Tài liệu Nghiên cứu khả năng sinh trưởng phát triển một số dòng, giống khoai lang chất lượng tại huyện chợ mới tỉnh bắc kạn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ----------------- HOÀNG NGỌC MINH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN MỘT SỐ DÒNG, GIỐNG KHOAI LANG CHẤT LƯỢNG TẠI HUYỆN CHỢ MỚI TỈNH BẮC KẠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN, 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ----------------- HOÀNG NGỌC MINH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN MỘT SỐ DÒNG, GIỐNG KHOAI LANG CHẤT LƯỢNG TẠI HUYỆN CHỢ MỚI TỈNH BẮC KẠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT Mã số: 60.62.01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. PGS. TS. LUÂN THỊ ĐẸP 2. GS. TS. MAI THẠCH HOÀNH THÁI NGUYÊN, 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố. 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 này đã được chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Hoàng Ngọc Minh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn tới PGS.TS Luân Thị Đẹp, PGS.TS Mai Thạch Hoành về những góp ý quý báu cho hướng tiếp cận và nội dung của luận văn. Tôi xin cảm ơn khoa Nông học, khoa Sau Đại học, đặc biệt là Bộ môn Cây lương thực - Trường Đại học Nông lâm Thái nguyên đã giúp đỡ tôi rất nhiều cho việc hoàn thành báo cáo này. Tôi cũng xin cảm ơn ông Hà Văn Quý, Hà Ngọc Sáng, Đinh Ngọc Toàn, Hà Văn Tuấn và bà Bùi Thị Ngàn, cùng các bà con thôn Bản Vọt xã Hoà Mục cùng với các cán bộ xã Hoà Mục, huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi tiến hành các thí nghiệm tại địa phương. Luận văn này khó tránh khỏi còn có những thiếu sót, tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của đồng nghiệp, bạn đọc và xin trân trọng cảm ơn. Tác giả luận văn Hoàng Ngọc Minh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Khoai lang (Ipomoea batatas (L) Lam), là cây trồng quan trọng được trồng rộng rãi ở nhiều vùng khác nhau trên thế giới như Châu Á, Châu Phi và Châu Mỹ La Tinh. Trong số các cây lương thực, khoai lang giữ một vai trò quan trọng trong sản xuất lương thực ở những nước nông nghiệp nghèo, chậm và đang phát triển (Trịnh Xuân Ngọ, Đinh Thế Lộc, 2004) [25]. Đặc biệt trong những năm mất mùa hạn hán hay ở những vùng sản xuất khó khăn, khoai lang là cây chủ lực giải quyết lương thực và thức ăn gia súc. Theo số liệu thống kê của Tổ chức Lương Thực và Nông Nghiệp của Liên Hợp Quốc, trên thế giới 77% khoai lang sử dụng làm lương thực, 13% làm thức ăn gia súc, 3% làm nguyên liệu chế biến thành nhiều sản phẩm khác nhau như: luộc để ăn tươi, làm mứt, làm bánh kẹo, nước giải khát, rượu, làm thuốc, dùng thay thế cho bột mì để làm bánh bích qui (Cúc Phương, 2005) [27]. Phần thân lá ngọn vừa được sử dụng làm rau xanh cho con người đồng thời là nguồn thức ăn tốt cho chăn nuôi gia súc. Ở Việt Nam khoai lang là một cây lương thực truyền thống đứng thứ ba sau lúa, ngô và đứng thứ hai về giá trị kinh tế sau khoai tây. Khoai lang với thời gian sinh trưởng ngắn, có khả năng thích ứng rộng, được trồng ở khắp mọi nơi trên cả nước từ Đồng bằng đến miền núi và Duyên Hải Miền Trung… Khoai lang còn có thể trồng được ở nhiều vùng sinh thái và chân đất khác nhau. Khoai lang trồng bằng dây, rất ít sâu bệnh nên chi phí đầu tư trên một đơn vị diện tích rất thấp, mặt khác khoai lang có tiềm năng cho năng suất cao, thân lá khoai lang phát triển nhanh, mạnh nên có khả năng lấn át cỏ dại rất tốt. Ở một số địa phương như Bình Minh, Vĩnh Long hoặc Đak Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 Nông, khoai lang mang lại lợi nhuận cao cho người nông dân. Tỉnh Quảng Ngãi đang phát triển giống khoai lang tím Nhật Bản, mang