Tài liệu Nghiên cứu đặc điểm sinh lý, hiệu quả tạo củ khoai tây bi in vitro và trồng thử nghiệm tại thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ------------------------------ NGUYỄN THỊ THU HUYỀN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH LÝ, HIỆU QUẢ TẠO CỦ KHOAI TÂY BI IN VITRO VÀ TRỒNG THỬ NGHIỆM TẠI THÁI NGUYÊN CHUYÊN NGÀNH: SINH HỌC THỰC NGHIỆM MÃ SỐ: 60.42.30 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN THỊ TÂM THÁI NGUYÊN – 2008 1 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ------------------------------ NGUYỄN THỊ THU HUYỀN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH LÝ, HIỆU QUẢ TẠO CỦ KHOAI TÂY BI IN VITRO VÀ TRỒNG THỬ NGHIỆM TẠI THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC THÁI NGUYÊN - 2008 2 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng có ai công bố trong một công trình nào khác. Thái Nguyên, ngày 20 tháng 9 năm 2008 Tác giả Nguyễn Thị Thu Huyền 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được luận văn này, trước tiên tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Thị Tâm, với cương vị là người hướng dẫn khoa học đã hướng dẫn tận tình, động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn. Tôi xin được gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo, kỹ thuật viên phòng thí nghiệm - Khoa Sinh – KTNN - Trường ĐHSP Thái Nguyên đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn tại khoa. Thái Nguyên, ngày 20 tháng 9 năm 2008 Tác giả Nguyễn Thị Thu Huyền 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang Mở đầu ................................................................................................................ 1 Chƣơng 1. Tổng quan tài liệu............................................................................ 3 1.1. Giới thiệu chung về cây khoai tây................................................................. 3 1.2. Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới và ở Việt Nam ............................ 9 1.3. Những nghiên cứu về giống ........................................................................ 12 Chƣơng 2. Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu .......................................... 21 2.1. Vật liệu địa điểm và thời gian nghiên cứu .................................................. 21 2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 22 Chƣơng 3. Kết quả nghiên cứu ....................................................................... 32 3.1. Hiệu quả tạo khoai tây củ bi in vitro, đặc điểm sinh lý và tính toán chi phí sản xuất khoai tây củ bi trong phòng thí nghiệm ............................................... 32 3.1.1. Ảnh hưởng của mật độ chồi cấy đến hiệu quả tạo củ bi nuôi cấy in vitro .... 32 3.1.2. Ảnh hưởng của vị trí đoạn cắt đối với quá trình nuôi cấy in vitro........... 34 3.1.3. Mức độ hao hụt củ bi trong bảo quản, thời gian ngủ và khả năng nảy mầm của khoai tây củ bi in vitro ........................................................................ 37 3.1.4. Chi phí sản xuất khoai tây củ bi trong phòng thí nghiệm ........................ 39 3.2. Kết quả nghiên cứu thử nghiệm ngoài đồng ruộng..................................... 41 3.2.1. Điều kiện khí hậu, thời tiết của Thái Nguyên .......................................... 41 3.2.2. Khả năng sinh trưởng và các yếu tố cấu thành năng suất của khoai tây trồng từ củ bi in vitro (vụ đông 2007) ................................................................ 43 3.2.3. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đối với khả năng sinh trưởng và các yếu tố cấu thành năng suất của khoai tây trồng từ củ bi in vitro (vụ đông 2007) ... 53 3.3. Kết quả đánh giá chất lượng khoai tây được trồng từ củ bi in vitro (vụ đông 2007).......................................................................................................... 55 3.3.1. Đánh giá chất lượng thông qua một số chỉ tiêu về hình thái ................... 55 3.3.2. Đánh giá chất lượng thông qua một số chỉ tiêu hoá sinh ......................... 57 Kết luận và đề nghị .......................................................................................... 62 Tài liệu tham khảo ........................................................................................... 64 Phụ lục 5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Danh môc c¸c b¶ng Bảng 1.1. Năng suất protein và năng lượng của một số cây lương thực ........... 8 Bảng 1.2. Diện tích, năng suất, sản lượng khoai tây của châu Âu .................... 9 Bảng 1.3. Diện tích, năng suất, sản lượng khoai tây của châu Á .................... 10 Bảng 1.4. Diện tích, năng suất, sản lượng khoai tây của Việt Nam ................ 11 Bảng 2.1. Chế độ chăm sóc khoai tây củ bi trồng thử nghiệm trên đồng ruộng.. 24 Bảng 3.1. Ảnh hưởng của mật độ chồi cấy đến khả năng tạo củ bi in vitro .... 32 Bảng 3.2. Ảnh hưởng của vị trí đoạn cắt đối với sự sinh trưởng cây in vitro . 34 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của vị trí đoạn cắt đối với hiệu quả tạo củ bi in vitro... 36 Bảng 3.4. Thời gian ngủ và mức độ hao hụt của củ bi trong bảo quản ........... 38 Bảng 3.5. Chi phí về hoá chất dùng để sản xuất củ bi trong phòng thí nghiệm... 40 Bảng 3.6. Chi phí về sản xuất giống khoai tây củ bi trong phòng thí nghiệm trồng trên 100m2 đất ......................................................................................... 41 Bảng 3.7. Khả năng sinh trưởng của khoai tây trồng bằng củ bi in vitro (vụ đông 2007 - trồng 20/10/2007) ........................................................................ 43 Bảng 3.8. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của khoai tây trồng từ củ bi in vitro (vụ đông 2007 - trồng 20/10/2007) ......................................................... 45 Bảng 3.9. Động thái tăng trưởng số lá/thân, đường kính thân và số thân/khóm của cây khoai tây trồng từ củ bi in vitro .......................................................... 47 Bảng 3.10. Các yếu tố cấu thành năng suất khoai tây trồng bằng củ bi nuôi cấy in vitro (vụ đông 2007 - trồng 20/10/2007) ............................................... 50 Bảng 3.11. Phân loại kích cỡ củ khoai tây sau thu hoạch theo đường kính .... 52 Bảng 3.12. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đối với khả năng sinh trưởng của khoai tây trồng bằng củ bi in vitro ................................................................... 54 Bảng 3.13. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đối với các yếu tố cấu thành năng suất khoai tây trồng bằng củ bi in vitro ............................................................ 54 6 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 3.14. Một số đặc điểm hình thái củ......................................................... 57 Bảng 3.15. Hàm lượng một số chất của củ khoai tây thu hoạch từ cây trồng bằng củ bi in vitro (vụ đông 2007 - trồng 20/10/2007).................................... 57 Bảng 3.16. Hàm lượng một số vitamin và khoáng chất của củ khoai tây được thu hoạch từ cây trồng từ củ bi in vitro (vụ đông 2007 - trồng 20/10/2007) ... 58 Bảng 3.17. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến hàm lượng một số chất trong củ khoai tây thu hoạch từ cây trồng bằng củ bi in vitro (vụ đông 2007).............. 60 Bảng 3.18. Hàm lượng một số vitamin và khoáng chất của củ khoai tây được thu hoạch từ cây trồng bằng củ bi in vitro (vụ đông 2007)............................. 60 7 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Danh môc c¸c h×nh Hình 3.1. Ảnh hưởng của mật độ chồi cấy đến khả năng tạo củ bi in vitro .... 33 Hình 3.2. Ảnh hưởng của vị trí đoạn cắt đối với khả năng sinh trưởng của chồi ... 35 Hình 3.3. Ảnh hưởng của vị trí đoạn cắt đến hiệu quả tạo củ bi in vitro......... 37 Hình 3.4. Khả năng nảy mầm của củ bi in vitro .............................................. 38 Hinh 3.5. Diễn biến nhiệt độ và lượng mưa trung bình hàng năm tỉnh Thái Nguyên .42 Hình 3.6. Tăng trưởng chiều cao cây của khoai tây trồng từ củ bi .................. 46 Hình 3.7. Tăng trưởng số lá của cây khoai tây trồng từ củ bi.......................... 48 Hình 3.8. Kích thước củ giống của khoai tây củ bi và ĐC .............................. 51 Hình 3.9. Tỉ lệ các cỡ củ thu hoạch từ cây khoai tây trồng bằng củ bi............ 53 8 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Nh÷ng ch÷ viÕt t¾t trong luËn v¨n CS Cộng sự HSPL Hệ số pha loãng ĐC Đối chứng TN Thí nghiệm BAP 6 Benzyl Amino Purin NAA Naphthyl Acetic Acid 2,6 DI 2,6diclorophenoindophenol 9 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Khoai tây (Solanum tuberosum L.) là cây lương thực, thực phẩm giá trị được trồng ở nhiều nước trên thế giới. Củ khoai tây chứa trung bình 25% chất khô, trong đó các chất dinh dưỡng quan trọng như: Tinh bột 80- 85%, protein 3%, nhiều loại vitamin A, B1, C, B6, PP…[40]. Với giá trị dinh dưỡng và kinh tế cao, khoai tây là một trong bốn cây lương thực quan trọng xếp sau lúa, ngô và khoai lang [7]. Ở Việt Nam, khoai tây là cây vụ đông quan trọng trong công thức luân canh lúa xuân- lúa mùa sớm- khoai tây [9]. Với điều kiện khí hậu trong vụ đông ở đồng bằng sông Hồng, cây khoai tây là cây trồng thích hợp đem lại giá trị kinh tế cao. Trên thực tế, sản xuất khoai tây nước ta gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là trong công tác giống, dẫn đến năng suất và diện tích trồng hàng năm thấp và không ổn định. Việt Nam phải nhập 70%-75% nguồn giống từ Trung Quốc, 15% nguồn giống từ châu Âu, 15% giống sản xuất trong nước [5]. Giống sản xuất trong nước chủ yếu là theo phương thức tự để, củ giống dễ bị thoái hoá, tăng tỉ lệ nhiễm bệnh, đặc biệt là virus, làm yếu dần tính chống chịu của khoai tây qua sinh sản vô tính [4]. Nhập khẩu một lượng lớn khoai tây thịt giá rẻ từ Trung Quốc làm giống sẽ lan truyền nhiều loại sâu bệnh nguy hại cho môi trường. Nguồn giống từ châu Âu cho chất lượng tốt nhưng giá giống đắt làm hạn chế đến hiệu quả kinh tế. Khoai tây là loại cây trồng có khả năng cho năng suất cao, ở các ruộng thâm canh của nhiều nước năng suất có thể đạt đến hàng trăm tấn củ/ha. Trong khi đó nước ta năng suất khoai tây chỉ đạt dưới 10 tấn/ha. Trong hệ thống sản xuất khoai tây sạch bệnh thì việc sản xuất khoai tây củ bi có ý nghĩa rất lớn. Khoai tây củ bi mang đầy đủ đặc tính tốt của khoai tây bầu đất. Ngoài ra, người dân không phải gây giống cấp một mà vẫn đảm bảo được năng suất, nhất là sức chống chịu bệnh của giống.Việc bảo quản, 1 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vận chuyển dễ dàng, giá củ bi thấp hơn nhiều so với các củ giống lớn, như vậy giảm được vốn đầu tư ban đầu [12], [19]. Xuất phát từ thực tế trên, nhằm góp phần khắc phục khó khăn trong sản xuất củ khoai tây giống trong nước, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu đặc điểm sinh lý, hiệu quả tạo củ khoai tây bi in vitro và trồng thử nghiệm tại Thái Nguyên”. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu hiệu quả tạo củ khoai tây bi in vitro. - Đánh giá các đặc điểm nông học, năng suất, chất lượng củ thu hoạch từ cây trồng bằng củ bi in vitro trong điều kiện tự nhiên. - Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian trồng đối với sinh trưởng, phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất và chất lượng khoai tây được trồng bằng củ bi in vitro. 3. Nội dung nghiên cứu 3.1. Đánh giá hiệu quả tạo củ khoai tây bi in vitro thông qua các nghiên cứu: - Ảnh hưởng của mật độ chồi cấy đối với hiệu quả tạo củ khoai tây bi in vitro. - Ảnh hưởng của vị trí đoạn cắt trên cây đối tới khả năng sinh trưởng và hiệu quả tạo củ của khoai tây nuôi cấy in vitro. - Chi phí sản xuất củ giống khi trồng khoai tây bằng củ bi in vitro và trồng bằng củ truyền thống. 3.2. Nghiên cứu đặc điểm sinh lí củ khoai tây bi in vitro thông qua theo dõi thời gian ngủ, khả năng nảy mầm, mức độ hao hụt trong thời gian bảo quản. 3.3. Trồng thử nghiệm ngoài đồng ruộng - Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và các yếu tố cấu thành năng suất của khoai tây trồng từ củ bi in vitro trong vụ đông năm 2007. - Đánh giá ảnh hưởng của thời gian trồng đối với sự sinh trưởng, phát triển và các yếu tố cấu thành năng suất của khoai tây trồng từ củ bi in vitro. - Đánh giá chất lượng củ khoai tây trồng từ củ bi in vitro thông qua phân tích một số chỉ tiêu hoá sinh. 2 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu chung về cây khoai tây 1.1.1. Nguồn gốc và phân loại cây khoai tây Cây khoai tây (Solanum tuberosum L.) có nguồn gốc ở Nam Mỹ. Đầu thế kỷ XVI những nhà hàng hải người Tây Ban Nha chinh phục Nam Mỹ, đã đem về trồng ở nước họ. Vào cuối thế kỷ XVI, khoai tây được trồng ở AiLen, Anh, Italia, Đức, Pháp Nga…từ đó khoai tây được trồng ở nhiều nước châu Âu khác. Các nước ở châu Á và châu lục khác biết đến cây khoai tây muộn hơn các nước ở châu Âu thông qua chính sách thuộc địa của người châu Âu. Đến nay, khoai tây được trồng rộng rãi ở khoảng 130 nước trên thế giới từ 71 0 vĩ tuyến Bắc đến 40 0 vĩ tuyến Nam [7], [9], [47]. Ở nước ta, khoai tây được người Pháp mang sang trồng ở một số nơi từ năm 1890 và chủ yếu trồng ở vùng đồng bằng sông Hồng. Giống khoai tây được trồng phổ biến trước đây là giống khoai tây ruột vàng Thường tín, giống này có nguồn gốc từ giống Ackersegen, được nhập từ Pháp năm 1890 [9], [46], [50]. Cây khoai tây thuộc chi Solanum Setio Pentota [45], thuộc họ cà (Solanaceace) [9] là cây ở thể tứ bội (Tetraploid) (2n=4x=48), có khả năng sinh trưởng phát triển tốt và cho năng suất cao. 1.1.2. Đặc tính thực vật học của cây khoai tây Thân và lá cây khoai tây có nhiều lông, lá kép lông chim, không đối xứng [9]. Thân cây khoai tây là hệ thống bao gồm thân, tia củ và củ, thân cây cao từ 45- 90cm tuỳ theo giống, độ phì của đất và kỹ thuật canh tác. Tia củ phát triển từ mầm cành, với điều kiện thuận lợi sẽ phát triển thành củ, điều kiện không thuận lợi sẽ chồi lên mặt đất phát triển thành cành. 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Cây khoai tây chủ yếu là tự thụ phấn nhưng có trường hợp giao phấn. Quả khoai tây thuộc loại quả mọng, có 2 ô, hạt rất nhỏ có mầm uốn cong. Mầm ngủ củ khoai tây là những mầm cây được tạo thành ở các nách lá không phát triển. Mầm ngủ ở mỗi củ thường là một số, phần lớn có 3 mầm [9]. 1.1.3. Đặc điểm sinh học, ảnh hƣởng của điều kiện ngoại cảnh đến sinh trƣởng và phát triển của cây khoai tây 1.1.3.1. Đặc điểm sinh học của cây khoai tây Đời sống của cây khoai tây có thể chia làm 4 thời kỳ: Thời kỳ ngủ, thời kỳ nảy mầm, thời kỳ hình thành củ, thời kỳ củ phát triển. * Thời kỳ ngủ: Củ khoai tây sau khi thu hoạch phải được cất giữ một thời gian dài sau đó mới nảy mầm được, người ta gọi đó là thời kỳ ngủ nghỉ của củ khoai tây. Thời gian ngủ nghỉ của củ khoai tây phụ thuộc vào đặc điểm của giống, điều kiện sinh thái của vùng trồng, kỹ thuật canh tác, điều kiện bảo quản. * Thời kỳ nảy mầm: Sau một thời gian ngủ nghỉ những mắt ngủ trên củ khoai tây đều có khả năng phát triển thành mầm cây. Mầm cây phát triển thành thân lá và thành cây khoai tây thế hệ mới. * Thời kỳ hình thành thân củ: Cây khoai tây con sau khi phát triển vượt lên khỏi mắt đất từ 7- 10 ngày thì trên các đốt thân nằm dưới mặt đất xuất hiện những nhánh con, đó chính là những nhánh thân địa sinh. Nhánh địa sinh có màu trắng và mọc thẳng, đầu cuối của nhánh thường phình to tạo thành những đoạn thân ngầm, khi phát triển đến mức độ nhất định thì ngừng phát triển về chiều dài, chất dinh dưỡng tập trung vận chuyển đến các đoạn thân ngầm này và chúng phình to lên tạo thành củ khoai tây ở đầu mút thân địa sinh. * Thời kỳ phát triển của củ: Sau khi cây sinh trưởng được 20-25 ngày thì các chất dinh dưỡng tập trung vào các đầu chóp của thân địa sinh, bộ phận này của thân địa sinh bắt đầu phình to dần lên. Ở những nơi có nhiều nắng vào thời gian này cây hình thành hoa và hoa bắt đầu nở, đây chính là lúc thân địa sinh phát triển mạnh nhất [9]. 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.1.3.2. Ảnh hƣởng của một số yếu tố sinh thái tới sinh trƣởng và phát triển của cây khoai tây Nhiệt độ là yếu tố khí tượng đặc biệt quan trọng, có ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng phát triển của cây khoai tây. Ở thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng cây khoai tây có thể thích ứng với biên độ nhiệt từ 100C- 250C, rộng hơn so với giai đoạn sinh trưởng sinh thực. Theo Billb- Deau (1992), nhiệt độ thích hợp cho sự hình thành củ khoai tây là 18 0C-200C, từ 200C trở lên quá trình hình thành củ khoai tây sẽ bị kìm hãm, khối lượng chất khô của củ cũng như chất lượng của củ đều bị giảm [48], nếu nhiệt độ quá thấp cũng ảnh hưởng đến sinh trưởng của củ, khi nhiệt độ xuống thấp dưới 15 0C các đặc tính như màng vỏ, hàm lượng tinh bột thay đổi theo hướng không có lợi. Khoai tây là cây ưa sáng, cường độ ánh sáng thích hợp cho năng suất cao từ 40.000- 60.000 lux. Cường độ ánh sáng mạnh có lợi cho quá trình quang hợp sẽ thuận lợi cho hình thành, tích luỹ chất khô. Cường độ quang hợp yếu nhiều tia củ sẽ không có khả năng hình thành củ [50]. Các thời kỳ sinh trưởng khác nhau của cây khoai tây thì yêu cầu về thời gian chiếu sáng cũng khác nhau: Từ khi khoai tây bắt đầu mọc khỏi mặt đất đến thời kỳ xuất hiện nụ hoa yêu cầu ánh sáng ngày dài. Thời kỳ phát triển tia củ yêu cầu ánh sáng ngày ngắn [7]. Trong các giai đoạn sinh trưởng, cây khoai tây có yêu cầu về nước khác nhau [38]. Thời kỳ từ trồng đến xuất hiện tia củ cần đảm bảo độ ẩm đất tối thiểu 60%-80% sức chứa ẩm đồng ruộng. Thời kỳ phát triển củ cần thường xuyên giữ độ ẩm đất là 80%. Thiếu hoặc thừa nước đều gây ảnh hưởng xấu tới sinh trưởng của cây [6]. 5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.1.3.3. Nhu cầu dinh dƣỡng của cây khoai tây Khoai tây yêu cầu một lượng dinh dưỡng lớn và đầy đủ các nguyên tố đa lượng và vi lượng. Ảnh hưởng của đạm đến năng suất khoai tây đã được nghiên cứu từ thập kỷ 70. Năng suất tối ưu của khoai tây đạt được khi bón ít nhất là 45- 400kg N/ha [54]. Theo Benkema và Vander Zaag (1979), khi bón lượng đạm quá cao ở khoai tây dễ xảy ra hiện tượng “sinh trưởng lần thứ 2”, tương tự như hiện tượng xảy ra khi gặp nhiệt độ cao, ánh sáng ngày dài trong thời gian hình thành củ, hiện tượng này làm giảm năng suất và chất lượng củ khoai tây [41]. Khoai tây cũng cần nhiều P cho sự sinh trưởng, tuy nhiên, hiệu lực của P phụ thuộc nhiều vào hàm lượng P và vôi có ở trong đất. Lượng P có ở trong đất ít còn lượng vôi tự do nhiều thì thường phải bón với liều lượng P nhiều hơn [53]. Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả của K thể hiện không rõ đến năng suất khoai tây, nhưng lại liên quan rõ tới chất lượng củ, cụ thể là hàm lượng chất khô của củ, làm giảm bệnh đốm đen trên củ. Kali làm tăng khả năng quang hợp, tăng sự vận chuyển các chất trong cây và tăng khả năng chống chịu sâu bệnh hại. Các nguyên tố vi lượng như Magie (Mg), Kẽm (Zn), Lưu huỳnh (S)…, cần cung cấp đầy đủ và cân đối cho cây. Nếu thiếu cây sinh trưởng phát triển kém, năng suất thấp. Phân hữu cơ có vai trò rất quan trọng trong sản xuất khoai tây. Muốn có năng suất sản lượng khoai tây cao, chất lượng tốt thì phải sử dụng phân hữu cơ vì phân hữu cơ cung cấp một cách cân đối các nguyên tố đa lượng và bán đa lượng (N, P, K , Ca) cho khoai tây và đặc biệt là bổ sung đầy đủ các nguyên tố vi lượng quan trọng cần cho khoai tây. Ngoài ra phân hữu cơ còn tạo độ xốp trong đất, tăng khả năng giữ ẩm của đất, kích thích bộ rễ phát triển và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hình thành và phát triển củ khoai tây [9], [28]. 6 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.1.3.4. Thời vụ trồng khoai tây ở Việt Nam Ở vùng Trung du và miền núi phía Bắc Việt Nam, khung thời vụ trồng khoai tây nằm gọn trong thời gian từ vụ lúa mùa sang vụ lúa xuân. Thời vụ trồng khoai tây vụ đông có thể trồng từ thượng tuần tháng 10 đến hạ tuần tháng 11 vẫn cho thu hoạch. Thời vụ tốt nhất để trồng khoai tây là trung tuần tháng 10 đến trung tuần tháng 11. Thời vụ này có thể đáp ứng đầy đủ nhất về nhiệt độ, ánh sáng để cây khoai tây sinh trưởng phát triển và cho năng suất cao. Trồng sớm hơn khoai tây sớm bị rạc, nếu trồng muộn hơn khoai tây sẽ gặp rét ngay lúc mới mọc, phát triển chậm nên cho năng suất thấp [28]. Theo Vũ Thị Bích Dẫn và Cs (1995), vụ đông sớm ở đồng bằng Bắc Bộ thường được bố trí từ trung tuần tháng 9 đến trung tuần tháng 10. Thời vụ này thường gặp điều kiện thời tiết khí hậu bất thuận như lượng mưa lớn và nhiệt độ cao. Mặt khác, khoai tây trồng ở Việt Nam có thời gian xuất hiện củ rất ngắn chỉ khoảng 35- 40 ngày trồng, đặc biệt với các giống ngắn ngày, mầm già sinh lý củ xuất hiện sớm hơn và thời gian sinh trưởng ngắn nên năng suất không cao [8]. Ở vùng nam khu IV cũ, khoai tây có thể trồng muộn hơn, tức là vào trung tuần tháng 11 vì ở vùng này mùa mưa kết thúc muộn hơn. Còn vùng núi khí hậu ôn hoà như Sapa, Đà Lạt có thể trồng được quanh năm [20]. Nghiên cứu của Đào Mạnh Hùng (1996) cho thấy, khoai tây vụ xuân thường được trồng từ hạ tuần tháng 12 đến thượng tuần tháng giêng, thu hoạch trung tuần tháng 4. Tháng 12 có nhiệt độ trung bình là 18,1 0C, tháng giêng lạnh nhất trong năm nhưng cũng đạt 16,10C nên ảnh hưởng không nhiều đến sinh trưởng của khoai tây ở giai đoạn đầu. Lượng mưa đầu vụ khoai Xuân rất thấp, tăng dần vào tháng 2 và tháng 3, tăng nhanh vào cuối tháng 4, vì vậy cần đảm bảo đủ ẩm thời kỳ đầu cho khoai tây mọc mầm và phát triển nhanh, cuối vụ cần tiêu úng triệt để để đảm bảo chất lượng củ [15]. Như vậy, thời vụ là một yếu tố ảnh hưởng mang tính chất quyết định đến sự thành công trong sản xuất khoai tây. Các nhà nghiên cứu khoai tây cho 7 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn rằng, thời vụ thích hợp để trồng khoai tây bắt đầu từ giữa tháng 10 đến cuối tháng 11, khi đó nhiệt độ giao động từ 170C- 250C là điều kiện thuận lợi nhất cho việc trồng khoai tây [7], [28]. 1.1.4. Giá trị dinh dƣỡng và kinh tế của khoai tây Ở nhiều nước trên thế giới, khoai tây được coi là một trong năm loài cây lương thực quan trọng: lúa mỳ, lúa nước, ngô, đại mạch và khoai tây. So với nhiều loài cây trồng khác, khoai tây có thành phần hoá học quý và khả năng sử dụng đa dạng [9]. Củ khoai tây chứa trung bình khoảng 25% chất khô, trong đó 80-85% tinh bột, 3% protein, có nhiều vitamin: A, B1, B6, PP… và nhiều nhất là vitamin C (20-200mg/100gam khối lượng tươi). Ngoài ra, còn có các chất khoáng quan trọng, chủ yếu là kali, thứ đến là canxi, photpho, magie [7]. Theo Beukema, Vander Zaag (1979), cứ 1 kg khoai tây cho 840 calo [41]. Nếu tính theo sự cân bằng protein/calo, sự phân bố và tỉ lệ axit amin quan trọng trong các loại thức ăn chính thì khoai tây chỉ kém trứng [33]. Sử dụng 100g khoai tây có thể đảm bảo ít nhất 8% nhu cầu protein, 3% năng lượng, 10% sắt, 10% vitaminB1 và 20-25% nhu cầu vitamin C cho 1 người trong 1 ngày đêm [47]. Vì vậy, theo đánh giá của Vander Zaag (1976), trong số các cây trồng của vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới như lúa, ngô, đậu tượng… thì khoai tây cho năng suất năng lượng, năng suất protein và sinh lợi cao nhất [55]. Bảng 1.1. Năng suất protein và năng lượng của một số cây lương thực Loại cây trồng Kcalo/100g Năng suất năng lượng (kcalo/10ngày/ha) Khoai tây Sắn Khoai lang Đậu đỗ Lúa Ngô 90,82 185,87 138,30 400,24 420,90 138,91 48,64 45,12 48,93 11,72 35,10 38,97 Tỉ lệ protein (%) 2,0 0,7 1,5 22,0 7,0 9,5 Năng suất protein (kg/ngày/ha) 1,1 0,2 0,5 0,6 0,6 0,8 (Nguồn: Vander Zaag, (1976) [55] 8 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Nếu so sánh về năng suất chất khô trên một đơn vị diện tích trồng trọt thì khoai tây là cao nhất, hơn lúa mỳ 3,04 lần, lúa nước 1,33 lần, ngô 2,2 lần [42]. Bên cạnh giá trị làm lương thực, thực phẩm cho con người và thức ăn cho gia súc, khoai tây còn là nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp chế biến. Ước tính 1 tấn khoai tây củ có hàm lượng tinh bột 17,6% chất tươi thì sẽ cho 112lít rượu, 55 kg axit hữu cơ và một số sản phẩm khác [42]. Từ việc chế biến ra rượu khoai tây còn là nguyên liệu để sản xuất ra cao su nhân tạo [9]. Thân, lá, hoa khoai tây còn là nguyên liệu của công nghiệp chế biến dược phẩm sản xuất thuốc chữa bệnh như thuốc giảm đau, an thần, chữa bệnh thần kinh, thấp khớp, hen xuyễn mãn tính…[16]. 1.2. Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới và ở Việt Nam 1.2.1. Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới Châu Âu có nền sản xuất khoai tây lớn nhất thế giới và đang có xu hướng giảm nhẹ về diện tích, năng suất và sản lượng khá cao và ít biến động. Bảng 1.2. Diện tích, năng suất, sản lượng khoai tây của châu Âu Năm Diện tích (Triệu ha) Năng suất (Tấn/ha) Sản lượng (Triệu tấn) 2000 9,13 16,30 148,82 2001 8,86 15,50 137,33 2002 8,39 15,50 130,05 2003 8,20 15,96 130,87 2004 8,01 17,67 141,54 2005 7,81 16,81 131,29 (Nguồn FAO, 2005) [43] Năm 2000, cả châu lục trồng được 9,13 triệu ha, nhưng đến năm 2005 chỉ còn 7,81 triệu ha. Năng suất khoai tây ở châu Âu không ngừng được nâng cao. Tuy nhiên, năm 2005 năng suất khoai tây giảm nhẹ so với 2004. 9 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Châu Á có nền sản xuất khoai tây lớn thứ 2 sau châu Âu, tập trung ở các nước như: Trung Quốc, Nhật Bản, Cộng hoà Dân chủ nhân dân Triều Tiên, Hàn Quốc, Mông Cổ…Hiện nay, Trung Quốc là quốc gia trồng nhiều khoai tây nhất thế giới và đứng đầu châu Á cả về diện tích, năng suất và sản lượng. Bảng 1.3. Diện tích, năng suất, sản lượng khoai tây của châu Á Năm 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Diện tích Năng suất (Triệu ha) (Tấn/ha) 7,96 15,20 7,84 15,10 7,75 15,60 7,80 15,76 7,98 16,53 7,86 16,38 (Nguồn FAO, 2005) [43] Sản lượng (Triệu tấn) 120,99 118,38 120,90 122,93 131,91 128,75 Sản xuất khoai tây của châu Á khá ổn định, năm 2000 có 7,96 triệu ha, năm 2002 diện tích trồng khoai tây thấp nhất 7,75 triệu ha, giảm 0,21 triệu ha, đến 2005 cả châu lục trồng được 7,86 triệu ha, gần bằng diện tích khoai tây của châu Âu. Năng suất khoai tây bình quân được tăng lên hàng năm và thấp hơn năng suất bình quân của châu Âu không đáng kể. 1.2.2. Tình hình sản xuất khoai tây ở Việt Nam Cây khoai tây được du nhập vào Việt Nam từ năm 1890 và chủ yếu trồng ở vùng đồng bằng sông Hồng [46]. Hiện nay khoai tây được coi là một trong những loại “thực phẩm sạch”, là một loại nông sản hàng hoá được lưu thông rộng rãi [11]. Với điều kiện khí hậu trong vụ đông ở miền Bắc Việt Nam thì cây khoai tây được xem là cây trồng lý tưởng. Tuy nhiên, tình hình sản xuất khoai tây ở Việt Nam luôn biến động và phát triển không tương xứng với tiềm năng của nó. 10 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 1.4. Diện tích, năng suất, sản lượng khoai tây của Việt Nam Năm 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Diện tích (ha) 28.022 30.000 32.102 33.887 34.000 35.000 Năng suất (tấn/ha) 11,27 10,53 11,76 10,69 10,74 10,57 Sản lượng (tấn) 315.807,94 315.900,00 377.519,52 362.252,03 365.160,00 369.950,00 (Nguồn FAO, 2005) [43] Bên cạnh sự tăng lên về diện tích thì trong giai đoạn gần đây (20002005) năng suất lại có xu hướng biến động thất thường. Trong những năm 1976- 1990 năng suất chỉ đạt dưới 10 tấn/ha, dao động khoảng 10 tấn/ha trong những năm 1991- 1998 và đạt 11-12 tấn/ha vào những năm 1999- 2002. Từ 2002- 2005, năng suất giảm xuống chỉ còn khoảng 10-11 tấn/ha. Năng suất khoai tây của nước ta chỉ bằng 61,3 % năng suất bình quân chung của thế giới, bằng 62,9% năng suất bình quân của châu Âu. Sự tăng năng suất và diện tích khoai tây của Việt Nam là chưa đáng kể so với tiềm năng to lớn của nó. So với các cây trồng vụ đông khác như ngô, lạc, đậu tương… thì diện tích khoai tây chỉ chiếm phần nhỏ. Yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến năng suất khoai tây ở Việt Nam là chất lượng giống. Củ giống kém chất lượng không có khả năng cho năng suất cao đồng thời bị hao hụt lớn trong quá trình bảo quản làm cho giá thành củ giống tăng, tăng chi phí đầu tư lên rất nhiều vì đầu tư giống chiếm tỉ lệ cao nhất trong tổng chi phí tiền mặt cho việc sản xuất khoai tây. Giống khoai tây người nông dân sử dụng chủ yếu theo phương thức tự để, duy trì từ vụ này sang vụ khác, nhiều loại giống đang trồng phổ biến đã bị thoái hoá. Kết quả điều tra cơ cấu giống ở một số vùng thuộc đồng bằng sông 11 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn