ 1.820.360 ¥ 45,9% 17,6% 4,0% 32,4% 100% Số liệu lãi trồng khoai tây của từng công thức thí nghiệm (Bảng 8) cho thấy ở công thức S30 đạt cao nhất (2.392.000 yên/ha). Ở điều kiện thí nghiệm, kết quả này do hai nguyên nhân: (1) năng suất củ có giá thành cao của cỡ L và 2L của công thức S30 và S45 cao hơn S15; (2) chi phí sản xuất tăng khi tăng mật độ trồng khoai tây, vì chi phí mua củ giống chiếm tỷ lệ lớn trong chi phí trồng khoai tây. Bảng 8. Hạch toán lãi trồng khoai tây ở các công thức thí nghiệm ( ¥/ha) Tổng thu Chi Lãi S15 4.810.490 3.385.520 1.424.970 S30 4.538.980 2.145.980 2.392.000 S45 3.891.860 1.820.360 2.071.500 3. Kết luận Trong điều kiện thí nghiệm, khi tăng mật độ trồng khoai tây dẫn đến chiều cao cây tăng, chỉ số diệp lục giảm do cây cạnh tranh ánh sáng và dinh dưỡng. Kết quả thử nghiệm cho thấy, 103 mật độ trồng khoai cao làm số củ/cây, khối lượng củ/cây và kích cỡ củ bị giảm, tuy nhiên năng suất củ/ha tăng. Ngoài ra thí nghiệm cũng cho thấy, mật độ trồng khoai cao sẽ tăng chi phí trong sản xuất, bởi chi phí mua của giống chiếm phần lớn trong tổng chi phí canh tác khoai tây. Tỷ lệ củ cỡ L và 2L có giá thành cao sẽ bị giảm khi tăng mật độ trồng. Trong điều kiện thí nghiệm, lãi trồng khoai tây với khoảng cách 30 × 70 cm đạt cao hơn so với 15 × 70 cm và 45 × 70 cm. Tuy nhiên, kết quả thí nghiệm này được cho là đúng ở điều kiện thị trường khoai tây bán tươi ở Nhật Bản. Mỗi quốc gia lại có nhu cầu về khoai tây thương phẩm, chi phí trồng khoai khác nhau, ví dụ giá bán không có sự khác biệt nhiều ở các kích cỡ củ, củ giống do người nông dân tự sản xuất... Với các trường hợp này, hiệu quả kinh tế có thể thay đổi. Do vậy, khi khuyến cáo trồng mật độ khoai tây, điều quan trọng là cần cân nhắc đến điều kiện canh tác và thị trường của từng khu vực cụ thể. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] E. J. Allen, and D. C. E. Wurr (1992). Plant density. In: P.M. Harris (ed.). The potato crop: The scientific basis for improvement. Chapman and Hall, London, pp. 292-333. [2] A. J. Bussan, P. D. Mitchell, M. E. Copas, and M. J. Drilias (2007). Evaluation of the effect of density on potato yield and tuber size distribution. Crop Sci., 47: 2462-2472. [3] IYP (International Year of the Potato (2008). New light on a hidden treasure. An end of year review. Food and agriculture organization of the united nations, Rome, p3. [4] D.F. Hemal, A. Koh - ichiro, K. Akihito, G.K. Ashok and U. Kazuyoshi (1996), Growth an yield of Potato Cultivars in spring crop. Jpn.J.Crop Sci., 65(2): 269276. [5] N. R. Knowles, and L. O. Knowles (2006). Manipulating stem number, tuber set and yield relationships for northern and southern-grown potato seed lots. Crop Sci., 46:284-296. INFLUENCE OF PLANTING DENSITY ON GROWTH, YIELD AND PROFITABILITY OF DEJIMA VARIETY POTATO (Solanum tuberosum L.) Hoang Van Thanh Tay Bac University Abstract: The experiment was conducted on Dejima potato variety with three planting in Tsukuba city - Japan. In the experiment cases, plant height and SPAD index was not significantly different in three population densities after 44 days (P < 0.05). At 65 days after planting, the tree height reached 48.6 cm in the formula with a spacing of 15 × 70 cm, higher than the other formulas. However, at 65th and 96th day after planting, the highest chlorophyll index (SPAD) was 48.5 at a density of 45 × 70 cm, with a density of 15 × 70 cm reaching the lowest (44.5 cm). Total yield/ha was found highest in 15 × 70 cm space (56,398 kg) followed by 30 × 70 cm space (46,639 kg) and 45 × 70 cm of space (40,332 kg). However, the number of potato / tubers, average bulb weight and bulb weight / plant weight were inversely correlated with planting density. As the density increases, the number of the bulb with large size (L, 2L) decreases. As a result, middle density (30 x 70 cm formula) showed profitability as compared to the others (¥2,392,000/ha). Keywords: Densities, potato, plant density, potato yield.