Thông tin luận án tiến sĩ của NCS Lê Lý Vũ Vi, ngành Khoa học cây trồng, khóa 2020

Tên đề tài: “Nghiên cứu khả năng giữ nước của đất và đáp ứng của sầu riêng với các điều kiện tưới”.

Tác giả: Lê Lý Vũ Vi, Khóa: 2020

Ngành: Khoa học cây trồng; Mã số: 9620110. Nhóm ngành: Nông, lâm nghiệp và thủy sản.

Người hướng dẫn chính: GS.TS. Lê Vĩnh Thúc, Đại học Cần Thơ

Người hướng dẫn phụ: TS. Trần Bá Linh, Đại học Cần Thơ

. Tóm tắt nội dung luận án

Sầu riêng (Durio zibethinus Murr.) là một trong những loại cây ăn trái có giá trị kinh tế cao nhất tại Đồng bằng sông Cửu Long của Việt Nam. Tuy nhiên, các nguy cơ về biến đổi khí hậu (thiếu nước tưới do xâm nhập mặn) cho thấy cần phải có nghiên cứu giúp sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên nước trong cây tác sầu riêng ở khu vực này. Nghiên cứu này gồm 4 nội dung chính: (i) Nghiên cứu 1: Thu thập các dữ liệu định lượng trên các hộ trồng sầu riêng tại huyện Cai Lậy (n = 60) trong giai đoạn hạn mặn năm 2020 để xây dựng mô hình hồi quy đa biến nhằm đánh giá mối liên hệ giữa tỉ lệ cây chết của vườn với tỉ lệ giống sầu riêng và các yếu tố ngoại sinh (biện pháp canh tác, quản lý kênh nước mặn, pH đất). Trong giai đoạn phục hồi sau hạn mặn (2022-2023), nghiên cứu tiếp tục đánh giá sự tương quan giữa lượng nước tưới đến năng suất các vườn sầu riêng (n = 60). Mô hình hồi quy tuyến tính bội cho thấy mối tương quan mạnh giữa tỉ lệ cây chết và tỉ lệ giống sầu riêng, quản lý kênh nước mặn và pH đất (R² = 0,827). Khi tỉ lệ giống Monthong tăng 1%, tỉ lệ cây chết tăng 0,36% trong điều kiện hạn. Phân tích mô hình hồi quy cho thấy tăng lượng nước tưới không làm tăng năng suất sầu riêng sau hạn, thể hiện hiệu suất sử dụng nước tưới thấp của các nông hộ trồng sầu riêng ở Cai Lậy. (ii) Nghiên cứu 2 được tiến hành vào từ 12/2021 đến 05/2022 trong điều kiện nhà lưới để đánh giá các đặc điểm hình thái, sinh lý và giải phẫu của hai giống Ri 6 và Monthong với 4 mức tưới: 100% ẩm độ thủy dung (ADTD), 75% ADTD, 50% ADTD và không tưới, tổng cộng 8 nghiệm thức. Kết quả cho thấy giống Ri 6 có khả năng thích nghi tốt với điều kiện thiếu nước thông qua giảm độ dẫn khí khổng, tăng trưởng rễ, giảm khoảng cách và diện tích các khí khổng. (iii) Nghiên cứu 3 được tiến hành trong 2 vụ vào mùa thuận năm 2022 và 2023 trên giống Ri 6 tại huyện Cai Lậy để tìm ra phương pháp tưới tiết kiệm nước cho sầu riêng. Sử dụng phương pháp tưới nhỏ giọt kết hợp các vật liệu hữu cơ cải tạo đất. Kết quả cho thấy các nghiệm thức tưới tiết kiệm có hiệu suất sử dụng nước cao hơn nhiều lần so với phương pháp tưới truyền thống của nông dân. Ngoài ra, chất lượng cơm trái được cải thiện rõ rệt ở các công thức N2 (tưới nhỏ giọt + 10 kg rơm khô/gốc) và N1 (tưới nhỏ giọt không phủ gốc) so với đối chứng. Các công thức kết hợp vật liệu hữu cơ bao gồm: N3 (phân chuồng), N4 (than sinh học), N5 (phân chuồng kết hợp than sinh học), và N6 (rơm + phân chuồng + than sinh học). (iv) Nghiên cứu 4: Kết quả nghiên cứu trên cây Ri 6 giai đoạn kiến thiết cũng cho thấy, việc sử dụng tưới nhỏ giọt kết hợp các vật liệu hữu cơ cải tạo đất giúp tăng lượng nước tưới trong giai đoạn mùa khô (từ tháng 12/2022 đến tháng 05/2023) tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang.

