Tài liệu Nghiên cứu khả năng sinh trưởng phát triển của một số giống khoai tây có triển vọng trong điều kiện sản xuất vụ đông năm 2015 tại tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM –––––––––––––––––––––– LÊ THỊ QUỲNH ANH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ GIỐNG KHOAI TÂY CÓ TRIỂN VỌNG TRONG ĐIỀU KIỆN SẢN XUẤT VỤ ĐÔNG NĂM 2015 TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG THÁI NGUYÊN - 2016 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM –––––––––––––––––––––– LÊ THỊ QUỲNH ANH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ GIỐNG KHOAI TÂY CÓ TRIỂN VỌNG TRONG ĐIỀU KIỆN SẢN XUẤT VỤ ĐÔNG NĂM 2015 TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Khoa học cây trồng Mã số ngành: 60.62.01.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Trần Ngọc Ngoạn THÁI NGUYÊN - 2016 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ bất cứ một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. Học viên Lê Thị Quỳnh Anh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Sau quá trình học tập và nghiên cứu đề tài, tôi đã hoàn thành bản luận văn nghiên cứu khoa học. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn và sự kính trọng tới các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Sau Đại học; Khoa Nông Học, Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình tiến hành nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo GS.TS. Trần Ngọc Ngoạn đã luôn quan tâm giúp đỡ nhiệt tình, trách nhiệm và công tâm trong suốt quá trình tôi tiến hành nghiên cứu đề tài và hoàn thành luận văn. Do còn hạn chế về trình độ lý luận và kinh nghiệm thực tế nên không tránh khỏi thiếu sót, tôi rất mong được sự giúp đỡ, góp ý kiến bổ sung của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn. Nhân dịp này, tôi xin trân trọng gửi tới các thầy giáo, cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình sự biết ơn sâu sắc và xin gửi lời chúc tốt đẹp nhất. Thái Nguyên, tháng 9 năm 2016 Học viên Lê Thị Quỳnh Anh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................... v DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... vi DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................... vii MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1 2. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................ 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. ..................................................... 2 3.1. Ý nghĩa khoa học ....................................................................................... 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn ........................................................................................ 2 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................ 3 1.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của khoai tây ........................................... 3 1.1.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển .............................................................. 3 1.1.2. Giá trị dinh dưỡng và ý nghĩa kinh tế của cây khoai tây. ....................... 4 1.1.3. Đặc điểm thực vật học............................................................................. 6 1.1.4. Yêu cầu ngoài cảnh đối với cây khoai tây .............................................. 8 1.2. Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới và ở Việt Nam ....................... 11 1.2.1. Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới ............................................ 11 1.2.2. Tình hình sản xuất khoai tây ở Việt Nam. ............................................ 14 1.3. Tình hình nghiên cứu khoai tây trên thế giới và ở Việt Nam .................. 16 1.3.1. Một số nghiên cứu về giống .................................................................. 16 1.3.2. Nghiên cứu về chọn tạo và nhập nội giống khoai tây ........................... 20 1.4. Những kết luận rút ra từ tổng quan tài liệu .............................................. 23 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn iv Chương 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................. 25 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................ 25 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 25 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 25 2.2. Nội dung ................................................................................................... 25 2.3. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 25 2.3.1. Thu thập số liệu thứ cấp ........................................................................ 25 2.3.2. Bố trí thí nghiệm ................................................................................... 26 2.3.3. Biện pháp kỹ thuật ................................................................................ 27 2.4. Phương pháp xử lý số liệu........................................................................ 31 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 32 3.1. Đánh giá khả năng sinh trưởng của các giống khoai tây trong điều kiện vụ đông 2015 tại tỉnh Thái Nguyên......................................................... 32 3.2. Một số đặc điểm hình thái của các giống khoai tây tham gia thí nghiệm ...... 42 3.3. Mức độ nhiễm một số sâu, bệnh hại chính của các giống khoai tây trong vụ đông 2015 tại tỉnh Thái Nguyên ....................................................... 43 3.4. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống khoai tây trong vụ đông 2015 tại hai điểm nghiên cứu .................................................. 51 3.5. Đánh giá một số chỉ tiêu về chấ t lươ ̣ng của các giống khoai tây tại Tỉnh Thái Nguyên ........................................................................................... 57 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 61 1. Kết luận ....................................................................................................... 61 2. Đề nghị ........................................................................................................ 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 63 PHỤ LỤC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐC : Đối chứng FAO : Tổ Chức Lương Nông Liên Hiệp Quốc NST : Ngày sau trồng NSTT : Năng suất thực thu PL : Phú Lương TB : Trung bình của hai địa điểm thí nghiệm TN : Thành phố Thái Nguyên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới. ..................................... 12 Bảng 1.2. Diện tích, năng suất, sản lượng khoai tây khu vực Đông Nam Á .. 13 Bảng 1.3. Tình hình sản xuất khoai tây ở Việt Nam ....................................... 14 Bảng 3.1. Một số đặc điểm sinh trưởng của các giống khoai tây tham gia thí nghiệm tại huyện Phú Lương .................................................... 33 Bảng 3.2. Một số đặc điểm sinh trưởng của các giống khoai tây tham gia thí nghiệm tại thành phố Thái Nguyên ........................................... 36 Bảng 3.3. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các giống khoai tây thí nghiệm ......................................................................... 38 Bảng 3.4. Số thân chính/khóm của các giống khoai tây tham gia thí nghiệm .......40 Bảng 3.5. Mức sinh trưởng của các giống khoai tây tham gia thí nghiệm ..... 41 Bảng 3.6. Một số đắc điểm hình thái của các giống khoai tây tham gia thí nghiệm....................................................................................... 42 Bảng 3.7. Mức độ nhiễm bệnh mốc sương của các giống khoai tây .............. 46 Bảng 3.8. Mức độ nhiễm bệnh đốm lá của các giống khoai tây ..................... 47 Bảng 3.9. Mức độ nhiễm virus của các giống khoai tây ................................. 48 Bảng 3.10. Mức độ nhiễm bệnh héo xanh và mức độ nhiễm virus của các giống khoai tây ................................................................................ 50 Bảng 3.11. Yếu tố cấu thành năng suất của các giố ng khoai tây tham gia thí nghiê ̣m ta ̣i hai điạ điể m ............................................................. 52 Bảng 3.12. Tỷ lê ̣ củ thương phẩ m của các giố ng khoai tây tham gia thí nghiê ̣m ta ̣i 2 điạ điể m...................................................................... 53 Bảng 3.13. Năng suất lý thuyết của các giố ng khoai tây tham gia thí nghiê ̣m ta ̣i hai điạ điể m ................................................................... 55 Bảng 3.14. Năng suất thực thu của các giố ng khoai tây tham gia thí nghiê ̣m ta ̣i hai điạ điể m ................................................................... 56 Bảng 3.15. Đánh giá chất lượng củ khoai tây sau luộc ................................... 57 Bảng 3.16. Đánh giá chất lượng củ khoai tây qua phân tích .......................... 59 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1: Biểu đồ tỷ lệ củ thương phẩm của các giống khoai tây tại hai địa điểm thí nghiệm ........................................................................ 53 Hình 3.2: Năng suất lý thuyết của các giố ng khoai tây tham gia thí nghiê ̣m ta ̣i hai điạ điể m ................................................................... 54 Hình 3.3: Năng suất thực thu của các giống khoai tây tham gia thí nghiệm .. 56 Hình 3.4: Hàm lượng chất khô, tinh bột và Protein của một số giống khoai tây tham gia thí nghiệm................................................................... 58 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cây khoai tây (Solanum Tuberosum.L) là cây lương thực của nhiều nước châu Âu và ở một số nước khoai tây là cây lương thực chủ yếu (Đường Hồng Dật, 2005)[6]. Củ khoai tây chứa 20% lượng chất khô trong đó có 80 85% là tinh bột, 3 - 5% là protein và một số vitamin khác (Nguyễn Văn Thắng và cs, 1996)[16]. Khoai tây có tiềm năng năng suất khá cao tới 100 - 120 tấn/ha. Tuy nhiên sự biến động về tiềm năng năng suất giữa các vụ và các vùng là khá lớn (Caldiz et al., 2001)[23] do khoai tây chịu tác động mạnh của những yếu tố từ bên ngoài. Đồng bằng Bắc bộ có một mùa đông lạnh với nhiệt độ trung bình khoảng 20 - 300C, phù hợp cho cây khoai tây sinh trưởng phát triển. Mặt khác, diện tích đất phù sa, đất cát pha, đất thịt nhẹ lớn, hệ thống thuỷ nông hoàn chỉnh là điều kiện thuận lợi cho phát triển và mở rộng sản xuất loại cây trồng này. Trong những năm gần đây diện tích khoai tây cả nước dao động trong khoảng 35.000 ha, tập trung chủ yếu ở đồng bằng sông Hồng (Đào Huy Chiên, 2002)[3].Có khả năng thích hợp với nhiều vùng sinh thái, cho năng suất cao, củ giàu dinh dưỡng nên khoai tây được trồng rất phổ biến. Sản phẩm thu hoạch dễ tiêu thụ và dễ thương mại hoá. Cây khoai tây nếu được đầu tư thâm canh sẽ có sản lượng cao và lượng hàng hóa lớn, có giá trị xuất khẩu làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến. Ở Việt Nam khoai tây là một trong những cây thực phẩm quan trọng và đặc biệt là cây hàng hóa có hiệu quả kinh tế cao. Tuy nhiên hiện nay việc sản xuất khoai tây chưa khai thác hết tiềm năng vốn có của nó, năng suất cây khoai tây ở Việt Nam còn rất thấp năm 2013 trung bình đạt 71,8% năng suất trung bình của thế giới (FAOSTAT, 2015) [24]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 2 Thái Nguyên có điều kiện sinh thái, thổ nhưỡng rất phù hợp cho cây khoai tây sinh trưởng và phát triển bởi vậy khoai tây là một cây trồng và có vị trí quan trọng nhất định trong cơ cấu cây trồng của tỉnh. Tuy nhiên những năm gần đây diện tích trồng khoai tây của tỉnh đang giảm dần. Nguyên nhân chủ yếu của các hạn chế trên là do vấn đề về nguồn giống. Hiện nay người dân địa phương vẫn quen sử dụng bộ giống cũ đã canh tác lâu năm tại địa phương dẫn đến năng suất khoai tây thấp, chất lượng hạn chế chưa đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng. Vì vậy, để sớm góp phần vào việc giải quyết những vấn đề khó khăn nêu trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng phát triển của một số giống khoai tây có triển vọng trong điều kiện sản xuất vụ Đông năm 2015 tại tỉnh Thái nguyên”. 2. Mục tiêu của đề tài - Đánh giá khả năng thích ứng của một số giống khoai tây mới cho tỉnh Thái Nguyên. - Lựa chọn ra các giống khoai tây năng suất cao, phù hợp với điều kiện canh tác và khí hậu của Việt Nam - Đánh giá chất lượng củ cho mục đích sử dụng thích hợp. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. 3.1. Ý nghĩa khoa học - Kết quả của đề tài là cơ sở dữ liệu để đánh giá, tuyển chọn các giống khoai tây nhập nội có năng suất cao, phẩm chất tốt cho những năm tiếp theo. - Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể dùng để tham khảo trong giảng dạy và nghiên cứu chọn giống khoai tây. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Tuyển chọn được giống khoai tây có năng suất cao, chất lượng tốt phục vụ phát triển sản xuất khoai tây tại tỉnh Thái Nguyên. - Từng bước đưa các giống được tuyển chọn vào sản xuất, thay thế hoặc bổ sung làm phong phú bộ giống khoai tây ở tỉnh Thái Nguyên. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 3 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của khoai tây 1.1.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển Cây khoai tây (Solanum tuberosum) là một trong những cây lương thực chính của thế giới, xếp thứ 4 sau lúa mỳ, gạo và ngô. Khoai tây thuộc họ cà Solanaceae có nguồn gốc xuất xứ ở dãy núi Andes. Nơi khởi thuỷ của cây khoai tây trồng là ở quanh hồ Titicaca giáp ranh nước Peru và Bolivia. Những di tích khảo cổ tìm thấy ở vùng này thấy cây khoai tây làm thức ăn cho người đã có từ thời đại 500 năm trước công nguyên. Những hóa thạch củ khoai tây khô và những đồ vật hình dáng khoai tây có khá nhiều ở thế kỷ thứ II sau công nguyên. Hiện nay ở dãy núi Andes còn có rất nhiều loài khoai tây dại, bán hoang dại, loài khoai tây trồng. Nhân dân Peru, Bolivia và những nước lân cận trồng những giống khoai tây rất đa dạng, phổ biến nhất là loài Solanum tuberosum, sau đó là loài S.andigena, loài ít hơn là S.juzepezukii (Trương Văn Hộ, 1992) [8]. Ban đầu những nhà thám hiểm châu Âu đến Peru, Bolivia, Colombia phát hiện thấy người da đỏ Inca trong bữa ăn có ngô, khoai tây và đậu. Đầu thế kỷ XVI, quân đội viễn chinh Tây Ban Nha đi chiếm thuộc địa vùng Nam châu Mỹ. Năm 1532, Francisco Pizarro và quân đội của ông chiếm Peru và có thể là những người châu Âu đầu tiên tìm thấy khoai tây ở Cajamarca núi Andes nơi họ gặp vị hoàng đế Atahnallpa người Inca, đồng thời một đội quân viễn chinh khác do Quesada đi tới miền Nam Colombia và đã đi qua vùng khoai tây ở thung lũng Crita. Năm 1536, người Tây ban Nha được ăn khoai tây và may mắn nhất của họ là được lấy giống, xem như là một loài cây kỳ lạ đem về trồng ở Tây Ban Nha. Từ Tây Ban Nha, khoai tây lan truyền ra các nước Châu Âu. Ban đầu trồng trong vườn, sau trở thành cây lương thực chính Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 4 của Châu Âu như hiện nay. Hành trình cây khoai tây đến mỗi nước có những giai thoại khác nhau. Ở Việt Nam, khoai tây được đưa vào năm 1890 do những nhà truyền giáo người Pháp đem đến. Tiếng Anh là Potato, đến Việt Nam được đặt tên là khoai tây, có nghĩa là khoai của người Tây, người phương tây. Trước năm 1970, khoai tây trồng rải rác ở Sapa - Lào Cai, Đồ Sơn - Hải Phòng, Trà Lĩnh Cao Bằng, Đông Anh - Phúc Yên, Đà Lạt Lâm Đồng v.v. Diện tích tất cả khoảng 3 nghìn ha. Thời gian này, khoai tây được coi là loại rau cao cấp của người nước ngoài. Những năm 70, cuộc cách mạng xanh ở miền Bắc Việt Nam diễn ra rộng khắp, các nhà khoa học cùng các nhà quản lý đã nghiên cứu và phát triển, lúa xuân ngắn ngày năng suất cao thay lúa chiêm dài ngày năng suất thấp, dẫn đến hiệu quả kinh tế là gần 1 triệu ha đất xưa nay trồng 2 vụ lúa đã có thời gian từ cuối tháng 10 đến đầu tháng 2 (khoảng 3,5 tháng) có thể trồng cây vụ đông. Hệ thống canh tác mới 3 vụ, đó là: Lúa xuân - Lúa mùa - Cây vụ đông đã được xác lập. Trong số những cây vụ đông thì cây khoai tây được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu nhiều. Khi sản xuất lúa gạo và khô dư thừa thì khoai tây là thực phẩm rau sạch trên thị trường và đã có nhiều thời gian xuất khẩu sang Liên Bang Nga, năm 1986 là 5 nghìn tấn, năm 1987 là 1,5 nghìn tấn và xuất sang một số nước lân cận như Sigapor, Lào, Campuchia. 1.1.2. Giá trị dinh dưỡng và ý nghĩa kinh tế của cây khoai tây. Hiện nay cây khoai tây là một trong những nguồn lương thực quan trọng của loài người. Khoai tây là cây có giá trị dinh dưỡng rất cao. Kết quả phân tích cho thấy củ khoai tây chứa hầu như đầy đủ các chất dinh dưỡng quan trọng như: Protein, đường, lipit, các loại vitamin A, B, PP, C và D. Khoai tây vừa là cây lương thực, vừa là cây thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, hàm lượng dinh dưỡng của khoai tây chỉ kém trứng. Sử dụng 100g khoai tây có thể đảm bảo ít nhất 8% nhu cầu protein, 3% năng lượng, 10% sắt, 10% vitamin B1 và 20-50% nhu cầu vitamin C cho một người trong một ngày đêm (Beukema et al, 1990)[22] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 5 Do khoai tây có giá trị dinh dưỡng cao lại dễ dàng chế biến khi sử dụng nên đã mang lại nguồn lợi kinh tế to lớn. Khoai tây là cây xoá đói cho những vùng khó khăn, là cây sinh lợi hơn cả cây trồng khác. Khoai tây được lưu thông trên thị trường thế giới với khối lượng rất lớn hàng năm và là một trong những mặt hàng nông sản bán chạy. Ở Việt Nam kết quả điều tra tại các điểm: Bắc Giang, Hà Tây, Thái Bình cho thấy thu nhập ròng/ha khoai tây thương phẩm chính vụ dao động từ 3,83 đến 10,09 triệu đồng (1999). Sản xuất giống cho giá trị cao hơn sản xuất khoai tây thương phẩm từ 2 - 4 lần. cây khoai tây vẫn là cây cho thu nhập cao hơn 1,7 đến 3,8 lần so với khoai lang và ngô (Nguyễn Công Chức, 2001) [4]. Ở Việt Nam sản xuất khoai tây cùng đóng góp to lớn cho chăn nuôi nhất là chăn nuôi lợn (90% hộ trồng khoai tây sử dụng củ nhỏ làm thức ăn cho chăn nuôi) (Nguyễn Công Chức, 2001) [4]. Bên cạnh giá trị làm lương thực, thực phẩm và thức ăn gia súc, khoai tây còn là nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp chế biến. Tinh bột khoai tây có thể sử dụng trong ngành công nghiệp dệt, gỗ ép, giấy và đặc biệt là trong công nghiệp chế biến axit hữu cơ (lactic, xitric), dung môi hữu cơ (Etanol, Butanol), axit cacbonic và nhiều sản phẩm phụ khác. Khoai tây có vai trò kinh tế xã hội to lớn, hiện nay sản xuất khoai tây đóng góp từ 42 - 87% thu nhập từ cây vụ đông, 4,5 - 34,5% thu nhập từ trồng trọt, 4,5 - 22,5% trong tổng thu nhập của hộ trồng khoai tây. Với diện tích khoai tây như hiện nay khoảng trên dưới 30.000 ha, ngành sản xuất này đã tạo ra việc làm cho 120.000 - 180.000 lao động nông nghiệp trong vụ đông xuân. Vì vậy, hiện nay khoai tây được xác định là một trong những cây chủ yếu nằm trong chương trình tạo công ăn việc làm, nâng cao thu nhập, đảm bảo an ninh lương thực và cải thiện chế độ dinh dưỡng cho người dân vùng đồng bằng và miền núi phía Bắc (Nguyễn Tiến Hưng, 2001) [10]. Ngoài ra sản xuất khoai tây còn đem lại lợi ích lâu dài và đáng kể khác như: làm tăng năng suất Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 6 cây trồng sau đó, tăng độ phì nhiêu và mầu mỡ của đất, giảm chi phí làm đất và làm cỏ. 1.1.3. Đặc điểm thực vật học a, Rễ. Khoai tây mọc từ hạt có rễ chính và rễ chùm. Khoai trồng từ củ giống chỉ phát triển rễ chùm. Khi mắt củ bắt đầu nảy mầm, phần gốc mầm cũng xuất hiện những chấm nhỏ chính là mầm mống của rễ. Rễ liên tục xuất hiện suốt cả quá trình sinh trưởng và phát triển của cây. Rễ xuất hiện tập trung sau trồng 20 - 30 ngày. Bộ rễ phân bố chủ yếu trên tầng đất cày 0 - 40 cm. Tuy nhiên, mức độ phát triển bộ rễ còn phụ thuộc vào các yếu tố như: kỹ thuật làm đất, tính chất vật lý của đất, độ ẩm, giống và các yếu tố ngoại cảnh khác. Rễ khoai tây phát triển mạnh nhất ở thời kỳ cây bắt đầu ra nụ (ở dưới mặt đất lúc này đã hình thành củ và củ bắt đầu lớn) (Nguyễn Văn Thắng và Bùi Thị Mỳ, 1996) [16]. Nghiên cứu bộ rễ nhằm mục đích chọn đất thích hợp, tạo tầng canh tác dày liên quan tới kỹ thuật xới đất, vun cho cây khoai tây. b, Thân. Thân khoai tây gồm 2 phần: Phần trên mặt đất và phần dưới mặt đất. - Phần trên mặt đất: Mầm đỉnh mọc trong thời gian bảo quản tại kho. Sau khi trồng từ 7 - 10 ngày, mầm từ củ giống vươn dài lên khỏi mặt đất, phát triển thành thân chính mang lá. Cả thân và lá khoai tây đều tham gia vào quá trình quang hợp. Thân trên mặt đất thường mọc thẳng đứng hay rích rắc, giữa các đốt có dạng tròn hoặc 3 - 5 cạnh. Trên thân có lông tơ cứng, khi già lông rụng. Lớp tế bào nằm sát biểu bì của thân chứa chất chlorophin, thân có màu xanh. Nếu chứa các sắc tố khác thì thân có màu tím hoặc hồng. Chiều cao của thân thể hiện đặc trưng hình thái giống, thay đổi từ 30 - 150 cm. Trung bình có 2 - 8 thân/khóm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 7 Sự phân cành của thân xác định hình dạng của khóm. Sự thay đổi về chiều cao thân, số thân/khóm, màu sắc phụ thuộc vào các yếu tố giống, điều kiện trồng trọt, điều kiện ngoại cảnh, mật độ, thời vụ. - Phần dưới mặt đất (thân củ). Củ khoai tây thực chất là do sự phình to và rút ngắn của tia củ (thân ngầm hay còn gọi là thân địa sinh phát triển trong điều kiện bóng tối). Về cấu tạo và hình thái cho thấy củ khoai tây hoàn toàn giống như cấu tạo của một thân. Các mắt củ là vết tích của những gốc cuống lá. Mắt củ hình thành trong điều kiện bóng tối. Mỗi mắt thường có 2 - 3 mầm ngủ và thường tập trung nhiều nhất trên đỉnh củ. Hình dạng, màu sắc củ thể hiện đặc trưng giống. Giữa giai đoạn sinh trưởng thân lá và tích luỹ dinh dưỡng vào củ, mối quan hệ giữa các bộ phận trên và dưới mặt đất liên quan chặt chẽ. c. Lá. Lá khoai tây là lá phức, bản lá to, mọc cánh xẻ lông chim, có 3- 7 đôi mọc đối xứng qua trục và một lá lẻ trên cùng thường lớn hơn gọi là lá chét đỉnh. Lá dài khoảng 10- 15 cm, mặt lá phẳng hoặc gợn sóng. Màu sắc lá phụ thuộc giống, thời vụ, điều kiện chăm sóc mà có thể xanh, xanh đậm, xanh nhạt... (Hồ Hữu An, Đinh Thế Lộc, 2005) [1]. Lá hình thành và hoàn thiện theo sự tăng trưởng của cây: Đầu tiên là các lá nguyên đơn, dần dần hình thành các lá kép lẻ chưa hoàn chỉnh và cuối cùng là các lá hoàn chỉnh. Số lượng, kích thước và sự sắp xếp lá trên thân thể hiện đặc điểm của giống và quyết định đến độ thoáng cũng như khả năng hấp thụ ánh sáng của mỗi lá và bộ lá. Các lá ở tầng giữa có khả năng quang hợp mạnh nhất. Góc độ giữa lá và thân lớn, lá gần như song song với mặt đất. Khi diện tích che phủ đạt từ 38.000 - 40.000m2/ha khả năng quang hợp là lớn nhất, tiềm năng năng suất đạt cao nhất. Do đó, nếu diện tích lá giảm một nửa, năng suất giảm tối thiểu 30%. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 8 d, Hoa - quả - hạt. Hoa khoai tây là loại hoa tự thụ phấn, hạt phấn hoa thường bất thụ do vậy tỷ lệ đậu quả thấp. Hoa thường mọc tập trung thành chùm, màu sắc phụ thuộc vào giống, có thể là trắng, phớt hồng, hồng, tím hoặc đỏ. Quả thuộc loại quả mọng, hình tròn hoặc trái xoan, màu xanh lục, có 2 - 3 noãn tạo 2 - 3 ngăn chứa nhiều hạt rất nhỏ. Hạt dạng tròn dẹt, màu xanh đen, P1000 = 0,5 g. Hạt có thời gian ngủ nghỉ dài như củ giống. 1.1.4. Yêu cầu ngoài cảnh đối với cây khoai tây a, Nhiệt độ. Nhiệt độ là yếu tố đặc biệt quan trọng quyết định khả năng phân bố, thời vụ gieo trồng, quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây khoai tây. Tổng nhu cầu nhiệt độ cho khoai tây sinh trưởng và phát triển dao động từ 16000C đến 18000C. Yếu tố chính để khoai tây có thể phát triển rộng khắp thế giới là lựa chọn được nhiều vùng có nhiệt độ gieo trồng thích hợp (Beukema et al., 1990)[22]. Cây khoai tây là cây yêu cầu khí hậu mát mẻ và ôn hoà. Mỗi một thời kì sinh trưởng và phát triển của cây chúng yêu cầu nhiệt độ khác nhau. Hạt có thể nảy mầm ở nhiệt độ từ 12 - 15°C, nhưng thích hợp nhất từ 18 - 200C. Trong điều kiện gặp nhiệt độ cao trên 25 0C, hạt cũng có thể nảy mầm được, nhưng mầm phát triển chậm và thường bị thối. Nhiệt độ thích hợp cho thân lá phát triển là 20 - 220C. Khi gặp nhiệt độ xuống thấp đến 1 - 50C thường làm cho thân lá bị hại. Nếu nhiệt độ xuống thấp dưới 7 0C, cây khoai tây ngừng sinh trưởng. Ở thời kì hình thành và phát triển củ nhiệt độ cần đạt được từ 15 - 22 0 C, nhiệt độ thích hợp nhất là từ 16 - 180C. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 9 Trong điều kiện nhiệt độ cao, khoai tây thường kéo dài thời gian sinh trưởng và cho năng suất thấp. Trong giai đoạn ngủ nghỉ của cây khoai tây nó có thể mọc mầm ở nhiệt độ 40C nhiệt độ từ 10 - 150C, mọc mầm tốt nhất, mầm mập và ngắn. b, Ánh sáng. Khoai tây là cây ưa sáng, năng suất khoai tây phụ thuộc vào khả năng hấp thu và hiệu quả của việc sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp nên chất khô của củ và chỉ số thu hoạch. Cường độ ánh sáng thích hợp cho sự hình thành củ và năng suất khoai tây là từ 20.000 - 50.000 lux (Allen et al., 1980)[20]. Độ dài chiếu sáng trong ngày cũng ảnh hưởng rõ rệt đến sự phát dục của cây khoai tây (ra hoa, đậu quả và kết hạt). Thời kỳ từ cây con đến hình thành củ, đòi hỏi ánh sáng ngày dài để tiến hành quang hợp và tích lũy chất hữu cơ, khi củ bắt đầu hình thành cần thời gian chiếu sáng ngày ngắn. Điều kiện chiếu sáng ngày ngắn ở giai đoạn mọc mầm và nhiệt độ cao trong suốt thời gian sinh trưởng sẽ rút ngắn thời gian sinh trưởng của khoai tây (Kooman, P.L, 2001)[25]. Thời kì mọc mầm khỏi mặt đất đến lúc cây có nụ hoa, khoai tây yêu cầu ánh sáng ngày dài sẽ có lợi cho sự phát triển thân lá và thúc đẩy mạnh quá trình quang hợp. đến thời kì hình thành tia củ chúng yêu cầu thời gian chiếu sáng ngắn. Các điều kiện này rất phù hợp với điều kiện miền Bắc nước ta. Khi củ phát triển mạnh, chúng yêu cầu bóng tối. Do vậy trong kĩ thuật, thời kì này cần làm cỏ xới xáo và vun gốc cao dần cho cây. c, Nước Trong thời kỳ sinh trưởng phát triển khoai tây cần lượng nước lớn và phải được cung cấp thường xuyên. Mỗi hecta khoai tây cần 2800 đến 2900m3 nước (Ngô Đức Thiệu và cs, 1978)[17]. Giai đoạn trước khi hình thành củ đòi hỏi ẩm độ đất khoảng 60%, giai đoạn hình thành củ là 80%. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 10 Nếu thiếu nước ở giai đoạn hình thành củ thì năng suất giảm rõ rệt cụ thể: Ẩm độ đất là 60% thì năng suất giảm 4,3%; ẩm độ đất còn 40%, năng suất giảm 33,9%; không tưới năng suất giảm 63% (Tạ Thị Thu Cúc, 1979)[5]. Khoai tây được trồng bằng củ nên khi phát triển không hình thành rễ chính mà chỉ có các rễ phụ thưa thớt. Phần lớn rễ tập trung ở tầng đất mặt nên khả năng hút nước của cây không lớn. Gặp điều kiện khô hạn khoai tây rất dễ bị thiếu nước và phát triển kém (Đường Hồng Dật, 2005)[6]. d, Đất trồng và dinh dưỡng Củ khoai tây khi phát triển có khả năng dịch chuyển các phân tử đất yếu hơn so với nhiều loại rễ củ khác nên đòi hỏi lớp đất mặt, là nơi khoai tây hình thành củ phải rất tơi xốp. Các loại đất cát pha, đất nhẹ, thậm chí là đất cát là thích hợp với cây khoai tây. Các loại đất nặng và quá ẩm ướt, cây khoai tây phát triển không tốt và thường bị bệnh thối ướt gây hại. Trên các loại đất nặng, hàm lượng tinh bột trong củ giảm, củ cũng nhỏ đi nhiều. Mặt khác khoai tây còn sinh trưởng, phát triển và cho năng suất giảm dần khi trồng liên tiếp từ vụ này sang vụ khác trong nhiều năm trên cùng một chân đất (Đường Hồng Dật, 2005)[6]. Khoai tây có khả năng thích ứng với nhiều loại đất khác nhau trừ đất thịt nặng và đất sét ngập úng. Đất có tầng canh tác dày và tơi xốp khả năng giữ nước và thông khí tốt là thích hợp nhất với khoai tây và sẽ cho năng suất cao nhất khi đất có pH từ 5- 7, nhưng thích hợp nhất là 6- 6,5, độ pH cao hơn có thể bị bệnh ghẻ trên củ. Khoai tây yêu cầu một lượng dinh dưỡng lớn và đầy đủ các nguyên tố đa lượng và vi lượng. Trung bình một tấn củ khoai tây (kể cả thân lá tương ứng) lấy đi từ đất là 5,68 kg đạm, 1,11 kg lân và 8,92 kg kali. Với năng suất 15 tấn/ha cây khoai tây đã lấy đi 88kg đạm, 17 kg lân, 134 kg kali, 19 kg CaO và 16 kg MgO (Nguyễn Văn Bộ, 2004) [2]. Ðạm không chỉ tác động trực tiếp đến sự phát triển của lá và cây trồng, mà còn tác động gián tiếp đến cây trồng vì chúng tác động đến sâu bệnh và cỏ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 11 dại. Bón đạm làm cho cây trồng sinh trưởng, phát triển tốt hơn nhưng cũng làm tăng sâu bệnh và cỏ dại (Moller, 1998) [27]. Bón đạm quá mức làm tăng số lượng hoa nở và sự nảy mầm của hạt phấn, vì vậy sẽ làm tăng sức sống và chất lượng hạt (Maingi et al, 1994) [26]. Điều này có ý nghĩa hết sức quan trọng trong công tác nhân giống bằng hạt. Lượng đạm bón thích hợp là từ 100200 kgN/ha. Tuỳ vào từng loại đất, không bón quá muộn tốt nhất là kết hợp giữa vun gốc và bón đạm.. Lân là thành phần quan trọng trong quá trình trao đổi chất và năng lượng nên nó có tác dụng làm tăng tính chống chịu lạnh cho cây trồng. Lân thúc đẩy sự phát triển của bộ rễ, thúc đẩy các mô phân sinh phân chia nhanh, tạo điều kiện cho cây phát dục thuận lợi. Lân tăng cường tổng hợp các chất hữu cơ quan trọng và tăng cường sự vận chuyển chúng về cơ quan tích lũy nên tăng năng suất kinh tế của cây trồng (Hoàng Minh Tấn và cs, 2006) [14]. Khoai tây cần nhiều kali hơn cả, nó có tác dụng làm tăng quá trình sinh trưởng, đặc biệt khả năng quang hợp và khả năng vận chuyển các chất về củ, tăng chất chất lượng củ, tăng khả năng chống chịu một số bệnh quan trọng trên củ như bệnh đốm đen. Lượng phân bón thích hợp 120 - 150 kg K2O/ha. 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 Khoai tây được trồng rộng rãi ở 130 nước trên thế giới, từ 71 0 vĩ tuyến Bắc đến 400 vĩ tuyến Nam. Do điều kiện sinh thái, mức độ thâm canh và trình độ sản xuất khác nhau nên năng suất khoai tây chênh lệch rất lớn, từ 7 đến 65 tấn/ha. Tính đến năm 2012 trên thế giới trồng được 19,20 triệu ha khoai tây, sản lượng đạt 364,61 triệu tấn (FAO, 2014) [24]. Số liệu bảng 1.1 cho thấy diện tích khoai tây của thế giới trong những năm gần đây có xu hướng tăng nhẹ, năm 2005 có 18,57 triệu ha, năm 2009 toàn thế giới trồng được 18,69 ha, tính đến năm 2013 diện tích khoai tây tăng 0,89 triệu ha so với năm 2005,. Năm 2006 năng suất khoai tây trung bình của Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn