Tài liệu Nghiên cứu khả năng sinh trưởng năng suất và một số biện pháp kỹ thuật đối với giống khoai tây có triển vọng tại huyện quế võ tỉnh bắc ninh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TẠ ĐỨC HOÀNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, NĂNG SUẤT VÀ MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT ĐỐI VỚI GIỐNG KHOAI TÂY CÓ TRIỂN VỌNG TẠI HUYỆN QUẾ VÕ TỈNH BẮC NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG THÁI NGUYÊN - NĂM 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TẠ ĐỨC HOÀNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, NĂNG SUẤT VÀ MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT ĐỐI VỚI GIỐNG KHOAI TÂY CÓ TRIỂN VỌNG TẠI HUYỆN QUẾ VÕ TỈNH BẮC NINH Ngành: Khoa học cây trồng Mã số ngành: 8.62.01.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thúy Hà THÁI NGUYÊN - NĂM 2018 i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô, những lời động viên giúp đỡ của bạn bè và người thân. Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thúy Hà đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài cũng như trong quá trình hoàn chỉnh luận văn tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên; Lãnh đạo Phòng nông nghiệp, Trạm Khuyến nông huyện Quế Võ, Trung tâm Khí tượng thủy văn Bắc Ninh, Công ty CP giống cây trổng tỉnh Bắc Ninh đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến các bạn bè đồng nghiệp, gia đình và người thân đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện đề tài và hoàn chỉnh luận văn tốt nghiệp này. Tác giả luận văn Tạ Đức Hoàng ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận văn này là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, ngày ……. tháng 11 năm 2018 Tác giả luận văn Tạ Đức Hoàng iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT ...................................... vi DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................... vii DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... ix MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1 2. Mục tiêu, ý nghĩa của đề tài .......................................................................... 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................ 4 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4 1.2. Tổng quan tài liệu....................................................................................... 5 1.2.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của cây khoai tây ................................ 5 1.2.2. Giá trị dinh dưỡng của khoai tây............................................................. 7 1.2.3. Tình hình nghiên cứu, sản xuất khoai tây trên thế giới........................... 8 1.2.4. Nghiên cứu phát triển cây khoai tây ở Việt Nam ................................. 11 1.2.5. Tình hình sản xuất khoai tây tại Bắc Ninh ........................................... 20 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................................................................. 24 2.1. Đối tượng, địa điểm, thời gian nghiên cứu .............................................. 24 2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 24 2.3. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 25 2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 25 2.5. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi......................................................... 27 2.6. Phương pháp xử lý số liệu........................................................................ 31 iv CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................... 