2026. Hoàng Long. Quy trình các bước thực hiện để ứng dụng marker phân tử cho chọn giống sắn

 2026. Hoàng Long. Quy trình các bước thực hiện để ứng dụng marker phân tử cho chọn giống sắn

Công tác chọn tạo giống sắn hiện đại, việc ứng dụng các marker phân tử (dấu chuẩn phân tử) là một bước tiến mang tính cách mạng. Nó giúp chúng ta không cần chờ cây lớn lên để đánh giá kiểu hình, mà có thể "đọc" trực tiếp từ DNA để sàng lọc các gen tốt (như kháng bệnh khảm lá CMD, năng suất cao, hàm lượng tinh bột cao) ngay từ giai đoạn cây con.

Dưới đây là các bước chuẩn xác nhất để sử dụng marker phân tử trong sàng lọc và chọn giống sắn, kết hợp với công nghệ thông lượng cao và cơ sở dữ liệu mở (như CassavaBase):

Bước 1: Khám phá và lựa chọn hệ thống marker phân tử

Hiện nay, SNPs (Đa hình đơn nucleotide) và SSRs (Trình tự lặp lại đơn giản) là hai dạng marker dựa trên trình tự được sử dụng phổ biến nhất trong phân tích di truyền thực vật.

• SSRs: Rất đa hình, có tính đồng trội và dễ dàng thực hiện thông qua PCR, rất hữu ích cho lập bản đồ và phân tích đa dạng di truyền.
• SNPs: Có mật độ rất cao trong hệ gen (cứ 100-300 bp lại có một SNP), tính ổn định tiến hóa cao, là marker tối thượng để nghiên cứu các tính trạng phức tạp và lập bản đồ mật độ siêu cao.
• DArT (Diversity Arrays Technology): Nếu không có sẵn thông tin trình tự DNA của giống sắn đang nghiên cứu, DArT là một công nghệ lý tưởng và tiết kiệm chi phí vì nó không yêu cầu biết trước trình tự.

Bước 2: Tách chiết DNA chất lượng cao

DNA dùng để phân tích marker cần đạt độ tinh sạch cao. Các mẫu lá sắn hoặc mô sắn được thu thập và chiết xuất DNA. DNA cần phù hợp để các enzyme cắt giới hạn (restriction enzymes) hoạt động và không chứa chất ức chế enzyme polymerase. Thường chỉ cần khoảng 1 DNA ở nồng độ 50-100 là đủ để thực hiện các phân tích thông lượng cao như DArT.

Bước 3: Thực hiện định kiểu gen thông lượng cao (Genotyping)

Tiến hành chạy kiểu gen cho các dòng/quần thể sắn bằng hệ thống đã chọn:

• Với công nghệ DArT: Phương pháp này giảm độ phức tạp của hệ gen sắn bằng cách sử dụng các enzyme cắt giới hạn. Đối với cây sắn, các nghiên cứu thực nghiệm đã chứng minh rằng sự kết hợp giữa enzyme PstI (nhạy cảm với methyl hóa) với TaqI hoặc BstNI mang lại hiệu quả phát hiện đa hình tốt nhất.
• Với SNPs/SSRs: Có thể sử dụng các nền tảng như KASP, Illumina GoldenGate, SNPlex hoặc Genotyping-by-Sequencing (GBS) (như GBS sử dụng enzyme ApeKI phổ biến trên dữ liệu của CassavaBase) để xác định kiểu gen hàng loạt.

Bước 4: Lập bản đồ di truyền và Liên kết marker với tính trạng (QTL / GWAS)

Sau khi có dữ liệu kiểu gen, bước tiếp theo là liên kết chúng với các dữ liệu kiểu hình (như kích thước củ, khả năng kháng sâu bệnh).

• Sử dụng các phần mềm để lập bản đồ di truyền hoặc thực hiện Phân tích tương quan toàn hệ gen (GWAS - Genome-Wide Association Studies) để tìm ra các marker nằm sát hoặc nằm ngay trong các gen quy định tính trạng tốt.
• Các nền tảng mở như CassavaBase hỗ trợ đắc lực việc tích hợp dữ liệu phân tích, theo dõi phả hệ và quản lý thông tin kiểu hình từ các thử nghiệm đồng ruộng.

Bước 5: Chọn giống nhờ sự trợ giúp của Marker (MAS) và Chọn lọc hệ gen (GS)

Khi đã xác định được marker liên kết chặt với gen mong muốn:

• Marker-Assisted Selection (MAS): Các nhà chọn giống sử dụng marker để sàng lọc các cây con lai. Chỉ những cây mang marker chỉ thị "gen tốt" mới được giữ lại đem trồng, giúp tiết kiệm không gian, thời gian và chi phí.
• Genomic Selection (GS): Trong các chương trình chọn giống sắn tiên tiến như NextGen Cassava, người ta sử dụng mô hình dự đoán chọn lọc hệ gen (ví dụ: công cụ solGS trên CassavaBase) để dự đoán giá trị lai tạo của một cây sắn dựa trên toàn bộ dữ liệu SNPs, từ đó ra quyết định chọn lọc cha mẹ cho thế hệ lai tiếp theo một cách chính xác.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Xia, L., Peng, K., Yang, S., Wenzl, P., de Vicente, C., Fregene, M., & Kilian, A. (2005). DArT for high-throughput genotyping of cassava (Manihot esculenta) and its wild relatives. Theoretical and Applied Genetics, 110: 1092-1098. (Bài báo gốc và rất quan trọng về việc tối ưu hóa DArT và sử dụng enzyme TaqI, BstNI cho cây sắn).
2. Gupta, P. K., Roy, J. K., & Prasad, M. (2001). Single nucleotide polymorphisms: A new paradigm for molecular marker technology and DNA polymorphism detection with emphasis on their use in plants. Current Science, 80: 524-535. (Tổng quan về ứng dụng SNPs trong chọn giống cây trồng và lập bản đồ gen).
3. Jaccoud, D., Peng, K., Feinstein, D., & Kilian, A. (2001). Diversity arrays: a solid state technology for sequence information independent genotyping. Nucleic Acids Research, 29: e25. (Tài liệu gốc giải thích nguyên lý hoạt động của công nghệ DArT).
4. Cơ sở dữ liệu CassavaBase (NextGen Cassava Breeding Project). Website: www.cassavabase.org | www.nextgencassava.org. (Đây là nền tảng tin sinh học và quản lý dữ liệu lớn nhất hiện nay cho cộng đồng nghiên cứu sắn, cung cấp các công cụ GWAS, SolGS, phân tích quần thể, tải và xử lý định dạng VCF, KASP, SSRs)

2026 Hoàng Long. Quy trình các bước thực hiện để chuyển gen sắn thành công

2026  Hoàng Long. Quy trình các bước thực hiện để chuyển gen sắn thành công

Thực hiện chuyển gen thành công trên cây sắn (Manihot esculenta), phương pháp tối ưu và phổ biến nhất hiện nay là thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens. Cây sắn tương đối khó thao tác, nên quá trình này đòi hỏi sự chính xác cao để tránh việc tế bào chết hoại hoặc tạo ra các cây "trốn chọn lọc" (escapes).

Quy trình chuyển gen sắn qua Agrobacterium

Bước 1: Chuẩn bị mẫu cấy (Explant Preparation)

• Chọn mô đích: Các mô đích tốt nhất để chuyển gen sắn là huyền phù phôi xốp (FES), tử diệp của phôi soma (kích thước ) hoặc phôi soma đang nảy mầm (GSE - cắt thành các mảnh 25–50 ).
• Tạo vết thương: Để vi khuẩn dễ xâm nhập, sử dụng kim vô trùng (ví dụ kim BD1M dài 38mm) châm nhẹ tạo các vết thương nhỏ trên mô phôi soma nảy mầm hoặc lá đỉnh.

Bước 2: Chuẩn bị vi khuẩn Agrobacterium

• Nuôi cấy vi khuẩn: Sử dụng chủng Agrobacterium tumefaciens LBA4404 mang vector nhị phân (như pHMG, pKYLX hoặc pBI121) chứa gen quan tâm và gen kháng chọn lọc (như kháng hygromycin, paromomycin hoặc chọn lọc bằng mannose).
• Thu sinh khối: Vi khuẩn được nuôi lỏng qua đêm, sau đó ly tâm và hòa huyền phù lại trong môi trường lỏng MS (pH 5.3 - 5.5) có bổ sung acetosyringone, hoặc 1% glucose và 1% galactose. Mật độ quang học () cần được điều chỉnh về mức 0.5 - 1.0 trước khi lây nhiễm.

Bước 3: Lây nhiễm và Đồng nuôi cấy (Inoculation & Co-cultivation)

• Lây nhiễm: Ngâm mẫu cấy vào huyền phù vi khuẩn Agrobacterium trong khoảng 45 phút, lắc nhẹ ở tốc độ 80 rpm.
• Đồng nuôi cấy: Hút bỏ dịch vi khuẩn, thấm khô mẫu cấy bằng giấy lọc vô trùng và chuyển lên môi trường rắn có bổ sung acetosyringone. Ủ mẫu cấy trong bóng tối ở nhiệt độ (thường là ) trong 2 đến 3 ngày.

Bước 4: Rửa vi khuẩn và Chọn lọc (Washing & Selection)

• Rửa vi khuẩn: Rửa sạch mẫu cấy bằng nước vô trùng, sau đó rửa 2-3 lần bằng môi trường MS lỏng chứa kháng sinh carbenicillin (hoặc cefotaxime) để tiêu diệt triệt để vi khuẩn. (Lưu ý: Có thể lấy một vài mẫu để nhuộm thử GUS trong 3-6 giờ ở , nếu xuất hiện kết tủa xanh đậm chứng tỏ T-DNA đã chuyển thành công).
• Chọn lọc: Chuyển mẫu cấy lên môi trường chọn lọc chứa kháng sinh đặc hiệu (ví dụ hygromycin hoặc paromomycin) và carbenicillin để kìm hãm tế bào không mang gen và diệt vi khuẩn còn sót lại.

