3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.6.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nguyên tố vi lượng đối với cây trồng
trên thế giới và ở Việt Nam
Trên thế giới:
Đã từ lâu các nhà nghiên cứu đã chứng minh đƣợc vai trò rất quan trọng của các nguyên tố khoáng đối với sự sinh trƣởng, phát triển của cây trồng, đặc biệt là vai trò của các NTVL trong đó có Cu và Mn. Nhƣ công trình nghiên cứu của Spencer và Possingham, 1961; Gonev, 1963; Cheniae và Martin, 1968; Baszynski, 1978; Edwards và Walker, 1980;... Nghiên cứu về vai trò của Cu, Mn đối với sự tăng hàm lƣợng vitamin C, B (Payve, 1957; Kukhteva, 1959;...). Nhiều công trình khác nghiên cứu về vai trò của Cu, Mn đối với sự sinh trƣởng, phát triển, năng suất và phẩm chất cây trồng (Vevesix, 1958; Katya, 1960; Nyjnova, 1956;...) hoặc nghiên cứu về vai trò của Cu, Mn đối với khả năng chống chịu của cây (Makarova và Skonin 1958, Bojenko 1959, Maevxkaia 1960,...) [11], [14].
Ngày nay nhiều nƣớc trên thế giới rất chú trọng việc nghiên cứu và sản xuất các loại phân vi lƣợng góp phần thúc đẩy sự sinh trƣởng, phát triển và nâng cao năng suất cho cây trồng.
Ở Việt Nam:
Nghiên cứu về tác động của NTVL đến thực vật đã đƣợc nhiều tác giả trong nƣớc thực hiện nhƣ: Nghiên cứu về tác động của Mo trên cây đậu Hà Lan, tác động của Cu và Mn đến giống lúa IR74 trồng trong môi trƣờng đất mặn, nghiên cứu ảnh hƣởng của Cu và Mn đến một số chỉ tiêu sinh lý, hóa
sinh và năng suất của một số giống cà chua,... Ngoài ra các tác giả Phạm Đình Thái, 1969; Nguyễn Nhƣ Khanh, 1978; Võ Minh Thứ, 1988, 1992, 1996;...đã nghiên cứu và đi đến kết luận Cu, Mn có tác động tốt đến sinh trƣởng, phát triển làm tăng năng suất của cây trồng [16], [18], [20].
Lê Thị Hƣơng (2004) nghiên cứu NTVL Cu, Zn và Mn xử lý riêng rẽ và hỗn hợp ở nồng độ 0,01% CuSO4 , 0,02% MnSO4, 0,02% ZnSO4 với giống ớt số 01 và F1 số 20 trồng trên đất cát ven biển Quy nhơn cho thấy nhiều chỉ tiêu hoá sinh nhƣ hàm lƣợng nƣớc, hàm lƣợng diệp lục, nitơ trong lá đều tăng so với đối chứng, năng suất quả tăng lên từ 15,15% - 45,63% [15]. Theo công bố mới đây của các tác giả Trƣơng Văn Lung, Bùi Trung và Lê thị Trĩ ( 2005) khẳng định xử lý Mo, Mn và Cu làm tăng sản lƣợng đậu tƣơng giống DH4, cụ thể đối với Mo tăng 42,82%, Mn tăng 21,99% và Cu tăng 15,27% so với đối chứng [21].
Nghiên cứu của Trần Thế Vinh, Võ Minh Thứ (2008), xử lý nguyên tố vi lƣợng Cu 0,02% và Mn 0,03% cũng đã làm tăng năng suất củ cải từ 12- 15% so với đối chứng [29].
Ngiên cứu của Võ Minh Thứ, Trƣơng Thị Huệ, Nguyễn Thành Sơn, Tô Thị Hồng Hoa (2011) xử lý nguyên tố vi lƣợng Cu, Mn trên cây ớt và cà chua cũng đã làm tăng năng suất từ 21,5 - 27,3% , thời gian bảo quản kéo dài từ 5 - 7 ngày so với đối chứng [30].
1.7. Tình hình nghiên cứu và sản xuất ớt trên thế giới và ở Việt Nam
1.7.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất ớt ở trên thế giới
Ớt là loại rau ăn quả gia vị không thể thiếu đƣợc trong bữa ăn hàng ngày, đặc biệt ở vùng Đông Nam Á và nhiều nƣớc nhiệt đới khác. Ớt đƣợc chế biến dƣới nhiều dạng và đã trở thành mặt hàng nông sản xuất khẩu quan trọng. Bởi thế cây ớt là một đối tƣợng nghiên cứu khá rộng rãi về mọi mặt: nguồn gốc, phân loại, giống, sâu, bệnh hại, tác động các biện pháp kỹ thuật thâm canh nhằm tăng năng suất, đến công nghệ chế biến sau thu hoạch, đặc biệt là kỹ thuật làm tƣơng ớt xuất khẩu cũng nhƣ dùng trong nội địa và cả
những nghiên cứu trong lĩnh vực y học ngày càng đƣợc đẩy mạnh. Để đáp ứng nhu cầu của sản xuất nhƣ năng suất cao, phẩm chất tốt, chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh bất lợi (chịu nóng, hạn hán, rét), chống sâu, bệnh (do vi khuẩn, vi rút), các nhà khoa học, Viện nghiên cứu rau quả đã chú ý nhiều về nguồn gen ớt. Vì nguồn gen dùng làm vật liệu khởi đầu để chọn lọc hoặc lai tạo cho giống ớt thích hợp với điều kiện sinh thái mỗi vùng [46].
Nghiên cứu vấn đề sản xuất và bảo quản hạt giống ớt, Vũ Thị Tình (1996) cho biết: Thí nghiệm trên 5 giống ớt trong 2 năm với 2 điều kiện khác nhau (điều kiện lý tƣởng cho giao phấn và điều kiện không lý tƣởng cho giao phấn), kết quả cho thấy: Ớt là cây tự thụ phấn nhƣng tỉ lệ lai tạp tự nhiên có thể chiếm 1 - 46% tùy thuộc vào điều kiện môi trƣờng (ong, bƣớm, gió, nhiệt độ…). Trong điều kiện giao phấn lý tƣởng, tỷ lệ giao phấn biến động từ 15 - 46%, không lý tƣởng là 1 - 14%. Điều này cho thấy điều kiện khác nhau, giống khác nhau thì tỉ lệ giao phấn khác nhau…. Vì vậy, trong công tác thuần giống, phải chú ý cách ly giữa các dòng, giống, để đảm bảo độ thuần cao. Nói chung tần số lai tự nhiên và tự thụ phấn cũng khó đánh giá và so sánh đƣợc ở điều kiện môi trƣờng khác nhau sẽ biểu hiện khác nhau, trong một số trƣờng hợp không quan sát thấy có sự giao phấn [47].
Vấn đề bảo quản hạt giống ớt cũng đƣợc đặt ra: bảo quản nhƣ thế nào để chất lƣợng hạt giống và thời gian sử dụng hạt giống kéo dài. Thông thƣờng khi hạt giống đƣợc đƣa vào bảo quản phải đạt độ khô 94 - 95%, vỏ hạt có màu vàng rơm (hạt ớt phơi khô ở nhiệt độ 30 - 32o
C trong vòng 7 - 10 ngày), chất lƣợng hạt bảo quản tốt hay xấu phụ thuộc vào điều kiện bảo quản. Thí nghiệm cho thấy ở nhiệt độ 20oC, ẩm độ 70% sau 3 tháng tỉ lệ nẩy mầm giảm 50% và sẽ chết hoàn toàn sau 6 tháng cũng bảo quản ở nhiệt độ trên. Thí nghiệm cũng thấy rằng, ẩm độ của môi trƣờng ảnh hƣởng tới hàm lƣợng nƣớc trong hạt, do đó ảnh hƣởng tới tỷ lệ nảy mầm so với nhiệt độ. Nếu bảo quản ở 25 - 35oC ẩm độ môi trƣờng 20% sau 24 tháng bảo quản, tỷ lệ nảy mầm giảm 84 - 95%. Nếu
bảo quản ở 25 - 35oC, ẩm độ 70% hạt sẽ chết hoàn toàn sau 5 tháng. Biết rõ vấn đề này trong công tác bảo quản hạt giống ớt chúng ta sẽ đạt những kết quả tốt hơn [8].
Về sự nảy mầm của hạt, Desai V.G.P.; Patil M.M. và Aniarkar M.V. (Ấn Độ), 1987 đã nghiên cứu ảnh hƣởng của các chất điều hòa sinh trƣởng đến sự nảy mầm của hạt giống ớt ngọt (C. annuum var. grossum). Với giống
ớt Braha, hạt giống đã đƣợc ngâm 24 giờ trong các dung dịch -NAA 10 - 20 ppm, sự nảy mầm đã đƣợc tăng nhanh ở điều kiện ngoài đồng và trong phòng thí nghiệm. Hạt giống đƣợc xử lý -NAA ở nồng độ 10 ppm đã tăng tỉ lệ nảy mầm 95% [38].
Ở Ấn Độ. Desai V.G.P.; Patil M.M. và Aniarkar M.V., 1987 đã nghiên cứu ức chế sự rụng hoa ớt bằng chất điều hòa sinh trƣởng. Kết quả cho thấy tùy theo mùa vụ, tỉ lệ rụng hoa ớt nằm trong khoảng 10 - 15% [33].
Trong y học có nhiều nghiên cứu về tác dụng chữa bệnh của ớt. Theo các nhà nghiên cứu Australia, sử dụng ớt trong những bữa ăn có thể giảm nguy cơ rối loạn insulin liên quan đến bệnh tiểu đƣờng. Ngƣời ta đã tiến hành nghiên cứu ngẫu nhiên 36 ngƣời ở độ tuổi từ 22 - 70 có chế độ sử dụng ớt trong vòng 4 tuần với 3 kiểu, gồm một bữa ăn nhạt không sử dụng gia vị, một bữa ăn ớt sau khi ăn một bữa nhạt, một bữa ăn có ớt trƣớc và sau bữa ăn. Kết quả cho thấy hàm lƣợng insulin cần để kiểm soát sự gia tăng hàm lƣợng glucose trong máu sau khi ăn sẽ giảm nếu bữa ăn có sử dụng ớt. Tác giả đã đƣa ra kết luận ăn ớt có thể giảm nguy cơ mắc bệnh tiểu đƣờng do ăn uống [3].
Nghiên cứu mới của các nhà khoa học Anh, thƣờng xuyên ăn ớt có tác dụng rất tốt trong việc làm chậm quá trình xơ cứng động mạch và quá trình oxy hóa protein trong huyết dịch. Theo đó, ớt có tác dụng khống chế quá trình bài tiết trong dạ dày, kích thích bài tiết chất nhờn mang tính kiềm, có tác dụng phòng trừ và trị liệu viêm loét dạ dày.
Các nhà khoa học thuộc Trung tâm nghiên cứu y khoa Cedars-sinai (Mỹ) tiến hành thử nghiệm trên chuột nhƣ sau: trên cơ thể chuột tiến hành cấy tế bào ung thƣ của ngƣời đồng thời cho chuột uống dung dịch chứa tinh chất ớt 3 lần trên một tuần. Sau đó thấy tế bào ung thƣ tuyến tiền liệt dần dần bị hủy hoại [8]. Bên cạnh đó các nhà khoa học của Viện đại học Pittburg (Mỹ) đã thử nghiệm thành công khả năng chống lại ung thƣ tuyến tụy của chất cay capsaicine trong ớt. Điều này mở ra triển vọng nghiên cứu thuốc trị ung thƣ tuyến tụy từ ớt trong tƣơng lai. Capsaicine lần đầu tiên đƣợc tổng hợp vào năm 1930 bởi E. Spath và SF Darling. Năm 1961, các chất tƣơng tự đƣợc phân lập từ ớt do nhà hóa học Nhật Bản S. Kosuge và Y. Inagaki, đặt tên chúng là capsaicinoid [36]. Capsaicine lần đầu tiên đƣợc đăng ký sử dụng tại Hoa Kỳ năm 1962. Capsaicine đƣợc sử dụng trong thực phẩm ở nhiều nơi trên thế giới bao gồm Hoa Kỳ. Năm 1816 và 1817, Braconnot và Bucholz trích những gì mà họ tin là các thành phần hoạt động, và gọi nó là capsaicine [36].
Một nghiên cứu khác cũng về khả năng giết chết tế bào ung thƣ của hoạt chất cay capsaicine. Nghiên cứu này đƣợc thực hiện bởi bác sĩ Timothy Bates và các cộng sự tại trƣờng đại học Nottingham (Anh Quốc). Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm capsaicine trên các tế bào ung thƣ phổi trong phòng thí nghiệm và tế bào ung thƣ tuyến tụy đã thu đƣợc kết quả đáng kinh ngạc. Theo ông “Bằng chứng tấn công protein của bộ phận cung cấp năng lƣợng cho tế bào ung thƣ, một liều capsaicine sẽ gây ra cái chết tự nhiên cho tế bào ung thƣ mà không gây nguy hại cho các tế bào lành mạnh ở xung quanh”. Điều này mở ra hy vọng mới trong phòng chống ung thƣ. Capsaicine gây nên cái chết tế bào ung thƣ bằng cách tấn công ty thể.
Ở Mỹ ngƣời ta tiến hành nghiên cứu tác dụng gây tê của capsaicine trên chuột. Các nhà nghiên cứu đã tiến hành tiêm liều thuốc chứa capsaicine và QX- 314 (một dẫn xuất của chất gây tê lidocaine). Khi đƣợc kết hợp, capsaicine và
QX-314 ức chế hoạt động của những tế bào thần kinh cảm nhận đau. Capsaicine có khả năng làm hở các lỗ nhỏ chỉ có ở màng tế bào thần kinh cảm nhận đau. Qua những chỗ hở do capsaicine mở ra, QX-314 sẽ thâm nhập vào màng tế bào và làm vô hiệu các tế bào thần kinh cảm nhận đau. [46]
Xuất phát từ giá trị dinh dƣỡng, hiệu quả kinh tế cao, cây ớt ngày càng đƣợc trồng phổ biến và ƣa chuộng. Trong họ cà (Solanaceae), ớt có tầm quan trọng thứ hai, chỉ sau cà chua. Ngày nay ớt đƣợc trồng rộng rãi trên toàn thế giới, đặc biệt nhiều ở các nƣớc châu Mỹ và một số nƣớc châu Á nhƣ: Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Hàn Quốc, Inđônêsia, Việt Nam, Malaysia [13].
Hiện nay ớt trồng có hai loại: Ớt ngọt (Sweet pepper) đƣợc trồng nhiều ở châu Âu, châu Mỹ, một vài nƣớc châu Á và đƣợc dùng nhƣ một loại rau xanh hoặc dùng để chế biến. Ớt cay (Hot pepper) đƣợc trồng phổ biến ở Ấn Độ, châu Phi và các nƣớc nhiệt đới khác. Ở Hàn Quốc, ớt là cây rau chủ lực.
Diện tích trồng cả hai loại trên toàn thế giới (1992) là 1.057.000 ha, đứng thứ năm trong các loại rau trồng. Bên cạnh hình thức sử dụng ớt là loại gia vị, trên thế giới theo tập quán từng vùng, việc dùng ớt rất đa dạng: Ớt đƣợc dùng nhƣ một loại rau xanh hoặc để trộn salat, lá ớt dùng nấu canh, v.v…Có rất nhiều loại thuốc chữa nôn mửa, sốt, khản cổ, đƣợc chế biến từ ớt. Ớt còn đƣợc dùng để chế biến thuốc xua đuổi côn trùng. Ớt đã đƣợc thƣơng mại hóa trên toàn thế giới, công ty Mellhenry ở Lousiana (Mỹ) xuất khẩu mỗi năm trên 100 triệu lọ ớt cay đến hơn 100 quốc gia. Nƣớc Mỹ có diện tích trồng ớt là 24.000 ha, năng suất trung bình 12,5 tấn nhƣng hàng năm vẫn phải nhập khẩu 25 - 30 ngàn tấn ớt [36].
Hàn Quốc với món ăn truyền thống “Kim Chi” ớt là thành phần không thể thiếu đƣợc. Ớt là loại rau chủ lực của nƣớc này, chiếm 60% diện tích trồng rau và 40% tổng sản lƣợng [38]. Tuy trồng ớt đòi hỏi nhiều công lao động, nhƣng vẫn là cây mang lại hiệu quả kinh tế cao cho nông dân. Khu vực Đông
Nam Á, Inđônêsia có sản lƣợng ớt là 440.000 tấn trên diện tích 13.700 ha, Malaysia: 21.000 tấn trên diện tích là 1.685 ha, Philippine 3.625 tấn với diện tích 1.450 ha. Thái Lan: 328.000 tấn với diện tích 121.000 ha. Mặc dù,Thái Lan là nƣớc sản xuất ớt cay lớn nhƣng lƣợng xuất khẩu vẫn nhỏ hơn nhập khẩu. Malaysia xuất khẩu lƣợng ớt tƣơi lớn sang Singapore nhƣng lại nhập khẩu ớt khô từ Trung Quốc, Ấn Độ, Hàn Quốc…Inđônêsia tuy có diện tích trồng ớt lớn nhƣng năng suất thấp do đó vẫn phải nhập khẩu ớt [38].
Trong khu vực Nam Á: Ấn Độ là nƣớc có diện tích trồng ớt lớn nhất thế giới, nên cũng có sản lƣợng lớn nhất thế giới (1.060.000 tấn). Ngoài ra Ấn Độ cũng là nƣớc tiêu thụ và xuất khẩu ớt đỏ, ớt khô lớn nhất thế giới. Xuất khẩu ớt hàng năm của Ấn Độ vào khoảng 80.000 đến 100.000 tấn dƣới nhiều hình thức khác nhau, nhƣ ớt nguyên quả, ớt tƣơi, ớt khô, bột ớt, dầu ớt, nhựa dầu ớt…
Tại Hội thảo Gia vị Thế giới ở New Delhi, các báo cáo cho thấy sản lƣợng ớt ở những nƣớc sản xuất lớn nhƣ Ấn Độ, Trung Quốc, Pêru, Bănglađét, Hungari và những nƣớc khác đang tăng lên, với tốc độ tăng khoảng 5,2%.
Năng suất ớt ở Ấn Độ tăng rất khả quan, từ 1.544 kg/hécta năm 2005 lên 1.550 kg/hécta năm 2009. Trong những năm 2007 và 2008, năng suất đạt lần lƣợt 1.685 và 1.611 kg/ha, nhờ sử dụng các giống ớt lai.
Sản lƣợng ớt Ấn Độ năm 2005 đạt 1185.000 tấn, năm 2006 đạt 1.014.000 tấn, năm 2007 tăng 1.242.000 tấn, năm 2008 ở mức 1297 tấn và năm 2009 đạt 1.167.000 tấn. Hiện nay, Ấn Độ là nƣớc sản xuất ớt lớn nhất thế giới với khoảng 1 triệu tấn mỗi năm [44].
1.7.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất ớt ở Việt Nam
Nghiên cứu về cây ớt ở Việt Nam còn rất nhiều mới mẻ, chủ yếu là Viện Nghiên cứu Rau Quả, Viện Dinh dƣỡng học, Viện Khoa học Nông nghiệp và các trƣờng đại học Nông nghiệp I, đại học Nông Lâm Huế…về một số khía cạnh của cây ớt nhằm phục vụ sản xuất. Tiềm năng phát triển cây ớt ở nƣớc ta
rất to lớn, đặc biệt ở các tỉnh Miền Trung có dải cát ven biển chạy dài trên 30.000 ha đất cát biển đều có khả năng trồng ớt. Do ứng dụng các tiến bộ khoa học về giống, các biện pháp kỹ thuật thâm canh nên khối lƣợng ớt trái vụ đƣợc sản xuất ngày càng nhiều hơn [30].
Về giống, có hai nhóm giống đƣợc trồng là nhóm ớt cay và ớt ngọt. Đã có công trình nghiên cứu chọn tạo giống số 01 của Nguyễn Thị Thuận, có nguồn gốc từ giống ớt nhỏ quả Thái Lan cho năng suất 7 - 10 tấn/ha, có tỷ lệ chất khô cao (trên 20%).
Công ty Syngenta Việt Nam đã cung ứng hai giống ớt cay P34 và P22 cho ngƣời dân vùng Trung Bộ, vùng đồng bằng Sông Hồng. Qua nghiên cứu thực nghiệm ngƣời ta thấy hai giống ớt này thích hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam. Chúng sinh trƣởng mạnh, khả năng phân cành cao, ra hoa tập trung, tỉ lệ đậu quả cao. Khối lƣợng quả 20 g/quả, chiều dài trung bình 16 - 18 cm, đƣờng kính 2 - 2,5 cm, vỏ dày, kháng sâu, bệnh và thích ứng với điều kiện bất lợi tốt [48], [49].
Những nghiên cứu về phân vi lƣợng cho ớt bƣớc đầu đã đƣợc chú ý qua