4. Giới hạn của đề tài
1.4. Những nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam
1.4.1. Những nghiên cứu trên thế giới
1.4.1.1. Kết quả nghiên cứu về phân bón trên cây đậu t−ơng
Sự ra đời của phân bón hoá học đã có tác động mạnh mẽ trong việc nâng cao năng suất cây trồng nói chung và cây đậu t−ơng nói riêng, cho đến nay trên thế giới đã có rất nhiều tác giả nghiên cứu về phân bón trên cây đậu t−ơng.
Đậu t−ơng là cây họ đậu có khả năng cố định đạm tự do để cung cấp cho cây. Do vậy, tuy đậu t−ơng cần nhiều N để tạo một l−ợng protein cao, nh−ng ng−ời ta th−ờng bón ít phân đạm cho đậu t−ơng mà sử dụng khả năng cố định đạm của vi khuẩn nốt sần để đáp ứng nhu cầu đạm của cây đậu t−ơng. Khả năng cố định N của vi khuẩn nốt sần phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Harper (1974) thấy rằng việc cố định N2 và sử dụng nitrat (NO3-) có tầm quan trọng để thu đ−ợc năng suất tối đa. Tuy nhiên, ông cho rằng nếu d− thừa nitrat thì sẽ ảnh h−ởng đến năng suất. Cũng về vấn đề này, theo Porter và cộng sự (1981) thì trên đất giàu dinh d−ỡng, đáp ứng đủ nhu cầu NO3- cho cây đậu t−ơng thì việc bón đạm không có tác dụng làm tăng năng suất [7].
Khi bón lân để tăng năng suất đậu t−ơng, thì các đòi hỏi về kali của cây cũng tăng lên. ở Brazil ng−ời ta th−ờng thấy xuất hiện những triệu trứng suy giảm kali tiếp sau 1 hay 2 năm đạt sản l−ợng cao do điều chỉnh pH của đất và bón thêm phân lân. Trên những đất đó mức kali ban đầu th−ờng đ−ợc đánh giá là đủ, nh−ng l−ợng kali vốn có đã hao hụt nhanh do những vụ đậu t−ơng cao sản gây ra (Hinson K. và E. E. Hartwig, 1990) [12].
ở Australia, Dickson và cộng sự (1987) [39] khi tiến hành những thí nghiệm về l−ợng lân đ−ợc bón tại 27 cánh đồng ở vùng Queensland đã chỉ ra rằng, năng suất đậu t−ơng tăng lên đáng kể khi đ−ợc bón phân lân, sự mẫn
cảm của đậu t−ơng đối với lân phụ thuộc vào độ chua của đất, hàm l−ợng chất hữu cơ và thành phần cơ giới đất.
ở Indonesia bón phân lân cho đất có hàm l−ợng lân dễ tiêu d−ới 18 ppm đã làm tăng năng suất đậu t−ơng lên đáng kể. Thiếu lân dễ tiêu th−ờng gắn liền với đất chua, hàm l−ợng Fe, Al, Mn cao gây trở ngại lớn cho sinh tr−ởng, phát triển, hình thành năng suất đậu t−ơng (Johnson, 1995) [43] .
Nhiều tác giả còn cho rằng đất nhiệt đới giàu Fe, Al thì super lân sẽ bị cố định thành phosphat sắt, phosphat nhôm khó hoà tan nên cây trồng không sử dụng đ−ợc.
Nh− vậy, trong đất chua khả năng giữ chặt lân th−ờng cao, gây thiếu lân nghiêm trọng làm cho khả năng hấp thu các yếu tố dinh d−ỡng của cây đậu t−ơng bị hạn chế. Chính vì vậy việc nâng cao pH bằng cách bón vôi sẽ nâng cao hàm l−ợng lân dễ tiêu đối với cây trồng nói chung và cây đậu t−ơng nói riêng. Bên cạnh việc bón lân cũng cần bón thêm các loại phân khác nh−: đạm, phân chuồng mới nâng cao hiệu quả sử dụng phân lân. Borkert và Sfredo (1994) [36] cho rằng mặc dù các giống đậu t−ơng có phản ứng khác nhau với độ chua và hàm l−ợng nhôm trao đổi của đất, song nhìn chung năng suất đậu t−ơng đều thấp trong điều kiện đất chua. Tuy nhiên, không phải bất cứ việc bón vôi nào để nâng cao độ pH của đất cũng đều có lợi cho sinh tr−ởng, phát triển của cây đậu t−ơng. Bón vôi với hàm l−ợng quá cao có thể gây hại cho đậu t−ơng ở vùng nhiệt đới, pH thích hợp cho đậu t−ơng là 5,5 - 6 với đất có thành phần cơ giới nặng và 5 - 5,5 với đất có thành phần cơ giới nhẹ. Bón vôi quá liều l−ợng sẽ làm giảm khả năng dễ tan của một số nguyên tố dinh d−ỡng và làm tăng sự rửa trôi của các cation kiềm, ngoài ra còn gây hại cho kết cấu và phức hệ của đất.
1.4.1.2.Kết quả nghiên cứu về giống đậu t−ơng
Theo Norman (1967)[47] để tạo ra giống đậu t−ơng ng−ời ta đã ứng dụng nhiều ph−ơng pháp khác nhau nh− lai hữu tính, gây đột biến, đa bội…
tạo ra các kiểu gen mới có nhiều −u điểm hơn bố mẹ và thông qua các ph−ơng pháp chọn lọc khác nhau để chọn tạo ra giống mới.
Bằng ph−ơng pháp gây đột biến, từ năm 1961 Viện khoa học Nông
nghiệp Đài Loan đã bắt đầu ch−ơng trình chọn tạo giống và đã đ−a vào sản xuất các giống Kaohsiung 3, Tainung 3, Tainung 4…, các giống đ−ợc xử lý bằng nơtron và tia X, cho các giống đột biến Tainung. Tainung 1 và Tainung 2 có năng suất cao hơn giống khởi đầu và quả không bị nứt. Các giống này, nhất là các giống Tainung 4 đã đ−ợc dùng làm nguồn gen kháng bệnh trong các ch−ơng trình lai tạo ở các cơ sở khác nhau nh− Trạm thí nghiệm Majio (Thái Lan), Tr−ờng Đại học Philippin [13].
Khi nghiên cứu về mối quan hệ giữa t−ơng quan di truyền và kiểu hình của tất cả các dạng kết hợp có thể có của 7 tính trạng trong 3 quần thể đậu t−ơng ở thế hệ F2, Weber và Moorthy (1952) [50] cho biết năng suất hạt có mối t−ơng quan thuận với ngày chín, chiều cao cây và trọng l−ợng hạt. Nh−ng Kwon và cộng sự (1972) [45] khi nghiên cứu tập đoàn giống đậu t−ơng lại cho rằng năng suất hạt có t−ơng quan nghịch với thời gian sinh tr−ởng và giai đoạn từ gieo đến ra hoa. Cùng thời gian đó, Kaw và Menon (1972) [44] vẫn khẳng định về mối t−ơng quan chặt giữa năng suất hạt với số quả trên cây, chiều cao cây, thời gian 50% ra hoa và thời gian sinh tr−ởng.
Hiện nay nguồn gen đậu t−ơng trên thế giới đ−ợc l−u giữ chủ yếu ở 14 n−ớc: Đài Loan, Australia, Trung Quốc, Pháp, Nigieria, ấn Độ, Indonesia, Nhật Bản, Nam Triều Tiên, Nam Phi, Thụy Điển, Thái Lan, Mỹ và Liên Xô với tổng số 45.038 mẫu giống [21].
Mỹ và Canada là những n−ớc chú ý đến việc chọn tạo giống đậu t−ơng, ở 2 n−ớc này có khoảng 10.000 mẫu giống, đ−a vào sản xuất hơn 100 dòng có khả năng chống chịu tốt với bệnh Phytophthora và thích ứng rộng nh− Amsoy 71, Lec 36, Clark 63. H−ớng chủ yếu trong công tác nghiên cứu của các nhà di truyền, chọn giống Mỹ là sử dụng các tổ hợp lai phức tạp, cũng nh− nhập nội
thuần hoá trở thành giống thích nghi với vùng sinh thái, đặc biệt nhập nội để bổ sung vào quỹ gen. Đồng thời công tác chọn giống ở Mỹ là h−ớng mục tiêu vào việc chọn ra những giống có khả năng thâm canh cao, phản ứng yếu với quang chu kỳ, chống chịu tốt với điều kiện bất thuận, hàm l−ợng protein cao, dễ bảo quản và chế biến (Johnson H.W., Bernard, 1976) [42].
Brazil là n−ớc sản xuất đậu t−ơng đứng thứ 2 trên thế giới, từ 1976 gần 1.500 dòng đậu t−ơng đã đ−ợc trung tâm nghiên cứu quốc gia chọn và tạo ra các giống Doko, Numbaira, IAC-8, Cristalina là những giống thích hợp cho vùng đất thấp ở trung tâm Brazil. Năng suất cao nhất là giống Cristalina đạt 3,8 tấn/ha. H−ớng nghiên cứu trong thời gian tới của Brazil cho vùng đất này là chọn ra những giống đậu t−ơng có thời gian từ trồng đến ra hoa là 40 - 50 ngày, đến chín là 107 - 120 ngày, có năng suất cao, chất l−ợng hạt tốt và kháng sâu bệnh nh− BR79-1098, BR-10…[49]
Châu á đ−ợc coi là khu vực sản xuất đậu t−ơng quan trọng của thế giới, ở đây có các khu thí nghiệm chọn tạo giống hiện đại do sự tài trợ của nhiều cơ quan và tổ chức quốc tế nh−: Viện Nông nghiệp nhiệt đới quốc tế (IITA), Trung tâm nghiên cứu và phát triển rau màu châu á (AVRDC), Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI), Trung tâm đào tạo và nghiên cứu nông nghiệp vùng Đông Nam á, Ch−ơng trình đậu t−ơng quốc tế (INTSOY và ISVES). Các cơ quan, tổ chức này đ−ợc thành lập với mục tiêu là tập hợp, phân phối các bộ giống đậu t−ơng tiến bộ cho các điểm tham gia thí nghiệm nhằm xác định và phổ biến các giống có khả năng thích ứng rộng rãi với điều kiện các n−ớc trong khu vực.
Đặc biệt từ những năm 1970 đến nay, Trung tâm nghiên cứu và phát triển rau màu châu á đã thành công trong việc tạo ra giống đậu t−ơng G2120 bán hữu hạn, hạt nhỏ đã đánh dấu một b−ớc mới trong việc tạo giống có tiềm năng năng suất cao (70 tạ/ha). Giống đậu t−ơng có năng suất cao nhất thế giới
trong những năm 70 là giống Miyakishrome ở Nhật với năng suất tiềm năng là 78 tạ/ha. Những kết quả nghiên cứu này đã chỉ ra rằng vùng nhiệt đới hoàn toàn có thể có những giống đậu t−ơng đạt năng suất rất cao [35].
Trung Quốc và ấn Độ là 2 quốc gia đi đầu trong việc sản xuất và chọn tạo giống đậu t−ơng ở châu á. Mấy năm gần đây, Trung Quốc đã thu thập đ−ợc nguồn vật liệu di truyền khá phong phú ở nhiều quốc gia và các vùng sinh thái khác nhau; đồng thời không ngừng ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật để cải tiến các giống cũ, nhờ vậy họ đã tạo ra các dạng giống mới có năng suất, chất l−ợng, chống chịu tốt với sâu bệnh và cỏ dại, phù hợp với điều kiện sinh thái. Các giống điển hình là CN001, CN002, YAT12, HTF 18… đều cho năng suất bình quân 34 - 42 tạ/ha trên diện tích sản xuất rộng tại nhiều tỉnh (FAO, 2003) [40].
Ngay từ năm 1963, ấn Độ đã bắt đầu khảo nghiệm các giống địa
ph−ơng và nhập nội tại Tr−ờng Đại học tổng hợp Pathaga. Năm 1967, ấn Độ thành lập tổ chức AICRPS (The all India Convidinated research project on soybean) và NRCS (National Research Centre for Soybean) đã tập trung nghiên cứu về genotype và phát hiện ra 50 tính trạng phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới, đồng thời phát triển giống có sức chống chịu cao với bệnh khảm virus, tạo ra đ−ợc một số giống mới có triển vọng nh− Birsasoil, ĐS74-24-2… Năm 1985, hai tác giả là Gingh và Chaudhary đã xác định đ−ợc 6 giống trong 32 giống đậu t−ơng triển vọng có năng suất cao và ổn định nh− HM93, PK73-
92, PK73-94, PK321, Bragg và SH1 [40]. Các công trình nghiên cứu về cây đậu t−ơng ở Indonesia trong nhiều
năm gần đây đều nhằm mục đích cải tiến giống, hoàn chỉnh bộ giống có năng suất cao, ổn định trong nhiều năm, có khả năng trồng ở những chân ruộng sau khi thu hoạch lúa, thời gian sinh tr−ởng 70 - 80 ngày, chống chịu đ−ợc bệnh gỉ sắt. Nhiều giống tốt đã đ−ợc các cơ quan khuyến cáo và đ−a vào sản xuất trên
diện rộng ở nhiều vùng sinh thái; trong đó phải kể đến giống Willi, Kerinci và Rinjani có nhiều −u điểm mong muốn, năng suất phổ biến ở các vùng sinh thái biến động từ 25,2 - 38,4 tạ/ha, đặc biệt là giống Lomphatang trồng trên đất −ớt 2 vụ lúa năng suất đạt 24,7 - 26,8 tạ/ha và chỉ đầu t− ở mức tối thiểu (FAO, 2002) [11].
Các nghiên cứu về đậu t−ơng ở các quốc gia và các cơ quan khoa học quốc tế hiện nay tập trung vào các b−ớc sau:
- Thu thập các tài liệu di truyền sau đó tiến hành lai tạo, chọn lọc, tuyển chọn các giống phù hợp với các tiêu chuẩn của một giống tốt.
- Tạo biến dị bằng lai hữu tính và các tác nhân gây đột biến để tạo ra giống mới có nhiều đặc tính quý.
- Xác định các biện pháp kỹ thuật tiên tiến thâm canh đậu t−ơng đạt năng suất cao, chất l−ợng tốt.
- Khảo nghiệm các giống đậu t−ơng ở các vùng sinh thái khác nhau để tìm khả năng thích ứng cao cho mỗi vùng sinh thái.
- Xác định vùng sinh thái địa lý và thời vụ trồng đậu t−ơng thích hợp để đạt năng suất cao.
1.4.1.3.Kết quả nghiên cứu về xác định thời vụ gieo trồng
Tác giả Hinson K. và E. E. Hartwig (1990) [12] cho rằng, ở vùng nhiệt đới thời vụ gieo trồng đậu t−ơng phần lớn do mùa m−a quyết định. Thời gian gieo trồng thay đổi trong năm, có nghĩa là cây đậu t−ơng sẽ mọc d−ới điều kiện thời gian chiếu sáng khác nhau của quang chu kỳ. Thời gian chiếu sáng có thể ảnh h−ởng rõ rệt đến sinh tr−ởng, phát triển và năng suất đậu t−ơng. Trong thực tế ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, hiệu quả của quang chu kỳ đối với sự sinh tr−ởng và phát triển của đậu t−ơng phụ thuộc vào các giống và thời gian kéo dài của mùa vụ gieo trồng. Các giống thích nghi với mùa vụ gieo trồng ngắn thì ít có phản ứng với những thay đổi về độ dài ngày. Điều đó không có nghĩa là chúng không nhạy cảm với chu kỳ ánh sáng mà là chu kỳ
sáng khá ngắn cũng đủ để kích thích sự ra hoa sớm vào bất cứ thời điểm gieo trồng nào trong năm. ở những nơi mùa m−a kéo dài hoặc nơi xa xích đạo, các giống gieo trồng có phản ứng rõ hơn đối với những biến đổi về chu kỳ sáng. Với độ ẩm thích hợp thì thời gian sinh tr−ởng của cây khoảng 110 - 130 ngày th−ờng đi đôi với năng suất tối đa. Vì thời gian sinh tr−ởng dài của giống biến thiên theo thời điểm gieo trồng, nên muốn đạt đ−ợc năng suất mong muốn đòi hỏi phải có sự đồng bộ chặt chẽ giữa thời điểm gieo trồng và giống.
1.4.2. Những nghiên cứu ở Việt Nam
Nh− trên đã nói, ở n−ớc ta cây đậu t−ơng đ−ợc biết đến từ rất sớm, "Từ thời Hùng V−ơng dân c− n−ớc Văn Lang đã biết trồng khoai và trồng đậu nành". Tuy nhiên, những nghiên cứu về cây đậu t−ơng (giống, kỹ thuật canh tác…) ch−a nhiều. Từ sau năm 1975, đặc biệt là từ năm 1990 công tác nghiên cứu mới đ−ợc các tổ chức, cơ quan và các nhà khoa học tập trung phát triển.
1.4.2.1. Nghiên cứu về phân bón trên cây đậu t−ơng
Khác với các cây trồng khác, cây đậu t−ơng có khả năng cố định đạm tự do để cung cấp cho cây và làm giàu cho đất thông qua hoạt động của vi khuẩn
Rhizobium japonicum. Sau khi có 2 - 3 lá thật cây đậu t−ơng có khả năng cố định đạm để cung cấp cho hoạt động sống của mình, do đó lân và kali là 2 yếu tố dinh d−ỡng quan trọng hơn cả đối với cây đậu t−ơng, đặc biệt là lân. ở n−ớc ta phân lân dùng bón cho đậu t−ơng đ−ợc sử dụng từ lâu, những kết quả nghiên cứu và thực nghiệm hiệu quả bón lân cho đậu t−ơng đã đ−a ra nhiều kết luận khả quan.
Các yếu tố đa l−ợng (đạm, lân, kali) có tác dụng thúc đẩy nhau, hỗ trợ cho nhau trong việc cung cấp dinh d−ỡng cho cây đậu t−ơng, thiếu một trong các yếu tố này đều làm cho cây sinh tr−ởng, phát triển không bình th−ờng. Lê Đình Sơn (1988) [26] cho rằng lân và đạm có tác dụng thúc đẩy nhau trong việc làm tăng số cành cho quả, số quả trên cây. Việc bón lân trên nhiều loại đất đều có tác dụng nâng cao năng suất đậu t−ơng, trong đó bón lân có hiệu quả nhất là bón cho đất phèn (Phan Thị Lãng, 1990) [19].
Theo TS. Vũ Đình Chính (1998) [4] việc bón kết hợp N, P, K trên đất bạc màu, ngèo dinh d−ỡng, bón lân cho đậu t−ơng với mức 90 kg P2O5 trên nền có 40 kg N đã làm tăng số l−ợng nốt sần, số quả chắc trên cây và năng suất hạt. Cũng theo tác giả thì công thức bón phân khoáng thích hợp nhất cho giống đậu t−ơng xanh lơ (Hà Bắc) trong điều kiện vụ hè trên đất bạc màu Hiệp Hòa - Bắc Giang là 20 kg N + 90 kg P2O5 + 90 kg K2O.
Tác giả Trần Văn Điền (2001) [9] khi nghiên cứu ảnh h−ởng của liều l−ợng phân lân đến năng suất và khả năng cố định đạm của đậu t−ơng trên đất đồi núi trung du phía Bắc Việt Nam đã cho thấy, trên đất đồi dốc miền núi phía Bắc khi l−ợng phân lân bón cho đậu t−ơng tăng lên đã có tác dụng tăng năng suất hạt và thân lá cho những giống đậu t−ơng có nốt sần, trong khi đó giống đậu t−ơng không có nốt sần thì hầu nh− không có phản ứng với l−ợng lân bón.
Theo Nguyễn Văn Bộ (2001) [2] ở Việt Nam trên đất phèn nếu không bón phân lân cây trồng chỉ hút đ−ợc 40 - 50 kg N/ha, nếu bón lân cây trồng có