Tài liệu đánh giá nguồn gen khoai mỡ (dioscorea alata l.) ở các tỉnh vùng đông bắc việt nam đang lưu giữ tại ngân hàng gen cây trồng quốc gia năm 2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN --------------------------- NGUYỄN THỊ PHƯƠNG ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN KHOAI MỠ (Dioscorea alata L.) Ở CÁC TỈNH VÙNG ĐÔNG BẮC VIỆT NAM ĐANG LƯU GIỮ TẠI NGÂN HÀNG GEN CÂY TRỒNG QUỐC GIA NĂM 2015 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Trồng trọt HÀ NỘI - 2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN --------------------------- NGUYỄN THỊ PHƯƠNG ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN KHOAI MỠ (Dioscorea alata L.) Ở CÁC TỈNH VÙNG ĐÔNG BẮC VIỆT NAM ĐANG LƯU GIỮ TẠI NGÂN HÀNG GEN CÂY TRỒNG QUỐC GIA NĂM 2015 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Trồng trọt Người hướng dẫn khoa học:Th.S Vũ Linh Chi TS. Dương Tiến Viện HÀ NỘI - 2016 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận này em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất đến với thầy giáo Th.S Vũ Linh Chi cùng TS Dương Tiến Viện đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành khóa luận. Em xin cảm ơn Ban Giám đốc Trung tâm Tài nguyên thực vật và toàn thể các cán bộ trong Trung tâm đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành khóa luận. Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy giáo cô giáo trong Khoa Sinh – KTNN trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 đã giúp đỡ em trong quá trình học tập tại trường và tạo điều kiện thuận lợi động viên, khích lệ cho em thực hiện khóa luận tốt nghiệp. Do thời gian có hạn và kinh nghiệm còn hạn chế, cho nên khóa luận của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong nhận được sự góp ý của thầy cô và bạn bè để khóa luận của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 5 năm 2016 Sinh viên Nguyễn Thị Phương LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài “Đánh giá nguồn gen Khoai mỡ (Dioscorea alata L.) ở các tỉnh vùng Đông Bắc Việt Nam đang lưu giữ tại Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia năm 2015” là công trình nghiên cứu của em, dưới sự giúp đỡ tận tình của thầy Vũ Linh Chi . Các số liệu, kết quả là trung thực và chưa từng ai công bố trong bất kì công trình nào khác. Hà Nội, tháng 5 năm 2015 Sinh viên Nguyễn Thị Phương MỤC LỤC MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1 1.Tính cấp thiết của đề tài............................................................................... 1 2.Mục đích và yêu cầu của đề tài .................................................................... 2 CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI ................ 3 1.1.Nguồn gốc và lịch sử phát triển của cây khoai mỡ .................................... 3 1.2.Tên gọi, phân loại và phân bố ................................................................... 4 1.3.Đặc tính sinh học của cây khoai mỡ ......................................................... 5 1.4.Yêu cầu ngoại cảnh của cây khoai mỡ ...................................................... 9 1.5.Thành phần dinh dưỡng và giá trị sử dụng của khoai mỡ ........................ 11 1.6.Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai mỡ trên thế giới ............................. 13 1.7.Tình hình nghiên cứu cây khoai mỡ trên thế giới .................................... 13 1.8.Tình hình nghiên cứu khoai mỡ ở Việt Nam ........................................... 14 1.9.Đặc điểm điều kiện tự nhiên vùng Đông Bắc .......................................... 15 CHƯƠNG II VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 17 2.1. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................... 17 2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 17 2.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 17 2.4. Thời gian nghiên cứu ............................................................................. 22 2.5. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................. 22 CHƯƠNG III ............................................................................................... 23 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.2.1.Sự phân bố 42 mẫu giống của tập đoàn khoai mỡ tại vùng Đông Bắc theo các đặc điểm chính cuả thân ......................................................................... 26 3.2.2. Sự phân bố 42 mẫu giống của tập đoàn khoai mỡ tại vùng Đông Bắc theo các đặc điểm chính cuả lá ............................................................................. 28 3.2.3 Sự phân bố 42 mẫu giống của tập đoàn khoai mỡ tại vùng Đông Bắc .. 30 theo các đặc điểm chính của củ .................................................................... 30 CHƯƠNG IV ............................................................................................... 39 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................... 39 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Nghĩa APG II Angiosperm Phylogeny Group II (Nhóm phát sinh chủng loài thực vật hạt kín) CS Cộng sự CV Hệ số biến động D. Dioscorea NSLT Năng suất ký thuyết STT Số thứ tự TB Trung bình TGST Thời gian sinh trưởng TNTV Tài nguyên thực vật DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bảng Trang 1.1 Phân loại khoa học cây khoai mỡ 5 1.2 Phân bố các giống khoai mỡ (Dioscorea alata L.) theo vùng 15 sinh thái 2.1 Một số chỉ tiêu và thời điểm mô tả, đánh giá của khoai mỡ 22 3.1 Phân bố các mẫu giống khoai mỡ trong khu vực Đông Bắc 24 3.2 Kết quả phân tích một số tính trạng quan trọng của các giống 25 khoai mỡ thu thập vùng Đông Bắc 3.3 Sự phân bố 42 mẫu giống của tập đoàn khoai mỡ tại vùng 27 Đông Bắc theo đặc điểm chính của thân 3.4 Sự phân bố 42 mẫu giống của tập đoàn khoai mỡ tại vùng 29 Đông Bắc theo đặc điểm chính của lá 3.5 Sự phân bố 42 mẫu giống của tập đoàn khoai mỡ tại vùng 31 Đông Bắc theo đặc điểm chính của củ 3.6 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của tập đoàn 35 khoai mỡ tại vùng Đông Bắc 3.7 Đặc điểm nông sinh học của một số giống khoai mỡ triển vọng 38 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Tên hình Trang 2.1 Một số hình ảnh mô tả quy trình trồng khoai mỡ 20 3.1 Đa dạng màu cánh thân cây khoai mỡ 28 3.2 Các dạng lá của cây khoai mỡ 30 3.3 Đa dạng màu sắc cuống lá cây khoai mỡ 31 3.4 Các hình dạng củ của cây khoai mỡ 33 3.5 Đa dạng màu thịt củ cây khoai mỡ 33 3.6 Đa dạng về số lượng củ trên khóm cây khoai mỡ 36 3.7 Hình ảnh về củ của một số giống khoai mỡ triển vọng 41 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ở Việt Nam, khoai mỡ (Dioscorea alata L.) còn có nhiều tên gọi khác như khoai ngọt, củ cái, khoai vạc… là loài cây trồng bản địa, được trồng ở khắp các vùng sinh thái nông nghiệp. Nhiều giống địa phương đã được người dân chọn lọc từ rất sớm để làm lương thực, thực phẩm. Đặc biệt ở nhiều vùng thuộc trung du miền núi và một số tỉnh đồng bằng sông Cửu Long, cây khoai mỡ luôn có vị trí nhất định trong hệ thống canh tác nông nghiệp. Nó là cây truyền thống, gắn bó lâu đời với cộng đồng nông nghiệp, thể hiện qua cách sử dụng sản phẩm khoai mỡ rất đa dạng. Từ chế biến đơn giản nhất như luộc đến nấu canh xương, từ nấu với gạo tẻ đến đồ với gạo nếp, từ làm bánh, nấu chè đến làm nhân bánh trưng trong dịp lễ tết hoặc sử dụng làm thuốc dân gian, nhuộm vải… Trước kia, những khi mất mùa hoặc giáp vụ lúa, những năm tháng chiến tranh, khoai mỡ, khoai mài đã từng là cây cứu đói tích cực. Ngày nay, với khoa học công nghệ phát triển, cây khoai mỡ được sử dụng rất đa dạng: làm lương thực, thực phẩm, làm thức ăn cho gia súc, làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến và sử dụng làm dược liệu cho cả Đông y và Tây y. Khoai mỡ dễ trồng, thích nghi với nhiều loại đất, chịu hạn tốt, cho năng suất củ cao, thời gian bảo quản dài. Chính vì vậy, trước sự thay đổi của môi trường theo hướng bất lợi cho sản xuất lúa nước và một số cây trồng khác trong thời gian tới, các loại cây lấy củ nói chung và cây khoai mỡ nói riêng đang ngày càng được quan tâm phát triển như một loại lương thực an toàn, thích nghi với biến đổi khí hậu.[5] Hiện nay việc mở rộng sản xuất trồng khoai mỡ đang gặp một số vấn đề về giống. Bà con nông dân cần những giống đáp ứng được nhu cầu thị trường thì sẽ dễ dàng cho việc tiêu thụ sản phẩm. Vì vậy, ngoài mục tiêu đánh giá sự 1 đa dạng nguồn gen tập đoàn cây khoai mỡ đang lưu giữ tại Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia, chúng tôi cũng lưu ý đến việc tuyển chọn những nguồn gen khoai mỡ triển vọng, có những đặc tính tốt như năng suất cao, chống chịu sâu bệnh, vỏ củ nhẵn, màu thịt củ hấp dẫn, kích thước và hình dạng củ phù hợp với yêu cầu của thị trường. 2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 2.1. Mục đích Hoàn thành bộ số liệu mô tả đánh giá nguồn gen Khoai mỡ (Dioscorea alata L.) đã thu thập ở các tỉnh vùng Đông Bắc Việt Nam đang được lưu giữ tại Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia năm 2015, nhằm đánh giá sự đa dạng nguồn gen và tìm ra những giống triển vọng để giới thiệu cho sản xuất. 2.2. Yêu cầu Đánh giá được sự đa dạng nguồn gen khoai mỡ và tìm ra những giống khoai mỡ có triển vọng. 3. Ý nghĩa khoa học của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần bổ sung cơ sở lí luận, cơ sở khoa học về nguồn gen khoai mỡ tại Việt Nam 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Giới thiệu một số giống khoai mỡ có triển vọng vào thực tế sản xuất. 2 CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của cây khoai mỡ Khoai mỡ (Dioscorea alata L.) là loài phổ biến nhất của chi Dioscorea, một trong những loài cây trồng có tên gọi chung tiếng Anh là Yam. Chi Dioscorea là một chi lớn, có khoảng hơn 600 loài và các đại diện của chi này được tìm thấy trên khắp thế giới. Khoai mỡ D. alata được Coursey giả thiết có nguồn gốc ở vùng IndoMalayan. Còn trong các công trình của Burkill lại cho rằng, khoai mỡ có nguồn gốc ở Đông Nam Á và được truyền bá từ Malaysia tới bờ biển đông của châu Phi vào 1500 trước công nguyên nhưng tiến hóa của loài này chậm so với các giống trồng trọt khác ở châu Phi. Theo Hahn và cộng sự thỳ sự di thực của Yam từ Đông Nam Á tới phía tây châu Phi, đặc biệt là D. alata và D. esculenta ban đầu là thông qua mối quan hệ qua lại giữa những người làm nông nghiệp và sau đó nhờ các thủy thủ Bồ Đào Nha và Tây Ban Nha. Theo Viện Tài nguyên di truyền thực vật quốc tế (2004), Yam châu Á gồm D. Alata và D. Esculenta có nguồn gốc ban đầu Miến Điện, sau đó được mở rộng đầu tiên tới các nước Malaysia, Indonesia, Việt Nam, Ấn Độ. Từ các nước này nó được đưa tới Địa Trung Hải và các châu lục khác.[1] Ở Việt Nam, theo Trần Đức Hoàng, khoai mỡ ( D. Alata) được trồng ở khắp các tỉnh từ Bắc vào Nam, tập trung nhiều ở các vùng triền sông, vùng bán sơn địa và các vùng mới khai hoang, đặc biệt vùng chua mặn Đồng Tháp Mười khoai mỡ được phát triển rất mạnh mẽ. Tóm lại, nguồn gốc của các loài trong chi Dioscorea vẫn còn là một vấn đề tranh cãi của các nhà khoa học. Nhưng với loài D. alata thì hầu hết các nhà khoa học thừa nhận nó có nguồn gốc từ châu Á và cụ thể hơn là ở trung tâm đa 3 dạng Đông Nam Á. Chi Dioscorea nói chung và loài D.alata nói riêng có phổ thích nghi rộng, phân bố rộng rãi ở hầu hết các vùng sinh thái trên thế giới. 1.2. Tên gọi, phân loại và phân bố 1.2.1. Tên gọi -Tên gọi khác: Khoai tím, khoai vạc, củ cái, củ mỡ, củ cầm, củ đỏ, củ tía, khoai tía, khoai ngà, khoai long, khoai bướu, khoai trút, khoai ngọt... -Tên tiếng Anh: Purple yam, water yam, white yam, greateryam, Guyana arrowroot, winged yam, simply yam. -Tên khoa học: Dioscorea alata L. -Tên đồng nghĩa: Dioscorea rubella Roxb. -Các loài tương cận: Củ nâu (Dioscorea cirrhosa). Củ mài (Dioscorea persimilis). Khoai từ (Dioscorea esculenta). 1.2.2. Phân loại khoa học Bảng 1.1. Phân loại khoa học cây khoai mỡ Lớp (class): Thực vật một lá mầm (Monocots) Bộ (ordo): Củ nâu (Dioscoreales) Họ (familia): Củ nâu (Dioscoreaceae) Chi (genus): Củ nâu (Dioscorea) Loài (species): Dioscorea alata 4 1.2.3. Phân bố Họ Củ nâu (Dioscoreaceae) một họ thực vật một lá mầm bao gồm khoảng 8-9 chi với 750-785 loài. Hệ thống APG II năm 2003 đặt họ này trong bộ Củ nâu (Dioscoreales) của nhánh Một lá mầm (Monocots). Chi Củ nâu (Dioscorea) được đặt theo tên nhà vật lí học và thực vật học Hy Lạp cổ đại Dioscorides. Chi này có trên 600 loài thực vật bản địa ở các vùng nhiệt đới và vùng có khí hậu ấm. Một số loài trong chi Củ nâu cho củ là nguồn lương thực quan trọng ở một số nước nhiệt đới. Nhiều loài trong chi này chứa độc tố trong củ tươi nhưng độc tố này dễ bị phân hủy trong quá trình chế biến nhiệt. Các loài quan trọng nhất trong Chi củ nâu là: Củ mài, Củ mài trắng, Khoai mỡ, Khoai từ, Nầng nghệ… 1.3. Đặc tính sinh học của cây khoai mỡ Khoai mỡ D.alata là cây trồng có củ, sản phẩm thu hoạch chính của nó là thân củ. Củ của cây khoai mỡ có thành phần chủ yếu là tinh bột, ngoài ra khoai mỡ còn có rất nhiều chất dinh dưỡng khác có lợi cho con người. Tập hợp các tài liệu hiện có, đặc điểm rễ, thân, lá, hoa, quả và củ khoai mỡ được mô tả như sau: 1.3.1. Đặc điểm thực vật học 1.3.1.1. Củ Củ khoai mỡ thuộc loại thân củ hình thành từ hypocotil – vùng giữa thân củ và rễ (Onwueme, 1986). Củ của cây khoai mỡ thuộc dạng thân củ ngầm. Trên bề mặt củ khoai mỡ hình thành các mắt củ và từ đó sinh mầm, khi trồng xuống đất sẽ phát triển thành thân cây mới. Củ thường cấu tạo củ đơn nhưng đôi khi cũng có 2 – 5 củ mọc chụm. Củ khoai mỡ có thể phân nhánh hoặc không, thịt củ mịn nhưng đôi khi cũng sần 5 sùi, thô ráp. Vỏ củ mỏng, dễ cạo, có màu nâu xám hay nâu đen. Củ của các giống khoai mỡ thường khác nhau về hình dạng, kích thước và màu sắc thịt củ. Mặc dù củ của cây khoai mỡ có hình dạng, kích thước khác nhau nhưng chúng đều có 3 phần: phần đầu củ, phần giữa củ và phần đuôi củ. 1.3.1.2. Rễ Rễ của cây khoai mỡ thuộc loại rễ chùm, ăn ngang trong đất. Cây khoai mỡ có 2 loại rễ. Nếu cây phát triển từ củ thì rễ sẽ mọc tự nhiên ngay từ gốc của thân hay từ đầu củ. Những rễ này thường mập và là rễ cung cấp sinh dưỡng chính cho cây. Nếu củ khoai mỡ mọc mầm trong bảo quản thì ngay tại chân mầm vẫn mọc rất nhiều rễ ngắn, mập có đường kính khoảng 3mm. Khi trồng củ này xuống đất thì những rễ đó sẽ dài ra nhanh chóng và trở thành bộ rễ hút thức ăn cho cây. Dạng thứ 2 là rễ mọc ra trên bề mặt củ. Những rễ này cũng có chức năng hấp thụ chất dinh dưỡng cho cây nhưng không đáng kể vì quá ngắn và bé. Ở một số giống khoai mỡ, rễ còn có thể mọc ra từ một số đốt gần gốc của cây đang phát triển. Tuy nhiên, do kích thước quá ngắn nên những rễ này không thể ăn sâu xuống đất, vì thế không có tác dụng hấp thụ chất dinh dưỡng cho cây. 1.3.1.3. Thân Thân của cây khoai mỡ có cấu trúc hình dây, bản thân nó không có khả năng tự đứng thẳng mà phải tựa vào cọc hoặc leo vào giàn. Hầu hết các giống khoai mỡ đều có thân phát triển dài vài mét trước khi phân nhánh. Thân của cây khoai mỡ không có gai, thỉnh thoảng có những nốt sần con tiết diện vuông và có bốn cánh mỏng ở bốn góc với màng chạy dọc theo chiều dài của thân. Thân cây khoai mỡ quấn sang phải, thường có màu xanh nhưng cánh thỉnh thoảng có màu đỏ hay tím do có mặt của chất sắc tố. 1.3.1.4. Lá 6 Lá của cây khoai mỡ thuộc loại lá đơn, hình tim hay hình mác, đỉnh lá thường nhọn. Những gân lá chính đều xuất phát từ gốc lá, các gân phụ phân bố theo hình mắt lưới. Màu sắc và kích thước lá biến động khá lớn, phụ thuộc vào giống và điều kiện chăm sóc. Cuống lá thường dài (6 – 12 cm) và cánh thường mở rộng tại gốc. Phiến lá khoai mỡ thường nhẵn, màu xanh, mọc đối. Tuy nhiên ở một số giống cũng có hiện tượng lá mọc cách. 1.3.1.5. Hoa Cây khoai mỡ là loại cây phân tính, có hoa đực và hoa cái riêng rẽ sinh ra ở trên những cây khác nhau. Trong quần thể giống, cây khoai mỡ có hoa đực bao giờ cũng nhiều hơn cây có hoa cái và số hoa đực lúc nào cũng cao hơn hoa cái. Trong thực tế, hầu hết các giống khoai mỡ đều không ra hoa, nếu có thì hoa đực được hình thành từ trục bông còn hoa cái sinh ra từ nhánh. Cả trục bông và nhánh đều được mọc từ nách lá. Hoa đực nhỏ, khó nhìn thấy. Mỗi hoa có 3 lá đài, 3 cánh và 6 nhị. Cánh và lá đài thường có màu xanh hay trắng. Hạt phấn dính. Hoa cái to hơn hoa đực, thường có màu xanh hay tím. Hoa cái cũng có 3 cánh đài, 3 cánh hoa và bộ nhụy chứa 2 noãn. 1.3.1.6. Quả Quả của cây khoai mỡ thuộc dạng quả nang, có nhiều ngăn với đường kính khoảng 1 – 2 cm. Quả có 3 ngăn, khi khô vỏ dễ nứt, điểm nối của ngăn kéo dài ra thành cánh phẳng. Mỗi ngăn quả có 2 hạt. 1.3.1.7. Hạt Hạt của cây khoai mỡ thường nhỏ, dẹt và được bao quanh bởi màng cánh. Những hạt lấy được từ giống ra hoa, kết hạt thường không nảy mầm hoặc tỉ lệ nảy mầm rất thấp. 1.3.2. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của cây khoai mỡ 7 Vòng đời của cây khoai mỡ gồm 4 giai đoạn. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển này chịu ảnh hưởng trực tiếp của các yếu tố ngoại cảnh và có mối liên quan chặt chẽ tới các yếu tố tạo thành năng suất củ. - Giai đoạn 1: Từ khi các mắt trên phần đầu củ khoai mỡ nẩy mầm đến khoảng 6 tuần sau. Trong giai đoạn này, cây tập trung vào phát triển hệ thống rễ và chiều dài thân. - Giai đoạn 2: Giai đoạn này được đặc trưng bởi sự phát triển của bộ lá. Sự lớn lên và phát triển diện tích lá kéo dài khoảng 6 tuần. Vào tuần thứ 10 của cây, tán lá đã phát triển hoàn chỉnh. Vào tuần thứ 13, sự tăng diện tích lá dừng lại. Trong giai đoạn này sự phát triển của rễ vẫn tiếp tục cho đến tuần thứ 10 thì sự tăng trưởng về chiều dài của rễ bắt đầu chững lại, thân cây vẫn tiếp tục phát triển chiều dài trong thời gian này. Tuy nhiên sang tuần thứ 13 tốc độ dài của thân có chậm hơn trước, một số đỉnh chồi có hiện tượng xoăn lại và chết. Lúc này, sự hình thành lá mới cũng giảm kèm theo sự già đi của các lá già gần gốc. Củ cũng bắt đầu được hình thành và phát triển từ tuần thứ 11. - Giai đoạn 3: Giai đoạn này đặc trưng cho sự phát triển của khối lượng củ. Sinh trưởng thân và phát triển củ là 2 thời kỳ quan trọng có mối quan hệ mật thiết với nhau, vừa có tác dụng xúc tiến, vừa có tác dụng khống chế lẫn nhau. - Giai đoạn 4: Xảy ra khi chồi đỉnh bắt đầu già đi cùng với sự giảm dần của vật chất khô trong củ. Sau khi chồi già và lụi đi, củ chuyển sang giai đoạn ngủ nghỉ và sẽ không nẩy mầm trong khoảng 2 hoặc 3 tháng sau, tùy thuộc vào giống. 8 1.4. Yêu cầu ngoại cảnh của cây khoai mỡ 1.4.1. Yêu cầu về nước Theo Dumont; Kone khoai mỡ D.alata là cây có khả năng chịu hạn, tuy nhiên nước rất cần cho khoai mỡ phát triển tốt và cho năng suất cao. Lượng mưa tối ưu cần thiết cho khoai mỡ phát triển là 90ml cho 7 tháng sinh trưởng sinh dưỡng. Trong các thời kì sinh trưởng khác nhau, cây khoai mỡ yêu cầu lượng nước khác nhau. - Thời kỳ đầu của sinh trưởng cây yêu cầu độ ẩm thấp, cây có khả năng chịu hạn tốt vì thế có thể trồng trong điều kiện khô hạn. - Thời kỳ phát triển thân lá cây cần nhiều nước phục vụ cho quá trình tạo thành và tích lũy chất khô trong thân lá. - Thời kỳ củ phình to nhu cầu nước của cây giảm xuống, chủ yếu là phục vụ cho quá trình vận chuyển chất đồng hóa từ thân lá về củ. Một số nghiên cứu cho thấy cây khoai mỡ có thể sống trong khoảng 2 tháng không được tưới nước. Thiếu nước trong đất có thể nhận thấy khi những lá gần gốc trở nên vàng và rụng. Cây bị hạn ở giai đoạn đầu sẽ kéo dài thời gian hình thành củ của cây. Đặc biệt cây khoai mỡ là cây cần nước và độ ẩm nhưng không phải là cây có khả năng chịu được úng ngập. Vì vậy trong sản xuất, tùy theo giống, nơi trồng, mùa vụ và giai đoạn sinh trưởng của cây để có chế độ tưới nước hợp lý. 1.4.2. Yêu cầu về nhiệt độ Cây khoai mỡ là cây có củ vùng nhiệt đới nên ưa nhiệt độ cao. Để sinh trưởng và phát triển tốt, cây yêu cầu nhiệt độ trong khoảng 25-300C. Cây ngừng sinh trưởng, phát triển khi nhiệt độ thấp dưới 200C. Trong điều kiện thời tiết ấm áp cây sinh trưởng mạnh, có tốc độ đồng hóa cao và đẩy nhanh qua trình hình thành thân củ. 9 1.4.3. Yêu cầu về ánh sáng Cây khoai mỡ là cây ưa sáng. Điều kiện ánh sáng ngày dài thúc đẩy việc hình thành và phát triển thân lá. Điều kiện ngày ngắn và cường độ ánh sáng mạnh thúc đẩy hình thành phát triển củ. 1.4.4. Yêu cầu về đất Cây khoai mỡ là cây trồng dễ tính, có thể trồng được trên nhiều loại đất khác nhau, nhưng phát phiển tốt và cho năng suất cao nhất trên đất tương đối nhẹ, tơi xốp, tầng đất canh tác sâu, đủ dinh dưỡng. 1.4.5. Yêu cầu về chất dinh dưỡng Cũng như các loại cây trồng lấy củ khác, cây khoai mỡ yêu cầu đất màu mỡ, đầy đủ NPK và các nguyên tố vi lượng để cho năng suất cao. Trồng khoai mỡ ở nơi đất cằn cỗi cần bón phân hữu cơ. Cây khoai mỡ ưa đất giàu mùn và phản ứng tốt với phân chuồng hoai mục. Những nơi có tập quán du canh du cư, cây khoai mỡ là cây trồng đầu tiên sau khi bỏ hóa đất vài năm. - Đạm(N): Có vai trò chủ yếu trong việc hình thành các protein và sắc tố diệp lục. Vì vậy thiếu đạm (N) cây có triệu chứng là lá thiếu màu xanh, kích thước lá nhỏ, phân nhánh ít, lóng trên thân rút ngắn. Lá bị vàng và dễ rụng. Theo IrizarryH.R, lượng đạm mà cây khoai mỡ lấy đi từ đất cho mỗi tấn củ khô là 25kg N tương đương với 150-250 kg N/ha. - Lân (K): Có ảnh hưởng đến quá trình phát triển của rễ, khả năng quang hợp của lá và quá trình vận chuyển dinh dưỡng của cây khoai mỡ. Thiếu lân không biểu hiện rõ ràng nhưng sẽ giảm năng suất và phẩm chất củ. Lá xanh đậm, dày hơn và không mở rộng hết như lá bình thường. Trên lá có thể xuất hiện các đốm vàng hoặc trắng. Theo Kaberathumma S; Irizarry H.R lượng P được lấy đi từ đất của khoai mỡ là 1,3-2,3 kg/tấn củ tương đương với 12-25 kg P/ha.[4] 10 - Kali (K): Đẩy mạnh hoạt động của bộ rễ và kích thích khả năng quang hợp của lá để hoàn thành và vận chuyển hydratcacbon về rễ. Thiếu Kali thường không khác mấy so với cây bình thường, chỉ có lá non thường bị úa, cây sinh trưởng chậm, đốt ngắn lại. Theo tác giả Irizarry H.R, số lượng K lấy ra từ đất tương đương với lượng đạm, ước tính khoảng 12-25 kg/tấn của vật chất khôcủa củ hoặc 125-250kg/ha. 1.4.6. Yêu cầu về giàn của cây khoai mỡ Theo một số nhà khoa học, làm giàn cho cây khoai mỡ phát triển dường như là một kĩ thuật bắt buộc đối với quá trình sản xuất khoai mỡ. Và để giảm chi phí đầu tư ban đầu, các loại giàn nên được làm từ các vật liệu sẵn có của địa phương. 1.5. Thành phần dinh dưỡng và giá trị sử dụng của khoai mỡ 1.5.1. Thành phần dinh dưỡng của khoai mỡ Củ là sản phẩm thu hoạch, sử dụng của khoai mỡ, năng suất kinh tế của khoai mỡ chính là năng suất củ. Củ khoai mỡ có thành phần dinh dưỡng khác nhau tùy thuộc vào giống. Củ khoai mỡ được sử dụng ở dạng tươi và chế biến khô. Củ khoai mỡ tươi có thành phần chủ yếu là nước, chiếm khoảng 2/3 khối lượng củ tươi (70-80%). Tỷ lệ chất khô của củ chiếm khoảng 20-30% tùy thuộc vào giống, thời điểm thu hoạch. Tỷ lệ này cũng có thể thay đổi ngay trên cùng một củ, phần đuôi củ bao giờ cũng có hàm lượng nước cao hơn phần thân củ. Hydrat cacbon là thành phần chất khô chính của củ, chiếm ¼ khối lượng của củ tươi (20-25%). Phần lớn hydrat cacbon là các hạt tinh bột amylopectin mạch nhánh, tồn tại trong các tế bào dưới dạng các tinh bột. Theo kết quả nghiên cứu của tác giả Bolanle Otegbayo, hạt tinh bột của khoai mỡ D.alata có hình dạng chủ yếu là hình trứng, hình elip, hình chữ nhật và hình tròn. Kích thước hạt tinh bột của khoai mỡ khoảng 21,5-29,24 µm. 11