32 3.1. Đánh giá khả năng sinh trưởng của một số giống khoai tây có triển vọng tại huyện Quế Võ tỉnh Bắc Ninh ............................................................ 32 3.1.1. Thời gian sinh trưởng qua các giai đoạn của một số giống khoai tây có triển vọng tại huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh ....................................... 32 3.1.2. Một số đặc điểm sinh trưởng của một số giống khoai tây có triển vọng tại huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh ........................................................... 34 3.1.3 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của một số giống khoai tây có triển vọng tại huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh .................................................. 36 3.1.4. Động thái ra lá của một số giống khoai tây có triển vọng tại huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh .................................................................................... 38 3.1.5. Một số đặc trưng hình thái thân lá của một số giống khoai tây có triển vọng tại huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh .................................................. 39 3.1.6. Mức độ nhiễm sâu bệnh hại chính của một số giống khoai tây có triển vọng tại huyện Quế Võ tỉnh Bắc Ninh ................................................... 41 3.1.7. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của một số giống khoai tây có triển vọng tại huyện Quế Võ tỉnh Bắc Ninh ............................... 44 3.1.8. Hạch toán sơ bộ hiệu quả kinh tế giữa các công thức........................... 47 3.2. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến sinh trưởng, năng suất giống khoai tây Marabel trong điều kiện sản xuất vụ Đông 2016 tại huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh .................................................................................................. 50 3.2.1 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến thời gian sinh trưởng của giống khoai tây Marabel ............................................................................................ 50 3.2.3. Động thái tăng trưởng về chiều cao cây của giống khoai tây Marabel ở các thời vụ trồng khác nhau ........................................................... 52 3.2.4. Động thái ra lá của giống khoai tây Marabel ở các khung thời vụ trồng khác nhau ............................................................................................... 53 v 3.2.5. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến khả năng chống chịu với một số sâu bệnh hại chính của giống khoai tây Marabel ............................................ 54 3.2.6. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất giống khoai tây Marabel ..................................................... 55 3.3. Ảnh hưởng của lượng phân bón đến sinh trưởng, năng suất khoai tây Marabel trong điều kiện sản xuất vụ Đông 2016 tại huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh .................................................................................................. 57 3.3.1. Ảnh hưởng của lượng phân bón đến sinh trưởng, phát triển của giống khoai tây Marabel.................................................................................. 57 3.3.2. Ảnh hưởng của lượng phân bón đến động thái tăng trưởng chiều cao cây của giống khoai tây Marabel .............................................................. 58 3.3.3. Ảnh hưởng của lượng phân bón đến động thái ra lá cây của giống khoai tây Marabel ............................................................................................ 61 3.3.4. Ảnh hưởng của lượng phân bón đến khả năng chống chịu với một số sâu, bệnh hại chính của giống khoai tây Marabel ...................................... 62 3.3.5. Ảnh hưởng của lượng phân bón đến một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất giống khoai tây Marabel ..................................................... 63 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................... 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 67 PHỤ LỤC ....................................................................................................... 70 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT CIP Trung tâm nghiên cứu khoai tây quốc tế Đ/c Đối chứng ĐBSH FAO Đồng bằng Sông Hồng Tổ chức Nông - Lương Liên hiệp quốc gr gam ha Héc ta KCN kg NSLT NST NSTT Khu công nghiệp Kilogam Năng suất lý thuyết Ngày sau trồng Năng suất thực thu vii DANH MỤC CÁC HÌNH Bảng 1.1. Năng suất Protein và năng lượng của một số cây lương thực ......... 7 Bảng 1.2. Diện tích, năng suất, sản lượng khoai tây trên toàn thế giới .... 10 Bảng 1.3 Diện tích, năng suất, sản lượng khoai tây ở Việt Nam ............. 16 Bảng 1.4. Khí tượng thủy văn Bắc Ninh (1997-2015) .............................. 21 Bảng 1.5. Diện tích, năng suất và sản lượng khoai tây vụ Đông tại Bắc Ninh ................................................................................... 22 Bảng 3.1 Thời gian sinh trưởng qua các giai đoạn của một số giống khoai tây .................................................................................... 33 Bảng 3.2. Một số đặc điểm sinh trưởng, phát triển của một số giống khoai tây .................................................................................... 35 Bảng 3.3. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của một số giống khoai tây .................................................................................... 37 Bảng 3.4 Động thái ra lá của một số giống khoai tây .............................. 39 Bảng 3.5. Một số đặc điểm về hình thái thân lá của một số giống khoai tây .................................................................................... 40 Bảng 3.6. Mức độ nhiễm một số bệnh hại chính trên một số giống khoai tây .................................................................................... 42 Bảng 3.7. Mức độ nhiễm một số sâu hại chính trên một số giống khoai tây .................................................................................... 43 Bảng 3.8. Năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất của một số giống khoai tây.......................................................................... 45 Bảng 3.9. Hạch toán sơ bộ hiệu quả kinh tế giữa các công thức .............. 48 Bảng 3.10. Đánh giá một số chỉ tiêu về chất lượng của một số giống khoai tây .................................................................................... 49 Bảng 3.11. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến thời gian sinh trưởng của giống Marabel ........................................................................... 51 viii Bảng 3.12. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến một số đặc điểm sinh trưởng, phát triển....................................................................... 52 Bảng 3.13. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của giống Marabel ở các khung thời vụ khác nhau .................................................... 53 Bảng 3.14. Động thái ra lá của giống Marabel ở các khung thời vụ khác nhau .................................................................................. 53 Bảng 3.15. Một số bệnh hại chính trên giống Marabel ở các khung thời vụ khác nhau ............................................................................. 54 Bảng 3.16. Năng suất, một số yếu tố cấu thành năng suất giống Marabel ở các khung thời vụ .................................................... 55 Bảng 3.17. Hạch toán sơ bộ hiệu quả kinh tế giữa các công thức .............. 56 Bảng 3.18. Ảnh hưởng của lượng phân bón đến một số đặc điểm sinh trưởng của giống khoai tây Marabel ......................................... 57 Bảng 3.19. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của giống Marabel ở các mức phân bón ..................................................................... 59 Bảng 3.20. Động thái ra lá của giống khoai tây Marabel ở các mức phân bón .................................................................................... 61 Bảng 3.21. Một số bệnh hại chính trên giống Marabel ở các mức phân bón ................................................................................... 62 Bảng 3.22. Năng suất, một số yếu tố cấu thành năng suất giống Marabel ở các mức phân bón khác nhau ................................................. 63 Bảng 3.23. Hạch toán sơ bộ hiệu quả công thức giữa các mức phân bón ....... 65 ix DANH MỤC CÁC BẢNG Hình 1.1. Bản đồ hành chính tỉnh Bắc Ninh................................................ 20 Hình 3.1: Động thái tăng trưởng chiều cao cây của một số giống khoai tây ...................................................................................... 38 Hình 3.2: Năng suất thực thu của một số giống khoai tây có triển vọng .... 47 Hình 3.4: Năng suất thực thu của giống khoai tây Marabel ở khác khung thời vụ ............................................................................... 56 Hình 3.5: Chiều cao cây của giống khoai tây Marabel ở các mức phân bón (80NST) ................................................................................ 60 Hình 3.6: Năng suất thực thu giống khoai tây Marabel ở các mức phân bón ...................................................................................... 64 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cây Khoai tây (Solanum tuberosum. L) được thế giới đánh giá là cây lương thực quan trọng thứ tư sau lúa mì, ngô và lúa nước. Tiêu dùng khoai tây đang tăng mạnh ở các nước đang phát triển. Hiện nay, khoai tây đang chiếm hơn một nửa sản lượng lương thực trên toàn thế giới. Ở Việt Nam, có thời kỳ coi khoai tây là nhóm cây lương thực có tầm quan trọng thứ ba sau lúa và ngô. Khoai tây có thời gian sinh trưởng ngắn, từ 80 - 100 ngày, nhưng có khả năng cho năng suất từ 15 - 30 tấn củ/ha với giá trị dinh dưỡng cao (Cục trồng trọt, 2017)[28]. Việt Nam có khả năng phát triển mạnh khoai tây, nhất là ở vùng đồng bằng Bắc Bộ, miền núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ và Tây Nguyên. Ước tính, có ít nhất khoảng 200.000 ha đất có thể trồng được khoai tây. Tuy nhiên, những năm gần đây, diện tích trồng khoai tây chỉ dao động trong khoảng 30.000 35.000 ha với năng suất bình quân khoảng từ 10 - 11 tấn/ha (Đỗ Kim Chung, 2006)[6]. Nhìn chung năng suất khoai tây ở nước ta như vậy còn quá thấp so với tiềm năng, năng suất của chúng. Năm 2015 với quy mô dân số 91,7 triệu người, mật độ dân số 277 người/km2; dự báo đến năm 2050 quy mô dân số nước ta sẽ đạt cực đại ở mức từ 130-140 triệu người, mật độ dân số cao khoảng 400 người/km2 (Website: Tổng cục thống kê)[30]. Với áp lực dân số ngày càng tăng, tốc độ đô thị hóa và công nghiệp hóa cao, các tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu, nguy cơ khủng hoảng lương thực toàn cầu, ... thì nhu cầu sản xuất và tiêu thụ khoai tây ăn tươi nói chung và khoai tây chế biến nói riêng ở Việt nam sẽ ngày càng tăng, đặc biệt là các đô thị, khu công nghiệp và khu du lịch. 2 Bắc Ninh thuộc vùng Đồng bằng sông Hồng, khí hậu cận nhiệt đới ẩm, có một mùa đông lạnh. Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 hàng năm. Lượng mưa trong mùa này chiếm 80% tổng lượng mưa cả năm. Lượng mưa trung bình hàng năm: 1.400-1.600 mm. Khu vực có lượng mưa trung bình lớn nhất thuộc Thị xã Từ Sơn, huyện Yên Phong, huyện Tiên Du, khu vực có lượng mưa trung bình nhỏ nhất thuộc huyện Quế Võ. Nhiệt độ trung bình 23,3°C, độ ẩm tương đối trung bình 81%. Đây là tiểu vùng khí hậu lý tưởng để cây khoai tây sinh trưởng và phát triển tốt, đạt năng suất cao. Hiện nay, tại Bắc Ninh đã có một số công ty quan tâm và đầu tư vào ngành sản xuất khoai tây, nổi bật là Công ty PepsiCo VN (KCN VSIP - Từ Sơn), Công ty Orion (KCN Yên Phong). Đây là hai công ty có đầu tư mạnh nhất về lĩnh vực này với các nhà máy chế biến được xây dựng với mức chi phí cho mỗi nhà máy khoảng 30-35 triệu USD. Nhu cầu cho mỗi nhà máy hiện nay khoảng 180.000 tấn khoai tây nguyên liệu/năm, tuy vậy sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được khoảng 30-40%. Đây là một điều kiện rất thuận lợi để mở rộng diện tích trồng khoai tây. Theo số liệu thống kê năm 2010, diện tích đất nông nghiệp tỉnh Bắc Ninh là 46.185,5ha chiếm 56,14% diện tích đất tự nhiên của tỉnh. Tuy nhiên, diện tích trồng khoai tây của toàn tỉnh hàng năm chỉ đạt khoảng 1.800-2.000 ha và năng suất bình quân 12-15 tấn/ha, sản xuất nhỏ lẻ manh mún, chưa tập trung. Hiện tại, sản xuất khoai tây tại Bắc Ninh còn gặp một số hạn chế: - Thiếu bộ giống, thiếu nguồn giống chất lượng cao, sạch bệnh phù hợp cho sản xuất, tiêu dùng và chế biến công nghiệp. - Người nông dân còn thiếu kiến thức về kỹ thuật trồng, chăm sóc, phòng trừ sâu bệnh cho khoai tây theo hướng hàng hóa. Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, năng suất và một số biện pháp kỹ thuật đối với giống khoai tây có triển vọng tại huyện Quế Võ tỉnh Bắc Ninh”. 3 2. Mục tiêu, ý nghĩa của đề tài 2.1. Mục tiêu Lựa chọn được giống khoai tây có năng suất cao, phẩm chất tốt thích hợp với điều kiện sản xuất khoai tây vụ đông tại huyện Quế Võ tỉnh Bắc Ninh. Lựa chọn được một số biện pháp kỹ thuật trồng (thời vụ, phân bón) phù hợp với sinh trưởng, phát triển của giống khoai tây Marabel; trên cơ sở đó hoàn thiện quy trình kỹ thuật trồng khoai tây vụ đông tại tỉnh Bắc Ninh. 2.2. Ý nghĩa của đề tài - Ý nghĩa khoa học: Đánh giá khả năng thích ứng của một số giống khoai tây trong điều kiện sản xuất tại tỉnh Bắc Ninh nhằm làm cơ sở khoa học cho các đề tài nghiên cứu tiếp theo. - Ý nghĩa thực tiễn: Xác định được thời vụ trồng, mức phân bón thích hợp góp phần hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác cho giống khoai tây Marabel. Đồng thời tuyển chọn được giống khoai tây có năng suất cao, chất lượng tốt; từng bước đưa các giống được tuyển chọn vào sản xuất, thay thế hoặc bổ sung làm phong phú bộ giống khoai tây phục vụ sản xuất tại huyện Quế Võ tỉnh Bắc Ninh. Góp phần mở rộng quy mô diện tích trồng, nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế trong sản xuất khai tây cho người nông dân. 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài + Chọn giống cây trồng hay thực vật nói chung (Plant breeding) là một lĩnh vực quan trọng của sản xuất nông nghiệp; mục đích là tạo ra ngày càng nhiều giống cây trồng mới có năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu được các điều kiện bất thuận (sâu bệnh, hạn, úng, nóng, rét, …). Về thực chất đó là sự tiến hóa của thực vật do con người điều khiển, được hình thành từ trong thực tiễn trồng trọt qua hàng ngàn năm. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là sự phát triển của di truyền học suốt 100 năm nay đã tạo ra hàng loạt các giống cây trồng mới. Mỗi vùng có điều kiện tiểu khí hậu đặc trưng, do đó cần có bộ giống tốt phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội và tập quán canh tác. Một giống tốt phải đạt được một số yêu cầu sau: - Sinh trưởng, phát triển tốt trong điều kiện khí hậu, đất đai và điều kiện canh tác tại địa phương. - Cho năng suất cao, ổn định qua các năm khác nhau trong giới hạn biến động của thời tiết. - Có khả năng chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh bất thuận và sâu bệnh. - Có chất lượng đáp ứng yêu cầu sử dụng. Lựa chọn được bộ giống chất lượng để đưa vào sản xuất ở mỗi vùng, mỗi địa phương nhằm đảm bảo sự thích nghi và phù hợp của giống đó với điều kiện cụ thể nơi sản xuất là một việc rất quan trọng. + Thời vụ là một trong những yếu tố quan trọng trong sản xuất trồng trọt. Kiểu gen tốt chỉ được biểu hiện trong một phạm vi nhất định của môi trường. Trong chế độ canh tác, làm đúng ở thời vụ tối ưu có thể nâng cao được năng suất 10 - 15% trong điều kiện tác động đồng thời của các yếu tố thâm canh khác. Vì vậy, nghiên cứu và thực hiện chế độ thời vụ đối với mỗi 5 loại cây trồng, loại giống, mỗi công thức luân canh trong từng vùng khí hậu đất đai là vấn đề phải được coi trọng. Xác định được thời vụ thích hợp cho từng giống sẽ phát huy được tối đa tiềm năng cho năng suất của giống. Cùng một vùng sinh thái, cùng một tổ hợp giống và biện pháp kỹ thuật chăm sóc giống nhau thì thời vụ gieo trồng khác nhau sẽ biểu hiện khả năng sinh trưởng, phát triển và cho năng suất khác nhau,chất lượng sản phẩm khác nhau. Vì vậy, nghiên cứu và thực hiện chế độ thời vụ đối với mỗi loại cây trồng, loại giống, … trong từng vùng khí hậu, đất đai là vấn đề cần được nghiên cứu một cách kỹ lưỡng. + Quan hệ giữa đất, phân bón và cây trồng là mối quan hệ qua lại và có tính chất tương hỗ. Mỗi loại cây trồng khác nhau có nhu cầu dinh dưỡng rất khác nhau. Cùng một loại cây, thậm chí cùng một giống nhưng nếu trồng trên các loại đất khác nhau thì cũng cần có những chế độ phân bón khác nhau. Vì vậy, bón phân hợp lý là bón phân dựa trên đặc điểm sinh lý và nhu cầu dinh dưỡng của cây, tính chất của từng loại đất và điều kiện mùa vụ cụ thể, tức là sử dụng phân bón theo 4 đúng (đúng chủng loại, liều lượng, tỷ lệ và đúng lúc). Tác dụng tích cực của phân bón đến năng suất và phẩm chất của cây trồng cũng như môi trường đất và nước chỉ thể hiện khi được sử dụng một cách cân đối và hợp lý. 1.2. Tổng quan tài liệu 1.2.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của cây khoai tây Cây khoai tây (Solanum tuberosum L.) có nguồn gốc ở vùng cao thuộc dãy núi Andes, Nam Mỹ. Cây khoai tây đã từ Nam Mỹ du nhập vào Tây Ban Nha vào khoảng năm 1570 và Anh Quốc vào năm 1590. Sau đó, nó được lan truyền khắp châu Âu và tiếp theo là châu Á (Hawkes, 1994)[24]. Thế kỷ 17, người Châu Âu đã bắt đầu ăn khoai tây và nó đã trở thành một cây lương thực quan trọng của thế giới. 6 Trên thế giới, cây khoai tây được coi là cây lương thực có tầm quan trọng đứng hàng thứ tư sau lúa mì, lúa nước và ngô (FAOSTAT, 2018)[29]. Cây khoai tây vốn là một cây ưa lạnh có nguồn gốc ở vùng cao nhiệt đới (từ 1000 m trở lên). Trải qua quá trình chọn lọc và thuần hoá, nó có thể được trồng ở các vùng khí hậu khác nhau bao gồm các vùng ôn đới, á nhiệt đới và nhiệt đới với các điều kiện sinh thái nông nghiệp khác nhau từ vùng đồng bằng đến vùng núi cao (Struik and Wiersema, 1999)[26]. Năm 1971, Trung tâm khoai tây Quốc tế (CIP) được thành lập, nhiệm vụ là nghiên cứu, phát triển khoai tây trên thế giới, đặc biệt ở vùng nhiệt đới. Đến cuối thế kỷ XX, nhiều nước vùng Châu á - Thái Bình Dương đã phát triển khoai tây đáng kể, trong đó Trung Quốc là nước dẫn đầu thế giới về sản lượng khoai tây. Ở Việt Nam khoai tây được đưa vào những năm 1890 do những nhà truyền giáo người Pháp đem đến. Dựa vào chỉ tiêu phân loại thì loài khoai tây có 8 nhóm thuộc loại trồng và 91 nhóm thuộc loại dại. Căn cứ vào nhiễm sắc thể thì khoai tây khá đa dạng, có từ nhị bội thể đến lục bội thể, có từ 24 đến 72 nhiễm sắc thể (Bulletin 6, 1986)[22]. Các nhóm giống khoai tây Solanum với số nhiễm sắc thể cơ bản là x = 12 (loài S.tuberosum 2n = 4x = 48). Trong loại bội thể thì lục bội là rất hiếm, nhiều nhất là tứ bội, sau đó đến nhị bội. CIP đã phân tích 5.165 mẫu giống thì nhị bội chiến 14,8%, tam bội 6,0%, tứ bội 78,5% và ngũ bội là 0,7%. So với những cây lương thực chính trên thế giới thì cây khoai tây có nguồn gen phong phú và đa dạng hơn nhiều. Cây lấy hạt như ngô, lúa và lúa mì chúng chỉ có dưới 8 nhóm giống. So với cây lấy củ như sắn, khoai lang thì không có cây nào có nguồn gen đa dạng như cây khoai tây. Chính đây là ưu thế của cây khoai tây mà các nhà khoa học đang khai thác để tạo ra những giống khoai tây có năng suất, chất lượng cao, chống chịu sâu bệnh và thích nghi với những môi trường sinh thái khác nhau. 7 1.2.2. Giá trị dinh dưỡng của khoai tây Theo (Beukema, 1990)[21] cho rằng: sử dụng 100g khoai tây có thể đảm bảo ít nhất 8% nhu cầu protein, 3% năng lượng, 10% Fe, 10% B1 và 2050% nhu cầu Vitamin C cho người trong một ngày. Bên cạnh đó, khoai tây còn chứa những vi chất dinh dưỡng giá trị, đăc biệt các vitamin bao gồm: Vitamin B1 0,08mg (8%), vitamin B2 0,03mg (2%), vitamin B3 1,1mg (7%), vitamin B6 (19%), vitamin C 20mg (33%) cùng với những khoáng chất như canxi 12mg, sắt 1,8mg, magie 23mg, photpho 57mg, kali 421mg, natri 6mg. Trong thành phần của củ khoai tây có khoảng 75% là nước, 17,7% tinh bột, 0,9% đường, 1 - 2% protein và 0,7% là các axit amin. Theo (Hồ Hữu An, Đinh Thế Lộc, 2005)[10]: củ khoai tây được sử dụng làm thực phẩm dưới dạng xào, luộc, rán, chiên, làm xúp, làm miến, chế biến tinh bột, làm mứt, bánh, … (P. Vander Zaag, 1976)[27] cho biết: cây khoai tây sinh lợi hơn bất kỳ cây trồng nào khác vì nó cho năng suất về năng lượng và protein là cao nhất. Bảng 1.1. Năng suất Protein và năng lượng của một số cây lương thực Loại cây trồng Kcal/100gr Năng suất Năng suất Tỷ lệ Protein năng lượng Protein (%) (kcal/ngày/ha) (kg/ngày/ha) 48,64 2,0 1,1 Khoai tây 90,82 Sắn 185,87 45,12 0,7 0,2 Khoai lang 138,30 48,93 1,5 0,5 Đậu đỗ 400,24 11,72 22,0 0,6 Lúa 420,90 35,10 7,0 0,6 Ngô 138,91 38,97 9,5 0,8 (Nguồn: P. Vander Zaag, 1976)[27] Ngoài việc dùng khoai tây làm lương thực và thực phẩm, ở các nước phát triển còn sử dụng khoai tây làm thức ăn cho gia súc trong chăn nuôi, dùng trong công nghiệp dệt, sợi, giấy, ... đặc biệt trong công nghiệp sản xuất axit hữu cơ (axit lactic, axit xitric), các dung môi hữu cơ (butanol, xeton) theo (Chủ biên PGS.TS Tạ Thu Cúc, 2007)[2]. 8 1.2.3. Tình hình nghiên cứu, sản xuất khoai tây trên thế giới Cây khoai tây là một trong những cây lương thực chính của thế giới, xếp thứ tư sau lúa, lúa mỳ và ngô. Do có giá trị về nhiều mặt nên cây khoai tây được trồng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới, từ 71o vĩ tuyến Bắc đến 40o vĩ tuyến Nam. Theo công bố của Tổ chức nông lương quốc tế (FAO) và Trung tâm khoai tây quốc tế (CIP) cho thấy tình hình sản xuất khoai tây của thế giới đã có những bước tiến đáng kể. Với sự ra đời của Trung tâm nghiên cứu khoai tây thế giới (CIP) năm 1972, cây khoai tây được quan tâm cải tiến giống để phù hợp với các nước nhiệt đới và bán nhiệt đới. Cho đến nay, CIP đã thu thập và bảo quản khoảng 1500 mẫu khoai tây hoang dại thuộc 93 loài khác nhau được thu thập từ 20 nước và 3694 mẫu khoai trồng thuộc 8 loài ở khắp các nước trên thế giới. CIP cũng đã cung cấp cho các nhà nghiên cứu của nhiều nước những mẫu giống khoai tây bản xứ (CIP, 1986)[23]. Nghiên cứu và sử dụng các loài hoang dại đóng vai trò quan trọng trong việc chọn giống khoai tây; các loài khoai tây hoang dại có sức sống mạnh, có nhiều gen chống chịu quý. Từ năm 1976 CIP đã bắt tay vào nghiên cứu lai tạo các tổ hợp hạt lai khoai tây có độ đồng đều cao, chống chịu bệnh mốc sương phục vụ cho sản xuất. Ở Ban Lan và Hungari, các nhà chọn tạo giống ở các Viện nghiên cứu quốc gia chịu trách nhiệm về sản xuất giống tiền gốc (prebasic seed). Ở Hungari 100% các vật liệu khởi đầu là từ nhân giống invitro. Ở Ba Lan gần 100% các vật liệu khởi đầu là từ nhân giống invitro. Ở tất cả các nước khác thuộc Châu Âu, việc sản xuất giống tiền gốc đều được tư nhân hoá. Ở Scotland, các củ nhỏ đã được xác định là sạch bệnh được cung cấp do người sản xuất giống tiền gốc có đăng ký. Giống có thể được trồng trên đồng ruộng hoặc sản xuất ra các củ nhỏ mới ở trong nhà lưới. 9 Ở Denmarks, các vật liệu invitro do các phòng thí nghiệm được giao nhiệm vụ sản xuất, các vật liệu này do những người sản xuất được chọn lọc tiến hành trồng trọt. Ở Pháp, Liên đoàn những người trồng khoai tây chịu trách nhiệm sản xuất các vật liệu in vitro. Ở Đức, các nhà chọn tạo giống chịu trách nhiệm về sản xuất giống tiền gốc với mức độ 95% từ in vitro. Ở Hà Lan, việc sử dụng các vật liệu invitro đang tăng lên một cách vững chắc, nhưng phần lớn (60%) các giống gốc được sản xuất bằng phương pháp truyền thống. Trên thực tế, dùng phương pháp truyền thống chọn tạo một cây mẹ khoẻ mạnh (sạch bệnh), tiếp theo là cách ly và nhân giống qua một số năm vẫn cho các kết quả tốt. Hơn nữa, nhân giống invitro đã cho thấy không phải là không có rủi ro về tính đúng giống và độ thuần của giống. Các đột biến và những sai sót về tính đúng giống đã gây ra những thất bại nghiêm trọng và những trở ngại cho việc lập kế hoạch nhân giống. Mỗi một nước có hệ thống thế hệ (đời) nhân giống riêng của mình bao gồm một số thế hệ nhân giống tiền gốc, tiếp theo là nhân giống gốc và giống xác nhận. Số thế hệ nhân giống tối đa thay đổi tuỳ theo nước, từ 11 ở Denmark đến 7 ở Đức và Hungari, 9 ở Pháp, Hà Lan và Ba Lan, 10 ở Liên Hiệp Anh (UK). Trên thực tế, mỗi một hệ thống đều giảm bớt đi từ 2 - 3 đời. Lý do chính là vì, cứ mỗi đời tỷ lệ bệnh virut lại tăng lên, cho nên mỗi hệ thống đều làm giảm số lượng đời nhân giống. Ở Hà Lan, những người sản xuất giống có khả năng tự sản xuất tất cả các đời (generations). Gần đây, phương pháp "thuỷ canh" (hydroponics) ngày càng được chú ý nhiều hơn. Kỹ thuật thuỷ canh bao gồm sản xuất củ ở trong nhà lưới bằng trồng cây trong dung dịch, tương tự như những dung dịch được dùng trong các phương tiện sản xuất ở nhà lưới đối với cà chua với kỹ thuật thu hoạch nhiều lần. Với kỹ thuật mới này, khi được thiết lập, một số lớn các củ sạch bệnh trên một củ có thể sản xuất với giá có thể chấp nhận được.