Những kết quả mới của luận án

Nghiên cứu đã xác định được hiệu quả của phương pháp tưới tiết kiệm trên cây sầu riêng Ri 6 ở độ tuổi kinh doanh và kiến thiết, thể hiện qua các kết quả về năng suất và chất lượng trái, khả năng giữ nước của đất và hiệu quả sử dụng nước tưới. Ngoài ra, nghiên cứu còn xác định được cách thích nghi của hai giống sầu riêng Monthong và Ri 6 trong điều kiện thiếu nước thông qua các kết quả về hình thái và cấu trúc giải phẫu lá và rễ. Những kết quả đạt được từ nghiên cứu góp phần giải quyết vấn đề thiếu nước tưới do xâm nhập mặn trong canh tác sầu riêng. Đây là những đóng góp mới, có ý nghĩa thiết thực trong lĩnh vực nông nghiệp và môi trường. Về mặt ý nghĩa khoa học, luận án đã ứng dụng được phương pháp tưới tiết kiệm dựa vào ẩm độ đất trên cây sầu riêng. Nghiên cứu đã xác định được những ảnh hưởng tích cực và tiêu cực của phương pháp này lên cây sầu riêng (năng suất và chất lượng trái) và đất trồng sầu riêng (khả năng giữ nước của đất, độ xốp, tỉ lệ đại tế khổng) qua 2 vụ liên tục. Nghiên cứu cũng góp phần lý giải sự khác nhau trong khả năng thích nghi với khô hạn của 2 giống sầu riêng Monthong và Ri 6 thông qua các kết quả về sự phát triển của rễ và lá, cấu trúc giải phẫu (khí khổng và hệ mạch dẫn truyền). Những kết quả này góp phần đa dạng thêm cơ sở dữ liệu về phương pháp tưới và hình thái thích nghi của cây sầu riêng tại ĐBSCL.

Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

- Khả năng ứng dụng trong thực tiễn

Về ý nghĩa thực tiễn, nghiên cứu đã cho thấy sử dụng phương pháp tưới tiết kiệm giúp tăng hiệu suất tưới trên cây sầu riêng - cao hơn 2,2 đến 4,4 lần so với phương pháp tưới phun truyền thống của nông dân, góp phần xây dựng giải pháp thích nghi với tình trạng thiếu nước tưới do xâm nhập mặn tại ĐBSCL

- Các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

Cần nghiên cứu thêm về sự tương tác giữa giống sầu riêng Ri 6 và Monthong và các loại gốc ghép đến cơ chế thích nghi với điều kiện khô hạn ở mức sinh hóa (hoạt động của enzyme, tích lũy acid amin trong tế bào) và ở mức phân tử (điều hòa hoạt động gene và protein).

Bên cạnh đó, có thể tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về tác động riêng lẻ và tương tác của 2 nhân tố tưới nhỏ giọt và vật liệu hữu cơ cải tạo đất đến năng suất, chất lượng sầu riêng trong những vụ tiếp theo nhằm đánh giá tác động dài hạn của phương pháp này.

Thesis title: Research on soil water retention and responses of durian to irrigation practices

- Major: Crop Science Code: 9620110

- Full name of PhD student: Le Ly Vu Vi Year: 2020

-Main Supervisor: Prof. Dr. Le Vinh Thuc
-Co-Supervisor: Dr. Tran Ba Linh

- Educational institution: Can Tho University

Content of thesis summary

Durian (Durio zibethinus Murr.) is among the highest-value fruit crops in Viet Nam’s Mekong Delta. However, high risks of irrigation water shortages (driven by saltwater intrusion) require research for better water-use efficiency in durian farming here. This study comprises four components: (i) Study 1: Quantitative data from durian-growing households in Cai Lậy District (n = 60) was collected during the 2020 saltwater-intrusion drought to build a multiple linear regression model assessing the relationship between orchard tree-mortality rates and the varietal composition of durian as well as cultivation factors (cultivation practices, saline-canal management, soil pH). During the post-drought recovery (2022–2023), we further evaluated the correlation between irrigation volume and orchard yield (n = 60). The multiple linear regression revealed a strong association between tree mortality and varietal composition, saline-canal management, and soil pH (R² = 0.827). Specifically, a 1% increase in the proportion of Monthong was associated with a 0.36% increase in tree mortality under drought conditions. The regression model revealed that increasing irrigation volume did not increase post-drought durian yield, indicating low irrigation water-use efficiency among durian growers in Cai Lậy. (ii) Study 2: It was conducted in greenhouse from December 2021 to May 2022 to evaluate morphological, physiological, and anatomical traits of cultivars Ri 6 and Monthong under four irrigation levels: 100% field capacity (FC), 75% FC, 50% FC, and no irrigation, a total of eight treatments. Results indicate that Ri 6 can adapt to water deficit through reduced stomatal conductance, increased root growth, and reductions in stomatal size and interstomatal spacing. (iii) Study 3: It is carried out for two crop seasons (2022 and 2023) on cultivar Ri 6 in Cai Lậy District to identify water-saving irrigation strategies for durian using drip irrigation combined with organic soil amendments. Water-saving treatments exhibited water-use efficiency several times higher than farmers’ conventional irrigation. Moreover, pulp quality was improved under treatments N2 (drip + 10 kg dry straw per tree) and N1 (drip without mulching) relative to the control. Additional organic-amendment treatments included: N3 (manure), N4 (biochar), N5 (manure + biochar), and N6 (straw + manure + biochar). (iv) Study 4: The experiment on non-fruiting Ri 6 trees further show that drip irrigation combined with organic soil amendments substantially increased irrigation efficiency during the dry season (December 2022 to May 2023) in Cai Lậy, Tiền Giang Province

The novel aspects from the thesis

The research determined the effectiveness of water-saving irrigation methods for Ri 6 durian at both the production and establishment stages, as reflected in the results on yield, fruit quality, soil water retention, and irrigation water use efficiency. In addition, it identified the adaptive mechanisms of the two durian cultivars, Monthong and Ri 6, under water deficit conditions through leaf and root morphology and anatomical structures. The findings contribute to addressing irrigation water shortages caused by saltwater intrusion in durian cultivation. These are new and practically significant contributions to the fields of agriculture and environmental management.

From a scientific perspective, the dissertation successfully applied a soil-moisture-based water-saving irrigation approach for durian. It identified both the positive and negative effects of this method on durian trees (yield and fruit quality) and durian soil (water-holding capacity, porosity, and macropore ratio) over two consecutive seasons. The study also helped explain the differences in drought adaptability between Monthong and Ri 6 durian cultivars through results on root and leaf development and anatomical characteristics (stomatal density and vascular structure). These results enrich the database on irrigation practices and adaptive morphology of durian in the Vietnam Mekong Delta.

Application prospect and suggestions for further study

- Application prospect

From a practical perspective, the study demonstrated that using water-saving irrigation improved irrigation use efficiency in durian by 2.2 to 4.4 times compared with farmers’ conventional sprinkler irrigation methods, contributing to developing adaptive solutions to irrigation water shortages caused by saltwater intrusion in the Mekong Delta.

- Suggestions for further study

Further research is needed on the interaction between Ri 6 and Monthong cultivars and different rootstocks in relation to drought adaptation mechanisms at the biochemical level (enzyme activity, intracellular amino acid accumulation) and at the molecular level (regulation of gene and protein expression). In addition, more in-depth studies on the interactive effects of water-saving irrigation and organic soil amendments on durian yield and fruit quality in subsequent seasons are recommended to assess the long-term impacts of this approach.