lại lợi nhuận là 92 triệu đồng trên một hecta (http://vndgkhktnn.vietnamgateway.org) [7]. Những năm qua, công tác chọn tạo, nhân giống khoai lang ở Việt Nam đã có nhiều thành tựu đáng ghi nhận. Nhiều giống được công nhận là giống quốc gia và đưa vào sản xuất đại trà như: VX-37, VX93, HL3,, HL4, KL-5, KB1..., nhưng việc áp dụng giống mới vào các vùng trồng khoai chưa cao, chưa được đầu tư thâm canh và nguồn giống chưa đủ để cung cấp cho các địa phương, vì vậy chưa đáp ứng được nhu cầu của người nông dân. Do vậy diện tích trồng khoai lang có chiều hướng giảm xuống một cách rõ rệt. Trong đó, nguyên nhân chính là do năng suất và chất lượng khoai lang tăng lên một cách chậm chạp, hơn nữa với việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng, người nông dân đã chọn lựa những cây trồng có hiệu quả kinh tế cao để đầu tư thâm canh, nên việc phát triển mở rộng diện tích trồng khoai lang chưa được quan tâm phát triển. Bắc Kạn là một tỉnh có diện tích trồng khoai lang trung bình, diện tích trồng khoai của Bắc Kạn từ năm 2008 đến 2010 biến động từ 612 - 549ha (Niên giám thống kê Bắc Kạn 2010) [30] cao nhất là năm 2008 đạt 612 ha và thấp nhất là năm 2010 đạt 549 ha từ con số thống kê diện tích trên ta có thể nhận thấy diện tích trồng khoai của Bắc Kạn đang có chiều hướng giảm sau khi có chiều hướng tăng từ năm 2005 là 381ha vượt lên 532ha năm 2007 (Niên giám thống kê Bắc Kạn 2007). Một trong những lý do làm cho diện tích khoai lang dao động như vậy là do nhu cầu sử dụng khoai lang trong nước tăng lên và người dân bắt đầu nhận thấy lợi ích kinh tế từ việc trồng khoai lang. Tuy nhiên hiện nay tại địa phương nguồn giống khoai lang còn rất hạn chế, chủ yếu vẫn dùng giống địa phương nên năng suất`, chất lượng chưa cao, và nguồn giống chất lượng ở bên ngoài thì chưa đủ để đáp ứng nhu cầu sản xuất. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 Vì vậy, để góp phần chọn tạo các giống khoai lang năng suất cao, chất lượng tốt, thích ứng với điều kiện địa phương, đáp ứng được nhu cầu sản xuất chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển một số dòng, giống khoai lang chất lượng tại huyện Chợ Mới, Tỉnh Bắc Kạn” Mục tiêu của đề tài Nhằm xác định được dòng khoai lang có năng suất và chất lượng cao phù hợp với điều kiện sinh thái của Bắc Kạn để giới thiệu cho sản xuất tại địa phương. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học của đề tài Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học cho các nhà chọn giống nghiên cứu và tham khảo, để chọn lọc những dòng, giống khoai lang tốt góp phần bổ sung nguồn giống khoai lang cho nghiên cứu và sản xuất đại trà ở Việt Nam. Ý nghĩa thực tiễn Đã chọn được 4 dòng khoai lang chất lượng là D25, D31, D7 và D3 phục vụ cho chuyển đổi cơ cấu cây trồng trong sản xuất tại Bắc Kạn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Nguồn gốc, phân loại và phân bố cây khoai lang 1.1.1. Nguồn gốc và phân loại Cây khoai lang có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới Châu Mỹ, nó được con người trồng cách đây trên 5.000 năm (Bùi Huy Đáp, 1961) [4]. Khoai lang được phổ biến rất sớm trong khu vực này, bao gồm cả khu vực Caribe. Nó cũng được biết tới trước khi có sự thám hiểm của người Phương tây tới Polynesia. Cây khoai lang được đưa vào Trung Quốc năm 1594 và Papua Niu Ghinê khoảng 300 - 400 năm trước (Yên, D.E, (1974) [58]. Hầu hết, các bằng chứng về khảo cổ học, ngôn ngữ học và sử học đều cho thấy Châu Mỹ là khởi nguyên của cây khoai lang. Bằng chứng lâu đời nhất là những mẫu khoai lang khô thu được từ hang động Cilca Canyon (Peru) sau khi phân tích phóng xạ cho thấy có độ tuổi từ 8.000 đến 10.000 năm (Engel, 1970) [40]. Ngoài ra, các