Bước 5: Tái sinh phôi và Phát triển chồi (Regeneration)

• Các mô sống sót qua chọn lọc trong 4-6 tuần sẽ tiếp tục phát triển. Đối với huyền phù phôi xốp hoặc phôi nảy mầm, chuyển sang môi trường trưởng thành phôi (RM1 hoặc MSN) có chứa kháng sinh chọn lọc.
• Đối với mô tử diệp, cắt các mầm chồi đang nhú chuyển sang môi trường kéo dài chồi (CEM), rồi sau đó chuyển chồi đã dài (khoảng 1-2 cm) sang môi trường sinh trưởng (CBM hoặc 4E).

Bước 6: Thử nghiệm ra rễ và Thích nghi nhà màng (Rooting & Acclimatization)

• Thử nghiệm ra rễ: Để loại bỏ hoàn toàn các cây "trốn chọn lọc" (escapes), cắt các chồi non cấy vào môi trường ra rễ (như 17N hoặc CBM) có bổ sung kháng sinh (ví dụ hygromycin). Chỉ cây chuyển gen thực sự mới ra rễ bình thường. Trích xuất DNA lá để xác nhận PCR.
• Đưa ra nhà màng: Rửa sạch thạch, trồng cây vào chậu chứa hỗn hợp đất và vermiculite (tỷ lệ 3:1). Trùm kín cây bằng túi nilon trong suốt để giữ độ ẩm cao trong 2-4 tuần đầu ở điều kiện ánh sáng tự nhiên, nhiệt độ , sau đó mở dần để cây thích nghi.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Zhang, P. & Puonti-Kaerlas, J. (2004). "Regeneration of Transgenic Cassava From Transformed Embryogenic Tissues". Methods in Molecular Biology, vol. 286: Transgenic Plants: Methods and Protocols (L. Peña, ed.), Humana Press, pp. 165-176. (Tài liệu này hướng dẫn rất chi tiết quy trình sử dụng huyền phù phôi xốp (FES) và tử diệp của phôi soma để chuyển gen thông qua Agrobacterium).
2. Msikita, W., Ihemere, U., Siritunga, D., & Sayre, R. T. (2006). "Cassava (Manihot esculenta Crantz)". Methods in Molecular Biology, vol. 344: Agrobacterium Protocols, 2/e, volume 2 (Kan Wang, ed.), Humana Press, pp. 13-24. (Tài liệu này tập trung vào quy trình chuẩn cho hệ thống sử dụng phôi soma nảy mầm (GSE) cũng như chồi nách, lá đỉnh và các đánh giá về chất chọn lọc như paromomycin)

2026 Hoàng Long. Quy trình các bước thực hiện để nuôi cây mô sắn thành công

2026 Hoàng Long. Quy trình các bước thực hiện để nuôi cây mô sắn thành công

Để nuôi cấy mô sắn thành công, đặc biệt là trong các nghiên cứu cải tiến giống và chuyển gen, hệ thống tạo phôi soma (somatic embryogenesis) và mô sẹo phôi xốp (friable embryogenic callus - FEC) là phương pháp chuẩn xác và hiệu quả nhất. Cây sắn là đối tượng tương đối khó thao tác (recalcitrant), do đó cần tuân thủ nghiêm ngặt quy trình các bước sau đây:

Bước 1: Nuôi cấy tạo phôi soma sơ cấp (Primary Somatic Embryogenesis)

• Mẫu cấy (Explant): Sử dụng chồi ngọn, chồi nách hoặc các thùy lá non (kích thước nhỏ hơn 4 mm) được lấy từ cây in vitro.
• Môi trường: Đặt mẫu cấy lên môi trường MS (Murashige and Skoog) có bổ sung auxin mạnh như 2,4-D (8 mg/L) hoặc picloram (12 mg/L).
• Điều kiện ủ: Nuôi cấy trong bóng tối hoặc dưới ánh sáng rất yếu (khoảng 10-20) ở nhiệt độ 26°C. Sau 14 đến 25 ngày, mẫu cấy sẽ bắt đầu hình thành các cụm mô sẹo phôi đặc (Compact Embryogenic Callus - CEC) hoặc các phôi hình cầu sơ cấp.

Bước 2: Cảm ứng tạo mô sẹo phôi xốp (FEC - Friable Embryogenic Callus)

• Nuôi cấy: Chọn lọc các cụm mô sinh phôi chất lượng cao (CEC) và chuyển sang môi trường rắn GD (Gresshoff and Doy) có chứa 10-12 mg/L picloram.
• Chọn lọc liên tục: Cấy truyền định kỳ 3-4 tuần một lần. Trong quá trình này, các em phải dùng kính hiển vi soi nổi để loại bỏ phần mô sẹo không sinh phôi và chỉ giữ lại cấu trúc FEC tinh sạch (có màu vàng nhạt, cực kỳ xốp, chứa các cụm tế bào chất đặc).

Bước 3: Nuôi cấy tế bào huyền phù (Suspension Cultures - Tùy chọn để nhân nhanh)

• Chuyển khoảng 100-500 mg FEC tinh sạch vào bình tam giác chứa môi trường lỏng SH (Schenk and Hildebrandt) bổ sung 10-12 mg/L picloram.
• Đặt trên máy lắc với tốc độ 108-120 vòng/phút dưới ánh sáng liên tục và phải thay môi trường lỏng thường xuyên (2 lần/tuần hoặc mỗi 3 ngày) để duy trì sức sống của tế bào.

Bước 4: Phát triển phôi và tái sinh chồi (Regeneration) Quy trình tái sinh cây hoàn chỉnh từ FEC trải qua các giai đoạn thay đổi hormone:

• Tạo phôi hình thủy lôi (Torpedo stage): Chuyển FEC sang môi trường MS bổ sung 1 mg/L NAA trong 4-6 tuần.
• Trưởng thành phôi (Maturation): Tách các phôi hình thủy lôi chuyển sang môi trường MS bổ sung 0.1 mg/L BAP. Sau 2-6 tuần, phôi sẽ phát triển rõ trụ dưới lá mầm và có lá mầm xanh (cotyledonary stage).
• Kéo chồi (Shoot development): Chuyển các phôi trưởng thành sang môi trường MS có 0.4 - 1 mg/L BAP. Từ 4-8 tuần, phôi sẽ đâm chồi.

Bước 5: Ra rễ và thích nghi nhà màng (Acclimatization)

• Cắt các chồi non chuyển sang môi trường MS cơ bản (có thể giảm nồng độ khoáng xuống 1/3) bổ sung 1 mg/L NAA (hoặc không cần hormone) để kích thích ra rễ.
• Khi cây con đạt 2-4 cm, rửa sạch agar khỏi rễ, đem trồng vào chậu chứa hỗn hợp đất và cát sạch (tỷ lệ 1:3). Che phủ nilon trong 1 tuần đầu để duy trì độ ẩm cao, sau đó mở dần để cây thích nghi với điều kiện nhà màng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Zhang, P., & Puonti-Kaerlas, J. (2004). Regeneration of Transgenic Cassava From Transformed Embryogenic Tissues. (Tài liệu này cung cấp công thức môi trường, cách chọn mẫu cấy, quy trình tạo FEC, cũng như các bước nuôi cấy huyền phù tế bào và tái sinh chồi).
2. Raemakers, K., Pereira, I., Koehorst van Putten, H., & Visser, R. (2005). Indirect Somatic Embryogenesis in Cassava for Genetic Modification Purposes. (Tài liệu này trình bày chi tiết quá trình tạo phôi sinh dưỡng gián tiếp, từ lúc xử lý lá sắn trên môi trường GD và chuyển đổi hormone tuần tự để tái sinh thành cây con hoàn chỉnh).

2026. TS Hoàng Long. Quy trình chuẩn để tối ưu việc nghiên cứu cây sắn

 2026. TS Hoàng Long. Quy trình chuẩn để tối ưu việc nghiên cứu cây sắn 

Nghiên cứu cây trồng, đặc biệt là với một đối tượng có bộ gen phức tạp và chu kỳ sinh trưởng dài như cây sắn (Manihot esculenta) cần có những định hướng. Tiếp cận nghiên cứu cây sắn từ mức độ phân tử, tin sinh học cho đến thực nghiệm nuôi cấy mô, chuyển gen và đánh giá sinh lý ngoài nhà màng một cách chuẩn xác và tiết kiệm nhất, các quy trình chuẩn (protocol) đã được tối ưu hóa như sau:

1. Ứng dụng Tin sinh học và Xử lý Dữ liệu lớn (Genomics & Bioinformatics)

• Khai thác cơ sở dữ liệu NCBI: Các em hãy sử dụng hệ thống Entrez, Map Viewer và PlantBLAST trên NCBI để tìm kiếm gen, bản đồ di truyền và các trình tự ESTs, BAC-ends của sắn. Việc chú thích gen (Gene Annotation) bao gồm chú thích cấu trúc (tìm vùng exon, intron) và chú thích chức năng (dựa trên tương đồng protein) là bước đầu tiên bắt buộc.
• Công nghệ DArT (Diversity Arrays Technology): Để lai tạo giống và phân tích đa dạng di truyền số lượng lớn, các em không nên dùng các marker cũ tốn kém. Hãy dùng DArT. Đây là công nghệ định kiểu gen thông lượng cao (high-throughput genotyping) có chi phí thấp và không yêu cầu phải biết trước trình tự DNA. Công nghệ DArT đã được ứng dụng rất thành công trên cây sắn và các loài họ hàng hoang dại của nó để lập bản đồ gen thông lượng cao.

2. Quy trình Thực nghiệm Phòng Lab (Nuôi cấy mô, Chuyển gen & Chỉnh gen)

Sau khi đã có mục tiêu gen từ tin sinh học, các em tiến hành các bước in vitro. Cây sắn rất khó thao tác nếu không dùng đúng protocol:

• Tách chiết mRNA chất lượng cao: Sắn chứa rất nhiều RNase và các chất chuyển hóa thứ cấp. Các em phải dùng dung dịch đệm chứa 4M Guanidinium thiocyanate và -mercaptoethanol để bất hoạt hoàn toàn RNase. Mô sắn phải được nghiền thật mịn trong nitơ lỏng. Quy trình này đảm bảo thu được 1-2 mg RNA tổng số chất lượng cao trên mỗi lần tách chiết.
• Nuôi cấy mô và tạo mô sẹo phôi xốp (FEC): Để chuyển gen, mô đích tốt nhất là huyền phù phôi xốp (FES) hoặc tử diệp của phôi soma. Các giống sắn chuẩn thường dùng làm model là TMS60444 và MCol22. Phôi được tạo ra trên môi trường MS có bổ sung picloram hoặc 2,4-D.
• Chuyển gen qua Agrobacterium: Sử dụng chủng Agrobacterium tumefaciens (như LBA4404) mang vector nhị phân (ví dụ pHMG hoặc pKYLX). Gây nhiễm và đồng nuôi cấy (co-cultivation) mô sắn với vi khuẩn trong 3 ngày có bổ sung acetosyringone. Sau đó, chọn lọc tế bào chuyển gen bằng kháng sinh hygromycin hoặc paromomycin. Có thể dùng phân tích GUS (nhuộm màu xanh) để loại bỏ các mô "trốn chọn lọc" (escapes).
• Ức chế gen bằng virus (VIGS): Nếu việc tạo cây sắn chuyển gen ổn định quá mất thời gian, các em hãy dùng hệ thống Virus-Induced Gene Silencing (VIGS). Đây là kỹ thuật biểu hiện tạm thời giúp đánh giá nhanh chức năng gen. Đối với sắn, các vector VIGS đã được phát triển từ virus khảm sắn Châu Phi (African cassava mosaic virus - ACMV).

3. Đánh giá Sinh lý học và Hóa sinh

Một trong những vấn đề quan trọng nhất của sắn là độc tính do cyanogenic glucosides (chủ yếu là linamarin) sinh ra axit xyanhydric (HCN).

• Định lượng Cyanide: Thay vì các phương pháp đắt tiền, hãy dùng quy trình giấy thử natri picrate (sodium picrate). Khi HCN thoát ra từ mẫu sắn, nó sẽ khử natri picrate tạo thành hợp chất màu đỏ. Các em chỉ cần đo độ hấp thụ quang học ở bước sóng 510 nm hoặc 520 nm so với đường chuẩn KCN để tính chính xác hàm lượng độc tố.

4. Quy trình Nhà màng (Greenhouse) và Bảo tồn giống

Sau khi đã có cây chỉnh gen hoặc giống mới, việc đưa ra nhà màng và lưu trữ cần được chuẩn hóa:

• Công nghệ hạt nhân tạo (Synthetic seeds/Encapsulation): Để dễ dàng vận chuyển và gieo trồng trong nhà ươm, các em hãy bọc các chồi vi nhân giống (microcuttings) hoặc phôi soma sắn trong vỏ bọc calcium alginate. Cấu trúc này vừa bảo vệ mô, vừa chứa nội nhũ nhân tạo cung cấp dinh dưỡng cho phôi sắn phát triển thành cây con.
• Bảo quản lạnh sâu (Cryopreservation): Để lưu giữ nguồn gen các giống sắn đột biến mà không tốn chi phí cấy truyền liên tục, hãy dùng phương pháp bảo quản lạnh sâu ở nitơ lỏng (-196°C). Đối với sắn, giao thức đóng gói-thủy tinh hóa (encapsulation-vitrification) hoặc đông lạnh dạng giọt (droplet freezing) sử dụng các chất bảo vệ lạnh như PVS2 hoặc DMSO đã được chứng minh là thành công.

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Dunn, A. (1996). Isolation of Messenger RNA from Plant Tissues. Trình bày chi tiết quy trình tách chiết RNA chất lượng cao từ sắn bằng Guanidinium thiocyanate.
2. Kilian, A., et al. (2012). Diversity Arrays Technology: A Generic Genome Profiling Technology on Open Platforms. Hướng dẫn sử dụng DArT để phân tích gen thông lượng cao, có nhắc đến ứng dụng trên sắn (Xia et al., 2005).
3. Ouyang, S., et al. (2008). Plant Genome Annotation Methods. Hướng dẫn sử dụng các công cụ tin sinh học và NCBI để chú thích gen thực vật.
4. Zhang, P. & Puonti-Kaerlas, J. (2004). Regeneration of Transgenic Cassava From Transformed Embryogenic Tissues. Cung cấp protocol chuẩn để tạo phôi soma và chuyển gen sắn bằng Agrobacterium.
5. Msikita, W., et al. (2006). Cassava (Manihot esculenta Crantz) Transformation. Mô tả chi tiết việc sử dụng phôi soma nảy mầm và lá đỉnh của sắn để chuyển gen qua Agrobacterium.
6. Lange, M., et al. (2010 / 2013). Virus-Induced Gene Silencing (VIGS) in Plants: An Overview... Hướng dẫn hệ thống vector VIGS sử dụng virus khảm sắn (ACMV) để đánh giá nhanh chức năng gen trên sắn.
7. Makkar, H.P.S., et al. (2007). Cyanogenic Glucosides/Cyanogens. Cung cấp phương pháp định lượng độc tố xyanua trong sắn bằng giấy picrate.
8. Standardi, A. & Micheli, M. (2012). Encapsulation of In Vitro-Derived Explants: An Innovative Tool for Nurseries. Kỹ thuật tạo hạt sắn nhân tạo (synthetic seeds) bằng alginate.

Benson, E.E., et al. (2007). Cryopreservation of Shoot Tips and Meristems. Hướng dẫn quy trình bảo quản lạnh sâu đỉnh sinh trưởng (vitrification/droplet freezing) áp dụng cho sắn

 

Chương 2
SINH HỌC CÂY SẮN

2.1    Đặc điểm thực vật học cây sắn (rễ, thân, lá, bông, hoa, quả, hạt)

2.2    Quy luật sinh học của cây sắn

2.3    Các giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây sắn .

2.3    Nghiên cứu  sinh lý của cây sắn .

2.4    Nghiên cứu di truyền cây sắn .

 

2.1 Đặc điểm thực vật học cây sắn

Sắn (Manihot esculenta Crantz) là cây lương thực ăn củ hàng năm có thể sống lâu năm, hiện được trồng nhiều ở vùng nhiệt đới châu Phi, châu Á và Nam Mỹ. Cây sắn cao 2- 3 m, lá khía thành nhiều thùy, rể ngang phát triển thành củ và tích luỹ tinh bột, thời gian sinh trưởng biến động từ 3 tháng đến 36 tháng,  thông thường là 10-12 tháng,  tùy thuộc giống, vụ trồng, nơi trồng và mục đích sử dụng.

2.1.1 Rễ sắn

Rễ sắn có rễ con (rễ tơ) và rễ củ.

Rễ con: rễ ở mô phân sinh (rễ mô sẹo /rễ trên mặt cắt / rễ gốc) và rễ từ mắt hom dưới đất (rễ bên). Rễ con lúc đầu mọc dài theo hướng ngang sau đó phát triển theo hướng xuyên xuống sâu. Rễ cái đối với cây mọc từ hạt mọc theo hướng thẳng đứng và từ rễ cái sẽ mọc ra nhiều rễ con. Rễ con chủ yếu làm nhiệm vụ hút nước và dinh dưỡng để nuôi cây. Rễ con nếu gặp điều kiện không thuận lợi sẽ mọc đâm sâu để hút nước và dinh dưỡng. Đa số các rễ con phải đâm sâu xuống đất để làm nhiệm vụ hút nước nên ít hình thành rễ củ.

Rễ củ: được hình thành do sự phình to và tích lũy tinh bột của rễ con. Rễ con tập trung được nhiều dinh dưỡng, khi gặp điều kiện thuận lợi tượng tầng sẽ phát triển mạnh tạo thành củ. Những rễ con phát triển ở những mô phân sinh thường tập trung nhiều dinh dưỡng nên phần lớn những rễ này dễ phát triển thành củ. Củ thường phát triển theo hướng nằm ngang hoặc chếch xuyên sâu vào đất. Hình dạng củ thường nhọn hai đầu, chiều dài biến động trung bình từ 40 – 50 cm. Đường kính củ thay đổi trung bình từ 5 – 7 cm. Nhìn chung, kích thước cũng như trọng lượng củ thay đổi theo giống, điều kiện canh tác và độ màu mỡ của đất (Đinh Thế Lộc và ctv, 1997). Hai loại rễ này không khác nhau về cấu tạo và đều có thể phát triển thành củ, nhưng thực tế, đa số củ được hình thành là rễ của mô phân sinh. Vì vậy trong điều kiện đất đủ ẩm và giàu dinh dưỡng, sự phân hoá và hình thành củ nhiều.

Mặt cắt ngang của một củ sắn có vỏ gỗ, vỏ thịt, thịt củ và lõi củ. Giữa vỏ thịt và thịt củ có tầng sinh gỗ. Trong thịt củ có các mạch dẫn nhỏ bao quanh các tế bào hóa gỗ  (Hình 2.1)

 

Hình 2.1 Mặt cắt ngang một củ sắn

(Hoàng Kim, Phạm Văn Biên 1996 trích dẫn theo Miege và Obaton, 1954)

Trong thực tế để đơn giản hơn, người ta chia củ sắn làm bốn  phần: 1) vỏ ngoài chiếm :0,5- 2,0 % trọng lượng củ; 2) vỏ trong chiếm 8 - 15% trọng lượng củ, có màu hồng, dễ tách khỏi củ 3) thịt củ là phần chủ yếu của củ, có rải rác các bó mạch gỗ; 4) lõi củ: do tế bào mạch gỗ trung tâm hình thành.

Thời gian hình thành củ khoảng 1,5 -2 tháng sau trồng tùy thuộc giống, điều kiện khí hậu thời tiết, phẩm chất hom giống và kỹ thuật trồng trọt.. Sắn có thể sống nhiều năm, đến mùa thu hoạch mà không dỡ củ thì cây vẫn sống bình thường, năm sau sẽ ra đợt lá mới và củ sẽ hình thành những vòng bột mới. Củ sắn to hơn nhưng cũng nhiều xơ hơn.

 2.1.2 Thân sắn

Sắn thường có một thân đơn, mọc thẳng, thuộc loại thân gỗ cao trung bình từ 2 - 3 m, đường kính thân trung bình 2 – 6 cm, giữa thân có lõi trắng và xốp nên rất yếu. Màu sắc thân tùy thuộc vào giống và từng giai đoạn phát triển của cây. Thân non có màu xanh hoặc màu đỏ tía. Thân già màu sắc thay đổi thành màu vàng, vàng tro, xám, trắng bạc hay xám lục. Thân có nhiều mắt sắp xếp xen kẽ nhau theo vị trí của lá, nhìn bề ngoài thân khúc khuỷu, xù xì (Đinh Thế Lộc và ctv, 1997) [4].

Thân sắn có phân nhánh hoặc không phân nhánh tuỳ thuộc giống. Các nhà khoa học phân biệt: sự phân cành sớm (tại gốc hoặc thân sát gốc) hay phân cành muộn (trên thân ngọn hoặc ngọn cây). Góc độ phân cành có thể nhiều hay ít (Hình 2.2). Sự tìm hiểu tập tính phân cành của các giống sắn có ý nghĩa quan trọng để xác định mật độ thích hợp cho sự trồng xen.

 

Hình 2.2 Kiểu phân cành và góc độ phân cành của sắn

(Hoàng Kim, Phạm Văn Biên 1996 trích dẫn theo CIAT 1985)

Sắn thông thường có đường kính ở gốc thân biến động từ 2-6cm. Màu sắc thân khác biệt tùy giống: màu xanh xám, màu xám đậm, màu xám nhạt, màu tím đỏ, màu vàng, màu nâu. Thân sắn có các sẹo lá, đó là những dấu vết của lá rụng để lại trên thân. Chiều dài lóng đựơc tính từ vết sẹo lá đến vết sẹo lá khác thẳng hàng ở trên nó. Tập tính phân cành, màu sắc thân, sẹo lá và chiều dài lóng là những đặc tính để nhận diện giống. Mặt cắt ngang của một thân sắn gồm: lõi xốp, tế bào gỗ, tầng sinh gỗ, libe, mô mềm, sợi vòng và vỏ (Hình 2.3)

 

Hình 2.3 Mặt cắt ngang một thân sắn

(Hoàng Kim, Phạm Văn Biên 1996 trích dẫn theo Miege và Obaton, 1954).

2.1.3 Lá sắn

Lá sắn thuộc loại lá đơn phân thùy sâu, có gân lá nổi rõ ở mặt sau. Số thùy sắn biến động từ 3-9. Lá mọc so le, xếp trên thân theo đường xoắn ốc. Lá non ở ngọn sắn thường có màu xanh hay tím. Lá già màu xanh, chiều dài từ 8-20 cm, chiều rộng 1-6 cm. Mặt trên lá thường có màu xanh thẫm, mặt dưới có màu xanh nhạt. Phiến lá có biểu bì, mặt trên có tầng cutin rất rõ, tiếp đó là mô dậu, mô xốp và màng biểu bì ở dưới lá: Biểu bì dưới mịn. Mặt dưới lá có nhiều khí khổng: khoảng 700 khí khổng /1mm² lá. Lá sắn có nhiều lông tơ. Mật độ và số lượng lông tơ phụ thuộc tuổi lá.

Cuống lá , dạng lá, tai lá, màu sắc lá non, màu sắc là già là những đặc tính quan trọng để phân biệt giống. Cuống lá dài khoảng 9-20 cm có màu xanh, tím hoặc xanh điểm tím tùy giống. Dạng lá và màu sắc lá non khác biệt nhiều giữa các giống. Mỗi lá có hai tai lá mọc kèm cuống lá dài trung bình 0.5-1,0 cm và thường rụng khi già.

Độ đậm nhạt màu sắc lá không chỉ phụ thuộc giống mà còn phụ thuộc chế độ dinh dưỡng trong đất và kỹ thuật bón phân. Lá sắn sẽ bị giảm tuổi thọ khi không cung cấp đủ dinh dưỡng, thiếu nước hoặc thiếu ánh sáng. Để lá sắn phát triển tốt cần có mùa vụ thích hợp và chế độ phân bón hợp lý Ruộng sắn không bị che nắng, “vống sinh lý”. Hệ số diện tích lá đạt 4,0-5,0 thì hiệu suất quang hợp thuần cúa sắn là cao nhất.

2.1.4 Hoa quả

Hoa sắn là hoa đơn tính, có hoa đực và hoa cái trên cùng một chùm hoa. Hoa cái không nhiều mọc ở phía dưới cụm hoa và nở trước. Hoa đực nhỏ hơn và mọc ở phía trên.

Hoa cái có cuống dài hơn hoa đực và đài hoa cũng to hơn. Tuy nhiên, cũng có một số giống sắn có hoa lưỡng tính (Ninan và Abraham, 1972). Hoa cái có 5 lá đài, màu đỏ tía hay xanh lục. Bầu noãn có 6 cánh và 3 lá noãn nhẵn, trên bầu có vòi nhụy ngắn với ba đầu nhụy được cắt cuốn một cách tinh tế (Hình 2.4).

Hình 2.4 Hoa sắn
Hoa đực (A) hoa cái (B)

Hoa đực gồm 5 lá đài dính liền với nhau trên một nửa chiều dài nhẵn ở trong và có lông ở ngoài. Hoa có 10 nhị đực mọc lên từ thùy của một núm phía dưới và được bố trí thành hai vòng. Cuống nhị mảnh, dài ở vòng nhị ngoài và mập, ngắn ở vòng nhị trong (Hình 2.4). Hạt phấn mềm có ba ngăn. Màng ngoài của hạt phấn có gai nhỏ để tăng khả năng bám dính.

Tập tính ra hoa của sắn phụ thuộc giống và điều kiện sinh thái nơi đất trồng. Không phải tất cả các giống sắn đều có hoa. Ở Việt Nam, sắn trồng ở các tỉnh phía Nam thường ra hoa nhiều hơn ở các tỉnh phía  Bắc. Đặc biệt vùng Đức Trọng (Lâm Đồng) sắn rất dễ ra hoa và có tỷ lệ đậu quả cao.

Quả sắn lá loại quả nang, màu nâu nhạt đến đỏ tía, đường kính khoảng 1.0-1.5cm. Quả có 6 cánh chia làm ba ngăn, mỗi ngăn có một hạt (Hình 2.5)

 

Hình 2.5 Quả sắn và cây sắn cho quả

Dạng hình lý tưởng của một cây sắn đạt năng suất cao đã được xác định như sau (Jennings, 1972, Cosk, 1978, Cosk và cộng tác, 1979): 1) Thân: một thân độc nhất mọc từ hom;  ít hoặc chậm phân nhánh; lóng ngắn và chiều cây cây giới hạn ở 2 m; 2) Lá: chỉ số diện tích lá: 3,0 – 3,5; phiến lá lớn; tuổi thọ lá cao; dáng lá đứng (góc độ của cuống lá và thân hẹp); 3) Củ: khoảng 8 củ thuôn dài và đồng đều; củ chắc, cuống củ ngắn, dạng củ đẹp, dễ bóc vỏ; hệ số thu hoạch cao.

2.2 Các giai đoạn sinh trưởng phát triển

Sắn được chia làm 4 thời kỳ sinh trưởng phát triển: Thời kỳ sinh rễ và mọc mầm; thời kỳ phát triển hệ rễ; thời kỳ phát triển thân lá;  thời kỳ phát triển củ.

2.2.1 Thời kỳ sinh rễ và mọc mầm

Trong điều kiện khí hậu thuận lợi (nhiệt độ 20^OC - 35^OC, ẩm độ đất đạt 70-80% độ ẩm tối đa đồng ruộng) sau trồng 3-5 ngày sắn bắt đầu mọc rễ đầu tiên và tiếp tục mọc cho đến ngày thứ 15-20. Từ ngày thứ 8-10 sau trồng sắn bắt đầu mọc mầm. Khi thời tiết không thuận lợi như khô hạn kéo dài sau trồng (nhiệt độ >40 ^OC; Ẩm độ đất < 60%), sắn mọc mầm và sinh rễ con chậm, 12-15 ngày mới mọc mầm. Sắn khó sinh rễ trên các mắt đốt . Tùy theo đặc điểm thời tiết khí hậu và điệu kiện sinh thái cụ thể của từng vùng mà lựa chọn thời vụ trồng thích hợp nhất.

Trên hom sắn sinh hai loại rễ: rễ ở mô phân sinh (rễ mô sẹo /rễ trên mặt cắt / rễ gốc) và rễ từ mắt hom dưới đất (rễ bên). Hai loại rễ này không khác nhau về cấu tạo và đều có thể phát triển thành củ. Nhưng thực tế, đa số củ được hình thành là rễ của mô phân sinh vì những rễ này được tập trung nhiều dinh dưỡng, nên phân hoá thành rễ dầy nhiều sẽ có cơ hội hình thành củ nhiều. Rễ bên đa số là rễ con mảnh, làm chức năng hút nước và dinh dưỡng là chủ yếu. Trong kỹ thuật chặt hom xiên vừa phải không ảnh hưởng tới mắt hom và trồng đúng thời vụ sẽ có nhiều củ.

Số mầm trên thân phụ thuộc vào cách đặt hom và chất lượng hom: Đặt ngang hom sắn sẽ có nhiều mầm hơn hom đứng. Hom bảo quản tốt không bị xốp hoá ở giữa hom thì sắn dễ mọc, mầm khoẻ và nhiều mầm. Thời kỳ này kéo dài khoảng 2-3 tuần.

2.2.2 Thời kỳ phát triển hệ rễ.

Đặc điểm thời kỳ phát triển hệ rễ là phát triển nhanh và mạnh cả về số lượng và chiều dài. Rễ mới sinh ra hướng sâu dần xuống đất và dài ra, làm nhiệm vụ hút nước giúp cho các hoạt động sinh hoá để mầm và rễ sinh trưởng. Rễ con được sinh ra một thời gian, chúng được phân hoá thành những rễ dầy và rễ mảnh. Rễ dầy chủ yếu là rễ ở mô phân sinh. Những rễ dầy gặp điều kiện thuận lợi về thời tiết và dinh dưỡng dễ dàng phân hoá thành củ, phát triển song song với mặt đất. Các rễ mảnh đâm sâu hơn xuống đất để làm nhiệm vụ cung cấp nước và phần ít dinh dưỡng nuôi cây.

Thời kỳ phát triển hệ rễ, tốc độ phát triển thân lá còn chậm. Thân mầm sinh trưởng chủ yếu dựa vào chất dự trữ trong hom. Khi chất dự trữ đã cạn kiệt sẽ làm mầm sinh trưởng chậm lại, lá nhỏ và chuyển màu vàng. Điều này xãy ra khoảng 20 ngày đến 1 tháng sau trồng. Trong kỹ thuật thâm canh, cần cung cấp bổ sung dinh dưỡng (bón thúc lần một) khoảng 20 ngày đến 1,0 tháng sau trồng đối với giống sắn ngắn ngày và bón sau trồng 1,0-1,5 tháng cho giống sắn dài ngày.

2.2.3 Thời kỳ phát triển thân lá

Đặc điểm chủ yếu của thời kỳ này là hệ rễ đã phát triển đầy đủ. Rễ củ đã hình thành và tượng tầng hoạt động mạnh. Đối với những giống ngắn ngày thì củ đã phát triển và bắt đầu tích luỹ chất khô sớm hơn so với giống dài ngày.

Tốc độ phát triển thân lá mạnh dần. Thân vươn cao khoảng 4cm /ngày và hoá gỗ dần trở lên cứng cáp. Thời gian từ tháng thứ 4 đến tháng thứ 6 sắn sinh trưởng mạnh nhất. Lá và diện tích lá tăng nhanh, quang hợp mạnh và tích luỹ vật chất khô cao. Diện tích lá biến động từ 50-400 cm²/lá. Diện tích lá không chỉ phụ thuộc vào khả năng cung cấp phân bón, chăm sóc mà còn phụ thuộc vào giống. Chỉ số diện tích lá tháng thứ 4 đạt khoảng 3,0 - 3,5, tháng thứ 6 đạt 4,5 - 5,0 ở mức cao nhất. Tuổi thọ trung bình của lá: 40-140 ngày, làm tăng tuổi thọ lá sẽ làm tăng năng suất.

Sự phân cành sắn cũng được hình thành trong thời kỳ này. Mức độ phân cành là tùy thuộc giống và điều kiện sinh thái. Cuối thời kỳ phát triển thân lá, sắn bắt đầu ra hoa. Không phải tất cả các giống sắn đều có hoa. Tập tính ra hoa của sắn phụ thuộc vào giống và điều kiện sinh thái nơi trồng: Vùng nóng ấm và biên độ ngày và đêm cao sắn ra nhiều hoa hơn vùng lạnh và vĩ độ cao. Sắp xếp thời vụ để sắn sinh trưởng thân lá trong điều kiện có mưa; tuyển chọn giống sắn có dạng hình lý tưởng, cung cấp đủ nước và chất dinh dưỡng là những điểm kỹ thuật cần lưu ý của thời kỳ này

2.2.4 Thời kỳ phát triển củ

Theo Williams (1974): Thời kỳ phát triển củ thì song song với việc giảm tốc độ sinh trưởng của thân lá và các rễ hút, rễ con. Trong thời kỳ này thân sắn hoá gỗ mạnh, tốc độ ra lá chậm lại. Những lá phía dưới hoá già và rụng dần. Những giống sắn có năng suất cao thường có tuổi thọ lá dài.

Tốc độ lớn của củ chia làm ba giai đoạn: Giai đoạn 1- 3 tháng sau trồng là  hình thành củ, tốc độ củ lớn chậm; Giai đoạn 4-7 tháng sau củ lớn rất nhanh; Giai đoạn 8-10 tháng sau trồng, củ tích lủy bột; tốc độ củ lớn chậm dần.

Trọng lượng củ phụ thuộc lớn vào giống sắn, kỹ thuật trồng trọt, điều kiện ngoại cảnh Những cây sắn lưu niên già, các bó mạnh gỗ ở củ hoá gỗ mạnh, nên củ nhiều xơ và xơ cứng. Năng suất ở sắn lưu niên thường cao hơn sắn một năm tuổi, nhưng phẩm chất củ giảm do nhiều xơ.

2.3. Đặc điểm sinh lý ruộng sắn năng suất cao

2.3.1 Các thành phần năng suất sắn

Dạng hình lý tưởng của một cây sắn đạt năng suất cao đã được xác định như sau (Jennings, 1972, Cosk, 1978, Cosk và cộng tác, 1979): 1) Thân: một thân độc nhất mọc từ hom;  ít hoặc chậm phân nhánh; lóng ngắn và chiều cây cây giới hạn ở 2 m; 2) Lá: chỉ số diện tích lá: 3,0 – 3,5; phiến lá lớn; tuổi thọ lá cao; dáng lá đứng (góc độ của cuống lá và thân hẹp); 3) Củ: khoảng 8 củ thuôn dài và đồng đều; củ chắc, cuống củ ngắn, dạng củ đẹp, dễ bóc vỏ; hệ số thu hoạch cao.

2.3.2 Các biện pháp kỹ thuật tăng năng suất sắn

2.3.3 Những trở ngại chính làm giảm năng suất sắn trên đồng ruộng

2.3.4 Kỹ thuật tối đa hoá năng suất sắn

2.4 Nghiên cứu sinh lý cây sắn

Quy luật sinh học của cây sắn

Nắm vững quy luật sinh học của cây sắn là rất quan trọng để thu hoạch lúc sắn có năng suất củ tươi cao nhất và hàm lượng bột cao

-         Sắn nảy mầm 10 – 15 ngày sau trồng, cần đất đủ ẩm, giàu dinh dưỡng và nhiệt độ thích hợp để phân hóa rễ cũ và nẩy mầm tốt.

-         Hai tháng đầu, rễ sắn sinh trưởng mạnh hơn thân lá.

-         Hai tháng kế tiếp thân lá sinh trưởng mạnh.

-         Từ tháng thứ 5 – 6 trở đi, củ bắt đầu phát triển mạnh. Thân và cành sắn hóa gỗ dần. Tốc độ ra lá chậm lại, lá cũ rụng dần. Bột được tích lũy về củ. Duy trì sự xanh lâu của bộ lá là một yếu tố giúp sắn quang hợp tốt để nâng cao năng suất.

-         Cuối chu kỳ sinh trưởng của năm thứ nhất, sắn bước vào thời kỳ nghỉ: lá sắn còn lại một ít trên cây và bột đã vận chuyển hết về củ. Kéo dài thời kỳ nghỉ, lượng bột dự trữ trong củ bị tiêu hao và giảm dần.

-         Sang chu kỳ sinh trưởng năm thứ hai, cành lá mới nảy sinh và phát triển mạnh mẽ trở lại nhưng chỉ số diện tích lá không bằng năm trước. Tinh bột trong củ đựơc huy động nuôi cây nên hàm lượng tinh bột giảm. Cuối chu kỳ sinh trưởng năm thứ hai, cây sử dụng lá trở lại và bột được tích luỹ ở củ.

2.4.1 Tính miên trạng của hạt sắn

2.4.2 Quang hợp và hô hấp

Quang hợp, hô hấp và dinh dưỡng khoáng là ba quá trình sinh lý thực vật thiết yếu của sự sống. Quang hợp là quá trình tổng hợp chất hữu cơ cho cây từ CO₂ và H₂O dưới tác động của ánh sáng mặt trời. Quang hợp là quá trình sinh lý chủ yếu của đời sống thực vật. Quang hợp xảy ra ở các phần màu xanh của cây chủ yếu là ở diệp lục lá. Cây xanh hút CO₂ qua khí khổng của lá kết hợp với nước do rễ hút lên, nhờ diệp lục và năng lượng ánh sáng mặt trời để hình thành hydrat cacbon:

                                                           Ánh sáng

                       6 CO₂   +    6 H₂O                            C₆H₁₂O₆    +   6 O₂

                                                        diệp lục    (đường)

Quang hợp tạo ra đường là nguồn nguyên liệu quan trọng cho quá trình sinh trưởng phát dục của cây xanh. Đường sẽ kết hợp với đạm, axit amin để tạo thành protein.  Khoảng 80 – 90% chất khô trong cây được tạo thành là do quang hợp, còn lại là chất khoáng lấy từ đất.

Quang hợp diễn ra rất phức tạp gồm ba bước: 1) Quá trình khuếch tán CO₂ trong không khí qua các lỗ khí khổng đến lục lạp. 2) Phản ứng sáng: cây xanh sẽ sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời để phân giải nước, tạo ra ATP, chất khử NADPH và giải phóng khí O₂ 

                                                                                  Ánh sáng

2H₂O + 2ADP + 4NADP + 2Pi                      O₂ + 2ATP +4NADPH

                                                                                   diệp lục

 Phản ứng tối sẽ diễn ra theo chu trình Calvin C₃ (lúa,...) hoặc theo chu trình C₄  (sắn, mía, ...), lúc này hai chất được tạo ra ở pha sáng là ATP và NADPH được dùng để khử CO₂ thành Carbohydrate  và các hợp chất khác                                      

CO₂ + 2ATP +4NADPH                                   (CH₂O) + H₂O + 4NADP + 2ADP + 2Pi

Ánh sáng là động lực của quang hợp. Cây xanh không thể sống và phát triển được nếu không có quang hợp. Quang hợp mạnh hay yếu tùy thuộc vào cường độ ánh sáng, nhiệt độ, nồng độ CO₂ trong không khí.

Hô hấp là quá trình oxid hóa, phân giải các chất hữu cơ để cung cấp năng lượng cho hoạt động sống của cây. Sự sinh trưởng có liên quan chặt chẽ với hô hấp, không có hô hấp cây xanh không thể sinh trưởng. Các chất hydratcarbon và những phân tử khác qua hô hấp sẽ bị phân giải thành năng lượng và khí CO₂

         (CH₂O) + O₂                        CO₂ + H₂O + Q                          

Dinh dưỡng khoáng là quá trình sinh lí cơ bản của thực vật, để bổ sung vừa đủ chất khoáng cho cây xanh mà chỉ cần thiếu một trong số những nguyên tố khoáng thiết yếu thì cây xanh không sống được, không thể hoàn thành được chu kỳ sống của mình. Nhiều nguyên tố khoáng có chứa trong cơ thể thực vật nhưng chỉ có 16 nguyên tố C, H, O, N, P, K, S, Ca, Mg, Fe, Mn, B, Cl, Zn, Cu, Mo  là những nguyên tố khoáng thiết yếu đối với sự sinh trưởng, phát triển của mọi loài cây.

2.4.3 Nhu cầu dinh dưỡng khoáng của cây sắn

Dinh dưỡng khoáng là một quá trình sinh lí cơ bản của thực vật. Quá trình dinh dưỡng khoáng có quan hệ mật thiết với quá trình quang hợp, quá trình hô hấp, sinh trưởng, năng suất cũng như chất lượng của nông sản. Các nguyên tố khoáng cần cho sự phát triển của thực vật: xây dựng tế bào mô, N, P, K, Na, Ca…tham gia vào quá trình sinh lý sinh hóa trong tế bào, trao đổi chất và năng lượng. Các nguyên tố vi lượng tham gia vào trong thành phần của enzym… Mỗi nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu tham gia vào cấu trúc và hoạt động của tế bào và cơ thể đều có những ý nghĩa của nó.

16 nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu đối với cây xanh phân thành ba nhóm: nhóm nguyên tố đa lượng C, H, O, N, P, K; nhóm nguyên tố trung lượng S, Ca, Mg; nhóm nguyên tố vi lượng  Fe, Mn, B, Cl, Zn, Cu, Mo. Ngoại trừ ba nguyên tố C, H, O có trong không khí và nước, 13 nguyên tố còn lại ở trong đất và phân bón.

Mục đích nghiên cứu dinh dưỡng khoáng đối với cây trồng nhằm hệ thống hóa vai trò của các nguyên tố khoáng đại lượng, trung lượng và vi lượng đối với sinh trưởng và năng suất cây trồng ứng dụng cho cây sắn; làm sáng tỏ cơ sở khoa học và thực tiễn của các nghiên cứu dinh dưỡng khoáng qua các công thức liều lượng bón phân hợp lý cho sắn phù hợp điều kiện khí hậu, đất đai, giống sắn và mật độ trồng; mở rộng và khắc sâu hơn kiến thức chuyên ngành sinh lí thực vật và quản lý dinh dưỡng tổng hợp.

Tác giả Howeler R.H. 2014a, 2014b [7, 8], Howeler, R.H. and T.M. Aye. 2015 [9] tập hợp nhiều kết quả nghiên cứu về nhu cầu dinh dưỡng đối với cây sắn của các tác giả khác nhau trên thế giới đã đi đến kết luận: Cây sắn để đạt năng suất 15 tấn củ/ ha, lấy đi lượng dinh dưỡng trung bình là 74 N + 16  P₂O₅ + 78 K₂O+ 27 Ca + 12 Mg kg/ha để đạt năng suất củ tươi 30 tấn/ ha cần 150 kg N + 30 kg P₂O₅ + 150 kg K₂O (Howeler, R. H, 1990, 2001). Sự cung cấp P, K vượt mức giới hạn cho phép sẽ ức chế đến sự hấp phụ các chất dinh dưỡng khác như Fe và Zn hoặc Ca, Mg làm cho sắn sinh trưởng phát triển kém, năng suất củ giảm. Sử dụng phân bón thừa đạm dẫn đến cây sắn phát triển mạnh về thân lá, ẩm độ không khí của bộ lá cao, không bào lá lớn, lá non hơn dẫn đến cây sắn dễ bị sâu bệnh phá hại. Bón phân dư thừa sẽ làm tăng giá thành sản xuất và đôi khi làm giảm năng suất dẫn đến hiệu quả kinh tế thấp. Chính vì vậy, duy trì việc cung cấp dinh dưỡng cân đối cho cây sắn là rất cần thiết để đạt năng suất cao (Howeler, R. H, 2015 [9] trích dẫn bởi Howeler, R. H, 2001).

Hoàng Kim, Phạm Văn Biên 1995 [3] trong sách ‘Cây sắn” và Hoàng Kim 2013 [4] trong “Mười biện pháp thâm canh sắn” đã đúc kết những kết quả nghiên cứu dinh dưỡng khoáng và bón phân cho sắn như sau: Sắn có yêu cầu khá cao về các chất dinh dưỡng. Chất dinh dưỡng quan trọng nhất đối với sắn là kali, kế đến là đạm, lân, canxi và ma nhê. Thông thường, cây sắn cần lượng dinh dưỡng 150 kg N + 30 kg P₂O₅ + 150 kg K₂O để đạt năng suất củ tươi 30 tấn/ ha. Sắn hút kali mạnh ngay từ đầu, tháng thứ hai sắn đã hút kali gấp 10 lần so với tháng thứ nhất, tháng thứ ba gấp ba lần so với tháng thứ hai, trước lúc thu hoạch lượng kali được hút gấp 2,5 lần tổng lượng đạm và lân. Nhu cầu về đạm tháng thứ hai gấp rưỡi nhu cầu đạm của tháng thứ nhất, tháng thứ ba gấp bốn lần của tháng thứ hai, tháng thứ tư gấp rưỡi của tháng thứ ba, lượng đạm hút được nhiều nhất vào các tháng thứ 8, thứ 10 nhưng tốc độ hút đạm chậm lại. Lân được cây hút đều trong suốt quá trình sinh trưởng. Cây hút lượng can xi nhiều gấp đôi lượng lân và lượng manhê bằng một phần ba lượng can xi. Việc bón phân khoáng cân đối, hiệu qủa đi đôi với việc tăng cường bón phân hữu cơ vi sinh và sử dụng cây họ đậu trong các hệ thống luân xen canh với sắn là giải pháp cơ bản để tăng năng suất sắn. Cách nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón cho sắn là đặt cây sắn vào khung dinh dưỡng và thời vụ tối ưu, điều chỉnh thời vụ xuống giống và thu hoạch tốt nhất cho sắn, xác định cơ cấu giống tốt và mật độ trồng phù hợp nhất của giống sắn tốt nhất đã xác định để đạt được năng suất tối đa và chất lượng, hiệu quả tối ưu. Đúc kết này phù hợp với kết quả nghiên cứu của các tác giả Nguyễn Hữu Hỷ 2015 [13], Nguyễn Việt Hưng 2006 [19], Lê Văn Luận 2008 [11].

Kali:có vai trò chính là vận chuyển hydratcacbon từ thân lá về rễ củ và các bộ phần khác của cây. Trong đất nghèo thiếu K sẽ làm giảm năng suất củ rất rõ rệt. Trên  đất giàu dinh dưỡng, Kali phát huy tác dụng tốt giúp sắn tăng sự hoạt động của tượng tầng và tích lũy tinh bột. Cây sắn cần nhiều kali hơn hẳn  so với các chất khác và hút kali mạnh ngay từ đầu và tăng dần theo thời gian sinh trưởng cho đến lúc thu hoạch.. Lượng hút tháng thứ hai gấp 10 lần tháng thứ nhất, tháng thứ ba gấp ba lần tháng thứ hai. Thời kỳ từ khi sắn bắt đầu phát triển củ thì lượng kali đã hút được 3 – 4 lần so với lượng hút được trong những thòi kỳ sinh trưởng và gấp 6 -7 lần so với lân hút được. Tùy theo loại đất mà lượng K bón cho sắn khoảng: 200 - 500 K₂O kg/ha.

Đạm rất cần cho sắn để phát triển thân lá, cành. Sắn hút đạm mạnh những tháng đầu từ mọc tăng nhanh ở tháng thứ hai và cây hút được nhiều nhất vào tháng thứ 6 -7, tốc độ hút giảm dần vào tháng thứ 8 - 10. Bón thừa N và mất cân đối với K, P sắn sẽ phát triển thân lá quá mạnh, ức chế hình thành và phát triển củ, làm tăng hàm lượng độc tố glucozit và giảm tinh bột. Ngược lại, thiếu  N cây sinh trưởng kém, năng suất và phẩm chất kém. Đạm rất cần cho tống hợp protein. Đạm có nhiều trong thân lá, đặc biệt những lá còn non. Đạm cần được bón thúc sớm để  thúc đẩy thân lá sinh trưởng tốt và tuổi thọ lá kéo dài, tích luỹ chất khô được nhiều hơn. Nhu cầu N lớn nhất ở thời kỳ sinh trưởng thân lá, nên cần bón thúc N lúc sắn một tháng tuổi và bốn tháng tuổi. Để khôi phục cho đất 57 kg N mà sắn lấy đi trong đất do thu hoạch củ, với hiệu suất bón N cho sắn chỉ đạt 43 - 69% (Fox et al., 1967) thì lượng N nguyên chất phải cung cấp hàng năm là 115 kg N /ha (tương đương với 250 kg Urea). Chỉ từ các vùng sắn được thâm canh cao và giữ ẩm tốt như Tamil Nadu - Ấn Độ, còn hầu hết các nước trồng sắn châu Á đều chưa cung cấp đủ lượng N và chất khoáng khác cho sắn. Vì vậy, việc sử dụng cây họ đậu trong các hệ thống luân, xen canh với sắn, để lợi dụng khả năng cố định đạm khí trời và bằng cách vùi thân lá xanh cho sắn để trả lại đất một phần dinh dưỡng sắn đã lấy đi là một giải pháp tiết kiệm chi phí, sử dụng bền vững đất sắn. Tùy theo loại đất mà lượng N bón cho sắn khoảng: 80  -120 kgN /ha.

Lân là nguyên tố dinh dưỡng như N, được hút đều trong suốt quá trình sinh truởng. Sắn cần lân nhưng lượng lân hút vào ít hơn đạm và tốc độ chậm hơn. Lân có trong thành phần của nucleprotein và phospholipit. Nó tham gia vào quá trình photpho hóa hydrat cacbon và biến chúng thành tinh bột. Đủ lân, sắn sẽ hình thành tinh bột nhiều, chất lượng củ cao. Khả năng hút lân của sắn tốt hơn cây khác có thể giải thích do cộng sinh giữa nấm rễ Mycorrhyze và hệ rễ của cây. Có những giống sắn thích ứng với đất nghèo lân, có thể những giống sắn đó có khă năng cộng sinh với Mycorrhyze (Howeler, 1980). Độ chua của đất có ảnh hưởng đến khă năng cung cấp lân cho cây trồng, ở độ chua cao xảy ra hiện tượng chuyển hóa lân thành photphat feric, ở đất kiềm lại có quá trình hình thành photphat 3 canxi. Ở đất thiếu lân, sự bón lân một cách hợp lý sẽ tăng năng suất và tinh bột trong củ. Lượng lân bón khoảng 50 - 100 P₂O₅/ha

Canxi rất cần cho sắn. Trong suốt thời gian sống của cây sắn đã hút Ca gấp hai lần lân. Bón vôi cho sắn là rất quan trọng.

Mg: Sắn cần Mg chỉ bằng 1/3 lượng Ca.

Vi lượng: Đất quá chua sẽ dẫn đến hiện tượng thiếu các nguyên tố vi lượng như Cu, Zn, Mo ...do đất giữ chặt trong keo đất và cây có hiện tượng thiếu các nguyên tố đó. Ngược lại, trong điều kiện một số nguyên tố hòa tan quá mạnh gây độc cho cây nhất là Mn, Al. Tuy nhiên sắn chịu đựng được trong điều kiện độc tố nên ít xảy ra hiện tượng ngộ độc. Đất kiềm sắn bị đói Fe, Mn, Bo, Zn.. Trong các trường hợp đất sắn thiếu vi lượng và đã xác định đúng yếu tố dinh dưỡng hạn chế thì việc bón phân khoáng cân đối và cung cấp thêm vi lượng có ý quan trọng để tăng năng suất sắn.

2.4.4. Hiện tượng thiếu chất dinh dưỡng của cây sắn

Cây sắn cũng như các cây trồng khác cần ba loại chất dinh dưỡng đa lượng là đạm (N), lân (P) và kali (K) để phát triển tốt và ba chất dinh dưỡng trung lượng là canxi (Ca), magiê (Mg), và lưu huỳnh (S) là những chất cây cần số lượng khá lớn nhưng hiếm khi thiếu trong đất. Năm “chất dinh dưỡng vi lượng” thiết yếu mà sắn cần số lượng nhỏ hơn, là boron (B), đồng (Cu), sắt (Fe), mangan (Mn) và kẽm (Zn).

Sắn không có triệu chứng rõ rệt thiếu hụt dinh dưỡng mặc dù cây bị thấp hơn, yếu hơn so với bình thường và năng suất củ cũng kém hơn. Điều này khác với ngô, lúa, đậu nành thường có triệu chứng thiếu rất rõ ràng. Sắn chỉ biểu hiện triệu chứng thiếu hụt rõ ràng đối với một số chất dinh dưỡng khi sự thiếu hụt rất nghiêm trọng. Điều này được gọi là "chứng thiếu hụt tiềm ẩn" của cây sắn vì cây trông bình thường nhưng năng suất của chúng ở mức thấp do sự thiếu hấp thụ đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết.

Sắn thường được trồng trên đất dinh dưỡng thấp hoặc đất bị thoái hóa nên nhiều khả năng thiếu một hoặc nhiều chất dinh dưỡng thiết yếu. Cây sắn cũng có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố độc hại khi chúng trồng độc canh làm sản lượng sắn sút giảm do cả hai yếu tố thiếu dinh dưỡng và ngộ độc.

²  Thiếu đạm (N):

Cây sắn thiếu đạm không có triệu chứng thiếu cụ thể, nhưng cây thấp hơn và tăng trưởng chậm hơn so với bình thường. Ở một số giống thiếu đạm nghiêm trọng, lá sắn hơi xanh nhạt, úa vàng khá đồng nhất ở toàn cây. Thiếu đạm nghiêm trọng thường thấy ở đất cát rất thấp chất hữu cơ (OM) nhưng cũng có thể được thấy ở đất chua nhiều chất hữu cơ, chủ yếu là do tốc độ phân hủy chậm của chất hữu cơ và đạm tổng số.

Thiếu N không phổ biến như các cây trồng khác, nhưng có thể tìm thấy trên đất cát hoặc vùng đất chua nhiều. Thiếu N thường thấy lúc sắn 1-2 tháng tuổi khi dinh dưỡng trong hom đã can, hay thiếu N rõ thấy lúc sắn 4 -5 tháng tuổi, lúc sắn bước vào đầu thời kỳ phát triển mạnh thân lá. Hiện tượng thiếu N: Thân lá nhỏ và có màu vàng nhạt, cây thấp bé và it rễ củ. Nhiều giống không phân cành. Nên cần cung cấp N vào lúc sắn 1-2 tháng và 4 tháng tuổi.

²  Thiếu lân (P):

Cây sắn thiếu lân có triệu chứng không rõ ràng. Thay vào đó, cây sắn thiếu lân ít khỏe, thân thấp hơn, thân mỏng, lá nhỏ, tán cây hẹp hơn bình thường và năng suất củ có thể bị giảm đáng kể. Nếu thiếu lân nghiêm trọng thì sắn có một số lá vàng đậm hoặc màu cam đậm, sau đó bị hoại tử, mềm và rụng xuống. Trong trường hợp không có triệu chứng thiếu lân rõ ràng, việc chẩn đoán thiếu lân thường được thông qua kiến thức về đất, sự phân tích đất

Thiếu P là rất phổ biến ở sắn trên đất oxisols và ultisols. Thiếu P lá phía dưới có màu vàng và hơi cong gập lên phía trên, thân thấp hơn so với cây đủ lân, lá trên ngọn có màu xanh dậm khác thường, gân lá màu hơi tím. Ở nước ta, hiện tượng thiếu lân thấy rõ trên đất đồi chua có nhiều sim, mua. Bón vôi kết hợp khi bón lân, thi hiệu quả sử dụng lân mới cao.

²  Thiếu Kali (K):

Sắn thiếu kali làm giảm chiều cao cây, đường kính thân giảm đáng kể và phần thân trên có xu hướng hóa thân gỗ, dẫn đến một sự tăng trưởng ngoằn ngoèo. Nhìn chung thân dày, ngắn lại, phân nhánh cao và phân nhánh nhiều hơn bình thường. Triệu chứng thiếu kali khó quan sát ở lá. Ở trên đồng, cây thiếu kali lá hơi úa vàng (có màu xanh nhạt), lá ngọn nhỏ lại và những lá non thấp hơn có thể có màu vàng với mô chết dọc theo biên lá. Một số hoại tử có vẻ là do các bệnh thiếu hụt kali gây ra, chủ yếu là bệnh thán thư. Các cạnh của lá thấp hơn cũng có cuộn tròn tương tự như các triệu chứng khô hạn. Thiếu kali đặc biệt phổ biến trong đất cát có trữ lượng kali thấp và đặc biệt là cánh đồng trồng sắn nhiều năm.

Thiếu K làm chiều cao cây thấp, thân sắn mảnh, cuống ngắn và lá nhỏ. Trong trường hợp thiếu trầm trọng, ở lá phía dưới quăn gập lại và có màu nâu đỏ cả lá hay 1/2 lá, có hiện tượng này từ đầu mút lá trước, lá hơi rủ xuống, một số cuống lá gập khúc lại. Thiếu K thường xẩy ra trên đất cát, vùng đất đồi trọc dốc mạnh., cần bón KCl nhiều cho sắn (150 -200 kg/ ha). Nhưng chú ý: Bón K bón ở một lần bón quá cao sẽ dẫn đến thiếu N, Mg. Tuy nhiên Cl nhiều sẽ làm giảm hút S của sắn. Nên nếu đất thiếu S: Bón K₂SO₄ hoặc bón KCl cần kết hợp bón S.

²  Thiếu Canxi (Ca):

Các triệu chứng sắn thiếu Ca thường ít được quan sát thấy trên đồng, nhưng trong đất axit với nồng độ Canxi trao đổi thấp, sắn có thể  phản ứng tốt đối với việc dùng  canxi. Thiếu Ca làm giảm tăng trưởng của rễ, vì vậy cây nhỏ hơn và ngắn hơn với một hệ thống rễ thô và mập. Trong trường hợp sắn thiếu hụt Canxi nghiêm trọng, lá già hơn vẫn bình thường và có màu xanh, trong khi ngọn lá non cuộn lại và có thể bị hoại tử. Thiếu Ca ảnh hưởng chủ yếu đến điểm sinh trưởng  ngọn và rễ.

Xuất hiệu trên lá non, lá rủ xuồng và bị vết cháy vàng khô ở đầu mút lá trước, rễ ít và phát triển rất kém. Thiếu ca thường xẩy ra trên đất cát, đất có hàm lượng Al trao đổi cao.Bón vôi khi pH < 4,5, hoặc bón CaSO₄.

²  Thiếu Magiê (Mg).

Các cánh đồng sắn thiếu Mg thường dễ nhận biết mà không giống như hầu hết sự thiếu hụt chất dinh dưỡng khác. Sắn thiếu Mg lá già biến vàng dọc theo biên giữa các tĩnh mạch, tạo ra một "xương cá" có hiệu ứng tĩnh mạch xanh lá cây trên nền màu vàng. Nó bắt đầu từ những chiếc lá già nhất và chuyển dịch lên trên nhưng những lá ở phần non của cây thì không thấy rõ những triệu chứng này. Chiều cao cây sắn nói chung không giảm và lá không bị biến dạng. Thiếu Mg phổ biến nhất ở đất quá chua.

²  Thiếu lưu huỳnh (S):

Sắn thiếu lưu huỳnh có đặc điểm lá sắn chuyển màu vàng tương tự như nguyên nhân thiếu đạm. Ở điều kiện thiếu lưu huỳnh trầm trọng, toàn bộ cây sắn trở nên úa vàng đồng bộ và lá nhỏ.

Thiếu lưu huỳnh xuất hiện ở cả lá non, giữa và lá dưới. Thiều S thường xẩy ra khi bón quá nhiều KCl. Hiện tượng gần giống như thiếu N, nhưng có màu vàng hơi tím ở các lá với vị trí trên thân. => Bón Sulphur: 10 - 20 kg S /ha hoặc Amomonium Sulphate...

²  Thiếu Bo (B).

Các triệu chứng thiếu Bo ở sắn thì hiếm thấy trên đồng. Bo (cũng như Ca) không dễ dàng dịch chuyển trong cây, các triệu chứng của thiếu hụt nghiêm trọng Bo chủ yếu là nhìn thấy ở chóp rễ và chồi. Trong điều kiện thiếu Bo nghiêm trọng, các cây thấp và rễ xơ dày và ngắn. Lá non cây nhỏ lại bị biến dạng và có màu xanh đậm, trong khi lóng thân trên rất ngắn. Đôi khi cuống lá và thân cây chảy ra một chất keo gôm màu nâu mà sau này thành đốm nâu. Khi thiếu Bo không nghiêm trọng, sắn có những điểm úa vàng nhỏ trên lá ở phần giữa hoặc thấp hơn của cây. Trong điều kiện thiếu B trầm trọng, cây sẽ thấp với lá trên nhỏ và một dịch rĩ nâu ở thân trên hoặc cuống lá.

Thiếu Bo ảnh hưởng điểm sinh trưởng ngọn thân và rễ, bị nặng có thể bị chết ở đầu mút rễ và diểm sinh trưởng. Thiếu Bo lá phía dưới có màu xanh đen, lá nhỏ và cuống ngắn, lá non hơi quăn lại. Vùng đất thuộc vùng khí hậu lạnh (t^o < 19^OC) sẽ thiếu Bo dễ tiêu: Bón 1 - 2 kg B /ha, như bón loại Borax hoặc Sodium Borates, Pha dung dịch không quá 1% tránh ngô độc.

 

²  Thiếu kẽm (Zn):

Sắn rất dễ bị thiếu kẽm, đặc biệt là ở giai đoạn đầu của sự phát triển. Các triệu chứng thiếu kẽm xuất hiện những đốm trắng hoặc vạch trên lá non. Khi bệnh nặng, toàn bộ lá trở nên màu xanh nhạt sang màu trắng, thùy lá trở nên nhỏ hơn và hẹp hơn. Thông thường, lá già thiếu kẽm cho thấy triệu chứng hoại tử đốm trắng hoặc nâu và cây nhỏ yếu. Cây sắn thiếu kẽm có thể tự phục hồi chậm khi hệ thống rễ được thành lập tốt và rễ được nhiễm nấm rễ mycorrhizal trong đất. Tuy nhiên nếu sắn bị thiếu hụt kẽm nghiêm trọng thì cây có thể chết hoặc cho năng suất rất thấp. Cây thiếu Zn có lá trên màu xanh lá cây hoặc xanh nhạt với những đốm trắng và có  hoại tử ở lá thấp. Các thùy của lá trên có thể lật ra phía ngoài.

Trên lá sắn thiếu Zn: Có nốt chấm nhỏ màu hơi trằng hoặc vàng ở thịt lá, các nốt này nhiều. Lá non hơi bị quăn gập lên trên, đầu lá cong lại, lá duới bị nặng tông gần giống hiện tượng ngộ độc Bo. Bón vôi quá nhiều trên đất chua thường hay dẫn đến thiếu Zn, do đó can bón vôi kết hợp bón thêm Sulphat kẽm. Thiếu Zn phổ biến nhất trên đất kiềm, vì trên đất pH cao làm giảm Zn dễ tiêu, hoặc trên đất chua cũng xẩy ra thiếu Zn. Bón 10 -20 kg Zn nguyên chất / ha cho sắn, như Sulphat kẽm.

²  Thiếu Cu:

Thiếu Cu là không phổ biến, nhưng nếu bị thiếu làm giảm năng suất rõ rệt. Tiếu Cu, những lá non có nàu xanh vàng và gập quăn lại, khô ở đầu lá. Phần giữa lá sát cuống có màu trắng bạc, bị nặng đỉnh ngọn có thể bị chết quắt lại. Sinh trưởng của rễ bị ảnh hưởng lớn. Thiếu Cu dễ tiêu thường thấy trên đất pH cao, đất có hàm hượng chất hữu cơ cao, có thể xẩy ra cả trên đất cát: Bón 2,5 - 3,5 kg Cu / ha, như Copper sulphate (CuSO₄).

²  Thiếu sắt (Fe):

Cây sắn thiếu sắt có đặc điểm tất cả lá sắn chuyển vàng thống nhất mà không biến dạng lớn. Trong điều kiện khắc nghiệt, lá trên và cuống lá có thể gần như hoàn toàn trắng. Vấn đề này chỉ được tìm thấy trong đất kiềm hoặc có nguồn gốc từ đá vôi, hoặc đồi mối cũ hiện diện trong đất chua. Các triệu chứng rõ rệt nhất trong mùa khô.

Xuất hiện trên lá non, gần giống như thiếu N. Khởi đầu, phiến và cuống lá chuyển màu xanh -> vàng -> vàng trắng, khô đều cả lá. Trong đất quá nhiều Zn và Cu, mức độ độc của 2 nguyên tố này cao sẽ làm thiếu Fe. Sắn là cây chịu được đất thiếu sắt hơn là ngô và lúa. Thieu Fe chủ yếu trên đất cát chua mặn, hoặc do bón P quá nhiều.: Phun 1 -2 % ferrous sulphate hay ngâm hom sắn trong dung dịch 5% % ferrous sulphate, ngâm15 phút trước lúc trồng

²  Thiếu Mn:

Phổ biến xuất hiện trên lá non, một số lá có thịt la có màu vàng, gân màu xanh tía, chiều cao và diện tích lá giảm. Tuy nhiên có thể thấy ở lá bất kỳ vị trí nào. Thiếu Mn thường xẩy ra trong điều kiện mưa lớn, trên đất kiềm, đất cát chua. Phun oxide hoặc sulphate manganese 0.1%, hay ngâm hom sắn trong dung dịch 5% sulphate manganese.

2.4.5. Hiện tượng ngô độc của cây sắn

Ngộ độc Nhôm (Al). Sắn biểu hiện ngộ độc Nhôm là cây nhỏ mà không có bất kỳ triệu chứng rõ ràng nào nhưng năng suất thấp do sự hấp thụ quá nhiều yếu tố độc hại này. Vấn đề này thường chỉ được quan sát thấy trong đất chua với độ pH dưới 4,2 và thường kết hợp với thiếu Canxi.

Ngộ độc Mangan (Mn). Sắn biểu hiện ngộ độc Mangan là lá già màu vàng hoặc màu cam với những đốm màu tím nâu dọc theo tĩnh mạch; các lá này sẽ trở nên mềm và rụng xuống. Ngộ độc Mn chỉ quan sát thấy ở một số đất quá chua hoặc ở đất rất rắn với hệ thống thoát nước nội bộ kém dẫn đến ngập úng.

Ngộ độc Bo (B). Sự biểu hiện ngộ độc Bo là những đốm hoại tử ở lá già, đặc biệt là dọc theo các cạnh của lá. Những triệu chứng này chỉ được quan sát thấy khi quá nhiều Bo đã dùng.

Việc xác định sắn thiếu chất dinh dưỡng hoặc ngộ độc là không dễ dàng vì có nhiều triệu chứng không rõ. Trong nhiều trường hợp, việc chẩn đoán này cần được khẳng định bằng cách phân tích đất hoặc phân tích cây được thực hiện trong phòng thí nghiệm chuyên ngành. Những phòng thí nghiệm không phải là luôn luôn gần kề và kết quả giải thích có thể được thực hiện bởi các cá nhân có kinh nghiệm hay không. Trong điều kiện đó, nó có thể được dễ dàng hơn để thực hiện các thí nghiệm rất đơn giản trên đồng với sự giúp đỡ của các nhà nghiên cứu hoặc cán bộ khuyến nông. (Reinhardt Howeler and Tin Maung Aye 2014a, 2014b, 2015)[7, 8, 9]

 

CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

TÀI LIỆU THAM KHẢO