Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học vinh === === Nguyễn Viết hùng nghiên cứu đặc điểm thực vật học và một số chỉ tiêu hoá sinh của giống dứa queen và cayen tại huyện quỳnh lu - tỉnh nghệ an Luận văn thạc sỹ sinh học vinh - 2006 Mở đầu Dứa là cây ăn quả nhiệt đới có giá trị kinh tế cao. Là một trong ba loại cây ăn quả hàng đầu của nớc ta, cùng với chuối và cây có múi (cam, chanh, quýt và bởi). Dứa đợc dùng nhiều để ăn tơi, chế biến phục vụ mục tiêu xuât khẩu và đợc trồng ở nhiều vùng trong nớc. Đến năm 2002, theo số liệu của Tổng cục thống kê diện tích đã trồng dứa trên phạm vi cả nớc đạt 37.800 ha, với sản lợng đạt 292.000 tấn, trong đó khối lợng lớn đợc dùng để chế biến xuất khẩu [3]. Về mặt dinh dỡng, quả dứa đợc xem là Hoàng hậu trong các loại quả vì nó có hơng vị thơm ngon hàm lợng dinh dỡng cao. Trong thành phần ăn đợc của dứa có khoảng 11%-15% đờng tổng số, 0,6% axit tự do và nhiều vitamin, khoáng chất. Đặc bịêt, trong quả dứa có chứa enzim bromelin rất tốt cho quá trình tiêu hoá [8, 18, 22]. Về hiệu quả kinh tế, dứa đợc coi là một trong các loại cây trồng có khả năng thích ứng rộng cho hiệu qủa kinh tế cao hơn so với nhièu loại cây trồng khác trên các vùng đất xấu. Sản phẩm dứa liên tục tăng giá trong thời gian gần đây. Hiện tại, nớc ta có khoảng 5.000 ha dứa Cayene phục vụ cho chế biến và xuất khẩu. Trong khi đó theo kế hoạch của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đến năm 2010, diện tích dứa sẽ là 20.000 ha [1]. Thực hiện mục tiêu này nhu cầu về giống cây dứa có chất lợng cao để thay thế giống cũ và trồng mới có năng suất cao, phù hợn với chế biến, xuất khẩu là hết sức cần thiết. Để đáp ứng nhu cầu trên trong những năm qua có hàng loạt các nghiên cứu về các giải pháp nhân giống đã đợc tiến hành. 2 Trên địa bàn tỉnh Nghệ An, cây dứa đợc xác định là một trong mời loại cây ăn quả u tiên phát triển, hình thành nhiêu vùng nguyên liệu cho các nhà máy chế biến dứa, trong đó giống dứa Cayen đợc đầu t và phát triển với quy mô lớn. Mặc dù vậy, cho đến nay cha có một công trình nào nghiên cứu đầy đủ và có hệ thống các đặc điểm sinh lý, sinh trởng, phát triển, sinh sản cũng nh chất l- ợng quả các giống dứa đã và đang trồng trên địa bàn của tỉnh. Chính vì lẽ đó chúng tôi tiến hành đề tài: Nghiên cứu đặc điểm thực vật học và một số chỉ tiêu hoá sinh của giống dứa Queen và Cayen tại huyện Quỳnh Lu - tỉnh Nghệ An Mục tiêu của đề tài là nhằm điều tra, đánh giá một số đặc điểm thực vật học, sinh lý, sinh hoá của các giống dứa trồng để từ đó có những dẫn liệu khoa học làm cơ sở cho việc phát triển và quy hoạch trồng dứa nào trên địa bàn tỉnh Nghệ An. 3 Chơng 1 Tổng quan tài liệu 1.1. Tầm quan trọng của việc nghiên cứu cây dứa Dứa là cây ăn quả nhiệt đới, là một trong ba loại cây ăn quả hàng đầu của nớc ta (chuối-dứa-cam quýt), dùng để ăn tơi, đặc biệt là chế biến để xuất khẩu [8]. Cần phải thấy thêm rằng dứa là cây ăn quả chịu hạn, trồng ở vùng đồi theo đờng đồng mức có khả năng bảo vệ đất, chống xói mòn và một số giống dứa có thể trồng xen ở tầng thấp dới tán một số cây ăn quả khác và cây công nghiệp vừa có tác dụng phủ đất chống xói mòn, vừa tăng thu nhập [18, 17]. Có thể nói cây dứa giúp con ngời tận dụng đợc quỹ đất để có thêm sản phẩm và mang lại hiệu quả kinh tế cho nông dân. Trồng dứa nhanh cho thu hoạch. Sau 1-2 năm có thể đạt 20-30 tấn/ha, năng suất cao là 40- 45 tấn/ha. Đặc biệt có thể xử lý cho dứa ra hoa trái vụ, kéo dài đợc thời gian thu hoạch và cung cấp sản phẩm là điều mà ở các loài cây ăn quả khác khó hoặc cha làm đợc. Sau thu hoạch quả, lá dứa dùng để lấy sợi (có 2%-2,5% xenlulo), sản phẩm dệt từ lá dứa bền, đẹp, chất lợng còn hơn cả đay. Thân dứa có chứa 12,5% tinh bột là nguyên liệu dùng để lên men rợu, làm môi trờng để nuôi cấy nấm và vi khuẩn[8, 18, 22]. 1.2. Nguồn gốc, sự phân bố của cây dứa trên thế giới và ở Việt Nam 4 Cây dứa có nguồn gốc ở Nam Mỹ. Theo K.F.Baker và J.L Collin (1939) cho rằng nguồn gốc của cây dứa là một vùng bốn cạnh rộng lớn nằm giữa vĩ tuyến nam 15 30 0 , kinh tuyến Tây 40 60 0 bao gồm chủ yếu miền Nam Brazin, Paraguay và Bắc Argentina. Đó là dạng hoang dại thuộc các loài dứa Ananas annassoides, Anana bracteatus và Pseudananas sagerius [27]. Từ đây dứa đợc di chuyển lên phía Bắc với các bộ lạc Tupi Guarani và nhờ sự trao đổi giữa các bộ lạc đó dứa tiến dần lên Trung Mỹ và vùng Caribê. Sau đó, dứa đợc đem trồng ở hầu hết các nớc nhiệt đới và một số nớc á nhiệt đới có mùa đông ấm áp nh ở đảo Hawoai, Đài Loan, đảo Acores thuộc Bồ Đào Nha là nơi dứa đ- ợc trồng ở độ vĩ tuyến cao nhất (38 0 vĩ Bắc), song tập trung và phù hợp nhất cho sự phát triển là khoảng 22,3 0 . Yếu tố giới hạn chính vùng trồng dứa là nhiệt độ, lý tởng nhất là nhiệt độ bình quân 25 0 C và biên độ ngày là 12 0 C [18]. Ngày nay, dứa đợc tìm thấy ở hầu hết tất cả các nớc vùng nhiệt đới, á nhiệt đới trên thế giới và đã trở thành một trong những cây ăn quả nhiệt đới chủ đạo của nền thơng mại quốc tế [ theo 37]. Cây dứa có mặt ở Việt Nam cách đây hơn 100 năm (Theo Lan, 1982 và Nguyễn Công Huân, 1939) [theo 22]. Riêng dứa Tây đợc ngời Pháp mang đến trồng đầu tiên ở Trại canh nông Thanh Ba vào năm 1913, sau đó đợc trồng rộng ra ở các trại Phú Hộ, Tuyên Quang, Âu Lâu và Đào Giã (Trần Thế Tục,1996) [22]. Giống dứa Cayen không gai đợc trồng đầu tiên ở Sơn Tây vào năm 1939, từ đó phát triển dần ra các vùng khác. Thực ra, cây dứa có thể đã có mặt ở Việt Nam sớm hơn nữa; trong một tài liệu của giáo sĩ Borri ngời ý viết năm 1633 xuất bản ở Rome, ở phần nói về các sinh vật của miền Nam đã có mô trả chi tiết về cây dứa [theo 22]. Dứa là loại cây ăn quả dễ trồng, không kén đất, do đó ở Việt Nam dứa đợc trồng phổ biến ở cả 3 miền Bắc, Trung, Nam [18]. Tuy nhiên, phần lớn diện tích và sản lợng dứa của nớc ta tập trung chính ở miền Nam, khoảng 70% về diện tích và 80% về sản lợng [3]. 5 1.3. Tình hình nghiên cứu cây dứa trên thế giới và trong nớc 1.3.1. Những nghiên cứu về sinh trởng, phát triển, sinh thái và các biện pháp kỹ thuật trồng dứa ở trên thế giới Dứa là cây ăn quả có giá trị dinh dỡng và giá trị sử dụng cao nên đợc con ng- ời quan tâm từ lâu và cũng có nhiều tài liệu, công trình nghiên cứu đề cập đến nó trên các mặt: sinh trởng, phát triển, sinh thái, chọn giống, kỹ thuật, sinh hoá . Khi nghiên cứu về sự ảnh hởng của độ dài ngày đến chu kỳ sinh trởng của dứa thì D.P. Gowing (1961), J.D.Glennie (1979) cho rằng: cây dứa không phải là một cây ngày ngắn nghiêm ngặt [33, 34]. Đối với dứa thì yếu tố khí hậu có ảnh hởng rất lớn đến mỗi quá trình của nó nh: ảnh hởng của nhiệt độ đến sinh trởng, phát triển của cây, của bộ rễ; ảnh hởng đến sự chín của quả; sự ra hoa của dứa; ảnh hởng đến phẩm chất quả. Năm 1960, Mao Tác (Trung Quốc) đã nghiên cứu sự ảnh hởng của nhiệt độ đến sinh trởng và phát triển của bộ rễ ở 3 giống dứa: Cayen, Philippin và Đài Loan ở Nam Ninh, kết quả thấy: hàng năm đến tháng ba khi nhiệt độ ấm dần, nớc đầy đủ thì rễ bắt đầu phát triển. Nhiệt độ tăng dần (tháng 4-5) thì rễ hoạt động cực mạnh. Vào tháng năm thì hoạt động của bộ rễ dứa xuất hiện đỉnh cao nhất. Đến tháng sáu vào mùa ma, nớc nhiều, độ ẩm đất quá cao, rễ hoạt động kém, lúc này bộ lá phát triển rất khoẻ. Đến tháng mời, hoạt động của bộ rễ xuất hiện đỉnh cao thứ hai trong năm. Trong lúc rễ hoạt động mạnh bộ lá phát triển kém [theo 22]. Cũng năm 1960, CL.Py và Tisseau đã nghiên cứu về ảnh hởng của nhiệt độ đến sự chín của quả dứa và cho rằng: nhiệt độ thích hợp cho quả dứa chín là 25 0 C. Nhiệt độ quá cao thì độ chua trong quả tăng và phẩm chất quả kém [theo 22]. Theo kết quả nghiên cứu của Farden.C.A và Watanabe S. về ảnh hởng của nhiệt độ đối với sinh trởng và phát triển của cây dứa cho thấy: đa số giống dứa 6 sinh trởng và phát triển trong phạm vi nhiệt độ từ 21 0 C-35 0 C, trong đó khoảng nhiệt độ từ 30 0 C- 31 0 C đợc coi là thích hợp nhất [theo 22]. Dứa là cây sống tốt trong các điều kiện khô hạn, nó thoát hơi nớc rất ít vì mặt lá và lng lá thờng có một lớp phấn trắng hoặc một lớp sáp có tác dụng làm giảm độ bốc hơi nớc cho lá. Theo các công trình nghiên cứu của Thomas, Horner và Krauss thì một cây dứa trong 24 giờ đã bốc một lợng nớc bằng 60% trọng l- ợng cây dứa 12 tháng tuổi nặng khoảng 5 kg [theo 22]. Về công tác chọn giống đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về phơng pháp chọn giống dứa và thu đợc một số con lai. Sau này ở Hawai, Philippin, Trung Quốc, Brazin, Malaixia, Nam Phi . lần lợt tiến hành việc chọn giống dứa. Năm 1925-1927, Phân viện nghiên cứu nông nghiệp Gia Nghĩa - Đài Loan đã tiến hành lai giống dứa. Tổ hợp lai lấy giống dứa Cayen làm mẹ, giống dứa Đài Loan làm bố tạo ra đợc các giống mới đặt tên là Đài Nông 1 đến Đài Nông 8. Trong đó Đài Nông 1, 2, 3, 7, 8 thích hợp cho làm đồ hộp; Đài Nông 4, 5 dùng để ăn tơi và Đài Nông 6 dùng cho cả hai mục đích [8, 22]. Việc lai tạo ra các giống mới có ý nghĩa rất lớn về giá trị sản xuất và giá trị sử dụng. Nó góp phần nâng cao năng suất, đáp ứng chu cầu sử dụng, phục vụ rất lớn cho lợi ích của con ngời. Từ 1931-1939, Phân viện nghiên cứu nghề vờn Phong Sơn- Đài Loan đã tiến hành lai hữu tính và thu nhập các con lai tự nhiên, chọn ra đợc giống mới đặt tên là Phong Sơn 1, 6, 16, 22, và 88 [8,18]. Còn ở Poocto Ricô lại dùng tổ hợp lai Red spanish với Cayen tạo đợc giống lai R.RI-56 và chọn từ hạt cây dứa Red spanish thụ phấn tự do giống mới R-R-1-67. Cả hai giống này có khả năng chống rệp sáp, năng suất cao và phẩm chất tốt [theo 22]. Năm 1962, Trạm Viên Nghệ -Nam Ninh- tỉnh Quảng Tây dùng tổ hợp lai giống dứa Philippin với Cayen tạo đợc giống lai Nam Viên số 5 có u điểm quả to, hình dáng đẹp, phẩm chất thơm ngon, chịu đợc lạnh, ra hoa đợc nhiều lần trong năm, có nhiều chồi, hiện đợc phổ biến rộng rãi ở vùng Nam Ninh [theo 22]. 7 Đến năm 1982, từ các tổ hợp lai dứa địa phơng với Cayen hay giống Đài Loan với Cayen cũng tạo ra đợc nhiều con lai rất có triển vọng: quả to, năng suất cao, hình dạng quả đẹp, màu sắc thịt quả hấp dẫn, thơm ngon [ theo 22]. `Năm 1983, ở Phúc Kiến (Trung Quốc) đã dùng phơng pháp chọn cá thể và chọn quần thể với giống Cayen, sau đó dùng chồi nách để nhân giống. Kết quả cho thấy chọn cá thể hay chọn quần thể đều làm tăng sản lợng, cải thiện đ- ợc phẩm chất quả, khắc phục đợc một số nhợc điểm. Trong đó sản lợng tăng so với đối chứng 29,2% - 45,3%, quả loại 1 và loại 2 tăng 55,9% và 10,37%, phần ăn đợc tăng 3,88% - 3,92%, lõi quả bé; hàm lợng đờng, axit, vitamin C đều tăng hơn so với đối chứng [28]. Đó là những công trình nghiên cứu về sinh thái, ảnh hởng của điều kiện khí hậu (nhiệt độ) lên cây dứa; về công tác chọn, lai tạo các giống dứa. Tuy các công trình này đã có đóng góp rất lớn trong việc tìm hiểu về nguồn gốc, phân loại cây dứa, đánh giá đợc mức độ ảnh hởng của khí hậu mà đặc biệt là của nhiệt độ tới cây dứa, chọn và lai tạo đợc nhiều giống dứa mới có giá trị kinh tế, giá trị sử dụng cao, phục vụ cho nhu cầu của con ngời. Việc điều khiển khả năng ra hoa, làm cho hoa ra sớm hay muộn, khống chế hay kích thích khả năng ra hoa của dứa cũng đợc rất nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu. Từ năm 1942, W.C. Cooper đã dùng NAA (- napthylaxetic axit) nồng độ 5-10ppm xử lý làm cho dứa ra hoa sớm [31]. Trên cây dứa 14 tháng tuổi, giống Cabenzona (1946) thì Vanoverbek đã dùng 2,4D và NAA nồng độ 5 -10ppm phun liên tục các tháng trong năm, kết quả là 100% số cây ra hoa [theo 22]. Còn ở Trung Quốc (Quảng Đông, Quảng Tây và Phúc Kiến) ngời ta dùng 50ml 2,4D (nồng độ 5-10ppm) hoặc NAA (nồng độ 15-20ppm) cho một cây đã làm cho dứa ra hoa sớm hơn bình thờng từ 8-9 tháng [theo 22]. 8 Năm 1956, Muzik và Cruzado đã sử dụng Hydrazitmalic (MH) nồng độ 3000ppm, 10-20 ml cho một cây phun vào trớc khi cây ra hoa (giống Red spanish) đã làm cho cây dứa ra chậm đi 6 tuần mà không ảnh hởng đến hình dạng, kích thớc và phẩm chất quả [ theo 22]. Theo hớng này các tác giả sử dụng các hoạt chất hoá học để điều tiết ra hoa dứa kết quả rất khả quan nh: W.S. Abutiate (1977), F. Ahmed, P.C. Bora (1987), D.N. Hazarika, N.K. Mohan(1998) [25, 26, 35] Theo Yigel (1997) [42], có thể sử dụng Paclobutazol (tên thơng mại Cultar) để nhân giống dứa Cayen trên điều kiện đồng ruộng: phun Paclobutazol sau khi xử lý Ethrel 1 ngày trên đối tợng cây trởng thành 10 11 tháng tuổi. Sau 5 6 tháng có thể thu đợc 10 25 chồi/cây, những chồi thu đợc có kích thớc tơng đối lớn (50% cây đạt tiêu chuẩn trồng sản xuất), số chồi còn lại có thể đa ra vờn ơm chăm sóc tiếp. Kết quả đạt đợc của phơng pháp này phụ thuộc rất lớn vào tiêu chuẩn và trạng thái cây xử lý, đồng thời năng suất dứa giảm 30% - 40%. Theo Bhushan M.N (2001) [43], có thể sử dụng chế phẩm Maintain CF 125 phối hợp với Ethephon để xử lý cho cây dứa Cayen trởng thành. Sau 6 8 tháng, có thể thu đợc 15 20 chôi/cây, tuy nhiên năng suất dứa giảm 25 40%. 1.3.2. Tình hình nghiên cứu về cây dứa ở Việt Nam ở Việt Nam thì cây dứa đã đợc trồng từ rất lâu và trồng ở khắp nơi từ Bắc vào Nam hầu nh tỉnh nào cũng có. Do dứa là cây có hàm lợng dinh dỡng, giá trị sử dụng cao nên đã đợc ngời dân a chuộng từ lâu. Đến những năm 50 của thế kỷ XX thì đã có không ít các công trình nghiên cứu trong nớc của nhiều tác giả, của các viện nghiên cứu nh: Viện nghiên cứu rau quả, Viện công nghệ sinh học, Viện khí tợng Nông Nghiệp . tiến hành nghiên cứu về cây dứa, về tiềm năng phát triển chúng vì ở n- ớc ta hiện nay thì dứa đợc xem là một trong ba loại cây ăn quả hàng đầu. 9 Năm 1960, Mai Anh Tuấn đã nghiên cứu về sự phát dục của quả dứa Sarawark và thấy ở giai đoạn đầu (sau khi hoa tàn từ ngày 26-72) thì quả phát triển gấp 5-7 lần so với giai đoạn sau (từ ngày 82 cho đến lúc thu hoạch) [23]. Cũng theo nghiên cứu của Mai Anh Tuấn về chu kỳ và thời điểm nở của hoa dứa thì thấy: giống dứa Sarawark hoa bắt đầu nở lúc 3 giờ 30 sáng, 7 giờ nở hoàn toàn, đến hoàng hôn thì hoa tàn và đến sáng hôm sau thì hoa héo. Thời gian hoa nở rộ vào lúc 11 giờ, lai hoa lúc này rất tốt. Cũng có thể lai hoa vào lúc 6 giờ sáng đến 5 giờ chiều, song hiệu quả kém hơn [22]. Việc nghiên cứu tuyển chọn giống dứa ở nớc ta phải kể tới đầu tiên là những nghiên cứu tại Viện cây công nghiệp và ăn quả từ những năm 1970. Các tác giả đã thu thập, nghiên cứu tập đoàn giống và tuyển chọn đợc giống dứa Cayen Chân Mộng có năng suất và chất lợng cao (năng suất đạt 62 tấn/ha).Trong khuôn khổ đề tài độc lập cấp Nhà nớc (KN-ĐL-92- 06 giai đoạn 1992-1996), Vũ Mạnh Hải và cộng sự - Viện nghiên cứu rau quả đã tién hành nhập nội, so sánh và tuyển chọn đợc hai giống Cayen Chân Mộng và Trung Quốc có năng suất, chất lợng phù hợp cho chế biến đồ hộp, đợc hội đồng KH Bộ NN và PTNT công nhận là giống quốc gia [10] Những nghiên cứu nhân giống dứa Cayen ở Việt Nam đợc bắt đầu từ khá lâu, tuy nhiên việc nghiên cứu có hệ thống đầu tiên phải kể đến là kết quả của Viện nghiên cứu Rau quả trong khuôn khổ đề tài độc lập cấp Nhà nớc (Mã số: KN- ĐL- 92) ( Vũ Mạnh Hải và Cs, 1996). Sau đó Trần Thế Tục, Vũ Mạnh Hải (1996) biên soạn thành sách kỷ thuật trồng dứa [22]. Một sông trình nghiên cứu về tác dụng của việc bón phân lót cho dứa cho thấy: bón lót làm cho cây kết quả trong năm sau đạt 55%; nếu không bón tỷ lệ này chỉ xấp xỉ 14%, với các chỉ tiêu về sinh trởng (rộng tán, kích thớc lá và kích thớc quả) đều thấp hơn so với bón lót [8]. Gần đây Viện nghiên cứu rau quả, Trung tâm nghiên cứu cây ăn quả Phú Hộ đã triển khai một loạt các thí nghiệm trong chậu và ngoài đồng ruộng ở một 10 . hành đề tài: Nghiên cứu đặc điểm thực vật học và một số chỉ tiêu hoá sinh của giống dứa Queen và Cayen tại huyện Quỳnh Lu - tỉnh Nghệ An Mục tiêu của đề tài. và đào tạo Trờng đại học vinh === === Nguyễn Viết hùng nghiên cứu đặc điểm thực vật học và một số chỉ tiêu hoá sinh của giống dứa queen và cayen tại huyện