nhà khảo cổ học về cây khoai lang còn được tìm thấy tại thung lũng Casma của Peru có độ tuổi xấp xỉ 2.000 năm trước công nguyên (Ugent, TPozrski (1983) [65], AustinD.E(1977), [34] và Yên, D.E(1982)[59], và cây khoai lang thực sự được lan rộng ra sản xuất ở Châu Mỹ, khi người Châu Âu đầu tiên đặt chân tới. Cây khoai lang (Ipomoea batatas (Lam)) là cây hai lá mầm thuộc chi Ipomoea, họ Bìm Bìm Convolvulaceae, Purseglove J.W(1974) [49]; Võ Văn Chi và cs, (1969)[1], Khoai lang là một loài cây nông nghiệp có các rễ củ lớn, chứa nhiều tinh bột, có vị ngọt, được gọi là củ khoai lang và nó là một nguồn cung cấp rau, củ quan trọng, được sử dụng ở cả hai vai trò là rau ăn và lương thực. Các giống khoai lang trồng phổ biến hiện nay là thuộc loài Ipomoea Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 batatas, thuộc thể lục bội có bộ nhiễm sắc thể 2n = 6X = 90, với bộ nhiễm sắc thể cơ bản là X = 15. Khoai lang là loài cây thân thảo dạng dây leo sống lâu năm, có các lá mọc so le, hình dạng lá phần lớn là hình tim hay sẻ thùy chân vịt. Các hoa khoai lang có tràng hợp và kích thước loại trung bình (Mai Thạch Hoành, (1998) [17]. Rễ củ ăn được, có hình dáng không ổn định thường là thuôn dài và thon, lớp vỏ nhẵn nhụi có màu từ đỏ, tím, nâu, kem đến trắng là tuỳ thuộc và các giống khác nhau và từng điều kiện sống. Lớp cùi thịt có màu từ trắng, kem, vàng nghệ, cam hay đốm tím... và có khả năng đề kháng với sâu bệnh theo từng giống và điều kiện sống (Woolfe, J.A, 1992) [56]. 1.1.2. Phân bố Cây khoai lang được trồng trong phạm vi rộng lớn giữa vĩ tuyến 400 Bắc đến 320 Nam và khoai lang cũng được trồng ở độ cao 3.000 m so với mặt nước biển (Woofe J.A, 1992) [56]. Tuy nhiên, cây khoai lang vẫn được trồng nhiều ở các nước Nhiệt đới, á nhiệt đới, Châu Phi và Châu Mỹ La Tinh và cả các vùng ôn đới nhờ tính thích ứng rộng của chúng. Vào năm 1942 trong chuyến vượt biển đầu tiên của Christopher Clumbus đã tìm ra tân thế giới (Châu Mỹ) và phát hiện ra khoai lang được trồng ở Hispaniola và Cuba. Từ đó khoai lang mới thực sự được lan rộng ở Châu mỹ và các vùng ôn đới khác, sau đó được di thực đi khắp các vùng khác nhau trên thế giới. Đầu tiên khoai lang được đưa về Tây Ban Nha, tiếp đó lan tới một số nước Châu Âu và được gọi là Batatas hoặc (Padada), sau đó là Spanish Potato hoặc (Sweet Potato). Các nhà thám hiểm Bồ Đào Nha đã du nhập cây khoai lang vào Châu Phi theo 2 con đường là từ Châu Âu và trực tiếp từ vùng bờ biển Trung Mỹ, sau lan sang Ấn Độ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 Các thương gia Tây Ban Nha đã du nhập cây khoai lang vào Philippin (Yên, D.E, 1982) [59]. Và từ Philippin vào Phúc Kiến Trung Quốc năm 1954, ngoài ra cũng có ý kiến cho rằng khoai lang có thể vào Trung Quốc sớm hơn từ ấn độ hoặc Myanma, vào những năm 1563 (Ho at all, 1994) [41]. Người Anh đã đưa khoai lang vào Nhật Bản năm 1615 nhưng đã không phát triển được, đến năm 1674 cây khoai lang đã được tái nhập vào Nhật bản từ Trung Quốc. Ở nước ta khoai lang có thể được du nhập vào khoảng cuối thế kỷ XVI từ Phúc Kiến Trung Quốc (Vũ Đình Hòa, 1997) [54]. Theo các tài liệu cổ xưa thì cây khoai lang gần như chắc chắn là cây trồng nhập nội và có thể được đưa và nước ta từ đảo Luzon, Philippin vào khoảng cuối đời nhà Minh (Viện Hán Nôm, 1995) [31]. Sách Biên niên lịch sử Cổ Trung đại Việt Nam (1987) [28] có ghi: “Năm 1558 (năm mậu ngọ), khoai lang từ Philippin được đưa vào nước ta, trồng đầu tiên ở An Trường, thủ đô tạm thời của đời Lê Trung Hưng (Hậu Lê), nay thuộc huyện Thọ Xuân, tỉnh Thanh Hóa’’. Như vậy, khoai lang đã có mặt và gắn bó với đời sống người dân ở nước ta cách đây khoảng 300 - 400 năm. 1.2. Đặc tính sinh vật học và yêu cầu sinh thái của cây khoai lang 1.2.1. Đặc điểm sinh trưởng phát triển của cây khoai lang Khoai lang là cây trồng có khả năng sinh sản hữu tính bằng hạt hay sinh sản vô tính (Martin F.W và A.Jones, 1973 [46]; Vũ Đình Hòa, 1996) [12]. Khoai lang có thể nhân vô tính rất dễ dàng ở các dạng: bằng đoạn thân, đoạn cành, bằng ngọn và bằng củ. Tuy nhiên, sử dụng phương pháp nhân vô tính thường xuyên và lâu dài có thể làm cho giống bị thoái hóa, do ảnh hưởng của môi trường và sự xâm nhập của vi khuẩn, vi rút phá hoại làm cho sức sống bị suy giảm Cây khoai lang sinh trưởng thích hợp với độ dài ngày, ngày ngắn là điều kiện thích hợp cho quá trình phát triển, phát dục của cây khoai lang. Tuy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 nhiên, các giống khác nhau có sự phản ứng khác nhau với điều kiện sống lên phát dục ra hoa khác nhau. Một số giống ra hoa ở mùa vụ Xuân, Thu và Đông, một số giống chỉ ra hoa trong điều kiện ngày ngắn (vụ Đông), trong khi đó một số giống lại không và khó ra hoa trong bất kỳ điều kiện mùa vụ khác nhau. Theo các nhà nghiên cứu khoai lang trước đây cho rằng cây khoai lang từ trồng đến khi thu hoạch có thể trải qua 4 thời kỳ sinh trưởng và phát triển: mọc mầm ra rễ, sinh trưởng thân lá, phân cành kết củ và phình to của củ. Sự sinh trưởng và phát triển đó chủ yếu bao gồm các quá trình sinh trưởng phát triển thân lá và rễ củ. Giữa các thời kỳ này có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Lúc bắt đầu chuyển sang thời kỳ phát triển mạnh về thân lá cũng là lúc mà rễ củ được phân hóa hình thành nhiều nhất, lúc thân lá phát triển đến mức cao nhất thì sự hình thành rễ củ giảm dần, và lúc đó được xem như số củ trên một dây cơ bản đã được ổn định, hai thời kỳ này có mối quan hệ mật thiết với nhau, vừa có tác dụng xúc tiến vừa có tác dụng khống chế lẫn nhau. Các thời kỳ 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 cây khoai lang. Thời kỳ mọc mầm ra rễ nếu điều kiện nhiệt độ cao, độ ẩm đầy đủ, đất tơi xốp, chất lượng dây giống tốt là những yếu tố đảm bảo cho quá trình mọc mầm ra rễ thuận lợi, tỉ lệ dây sống cao. Vì vậy xác định thời vụ và mật độ trồng thích hợp là hai biện pháp quan trọng quyết định đến số cây/đơn vị diện tích. Thời kỳ phân cành kết củ, sự hình thành của rễ con đã giảm yếu, sinh trưởng thân lá dần dần tăng nhanh, bắt đầu xuất hiện hình thành nhiều cành nhánh, củ tiếp tục phân hóa hình thành, có một số củ đã biểu hiện rõ hiện tượng phình lớn lên, đến hết giai đoạn này số củ đã có xu hướng ổn định. Thời kỳ sinh trưởng thân lá nếu nhiệt độ cao, đất đủ ẩm là điều kiện tốt nhất. Ở thời kỳ này khoai đã phủ kín luống, sau đó dần dần giảm xuống, trọng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 lượng củ bắt đầu tăng nhanh rõ ràng có thể đạt được 30-40% tổng trọng lượng củ lúc thu hoạch. Giai đoạn lớn lên của củ, giai đoạn này sinh trưởng thân lá chậm dần, ngừng hẳn và đi đến giảm sút, lá xuống mã, cằn vàng do dinh dưỡng đã vận chuyển xuống củ. Trong lúc đó trọng lượng củ tăng lên rất nhanh. Điều kiện ngoại cảnh tốt nhất cho giai đoạn này là nhiệt độ và độ ẩm không quá cao, biên độ nhiệt độ giữa ngày và đêm, giữa bề mặt luống khoai và độ sâu 10 30cm chênh lệch nhau rõ rệt thì có lợi cho sự phình to của củ. Nếu nhiệt độ cao quá, mưa nhiều, nhất là trong điều kiện đất đai phì nhiêu, giàu đạm thì thân lá sẽ bốc mạnh, ức chế quá trình tập trung chất vào củ. Gần đây nhiều nhà chọn giống và sinh lý khoai lang đã đi đến thống nhất là: Giống khoai lang có 3 nhóm giống chính (Mai Thạch Hoành, 1998) [17]. - Nhóm giống lấy củ: Cho năng suất củ cao thường có phát triển củ sớm và mạnh, có T/R <1 sớm và kéo dài. - Nhóm giống lấy thân lá: cho năng suất thân lá cao, củ ít thường có sinh trưởng thân lá mạnh và kéo dài, ra củ chậm và phát triển củ kém và muộn, nên đạt T/R > 1 sớm và kéo dài. - Nhóm giống trung gian: có sinh trưởng thân lá vừa và gọn, ra củ sớm, tích luỹ củ kéo dài nên có tỷ số T/R đạt cao hơn 2 nhóm trên và xấp xỉ gần bằng 1. Sinh trưởng thân lá và phát triển củ là 2 thời kỳ quan trọng có mối quan hệ mật thiết với nhau ở cây khoai lang lấy củ. Vừa có tác dụng xúc tiến vừa có tác dụng khống chế lẫn nhau. Đó là mối quan hệ giữa thân lá và rễ củ, giữa bộ phận trên mặt đất và bộ phận dưới mặt đất và được biểu hiện bằng trị số T/R. Để khoai lang sinh trưởng phát triển tốt cần điều khiển cho tỉ lệ T/R tăng hay giảm phù hợp với từng đặc tính của từng loại giống. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 Tùy thuộc vào từng loại giống, giống lấy dây hay giống lấy củ là chủ yếu mà tỉ lệ T/R biến đổi khác nhau: Với giống lấy thân lá là chủ yếu thì tỉ lệ T/R sớm đạt giá trị lớn hơn 1, nghĩa là khối lượng thân lá lớn hơn khối lượng rễ củ. Còn những giống lấy củ là chủ yếu thì tỉ lệ T/R đạt giá trị nhỏ hơn 1, thường từ giữa thời gian sinh trưởng đến khi thu hoạch có thể biến động từ 0,3 - 0,8, nghĩa là với những giống cho năng suất củ cao thời kỳ giữa và cuối khi thu hoạch vật chất khô phải ưu tiên tập trung vận chuyển về củ, đó chính là giai đoạn phình to của củ (Đinh Thế Lộc và cs, 1979) [22], (Mai Thạch Hoành, 1998) [17]. Vì vậy phải điều chỉnh sao cho vật chất khô thời kỳ đầu tập trung để phát triển thân lá, thời kỳ sau phải tập trung cho sự hình thành và phát triển củ lớn lên. Số củ trên cây được quyết định bởi thời kỳ phân hoá hình thành củ củ. Trong thời kỳ này các yếu tố ngoại cảnh trong đó ẩm độ, độ thoáng của đất và liều lượng phân đạm có ảnh hưởng rất lớn đến số củ và hình phát triển củ khoai lang tùy theo từng giống. 1.2.2. Yêu cầu sinh thái của cây khoai lang - Nhiệt độ Cây khoai lang có nguồn gốc nhiệt đới nên trong quá trình sinh trưởng, phát triển cây yêu cầu ôn độ cao, cần thời tiết ấm áp và nhiệt độ thích hợp nhất cho khoai lang phát triển là trong khoảng từ 20 - 280C. Trong điều kiện nhiệt độ từ 100C đến 150C hoặc thấp hơn nữa thì khả năng phân hóa và hình thành củ hầu như không diễn ra (Spence và Humphris, 1972) [51]. Nhiệt độ cao kết hợp với điều kiện đủ nước và chất dinh dưỡng thân lá phát triển càng tốt, sự hình thành củ thuận lợi do đó số củ/cây càng nhiều. Tuy nhiên, tốc độ lớn của củ khoai lang còn phụ thuộc vào biên độ chênh lệch nhiệt độ ngày đêm, chênh lệch này càng lớn thì càng có lợi cho sự lớn lên của Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 củ (Trịnh Xuân Ngọ và Đinh Thế Lộc, 2004) [25]. Nhưng nếu như nhiệt độ cao quá nhất là trong điều kiện đất ẩm nhiều, giàu đạm thì sẽ làm cho sự phát triển thân lá bốc quá mạnh, ức chế quá trình tập trung chất dinh dưỡng vào củ, hoạt động của tượng tầng sẽ yếu làm hạn chế các tế bào nhu mô mềm dự trữ chất dinh dưỡng, mức độ hóa gỗ của tế bào nhu mô khi thiếu chất dinh dưỡng dự trữ về càng mạnh lên. Khi nhiệt độ quá thấp thân lá sẽ phát triển xấu, quá trình tổng hợp chất hữu cơ về củ sẽ kém, làm ảnh hưởng đến quá trình tập trung chất dinh dưỡng về củ dẫn đến củ bé hay nhiều xơ. Vì vậy tùy từng giai đoạn sinh trưởng và phát triển của khoai lang mà chịu ảnh hưởng của điều kiện khác nhau. Ở miền Bắc nước ta do có mùa đông lạnh, nên khoai lang vụ Đông Xuân hay vụ Đông thường bị ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ thấp trong giai đoạn phân hoá ra củ, vì vậy khi trồng tránh vào ngày có nhiệt độ thấp và cần có biện pháp chống rét như tăng thêm phân kali hơn để giúp cây nhanh bén rễ, mọc mầm của cây. Khoai lang vụ Đông cần tranh thủ trồng sớm để có nhiệt độ cao đầu vụ, tạo điều kiện cho thân lá sinh trưởng và củ phát triển sớm để trong giai đoạn sau khi nhiệt độ xuống thấp, biên độ ngày đêm chênh lệch thì củ dễ dàng phình to được(theo Mai Thạch Hoành 1998 [17]. - Nước: Nhu cầu về nước đối với khoai lang trong từng thời kỳ sinh trưởng phát triển là khác nhau, trung bình đất có độ ẩm dưới 80%. Thời kỳ đầu: sự đòi hỏi về hàm lượng nước chưa nhiều, yêu cầu độ ẩm đất thời kỳ này từ khoảng 70 - 80%, nếu ẩm độ cao quá (>90%) thì chậm cho quá trình nảy mầm và ảnh hưởng xấu đến quá trình hình thành củ. Thời kỳ phát triển thân lá: cây cần nhiều nước trung bình từ 75 - 80% phục vụ cho quá trình quang hợp và tích lũy chất khô trong thân lá. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 11 Thời kỳ phình to của củ: quá trình phát triển hình thành củ chủ yếu vào sự vận chuyển, tích lũy chất hữu cơ từ thân lá vào củ, và để củ phát triển lớn dần lên ở giai đoạn này, cây khoai lang cần đảm bảo độ ẩm đất 60 - 70% độ ẩm tối đa đồng ruộng (Trịnh Xuân Ngọ và Đinh Thế Lộc, 2004) [25]. - Đất đai và dinh dưỡng Khoai lang cây trồng có phạm vi thích ứng rộng, có thể trồng được trên nhiều loại đất khác nhau: đất cát, đất thịt nặng, đất bạc màu, đất đồi núi, đất cát ven biển. Nhưng phát triển tốt nhất trên đất cát pha tơi xốp, màu mỡ và thoáng khí. Theo ý kiến của (Lưu Bảo Nhiệm, 1963) thì tỷ lệ cát pha là 3 sét + 7 cát hay 4 sét + 6 cát là tốt. Đất nhiều cát quá sẽ giữ nước kém, mất nước nhanh, khi trời nắng nhiệt độ đất quá cao củ khoai lang dễ bị sùng hà. Đất thịt nặng quá củ khoai lang thường bị biến dạng méo mó dẫn đến chậm chín, phẩm chất giảm. Đất có nước nhiều thì củ khoai lang khó bảo quản, đất thịt dí chặt và khô hạn, hoạt động của tượng tầng tuy có mạnh nhưng đồng thời mức độ hóa gỗ của các tế bào nhu mô cũng lớn; làm cho sự hình thành rễ đực và rễ cám có cơ hội phát triển hơn. Khoai lang có thể trồng ở đất có độ pH rộng từ 4,2 đến 8,3, nhưng khoai lang phát triển tốt ở đất có độ pH 5 - 6, đất hơi chua khoai mọc tốt. 1.3. Thành phần dinh dƣỡng của cây khoai lang Khoai lang chứa đầy đủ chất dinh dưỡng, có thể gọi các loại khoai là rau vì nó cung cấp cho cơ thể caroten và Vitamin C, nhưng là rau đặc biệt vì nó có chứa hàm lượng các chất sinh nhiệt cao. Vì chứa nhiệt lượng cao, nên các loại khoai có thể thay được một phần lương thực. Nếu cần 1000Kcal, phải ăn trên 4kg rau muống, trong khi đó, nếu ăn khoai lang tươi, chỉ cần 800gr. Trong 100gr khoai lang khô có nhiệt lượng tương đương 100gr gạo. Tuy nhiên, vì lượng protein rất thấp nên ăn khoai lâu dài sẽ dễ dẫn đến thiếu protein. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 12 Giá trị của khoai là vừa có phần thay lương thực lại có phần là rau (Caroten, Vitamin C) mà ở lương thực không có. Vì thế khoai lang được coi là cây lương thực và cũng là cây thực phẩm. Ngày nay khoai lang còn là rau dược liệu ngoài tham gia chữa táo bón còn là rau góp phần chữa và hạn chế bệnh đái tháo đường. Do đó khẩu phần ăn của các gia đình khá giả thường ăn ít lúa gạo đi và tăng cường rau, củ khoai lang để duy trì tốt cho sức khoẻ. Kết quả phân tích của Viện Dinh dưỡng - Bộ Y Tế (NXB Y học Hà Nội, 2000) [32] cho thấy hàm lượng các chất dinh dưỡng trong củ khoai lang tươi so với khoai lang khô, các loại củ khác với gạo tẻ và rau muống là cao hơn hẳn (Bảng 1.1). Bảng 1.1. Thành phần dinh dƣỡng thực phẩm Việt Nam Khoai lang tƣơi Khoai lang nghệ tƣơi 119 116 109 114 92 333 344 23 0,8 1,2 1,5 1,8 2,0 2,2 7,9 3,2 Lipit (g) 0,2 0,3 0,2 0,1 - 0,5 1,0 - Gluxit (g) 28,5 27,1 25,2 26,5 21,0 80 76,2 2,5 Xơ (g) 1,3 0,8 1,2 1,2 1,0 3,6 0,4 1,0 Can-xi (mg) 34 36 44 64 10 - 30 100 Phốt pho (mg) 49 56 44 75 50 - 104 37 Sắt (mg) 1,0 0,9 0,8 1,5 1,2 - 1,3 1,4 Caroten (mcg) 150 1470 - 10,0 29 - - 2280 VTM B1 (mg) 0,05 0,12 0,09 0,06 0,1 0,09 0,1 0,1 VTM B2 (mg) 0,05 0,05 0,03 0,03 0,05 0,07 0,03 0,09 VTM PP (mg) 0,6 0,6 0,1 0,1 0,9 - 1,6 0,7 3 Năng lượng (Kcal) Protein (g) Khoai Khoai Khoai môn sọ tây Khoai lang Gạo tẻ khô VTMC (Mg) 23 30 4 4 10 Nguồn: Viện Dinh dưỡng Bộ Y Tế NXB Y học Hà Nội, 2000[32] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN Rau muống 23 http://www.lrc-tnu.edu.vn 13 Trong những năm chiến tranh thiếu lương thực khoai lang được coi là nguồn lương thực chính của nhân dân một số vùng, được mệnh danh là sâm của người nghèo và là nguồn thức ăn tinh chủ yếu cho chăn nuôi, bởi nó chứa đủ chất dinh dưỡng chính như đường, tinh bột, protein, các vitamin khoáng chất. Nên cây khoai lang đã cứu cánh cho nhiều vùng khó sản xuất, thiếu lương thực. Nhiều nơi đã coi khoai lang là bạn đồng hành của dân nghèo. Phân tích của Viện vệ sinh dịch tễ và Viện nghiên cứu kỹ thuật ăn mặc (Cục quân nhu, Tổng cục hậu cần, 1972; Nguyễn Đạt và Ngô Văn Tân, 1974) [6] cho thấy: Về thành phần hóa học, trong 100g củ khoai lang tươi có 68g nước; 0,8g protit; 0,2g lipit; 28,5g gluxit (24,5g tinh bột, 4g glucoza); 1,3g xenluloza; cung cấp cho cơ thể 122 calo. Ngoài ra trong khoai lang tươi còn có nhiều vitamin và muối khoáng 34mg canxi; 49,4 g photpho; 1mg sắt; 0,3mg caroten; 0,05mg vitamin B1; 0,05mg vitamin B2; 0,6mg vitamin PP; 23mg vitamin C (Bảng 1.2). Bảng 1.2. Thành phần hóa học trong 100g củ khoai lang tƣơi và khô Chỉ tiêu Nƣớc Gluxit (g,%) (g,%) Khoai lang tươi 68 28,5 Khoai lang khô 11 80,0 Loại khoai Protei Lipit Xenlulo Tro (g, %) (g, %) (g, %) 0,8 0,2 1,3 1,2 2,2 0,5 3,6 2,7 n (g, %) Nguồn: Viện Dinh dưỡng Bộ Y Tế NXB Y học Hà Nội, 2000[32] Khi phơi khô, rút gần hết nước, giá trị dinh dưỡng của khoai tăng hơn nhiều. Trong 100g khoai lang khô có 11g nước, 2,2g protit, 0,5 lipid, 80g gluxit, 3,6g xenluloza, cung cấp cho cơ thể tới 342 calo (Bảng 1.2). Như vậy, khoai lang là một lương thực và thực phẩm tốt, rất giàu tinh bột, nên thường được dùng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 14 làm lương thực nuôi sống con người và làm nguyên liệu phục vụ cho chế biến công nghiệp. Đối với ngọn khoai lang làm rau xanh, trong 100g có 91,9g nước, 2,6g protit, 2,8g gluxit, 1,4g xenluloza, 48mg canxi, 54mg phốtpho, 11mg vitamin C. (Phùng Huy, Trịnh Viết Tỳ 1980) [18] và (Bùi Huy Đáp, 1984) [5] công bố kết quả phân tích như sau: Thân lá khoai lang có 1,21% chất tươi Protein và 10,06 chất khô, 16,50% chất tươi và 38,40% chất khô, riêng hàm lượng lipit trong thân lá khoai lang tươi có tỷ lệ cao hơn trong thân lá khoai lang khô (Bảng 1.3). Vì vậy cũng như kết quả nghiên cứu của Bùi Huy Đáp, 1984 [5]; Đinh Thế Lộc và cs, 1979 [21] ta có thể kết luận, dây lá khoai lang là một trong những nguồn thức ăn không những chỉ phục vụ được cho chăn nuôi mà còn là sản phẩm rau sạch và giàu vitamin cho bữa ăn hàng ngày của nhân dân ta. Bảng 1.3. Thành phần dinh dƣỡng của thân lá khoai lang Chỉ tiêu Protein Lipit Gluxit (% chất khô) (% chất khô) (% chất khô) Dây khoai tươi 1,21 3,40 16,50 Dây khoai khô 10,06 2,10 38,40 Loại củ Nguồn: Viện Dinh dưỡng Bộ Y Tế NXB Y học Hà Nội, 2000[32] Vì có giá trị dinh dưỡng cao, nên khoai lang ngoài được sử dụng ăn tươi vào những mùa đông giá rét khô hanh, hiếm rau. Khi thu hoạch đại trà trong vụ Xuân và Đông Xuân người dân còn cắt thân lá khoai lang để phơi khô rồi cất cất trữ để dùng dần những lúc mùa khan hiếm thức ăn gia súc. - Chất khô Cũng như phần lớn các cây có củ khác, khoai lang có hàm lượng nước cao trong củ. Do có hàm lượng nước cao nên hàm lượng chất khô thường thấp, trung bình hàm lượng chất khô trong củ khoai lang xấp xỉ thường khoảng 25 - 30% và có biến động lớn phụ thuộc vào các giống, thời tiết khí Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 15 hậu, tính chất đất đai và kỹ thuật trồng trọt mỗi mùa vụ (Giáo trình cây lương thực, 1968) [29]. Chất khô ở củ khoai lang chứa 60 - 70% tinh bột và 80 90% Hydratcacbon. - Tinh bột Tinh bột là thành phần quan trọng của gluxit. Trung bình tinh bột trong củ khoai lang chiếm tới 60 - 70% chất khô (Woolfe, 1992 [70]; Palmer, 1982) [47]. Hàm lượng tinh bột biến động mạnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó yếu tố giống là quan trọng nhất. Theo (Cedera và cs, 1982) [38]. tại Brazin 18 giống khoai lang trồng ở 1 địa điểm có hàm lượng tinh bột trong củ biến đổi từ 42,6% 78,7% chất khô. Còn ở Philippines và Mỹ, hàm lượng tinh bột trong củ biến động từ 33,2% - 72,9% chất khô. - Gluxit Thành phần chủ yếu của củ, thân lá khoai lang là gluxit, trong tổng lượng chất khô của cây khoai lang gluxit chiếm tới 80% - 90% và 24% - 27% chất tươi (Woolfe, 1992) [56]. Gluxit bao gồm tinh bột, đường (glucoza, fructoza, sacaroza, mantoza) và các hợp chất pectin, hemixenluloza và xenluloza (chất xơ) với lượng thấp hơn. Thành phần các chất này thay đổi phụ thuộc vào giống, tuổi chín của củ, thời gian bảo quản, và thời điểm sử dụng hay chế biến. Trong quá trình bảo quản sau thu hoạch và chế biến, thành phần gluxit sẽ ít nhiều bị thay đổi. Theo Wollfe (1992) [56] nơi trồng với các điều kiện sinh thái của từng vùng cụ thể là tác nhân quan trọng ảnh hưởng đến từng loại gluxit. Trong quá trình sinh trưởng, phát triển, gluxit trong khoai lang biến đổi không ngừng từ dạng này sang dạng khác (Bùi Huy Đáp, 1984 [5]; Nguyễn Đặng Hùng và Vũ Thị Thư, 1993) [16]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 16 - Đường Hàm lượng đường trong khoai lang khá dồi dào, nó bao gồm cả đường monoxacazit lẫn polyxacarit. Hàm lượng đường này có thể biến đổi phụ thuộc nhiều yếu tố như: Bản chất di truyền của giống, các dạng củ khác nhau và cũng có ý kiến cho rằng giống mới là yếu tố quan trọng nhất làm cho hàm lượng đường trong khoai lang thay đổi. Các giống ở Philippines có hàm lượng đường tổng số biến động từ 5,6% 38,3% chất khô (Truong Van Đen, Bienman và Marlett, 1986) [52]. Tại Puerto Rico, hàm lượng đường biến động từ 6,3% - 23,6% chất khô từ các dạng lương thực qua các dạng trung gian đến ăn tươi (Martin và Deshpande, 1985) [45]. Trên cơ sở khối lượng chất tươi các giống từ các vùng của Nam Thái Bình Dương hàm lượng đường tổng số biến động từ 0,38% - 5,64% và các giống ở Mỹ biến động từ 2,9% - 5,5% (Bradbury và Hollway, 1988) [36]. Ngoài các yếu tố trên thì quá trình thu hoạch và bảo quản cũng là yếu tố có ảnh hưởng rất rõ đến quá trình thay đổi hàm lượng đường trong củ khoai lang. Thời gian cất trữ càng dài, hàm lượng đường tổng số trong củ càng cao (Martin và cs, 1985) [45], - Xơ tiêu hóa Xơ của khoai lang là loại Pectin có tác dụng giúp tiêu hóa tốt, tăng thải Cholesterol, đóng vai trò quan trọng trong dinh dưỡng có khả năng phòng chống một số bệnh như: Ung thư ruột kết, đái đường, tim, táo bón và các bệnh tiêu hóa khác (Collins, 1985 [39]; Woolfe, 1992) [56]. Xơ tiêu hóa bao gồm các hợp chất pectin, celluloza, hemicenlluloza; hàm lượng xơ tiêu hóa trong khoai lang thay đổi phụ thuộc vào giống, điều kiện đất đai ở đảo Tonga. Xơ trong các giống khoai lang chiếm 4% tổng chất tươi, còn ở Mỹ xơ chiếm 3,6% tổng lượng chất tươi (Đinh Thế Lộc và cs, 1968) [20]. Đặc biệt trong chăn nuôi đại gia súc, xơ tiêu hóa đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa thức ăn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn