Luận văn Góp phần nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất củ bi giống khoai tây (solanum tuberosum l.) từ củ siêu bi in vitro

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC    GÓP PHẦN NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH SẢN XUẤT CỦ BI GIỐNG KHOAI TÂY (Solanum tuberosum L.) TỪ CỦ SIÊU BI IN VITRO Luận văn kỹ sƣ Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 8/2006 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC    GÓP PHẦN NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH SẢN XUẤT CỦ BI GIỐNG KHOAI TÂY (Solanum tuberosum L.) TỪ CỦ SIÊU BI IN VITRO Giảng viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS. NGUYỄN TIẾN THỊNH PHAN THỊ NGỌC HÀ Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 08/2006 3 MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY. HO CHI MINH CITY DEPARMENT OF BIOTECHNOLOGY ***000*** TO RESEACH THE PRODUCTION PROCEDURE OF MINITUBER POTATOES (SOLANUM TUBEROSUM L.) FROM MICROTUBER IN VITRO Graduation thesis Major: Biotechnology Professor: Student: PhD. NGUYEN TIEN THINH PHAN THI NGOC HA Term:2002 – 2006 Ho Chi Minh City 09/2006 4 LỜI CẢM ƠN Những gì con có được nay hôm nay và sẽ có trong tương lai, tất cả đều do công ơn sinh thành và dưỡng dục của ba mẹ. Con xin thành kính ghi khắc trong lòng công ơn của ba mẹ để trên đường đời con luôn sống tốt và có ý nghĩa hơn như những gi ba mẹ đã dạy. Em xin chân thành cảm ơn: Ban Giám Hiệu Trƣờng Đại học Nông Lâm Tp HCM đã tạo mọi điều kiện cho em trong suốt thời gian học tập tạI trƣờng và trong suốt thời gian làm đề tài. Phòng Công Nghệ Sinh Học - Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt đã tạo mọi điều kiện tốt nhất trong suốt thời gian làm đề tài tại phòng. Các thầy cô trong Bộ môn Công Nghệ Sinh Học và các thầy cô đã trực tiếp giảng dạy trong suốt 4 năm qua. Cảm ơn thầy Nguyễn Tiến Thịnh đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ em trong suốt khoảng thời gian làm đề tài. Th.S Hoàng Thị Mỹ Linh, Kĩ sƣ Trần Thanh Hân cùng tất cả các cô chú trong phòng Công Nghệ Sinh Học đã tận tình giúp đỡ, động viên em trong khoảng thời gian em thực tập tại phòng. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn những ngƣời bạn của tôi đã giúp đớ tôi trong suốt thời gian học tập tại trƣờng và thời gian làm đề tài. Chúc các bạn đạt đƣợc những điều mình mơ ƣớc. Tp HCM _tháng 7/2006 Phan Thị Ngọc Hà 5 TÓM TẮT Phan Thị Ngọc Hà, Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2006. “GÓP PHẦN NGHIÊN CỨU THIẾT LẬP QUY TRÌNH SẢN XUẤT CỦ BI GIỐNG KHOAI TÂY (Solanum tuberosum) TỪ CỦ SIÊU BI IN VITRO ”. Giảng viên hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Tiến Thịnh Đề tài đƣợc thực hiện tại phòng Công Nghệ sinh Học thuộc Viện phản ứng hạt nhân Đà Lạt trên đối tƣợng cây khoai tây giống O7 đƣợc nuôi cấy tại phòng Công nghệ sinh học. Trong đề tài chúng tôi tiến hành 3 thí nghiệm khảo sát sự ảnh hƣởng của BAP, Chitosan, Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi ống nghiệm ở các nồng độ khác nhau., đồng thời tiến hành 4 thí nghiệm nghiên cứu quá trình tạo củ bi khoai tây bằng hệ thống thuỷ canh trên cát ở các điều kiện thí nghiệm khác nhau. Những kết quả đạt đƣợc: Trong thí nghiệm về tạo củ siêu bi ống nghiệm, chúng tôi nhận thấy các đốt mầm đơn cây khoai tây nuôi cấy in vitro giống O7 đƣợc dùng tạo củ in vitro trong những môi trƣờng có bổ sung BAP, Chitosan, Vanadium với nồng độ khác nhau, kết quả cho thấy khi bổ sung BAP với nồng độ 3mg/l cho kết quả tốt nhất, giúp 100% đốt mầm tạo vi củ, củ to và đồng đều hơn so với các nghiệm thức khác. Trong thí nghiệm tạo củ bi trên hệ thống thuỷ canh, các nghiệm thức: mật độ trồng 12 12cm, sử dụng công thức thuỷ canh 1, tần số tƣới dinh dƣỡng 3 lần / tuần và phun BAP lên lá và thời kì hình thành tia củ với nồng độ 5mg/l cho kết quả tốt hơn hẳn các nghiệm thức khảo sát còn lại. 6 MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn ........................................................................................................................ i Tóm tắt ............................................................................................................................. ii Mục lục .......................................................................................................................... iii Danh sách các chữ viết tắt ........................................................................................... viii Danh sách các bảng ......................................................................................................... x Danh sách các biểu đồ ................................................................................................... xii Danh sách các hình ...................................................................................................... xiii PHẦN I: GIỚI THIỆU .................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề .................................................................................................................... 1 2. Mục đích – yêu cầu ...................................................................................................... 2 2.1. Mục đích ................................................................................................................... 2 2.2. Yêu cầu ..................................................................................................................... 2 2.3. Hạn chế ..................................................................................................................... 2 PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................... 3 1. Tổng quan về cây khoai tây ......................................................................................... 3 1.1. Nguồn gốc – phân loại .............................................................................................. 3 1.1.1. Nguồn gốc.............................................................................................................. 3 1.1.2. Phân loại ................................................................................................................ 3 1.2. Giá trị kinh tế và giá trị dinh dƣỡng ......................................................................... 4 1.2.1. Giá trị kinh tế ......................................................................................................... 4 1.2.2. Giá trị dinh dƣỡng ................................................................................................. 5 1.3. Đặc tính sinh học ...................................................................................................... 7 1.3.1. Đặc tính thực vật học ............................................................................................. 7 1.3.1.1. Rễ ........................................................................................................................ 7 1.3.1.2. Thân .................................................................................................................... 7 1.3.1.3. Lá ........................................................................................................................ 7 1.3.1.4. Hoa - quả ........................................................................................................... 7 7 1.3.2. Đặc điểm sinh lý .................................................................................................... 8 1.3.2.1. Thời kì ngủ nghỉ ................................................................................................. 8 1.3.2.2. Thời kì nảy mầm ................................................................................................. 9 1.3.2.3. Thời kì hình thành tia củ ..................................................................................... 9 1.3.2.4. Thời kì củ phát thiển ........................................................................................... 9 1.3.3. Ảnh hƣởng của điều kiện ngoại cảnh .................................................................... 9 1.3.3.1. Nhiệt độ .............................................................................................................. 9 1.3.3.2. Ánh sáng ........................................................................................................... 10 1.3.3.3. Nƣớc ................................................................................................................. 10 1.3.3.4. Đất đai và dinh dƣỡng ...................................................................................... 11 1.4. Tình hình sâu bệnh trên cây khoai tây .................................................................... 11 1.4.1. Các loại sâu hại cây khoai tây ............................................................................. 11 1.4.1.1. Sâu xám ........................................................................................................... 11 1.4.1.2. Sâu khoang ...................................................................................................... 12 1.4.1.3. Sâu xanh .......................................................................................................... 12 1.4.1.4. Rệp sáp trắng ................................................................................................... 12 1.4.2. Bệnh hại cây khoai tây ........................................................................................ 12 1.4.2.1. Bệnh mốc sƣơng .............................................................................................. 12 1.4.2.2. Bệnh héo xanh ................................................................................................. 13 1.4.2.3. Bệnh virus ......................................................................................................... 13 1.4.2.4. Bệnh thối củ trong thời gian giữ giống............................................................. 14 1.5. Một số giống khoai tây đƣợc trồng ở nƣớc ta ........................................................ 15 1.5.1. Giống khoai tây hạt lai ........................................................................................ 15 1.5.2. Giống khoai tây củ ............................................................................................... 15 1.6. Công tác giống khoai tây ........................................................................................ 16 1.6.1. Công tác giống khoai tây theo phƣơng pháp truyền thống - sử dụng củ làm giống ....................................................................................................................... 17 1.6.2. Phƣơng pháp trồng khoai tây bằng hạt ................................................................ 17 1.6.3. Sử dụng phƣơng pháp nuôi cấy mô ..................................................................... 18 8 1.6.3.1. Phục tráng giống khoai tây bàng phƣơng pháp nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng ...... 18 1.6.3.2. Tạo phôi và cây con đơn bội bằng cách nuôi cấy túi phấn............................... 19 1.6.4. Phƣơng pháp sản xuất củ giống mini sạch bệnh ................................................. 19 2. Giới thiệu chung về kỹ thuật thuỷ canh ..................................................................... 20 2.1. Tình hình sản xuất thuỷ canh trong nƣớc và thế giới ............................................. 21 2.1.1. Tình hình thế giới ................................................................................................ 21 2.1.2. Tình hình trong nƣớc ........................................................................................... 22 2.2. Ƣu nhƣợc điểm của kỹ thuật thuỷ canh .................................................................. 23 2.2.1. Ƣu điểm ............................................................................................................... 23 2.2.2. Nhƣợc điểm ......................................................................................................... 23 2.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến nuôi trồng thuỷ canh .................................................... 24 2.3.1. Ảnh hƣởng của dinh dƣỡng khoáng .................................................................... 24 2.3.2. Ảnh hƣởng của các loại môi trƣờng dinh dƣỡng và cách pha chế dung dịch dinh dƣỡng đến nuôi trồng thuỷ canh ............................................................................ 24 2.3.2.1. Ảnh hƣởng của các loại môi trƣờng dinh dƣỡng .............................................. 24 2.3.2.2. Ảnh hƣởng của cách pha chế đến nuôi trồng thuỷ canh ................................... 25 2.3.3. Ảnh hƣởng của điều kiện bên ngoài đến việc hấp thu dinh dƣỡng của cây trồng trong hệ thống thuỷ canh .............................................................................. 26 2.3.3.1. Ánh sáng ........................................................................................................... 26 2.3.3.2. Nhiệt độ ............................................................................................................ 26 2.3.3.3. Nƣớc ................................................................................................................. 26 2.3.3.4. Nồng độ CO2 .................................................................................................... 26 2.3.3.5. Độ thoáng khí ................................................................................................... 26 2.3.3.6. pH ..................................................................................................................... 26 2.3.3.7. Độ dẫn điện ....................................................................................................... 27 2.4. Một số giá thể sử dụng trong phƣơng pháp nuôi trồng thuỷ canh ......................... 27 2.4.1. Xơ dừa ................................................................................................................. 27 2.4.2. Tro trấu ................................................................................................................ 27 2.4.3. Cát ........................................................................................................................ 27 9 2.4.4. Perlite ................................................................................................................... 27 2.4.5. Verrmiculite ......................................................................................................... 27 2.4.6. Clay Pebblex ........................................................................................................ 28 2.5. Phân loại hệ thống thuỷ canh .................................................................................. 28 PHẦN III: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ...................................... 29 1. Thời gian và địa điểm ................................................................................................ 29 2. Trang thiết bị vật liệu ................................................................................................ 29 2.1. Phòng thí nghiệm .................................................................................................... 29 2.1.1. Phòng rửa dụng cụ ............................................................................................... 29 2.1.2. Phòng chuẩn bị môi trƣờng ................................................................................. 29 2.1.3. Phòng cấy vô trùng .............................................................................................. 29 2.1.4. Phòng nuôi cấy mẫu ............................................................................................ 29 2.1.5. Một số thiết bị khác ............................................................................................. 29 2.2. Nhà lƣới (Drip system) ........................................................................................... 30 3. Môi trƣờng ................................................................................................................. 30 3.1. Môi trƣờng sử dụng trong thí nghiệm tạo củ siêu bi .............................................. 30 3.2. Môi trƣờng sử dụng trong thí nghiệm tạo củ bi ..................................................... 31 4. Vật liệu ...................................................................................................................... 31 5. Quy trình thực hiện thí nghiệm ................................................................................. 31 6. Bố trí thí nghiệm ........................................................................................................ 32 6.1. Thí nghiệm về tạo củ siêu bi ống nghiệm .............................................................. 32 6.1.1. Thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ siêu bi ......................... 32 6.1.2. Thí nghiệm về ảnh hƣởng của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi ................ 32 6.1.3. Thí nghiệm về ảnh hƣởng của Chitosan lên quá trình tạo củ siêu bi .................. 32 6.2. Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của các công thức dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi ở cây khoai tây ..................................................................................................... 34 6.3. Thí nghiệm 3: Ảnh hƣởng của tần số cung cấp dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi ở cây khoai tây ..................................................................................................... 35 10 6.4. Thí nghiệm 4: Ảnh hƣởng của mật độ trồng lên quá trình tạo củ của cây khoai tây .................................................................................................................. 36 6.5. Thí nghiệm 5: Ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ bi ở cây khoai tây ......... 38 7. Xử lý kết quả ............................................................................................................. 39 PHẦN IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................... 40 4.1. Thí nghiệm 1:.......................................................................................................... 40 4.1.1. Thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ siêu bi ......................... 40 4.1.2. Thí nghiệm về ảnh hƣởng của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi ................ 42 4.1.3. Thí nghiệm về ảnh hƣởng của Chitosan lên quá trình tạo củ siêu bi .................. 45 4.2. Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của các công thức dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi ở cây khoai tây ................................................................................................ 47 4.3. Thí nghiệm 3: Ảnh hƣởng của tần số cung cấp dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi ở cây khoai tây ............................................................................................... 49 4.4. Thí nghiệm 4: Ảnh hƣởng của mật độ trồng lên quá trình tạo củ của cây khoai tây .................................................................................................................. 51 4.5. Thí nghiệm 5: Ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ bi ở cây khoai tây ......... 53 PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................... 56 5.1. Kết luận................................................................................................................... 56 5.2. Đề nghị ................................................................................................................... 56 PHẦN VI: TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 57 11 DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT KT Cây khoai tây CT Công thức dinh dƣỡng NT Nghiệm thức C0 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 0 mg/l C50 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 50 mg/l C100 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 100 mg/l C150 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 150 mg/l C200 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 200 mg/l C500 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 500 mg/l C1000 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 1000 mg/l V0 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 0 mg/l V20 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 20 mg/l V50 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 50 mg/l V100 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 100 mg/l V150 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 150 mg/l V200 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 200 mg/l B1 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ BAP 2 mg/l B2 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ BAP 2.5 mg/l B3 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ BAP 3 mg/l CT1 Công thức dinh dƣỡng 1 CT2 Công thức dinh dƣỡng 2 CT3 Công thức dinh dƣỡng 3 T1 Thí nghiệm tạo củ bi với tần số tƣới 1 lần/tuần T2 Thí nghiệm tạo củ bi với tần số tƣới 2 lần/tuần T3 Thí nghiệm tạo củ bi với tần số tƣới 3 lần/tuần M1 Thí nghiệm tạo củ bi với mật độ trồng 55 cm 12 M2 Thí nghiệm tạo củ bi với mật độ trồng 88 cm M3 Thí nghiệm tạo củ bi với mật độ trồng 1212 cm BA0 Thí nghiệm tạo củ bi với nồng độ BAP 0 mg/l BA1 Thí nghiệm tạo củ bi với nồng độ BAP 2 mg/l BA2 Thí nghiệm tạo củ bi với nồng độ BAP 5 mg/l BA3 Thí nghiệm tạo củ bi với nồng độ BAP 10 mg/l BAP Benzyladenine (6 – benzyl - aminopurine) Ctv Cộng tác viên L Tỷ lệ củ lớn M Tỷ lệ củ trung S Tỷ lệ củ nhỏ 13 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1.Tình hình sản xuất thuỷ canh của các nƣớc trên thế giới ................... 21 Bảng 2.2. Nồng độ một số dung dịch thƣờng đƣợc sử dụng trong thí nghiệm trồng cây bằng hệ thống thuỷ canh .................................................. 25 Bảng 3.1. Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ siêu bi ....................................................................................................... 33 Bảng 3.2. Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi ....................................................................................................... 33 Bảng 3.3. Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của Chitosan lên quá trình tạo củ siêu bi ....................................................................................................... 34 Bảng 3.4. Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của các công thức dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi ......................................................................................... 35 Bảng 3.5. Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của tần số cung cấp dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi ......................................................................................... 36 Bảng 3.6. Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của mật độ trồng lên quá trình tạo củ bi .............................................................................................................. 37 Bảng 3.7. Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ bi ............................................................................................................. 38 Bảng 4.1. Kết quả thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ siêu bi ..................................................................................................... 40 Bảng 4.2. Kết quả thí nghiệm ảnh hƣởng của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi ....................................................................................................... 43 Bảng 4.3. Kết quả thí nghiệm ảnh hƣởng của Chitosan lên quá trình tạo củ siêu bi ....................................................................................................... 45 Bảng 4.4. Kết quả thí nghiệm về ảnh hƣởng của các công thức dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi ........................................................................................ 47 Bảng 4.5. Kết quả thí nghiệm về ảnh hƣởng của tần số cung cấp 14 dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi ...................................................................... 49 Bảng 4.6. Kết quả thí nghiệm về ảnh hƣởng của mật độ trồng lên quá trình tạo củ bi ............................................................................................... 51 Bảng 4.7. Kết quả thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ bi .............................................................................................................. 54 15 DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 4.1. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm ảnh hƣởng của BAP lên sự tạo củ siêu bi ống nghiệm ........................................................................ 40 Biểu đồ 4.2. Biểu đồ thể hiện trọng lƣợng củ trung bình trong thí nghiệm ảnh hƣởng của BAP lên sự tạo củ siêu bi ........................................................... 41 Biểu đồ 4.3. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi ........................................................ 43 Biểu đồ 4.4. Biểu đồ thể hiện trọng lƣợng củ trung bình trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi ................................. 44 Biểu đồ 4.5. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của Chitosan quá trình tạo củ siêu bi. ................................................................ 46 Biểu đồ 4.6. Biểu đồ thể hiện trọng lƣợng củ trung bình trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của Chitosan lên quá trình tạo củ siêu bi .................................... 46 Biểu đồ 4.7. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của các công thức dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi. ............................................ 48 Biểu đồ 4.8. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của tần số cung cấp dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi ..................................................... 50 Biểu đồ 4.9. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của mật độ trồng lên quá trình tạo củ bi................................................................... 52 Biểu đồ 4.10. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ bi ........................................................................................ 54 Sơ đồ 1.1. Phân loại hệ thống thủy canh ................................................................. 28 16 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1. Cây khoai tây ....................................................................................... 7 Hình 3.1. Mật độ trồng ...................................................................................... 37 Hình 4.1. Ảnh hƣởng của BAP lên sự tạo củ siêu bi ......................................... 42 Hình 4.2.Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của các công thức dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi. ............................................. 49 Hình 4.3. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của tần số cung cấp dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi ........................................... 51 Hình 4.4. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của mật độ trồng lên quá trình tạo củ bi .................................................................... 53 Hình 4.5. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ bi ................................................................................ 55 17 PHẦN I: GIỚI THIỆU 1. Đặt vấn đề Trên thế giới khoai tây đƣợc xem là cây lƣơng thực quan trọng sau lúa, bắp, đại mạch và tiểu mạch. Đây là một loại cây cho củ có giá trị dinh dƣỡng cao, dễ trồng, thời gian sinh trƣởng ngắn, có năng suất khá cao nên đƣợc trồng rất phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới. Ở Việt Nam khoai tây đƣợc xem nhƣ một loại rau cao cấp, vừa có giá trị lƣơng thực vừa có giá trị thực phẩm. Khoai tây đƣợc trồng phổ biến nhất ở Thƣờng Tín (Hà Đông), Từ Sơn (Hà Bắc), Trà Lĩnh (Cao Bằng), SaPa, một số vùng ngoại thành Hà Nội, Đà Lạt. Khoai tây đƣợc xem là một sản phẩm vụ đông quan trọng. Mặc dù diện tích gieo trồng cả nƣớc khoảng 20000 đến 40000 ha, năng suất trung bình 20 – 27 tấn/ha, nhƣng hàng năm nƣớc ta vẫn phải nhập khẩu hàng chục tấn khoai tây từ các nƣớc. Theo GS-TS Nguyễn Quang Thạch - viện trƣởng Viện sinh học nông nghiệp cho biết :”Vấn đề nan giải đặt ra cho việc phát triển cây khoai tây hiện nay không phải là thiếu diện tích canh tác mà là chúng ta không đủ giống có chất lƣợng để cung ứng vào sản xuất”. Khoai tây thƣờng đƣợc trồng bằng củ, hàng năm phải tốn một lƣợng củ rất lớn dùng để làm giống làm giảm về sản lƣợng và thu nhập. Một vấn đề đƣợc đặt ra là làm sao để tạo ra đƣợc một lƣợng lớn cây giống sạch bệnh với tốc độ nhanh, chất lƣợng tƣơng đối đồng đều và đồng nhất về mặt di truyền mà vẫn đảm bảo phát triển bình thƣờng trong khoảng thời gian ngắn Với thực trạng trên, hiện nay phòng Công nghệ sinh học thuộc Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt đang nghiên cứu hoàn thiện quy trình nhân giống khoai tây theo quy trình chặt chẽ từ nhân nuối cấy mô, nhân nhanh cây sạch trong phòng thí nghiệm, tạo hạt nhân tạo, tạo củ siêu bi trong ống nghiệm đến trồng cây cấy mô trong nhà kính để sản xuất ra củ mini (củ bi). Để góp phần hoàn thiện quy trình này, chúng tôi đã tiến hành đề tài “GÓP PHẦN NGHIÊN CỨU THIẾT LẬP QUY TRÌNH SẢN XUẤT CỦ BI GIỐNG KHOAI TÂY (Solanum tuberosum L.) TỪ CỦ SIÊU BI IN VITRO” 18 Nghiên cứu hệ thống sản xuất khoai tây giống sạch bệnh, hy vọng trong thời gian tới chúng ta sẽ chủ động đƣợc khoai tây giống trong nƣớc với năng suất, chất lƣợng cao, đặc biệt sẽ đƣa cây khoai tây trở thành một nghề mũi nhọn cho nông dân. 2. Mục đích – yêu cầu 2.1 Mục đích của nghiên cứu Hoàn thiện quy trình tạo củ siêu bi khoai tây trong ống nghiệm Tối ƣu hoá các thông số kỹ thuật của hệ thống thuỷ canh cây khoai từ củ siêu bi để sản xuất củ bi Hoàn thiện công nghệ nhân giống khoai tây theo quy trình từ phòng thí nghiệm ra vƣờn thực nghiệm để sản xuất khoai tây bi. 2.2 Yêu cầu của nghiên cứu Nghiên cứu sự ảnh hƣởng của một số chất hoá học lên quá trình tạo củ siêu bi khoai tây Xác định công thức dinh dƣỡng thích hợp cho hệ thống thuỷ canh cho năng suất tạo củ bi cao Xác định tần số cung cấp các thành phần dinh dƣỡng cho năng suất tạo củ bi cao Xác định mật độ trồng thích hợp để đạt năng suất cao và tạo củ đồng đều với kích thƣớc phù hợp (3-9g / củ) Nghiên cứu sự ảnh hƣởng của BAP đến năng suất tạo củ của cây khoai tây 2.3 Hạn chế của đề tài Vì thời gian làm đề tài có hạn nên chúng tôi không bố trí đƣợc các thí nghiệm khảo sát khả năng tạo củ bi của các mẫu khoai tây in vitro dạng hạt nhân tạo và cây khoai tây in vitro; chƣa thực hiện các thí nghiệm khảo sát sự ảnh hƣởng của các chất lên sự tạo củ siêu bi ống nghiệm ở các nồng độ thấp để tìm ra nồng độ thích hợp nhất. 19 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về cây khoai tây Nguồn gốc và phân loại Nguồn gốc Cây khoai tây có nguồn gốc hoang dại từ Trung và Nam Mỹ, đặc biệt là vùng Chile và những đảo quanh vùng. Khí hậu ở Nam Mỹ có đặc điểm là mát, hơi lạnh và mƣa nhiều. Từ một loại khoai tây ban đầu (Solanum tuberosum L.) đến nay ngƣời ta đã tạo ra khoảng hơn 5 ngàn giống với phẩm chất khác nhau. Ngày nay hầu nhƣ cây khoai tây có mặt ở khắp nơi trên thế giới, đặc biệt là sau khi cứu dân Châu Âu khỏi nhiều trận đói do thiên tai và tai hoạ chiến tranh gây ra, khoai tây mới đƣợc con ngƣời tiếp nhận rộng rãi và thu hút các nhà khoa học ở nhiều thời đại tập trung nghiên cứu. Giống khoai tây Ackesegen lần đầu tiên đƣợc ngƣời Pháp đƣa vào Việt Nam từ những năm 1940. Ban đầu đƣợc trồng chủ yếu ở huyện Thƣờng Tín (Hà Đông) nên thƣờng đƣợc gọi là giống Thƣờng Tín. Những năm 1960 diện tích khoai tây ở nƣớc ta có khoảng vài ngàn ha nhƣng đến những năm 1970 tăng nhanh đến khoảng 110.000 ha. Từ những năm 1980 diện tích giảm nhanh chỉ còn khoảng trên dƣới 20.000 ha và lại có xu hƣớng tăng trong những năm gần đây. Có khoảng 200 loài khoai tây hoang dại. Tất cả các loài đều đƣợc tìm thấy ở lục địa Châu Mỹ, từ bình độ thấp đến núi cao 4000m so với mặt nƣớc biển. Hầu hết các loại khoai tây dại đều có củ, chúng đƣợc ngƣời da đỏ trồng ở Châu Mỹ từ Mexico (Trung Mỹ) đến Chile (Nam Mỹ). Phân loại Ngành Angiospermatophyta Lớp Dicotyledoneae Phân lớp Asteridae Bộ Serophulariales Họ Solanaceae Chi Solanum Loài Solanum tuberosum L. 20 Cây khoai tây thuộc họ Solanaceae, chi Solanum. Dựa theo số nhiễm sắc thể là X=12 mà các loại khoai tây trồng trọt đƣợc chia ra 8 loại theo 4 nhóm sau: Nhóm nhị bội thể (2n=2X=24) gồm 4 loài: S. xajanhuiri S. goniocalyx S. phureja S. stenotonum Nhóm tam bội thể (2n=3X=36) gồm hai loài: S. xchaucha S. xjuzeperukii Nhóm tứ bội thể (2n=4X=48) có một loài với hai loài phụ: S. tuberosum ssp. tuberosum S. tuberosum ssp. andigena Nhóm ngũ bội thể (2n=5X=60) có một loài: S. xanrtilobum Trong 8 loài khoai tây trồng ở trên chỉ có Solanum tuberosum ssp. là đƣợc trồng rộng rãi trên thế giới. Hầu hết các loại khoai tây trồng là cây tứ bội thể (2n=4X=48) còn các loài khác chỉ trồng ở các nƣớc có ngƣời da đỏ, nơi tổ tiên của loài khoai tây, đã có hàng ngàn giống đƣợc tìm thấy ở đây. Giá trị kinh tế và dinh dƣỡng Giá trị kinh tế Cây khoai tây vừa có giá trị lƣơng thực vừa có giá trị thực phẩm. Trên thế giới khoai tây đƣợc coi là cây lƣơng thực quan trọng sau lúa, bắp, tiểu mạch và đại mạch. Khoai tây còn là nguồn nguyên liệu quan trọng phục vụ cho ngành công nghiệp chế tạo tơ nhân tạo, nƣớc hoa, bột khoai tây, bột hồ vải trong công nghiệp dệt, sản xuất rƣợu…ngoài ra khoai tây còn dùng làm thức ăn gia súc rất tốt: chăn nuôi heo, bò sữa. Nhờ có công dụng về nhiều mặt, mức tiêu thụ khoai tây ở các nƣớc trên thế giới khá lớn: 21 Các nƣớc Tây Bắc Âu 100kg/ngƣời/năm Ba Lan 220kg/ngƣời/năm Đức 190kg/ngƣời/năm Island 140kg/ngƣời/năm Tổng sản lƣợng khoai tây trên thế giới: 1952 243 triệu tấn 1964 277 triệu tấn 1971 293.8 triệu tấn 1972 342 triệu tấn 1973 377 triệu tấn 1993 462 triệu tấn Diện tích khoai tây so với cây lƣơng thực ở một số nƣớc: Thuỵ Sĩ, Đức: 33.1%; Hungari, Đan Mạch: 5.1 – 10%. Năng suất: Hà Lan: 35 – 40 tấn/ha; Đức: 27 – 35 tấn/ha; Bỉ, Mỹ: 25 – 30 tấn/ha. Ở Việt Nam, khoai tây đƣợc coi nhƣ một loại rau cao cấp dùng làm thực phẩm. những nơi trồng khoai tây sớm nhất: Thƣờng Tín (Hà Đông), Từ Sơn (Hà Bắc), Trà Lĩnh (Cao Bằng), Văn Lâm (Hải Hƣng), và một số vùng ngoại thành Hà Nội, Đà Lạt. Khoai tây là sản phẩm vụ đông quan trọng, đặc biệt là ở những vùng nhƣ đồng bằng sông Hồng và miền Bắc Việt Nam (sản xuất 85% ở Việt Nam) và ở Đà Lạt (trồng quanh năm - chiếm khoảng 15% sản lƣợng). Khoai tây cung cấp nguồn thực phẩm cân bằng và tăng thu nhập trên một đơn vị diện tích canh tác trong vòng 3 tháng cao hơn lúa, ngô hay khoai lang. Do đó diện tích trồng khoai tây tăng lên rất nhanh: 1940 1.065ha 1970 –1971 5.000ha 1973 50.000ha Giá trị dinh dƣỡng Khoai tây là loại rau cao cấp, có thể sử dụng làm lƣơng thực, bộ phận sử dụng là thân củ. 22 Hàm lƣợng dinh dƣỡng: Glucid 21% trọng lƣợng tƣơi Nƣớc 75 – 76% Protein 0.8 – 3.6% Chất xơ 0.7% Năng lƣợng: 82 – 89 callo ( lớn hơn cà rốt gấp 2 lần, hơn bắp cải 3 lần, hơn cà chua 4 lần). Các loại sinh tố: Sinh tố A (carotene) rất ít B1 0.03 – 0.1mg B2 0.02 – 0.04mg C 1.6 – 23mg Khoáng chất: P 21 – 107mg Ca 9 – 64mg Hàm lƣợng đạm là một trong những thành phần quan trọng để đánh giá phẩm chất của củ khoai tây. Thƣờng hàm lƣợng protein trong củ không quá 1 – 2%, nhƣng gần đây bằng con đƣờng chọn giống đã nâng hàm lƣợng protein lên 3 - 3.6%. Chất độc solanin: trong điều kiện bình thƣờng chứa 0.0017 – 0.01% trong củ, chủ yếu là ở vỏ. Khi khoai tây nảy mầm solanin xâm nhập vào thịt củ, tỷ lệ lớn hơn 0.015% có thể gây ngộ độc cho ngƣời. 23 Đặc tính sinh học 1.3.1 Đặc tính thực vật học Hình 2.1: Cây khoai tây 1.3.1.1 Rễ Rễ khoai tây là rễ chùm, phân bố ở tầng đất 30cm. Nếu trồng bằng hạt thì rễ có thể phân bố sâu hơn, có nhiều rễ phụ. Quá trình hình thành rễ: Khi mắt trên củ bắt đầu nẩy mầm, ở gốc mầm xuất hiện nhiều nốt nhỏ đó là mầm mống của rễ sau này, những rễ này xuất hiện suốt cả thời kì sinh trƣởng sinh dƣỡng. Sự phát triển của bộ rễ mạnh nhất vào thời kì hình thành tia củ đến củ lớn. Rễ trên tia củ có đặc điểm là ngắn, ít phân nhánh và cũng tham gia vào quá trình hấp thu nƣớc, dinh dƣỡng nuôi củ, thân. 1.3.1.2 Thân Sau khi trồng, phần trên thân mầm sẽ phát triển thành thân trên mặt đất (thân khí sinh) và đoạn thân dƣới mặt đất (thân mầm, địa sinh, tia củ). Thân trên mặt đất cao 50-80cm hoặc cao hơn, thân nhỏ, yếu, thân có lông tơ và lông cứng khi già thì lông rụng. Thân khoai tây có màu xanh, phớt hồng, chiều cao thân phụ thuộc vào giống, điều kiện trồng trọt. Số thân/khóm khoảng 4-8 hoặc nhiều hơn tuỳ thuộc giống, số mầm trên củ. 24 Thân dƣới mặt đất (tia củ) phát sinh từ đốt thân nằm dƣới mặt đất. Tia củ (thân ngầm) dài thẳng, đầu mút hơi phình to, có tính hƣớng âm, ƣa bóng tối. Củ chính là bộ phận phình to ở đầu cuối của tia củ, chứa nhiều tinh bột và các chất dinh dƣỡng khác. Mắt củ: đƣợc hình thành là do những lá không đƣợc phát triển. Khi củ nảy mầm, ở những mắt đó sẽ mọc mầm và rễ, các mắt mầm xếp theo hình xoắn ốc giống nhƣ lá xếp trên thân. Mắt củ tập trung ở phần đỉnh củ, ở phần giữa và gốc thƣa mắt hơn. Phần củ đính với thân gọi là rốn củ, đối diện rốn củ là đỉnh củ. Hình dạng củ: tròn, tròn dài, tròn dẹp. Màu sắc củ: trắng, vàng, tím, hồng. Thịt củ: trắng, vàng. Đặc điểm về hình dạng, màu sắc củ … là do giống, nhƣng các điều kiện ngoại cảnh và trồng trọt cũng có ảnh hƣởng. 1.3.1.3 Lá Lá khoai tây là lá kép, mỗi lá kép gồm từ 1-4 đôi lá chét hợp thành, trên ngọn có một lá riêng biệt. Trên phiến lá kép còn có lá giữa, lá nhỏ. 1.3.1.4 Hoa và quả Hoa khoai tây là hoa lƣỡng tính, tự thụ phấn. Hoa thƣờng có 5 cánh, có màu trắng hoặc tím. Trên mỗi hoa có 5 nhị đực quanh vòi nhụy cái, hoa mọc thành chùm ở đầu ngọn, đầu cành, nách lá. Khoai tây có quả mọng, tròn hoặc hình trứng, có màu ngà ngà xanh, khi chín có màu vàng nhạt. Trong quả chứa nhiều hạt nhỏ nằm xen trong chất cơm nhơn nhớt, hạt chứa nhiều dầu. 1.3.2 Đặc điểm sinh lý 1.3.2.1 Thời kỳ ngủ Củ khoai tây sau thu hoạch phải trải qua một thời gian nhất định mới nảy mầm đƣợc. Thời gian đó ngƣời ta gọi là thời gian ngủ nghỉ của khoai tây (thuộc loại ngủ sinh lý), khoảng thời gian này dài hay ngắn tuỳ thuộc vào giống, điều kiện cất giữ (nhiệt độ, ẩm độ, ánh sáng, chế độ khí), thời gian ngủ nghỉ của khoai tây khoảng từ 2-5 tháng. 25 1.3.2.2 Thời kỳ nảy mầm Sau thời kỳ ngủ nghỉ, củ khoai tây bƣớc vào giai đoạn nảy mầm, mầm đó sẽ phát triển thành thân lá. Trƣớc khi nảy mầm xung quanh chân thân mầm xuất hiện màu xanh do hoạt động của chất solanin (khi có ánh sáng chiếu vào). Ở xung quanh gốc mầm bắt đầu xuất hiện những nốt sần đỏ, đó là nơi phát sinh rễ và thân ngầm (tia củ). 1.3.2.3 Thời kỳ hình thành tia củ Sau khi trồng 10-15 ngày, các mầm mọc lên khỏi mặt đất và sau khi trồng 20-25 ngày phần dƣới mặt đất sẽ hình thành rễ và tia củ. Tia củ dài có màu trắng và thẳng, phát triển theo chiều ngang. Khi tia củ phát triển đến mức độ nhất định thì không phát triển dài ra nữa mà tập trung chất dinh dƣỡng vào đầu cuối của tia củ, củ to dần và bắt đầu quá trình tạo củ khoai tây. 1.3.2.4 Thời kỳ củ phát triển Sau khi hình thành tia củ (sau khi trồng 20-25 ngày) do sự tích tụ chất dinh dƣỡng mà củ lớn dần, tốc độ phát triển của củ mạnh nhất là từ sau khi trồng 40-60 ngày trở đi và củ tiếp tục phát triển cho đến lúc thu hoạch. Sự phát triển của củ chịu sự ảnh hƣởng lớn bởi điều kiện ngoại cảnh, điều kiện trồng trọt. Nhiệt độ cao, ẩm độ thấp, thiếu dinh dƣỡng, vun không kín tia củ, … làm củ lớn chậm, giảm phẩm chất và năng suất. 1.3.3 Ảnh hƣởng của điều kiện ngoại cảnh 1.3.3.1 Nhiệt độ Sau khi củ qua giai đoạn ngủ nghỉ, khoai tây bắt đầu nảy mầm, nhiệt độ thích hợp cho nảy mầm là 21 – 240C, nhiệt độ thích hợp cho thân lá phát triển là 20 - 210C, cho sự tạo củ là 15 - 200C, tốt nhất là 170C. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm càng lớn càng có lợi cho sự tạo củ vì duy trì cƣờng độ quang hợp, giảm cƣờng độ hô hấp do đó sản phẩm quang hợp đƣợc ít bị tiêu hao, tích luỹ vào củ. Nếu nhiệt độ cao trong thời kì hình thành thân củ, đặc biệt là giai đoạn sắp thu hoạch sẽ phát sinh hiện tƣợng thoái hoá làm giảm năng suất. Điều này đƣợc chứng minh ở thí nghiệm của Rudeiko 1958: khi nhiệt độ trung bình ngày đêm từ 19 - 210C tỷ lệ củ bị thoái 26 hoá 20%, t0 = 240C thoái hoá 50%, t0 > 250C tỷ lệ củ thoái hoá là 75%, nhiệt độ ban đêm cao có ảnh hƣởng mạnh đến sự thoái hoá và chất lƣợng hạt giống. Ngoài ra nhiệt độ cao thƣờng đi đôi với độ ẩm không khí lớn tạo điều kiện thuận lợi cho các loại sâu bệnh phát triển, nhiều khi phát triển thành dịch hại trong vùng lớn gây nguy hiểm khó phòng trừ, gây thất thu lớn. Vì vậy cần bố trí thời vụ thích hợp, cụ thể cho từng vùng, từng vụ mới đảm bảo thu hoạch đƣợc năng suất củ cao, phẩm chất củ tốt. 1.3.3.2 Ánh sáng Ở các thời kì sinh trƣởng khác nhau cây khoai tây đòi hỏi thời gian chiếu sáng khác nhau: Từ lúc mọc mầm cho đến lúc hình thành tia củ cần thời gian chiếu sáng dài ngày để thân lá phát triển, thúc đẩy quá trình sinh trƣởng sinh dƣỡng. Từ giai đoạn hình thành củ đến củ phát triển thì yêu cầu thời gian chiếu sáng ngắn ngày để xúc tiến quá trình hình thành và phát triển của củ. Qua nhiều thí nghiệm đã chứng minh rằng ánh sáng dài ngày vào giai đoạn sinh trƣởng thân lá có lợi cho quá trình quang hợp, kéo dài thời kì sinh thực, tăng số củ và trọng lƣợng củ trên cây. Nhiều tài liệu nghiên cứu ở nƣớc ngoài cho thấy cây khoai tây chỉ ra hoa ở điều kiện 12 – 16 giờ chiếu sáng trong một ngày, còn thời gian chiếu sáng trong một ngày dƣới 12 giờ thì chỉ thích hợp cho việc tạo củ. Vì vậy mà chúng ta rất ít thấy khoai tây ở Việt Nam ra hoa và tạo quả đặc biệt là ở vùng đồng bằng Bắc Bộ. Đây cũng là khó khăn cho kỹ thuật lai tạo giống bằng con đƣờng hữu tính. 1.3.3.3 Nƣớc Các thời kì sinh trƣởng khác nhau yêu cầu độ ẩm đồng ruộng khác nhau: Thời kì mới trồng không cần độ ẩm đất cao vì thời kì này cây còn nhỏ, rễ phát triển ít, chất dinh dƣỡng chủ yếu cung cấp cho cây là chất dinh dƣỡng trong củ mẹ. Khi thân lá và củ phát triển thì mới cần độ ẩm đất cao: 70 - 80% vì thân lá phát triển mạnh thì sự thoát hơi nƣớc mạnh, hơn nữa rễ khoai tây chỉ tập trung ở tầng đất 0 - 30cm cho nên trong vụ nắng tƣới nƣớc đầy đủ thì năng suất tăng lên và ngƣợc lại nƣớc trong đất 27 dƣ thừa cũng dẫn đến năng suất giảm, khả năng chống chịu sâu bệnh giảm, phẩm chất củ kém. 1.3.3.4 Đất đai và dinh dƣỡng Khoai tây thích hợp với đất có độ chặt 1,1 – 1,2g/cm3, nghĩa là thích hợp với loại đất thịt nhẹ, cát pha, đất đỏ bazan, có pH = 5,8 - 6,3, không thích hợp với loại đất nhiều sét, thành phần cơ giới nặng, luôn luôn ngập úng, không thoát nƣớc. Thích hợp nhất là loại đất cát pha và đất thịt nhẹ do đảm bảo đƣợc đầy đủ chế độ thoáng khí của đất trồng vì bộ rễ khoai tây có khả năng hô hấp trong đất rất cao, lớn hơn những cây trồng khác hàng chục lần, nhất là giai đoạn củ đang phát triển. Mặt khác bộ phận sử dụng làm thực phẩm của cây là củ (thân ngầm) nằm sâu trong đất, các củ khoai tây này có phát triển tốt hay không (tức khả năng cho năng suất và tỷ lệ củ thƣơng phẩm cao hay thấp) phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó yếu tố đất đai (đất nặng hay nhẹ, đất tơi xốp thoáng khí hay đất bí, yếm khí…) có ý nghĩa rất lớn, nhiều khi có ý nghĩa quyết định đối với năng suất và phẩm chất của khoai tây. Khoai tây yêu cầu dinh dƣỡng cao, cả phân hữu cơ lẫn vô cơ, mỗi loại phân có vai trò khác nhau: N: là nguyên tố cơ bản trong phân tử protein để hình thành tế bào mới, cấu tạo nên các bộ phận rễ, thân, lá, củ. P: bón lân đầy đủ xúc tiến quá trình sinh trƣởng thân lá, tăng số củ, trọng lƣợng củ, khả năng chống chịu sâu bệnh, tăng năng suất, phẩm chất. K: có tác dụng xúc tiến sự tăng trƣởng của bộ lá, kéo dài trời gian làm việc của tầng lá giữa và gốc, tăng khả năng vận chuyển vật chất về củ, tăng năng suất, phẩm chất. 1.4 Tình hình sâu bệnh trên cây khoai tây 1.4.1 Các loại sâu hại cây khoai tây 1.4.1.1 Sâu xám (Agrotisypsilon) Sâu xám là loại sâu ăn tạp, sâu non và bƣớm (bọ trƣởng thành) hoạt động vào ban đêm, đặc biệt là sâu non, sáng lại chui xuống gần gốc cây ẩn nấp. Sâu cắn đứt cành lá hoặc cắn ngang thân lúc còn non, làm khuyết cây giảm mật độ cây / đơn vị diện tích. 28 Khi sâu ở tuổi 4, cây đã già thì chui xuống đất cắn củ, đục thành từng lỗ hoặc từng rãnh trên củ. Phòng trừ: Khi phát hiện có sâu thì kết hợp bắt và xịt: Sherpa 1%, Basudin 10G: 1/600, Sumi , Sumicidin, Map-Permethrin 50EC, Cascade 5EC. Đất phảI đƣớc bừa kĩ, làm vệ sinh đồng ruộng, làm mất nơi ẩn nấp của sâu non, bƣớm. 1.4.1.2 Sâu khoang (Prodenia litura Fabricius) Đặc điểm: Sâu tuổi nhỏ có màu xanh và vàng đen trên lƣng, sâu lớn màu đen, xám nhạt, hai bên có đốm tròn hoặc 3 cạnh chạy dọc thân. Sâu non ở tuổi 1 – 2 sống tập trung ở mặt dƣới lá, ăn phần thịt lá, đến tuổi 3 sâu mới phân tán, phá hoại chủ yếu vào ban đêm. 1.4.1.3 Sâu xanh (Heliothis armigera Hueb) Phá hoại chủ yếu lá non Phòng trừ: Dùng các loại thuốc: Sumi 5EC, Atabron 5EC, nomolt 5EC, Politrin 440EC: 15 – 20ml/8 lit, Sumicidin 10Nd:8-10ml/8 lit. 1.4.1.4 Rệp sáp trắng (Pseudococcuscitri Risso) Khi còn non có màu hồng, lớn lên đƣợc phủ một lớp sáp trắng nhƣ vôi ở bên ngoài, lúc này rất ít di động. Rệp sáp chủ yếu hại củ giống ở trong kho, chích hút nhựa trong mầm khoai ở phần gốc mầm và các nốt rễ trên mầm làm cho mầm teo đi, củ giống bị chai cứng lại trồng không mọc đƣợc Phòng trừ; Dùng thuốc có tác dụng nội hấp (lƣu dẫn), nhiều loại thuốc tiếp xúc cũng có kết quả cao nhƣng phải phun kĩ. 1.4.2 Bệnh hại cây khoai tây 1.4.2.1 Bệnh mốc sƣơng (Phytophthora infestans) Bệnh thƣờng xuất hiện vào lúc ẩm độ cao, có sƣơng mù, t0 từ 20 - 240C, bệnh xuất hiện trên lá, thân. Lúc đầu là những vệt xám nhỏ nâu nhạt nâu đen. Lá và thân cây bị bệnh nếu gặp trời khô, nhiệt độ cao thân lá khô giòn, nếu trời ẩm thì cây bị thối. Ở củ: nấm bệnh xâm nhập vào củ qua cây, củ bị bệnh lõm vào làm cho củ bị chai cứng và có màu nâu, củ bị thối. 29 1.4.2.2 Bệnh héo xanh (Pseudomonas solanacearum) Bệnh thƣờng phát sinh khi cây sinh trƣởng tốt, gặp điều kiện khí hậu ấm và ẩm phát triển càng nhanh. Phòng trừ: Chọn giống, lai tạo giống Đảm báo ẩm độ thích hợp cho từng giai đoạn sinh trƣởng của khoai tây Loại bỏ cây bị bệnh Bón NPK cân đối Luân canh Phun thuốc: Povral M45, Ridomil M45, phun khi cây mọc đều, cao 10 - 15cm, cứ 10 ngày phun 1 lần. 1.4.2.3 Bệnh virus Bệnh virus phổ biến ở nƣớc ta gồm có các dòng X,Y,K,S,A,M,E,…và trên đồng ruộng biểu hiện nhiều triệu chứng khác nhau nhƣ: cuốn lá, xoăn lá, cây lùn, đen gân, khảm (hoa, lá). hầu hết các dòng virus khoai tây đều có thể ẩn triệu chứng, chỉ thấy năng suất giảm dần, khả năng sinh trƣởng kém và triệu chứng không ổn định mà thay đổi nhiều theo giống, chế độ dinh dƣỡng, điều kiện ngoại cảnh. Bệnh virus cũng có triệu chứng dễ nhầm lẫn với bệnh sinh lý nhƣ thiếu N, P, K…Trong các dòng virus, có dòng biểu hiện bên ngoai, có dòng không biểu hiện bên ngoài nên khó nhận biết, chỉ thấy năng suất giảm dần, khả năng sinh trƣởng kém, vì vậy chúng ta phải dùng các biện pháp kỹ thuật để phát hiện. Các biện pháp kỹ thuật thƣờng đƣợc dùng để phát hiện bệnh virus trên khoai tây: phƣơng pháp cây chỉ thị, huyết thanh học, kính hiển vi điện tử. Trong điều kiện nƣớc ta phƣơng pháp cây chỉ thị có một vị trí đặc biệt quan trọng, vì không đòi hỏi kỹ thuật cao, tƣơng đối đơn giản ít tốn kém mà vẫn khá chính xác. Virus X (PVX): giảm năng suất 10%. Rất phổ biến, làm giảm năng suất, biểu hiện trên cây: có những đốm khảm dạng tròn, cây lùn, hoặc khảm nhẹ (khảm nằm giữa các gân lớn trên lá) làm lá nhăn. Nhƣng phổ biến nhất là ở dạng ẩn: điều kiện ánh sáng yếu kéo dài thì cho những đốm tròn màu 30 xanh nhạt ở lá, những đốm này mất đi trong điều kiện ánh sáng mạnh, sau dạng ẩn là dạng khảm nhẹ. Virus Y: làm giảm năng suất cao, 80%. Triệu chứng: khảm mạnh, vùng khảm có màu xanh nhạt vàng so với màu xanh đậm bình thƣờng của lá, kèm theo gân lõm, thịt lá nổi lên, cây lùn đi. Loại này ít khi gây bệnh đơn độc mà thƣờng kết hợp với các loại virus khác. PVA: làm giảm năng suất 40%. Trong điều kiện nóng, nhiệt độ cao thƣờng ẩn hoàn toàn. Cây lùn, củ nhỏ. PVM: Các lá non xoăn, lá biến dạng. Bệnh virus khoai tây là nguyên nhân chính gây ra hiện tƣợng thoái hoá giống, làm cho năng suất ngày càng giảm. Mức độ gây hại tuỳ theo giống, điều kiện thời tiết, chế độ dinh dƣỡng, tuỳ thuộc loại virus. Biện pháp phòng trừ: tại Việt Nam cũng nhƣ những quốc gia trồng khoai tây trên thế giới áp dụng nhiều biện pháp để loại trừ virus ra khỏi đồng ruộng: Chọn tạo giống kháng bệnh virus. Xử lí nhiệt, kết hợp nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng để tẩy sạch virus. Luân canh hợp lí. Bón cân đốI N, P, K. Phun thuốc trừ một số loại sâu là môi giới truyền bệnh. 1.4.2.4 Bệnh thối củ trong thời gian giữ giống Bệnh thối khô (nấm Fusarium) Bệnh thối ƣớt (vi khuẩn Pectobacterium) Các bệnh này làm hao hụt tổn thất lƣợng lớn củ giống trong thời gian cất giữ. Biện pháp hạn chế: Chọn củ nguyên vẹn. Trong thời gian giữ giống cần kiểm tra thƣờng xuyên để loài trừ ngay những củ giống bị bệnh, phun thuốc trừ nấm bệnh kịp thời để tránh lan sang các củ khác. 31 1.5 Một số giống khoai tây đƣợc trồng ở nƣớc ta 1.5.1 Giống khoai tây hạt lai Từ 41 tổ hợp, khoai tây hạt lai đƣợc trung tâm khoai tây Quốc Tế viện trợ năm 1992, đã chọn ra 5 tổ hợp lai ƣu tú nhất, đƣa đi thử nghiệm và tuyển chọn ở các vùng sinh thái miền Bắc và sản xuất thử nghiệm trên ruộng lúa nông dân. Kết quả đã xác định đƣợc 2 tổ hợp tốt nhất là HPS2/67 đặt tên là Hồng Hà 2 và tổ hợp HPS7/67 đặt tên là Hồng Hà 7. Hồng Hà 2: thời gian sinh trƣởng ở G0 (đời thứ nhất từ hạt lai) là 80 – 105 ngày, G1 của giống này khoảng 85 ngày. Thân lá phát triển trung bình, phân cành trung bình, tia củ ngắn, củ tập trung đạt 4-5 củ/khóm. Củ ruột vàng đậm, chất lƣợng ngon đạt tiêu chuẩn chế biến. Năng suất đạt 30 tấn/ha. Hồng Hà 7: thời gian sinh trƣởng ở G0 từ 90 – 115 ngày, còn ở G1 và G2 khoảng 90 – 95 ngày. Thân lá phát triển tốt, phân cành trung bình, tia củ dài, củ ra không tập trung, đạt 7-8 củ/khóm. Củ ruột vàng nhạt, chất lƣợng đạt tiêu chuẩn chế biến. Là giống dài ngày hơn Hồng Hà 2 nhƣng năng suất Hồng Hà 7 đạt cao hơn từ 30 – 32 tấn/ha. 1.5.2 Giống khoai tây củ Khoai tây Hà Lan: Diamand: vỏ màu vàng nhạt, ruột vàng, củ hình ovan, mầm củ giống màu trắng. Nicol: vỏ màu vàng, ruột vàng, củ dài, mầm củ giống màu tím. Cả hai giống đều có thời gian sinh trƣởng từ 80 – 90 ngày, chống chịu khá, chất lƣợng củ ngon, năng suất từ 25 – 30 tấn/ha. Khoai tây Đức: Rosant: thân lá phát triển nhanh, cây to cao xanh tốt, nhiều củ, củ hình ovan có màu hồng, mắt củ nông màu hồng, năng suất đạt 27 tấn/ha K3207: cây to cao xanh tốt, nhiều củ, củ to hình ovan màu vàng nhạt, ruột củ vàng, mắt củ nông, phẩm chất ngon, năng suất đạt 27 tấn/ha.  Một số giống trồng phổ biến ở miền Nam: URGENTA: có nguồn gốc từ Đức, thời gian sinh trƣởng từ 75 – 90 ngày. Cây mọc thẳng, chiều cao trung bình 50 – 60cm. Củ có hình bầu dục, ít mắt, vỏ củ màu tím nhạt, ruột vàng. Năng suất cao vào mùa khô, bình quân 9 – 15 tấn/ha. 32 COSIMA: có nguồn gốc ở Đức, thời gian sinh trƣởng 90 – 110 ngày. Cây mọc thẳng cao khoảng 60 – 80cm, lá xanh đậm, bông tím. Củ có hình bầu dục, mắt củ sâu, vỏ củ hơi nhăn màu vàng nhạt, ruột vàng, phẩm chất tốt. mùa mƣa năng suất thấp hơn vụ nắng, binh quân 10 – 15 tấn/ha. DESIREE: có nguồn gốc từ Pháp, thời gian sinh trƣởng 80-90 ngày. Cây thấp, thẳng cao khoảng 60 – 70cm, lá to màu xanh đậm, hoa tím nhạt, thân ít phân cành. Củ bầu dục màu hồng hơi nhăn, ruột vàng, ít mắt, mắt sâu. Năng suất đạt 15 – 20 tấn/ha. O6: Giống lai của trung tâm khoai tây Quốc Tế có tên B-712402. Thân lá to khoẻ, cứng, diện tích lá cao, quang hợp tốt. Củ hình bầu dục hơi tròn màu vàng láng, củ to đều, mắt sâu trung bình, ruột vàng. Củ tập trung quanh gốc, tia củ ngắn, củ nhỏ nhiều, trồng mật độ dày. Bảo quản tỷ lệ hƣ hao ít, năng suất đạt 15 – 20 tấn/ha. O7: thời gian sinh trƣởng 90 – 100 ngày, lá to màu xanh đậm. Củ hình bầu dục, vỏ hồng hơi sần sùi, củ có mầm to khoẻ, ruột vàng. Tia củ dài, củ phát triển rộng, trồng thƣa hơn giống O6. Bảo quản ít hƣ hao tự nhiên, năng suất đạt 25 – 30 tấn/ha. MARIENLA: thời gian sinh trƣởng 80 – 100 ngày. Thân lá phát triển nhanh, khoẻ, cứng, có khả năng chống các bệnh virus cao, bệnh phytophthora. Củ hình bầu dục, tròn to vỏ màu vàng nhạt, củ ít mầm nhƣng mầm to mập, ruột vàng. Bảo quản ít hƣ hao tự nhiên, năng suất khá cao và ổn định 15 – 20 tấn/ha. 1.6 Công tác giống khoai tây Khoai tây là cây nhân giống theo phƣơng pháp truyền thống sử dụng củ làm giống nên rất dễ bị lây lan các bệnh do virus từ thế hệ này qua thế hệ khác. Morel và Martin (1955) là những ngƣời đầu tiên dùng phƣơng pháp nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng để thu đƣợc cây khoai tây sạch bệnh không chứa virus. Đến nay kỹ thuật này đƣợc dùng phổ biến ở Mỹ, Pháp, Liên Xô (cũ), Anh, Hà Lan, Đan Mạch, Đức, Tiệp Khắc, Phần Lan…Một vấn đề đƣợc đặt ra sau khi thu hoạch các dòng khoai tây sạch bệnh là bảo vệ các dòng này không bị tái nhiễm. Tốc độ tái nhiễm ở nƣớc ta rất nhanh do ở đâu cũng có rệp mang bệnh. Giống Atzimba đã đƣợc kiểm tra rất nghiêm khắc ở trung tâm khoai tây quốc tế (CIP) và xác nhận không mang một bệnh virus nào, sau khi trồng một số vụ ở Đà Lạt đã nhiễm virus X đến 60% số cá thể và virus Y đến 14% cá thể (Phan Đình Lân. 1980), tình 33 hình cũng tƣơng tự ở đồng bằng sông Hồng. Do đó không thể duy trì giống khoai tây bằng phƣơng pháp trồng ngoài đồng ruộng vì chỉ sau một vài vụ khoai tây sẽ bị thoái hoá nghiêm trọng, không đủ tiêu chuẩn để nhân lên làm giống cho sản xuất. Phƣơng pháp duy nhất để duy trì giống khoai tây trong điều kiện nƣớc ta là bảo quản trong ống nghiệm bằng phƣơng pháp cấy mô. Ý kiến này cũng đƣợc Hershan nêu ra năm 1978 và một ngân hàng giống khoai tây cấy mô sạch bệnh với 5000 giống đã đƣợc thiết lập tại trung tâm khoai tây quốc tế ở Lima, Peru. Hiện nay công tác giống khoai tây mở ra một hƣớng mới với phƣơng pháp tạo củ trong ống nghiệm, đây cũng là phƣơng pháp duy trì giống sạch bệnh hiệu quả vì củ siêu bi ống nghiệm không chứa mầm bệnh, việc nhân giống đỡ hao tốn, nhân giống dễ dàng. Một số kỹ thuật về công tác giống khoai tây: 1.6.1 Công tác giống khoai tây theo phƣơng pháp truyền thống - sử dụng củ làm giống Đây là phƣơng pháp thông dụng đƣợc nông dân trồng khoai tây chọn là phƣơng pháp làm giống từ lâu đời. Vào lúc cây đƣợc 30 – 35 ngày hoặc cùng lắm là 50 ngày tuổi, dùng que dài đánh dấu những cây bị bệnh, sinh trƣởng kém. Trƣớc khi thu hoạch 5 – 7 ngày thu những cây đƣợc đánh dấu, cất riêng để ăn hoặc sử dụng cho chăn nuôi. Những cây còn lại thu để riêng chọn làm giống cho vụ sau. Thu và phơi hong cho khô ngay tại ruộng, nhẹ tay tránh xây xát. Củ chọn làm giống cần chọn củ có trọng lƣợng 30 – 40 kg/củ, củ tròn đều không bị dị hình. Sau đó các củ đƣợc chọn làm giống đƣợc để trên các giàn cao ráo thoáng mát, có thể dùng một số thuốc trừ sâu bệnh hoặc hoá chất để bảo quản. Phƣơng pháp này dễ tiến hành không đòi hỏi kỹ thuật cao nên ngƣời nông dân có thể thực hiện để giữ giống cho vụ sau. Nhƣng để giống bằng củ không chọn lọc kỹ sẽ dễ bị lây sâu bệnh từ vụ này sang vụ khác, vì gặp khó khăn khi vận chuyển giống đi xa vì khối lƣợng lớn. 1.6.2 Phƣơng pháp trồng khoai tây bằng hạt Đây là một công nghệ sản xuất giống mới ở Việt Nam, đƣợc trung tâm nghiên cứu cây khoai tây tại Đà Lạt tiến hành nghiên cứu xây dựng từ năm 1978 – 1980, đƣợc viện 34 cây lƣơng thực và thực phẩm phát triển rộng rãi tại đồng bằng sông Hồng trong giai đoạn 1980 – 1986. Với đời cây trực tiếp từ hạt năng suất khoai tây có thể đạt 15 – 20 tấn/ha, với đời củ giống cấp 1 và 2 năng suất bình quân đạt 20 – 30 tấn/ha. Trồng khoai tây bằng hạt có những lợi điểm: không chứa nguồn bệnh và hầu hết các loại virus do không truyền qua hạt, cần một lƣợng nhỏ so với củ, tiếc kiệm đƣợc chi phí vận chuyển, tiền giống… 1.6.3 Sử dụng phƣơng pháp nuôi cấy in vitro 1.6.3.1 Phục tráng giống khoai tây bằng phƣơng pháp nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng. Khoai tây rất dễ bị nhiễm các loại sâu bệnh đặc biệt là bệnh do virus làm giảm sức sống và năng suất của cây, các bệnh do virus này có thể lây lan từ thế hệ này sang thế hệ khác làm thoái hoá giống. Morel và Martin (1955) là những ngƣời đầu tiên dùng phƣơng pháp nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng để thu đƣợc cây khoai tây sạch bệnh. Đến nay kỹ thuật nuôi cây in vitro cây khoai tây đã phát triển mạnh, trong đó phƣơng pháp nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng phát triển mạnh mẽ ở hầu hết các nƣớc trồng khoai tây. Phƣơng pháp tiến hành: Xử lý nhiệt: Trồng khoai tây vào chậu đất trong điều kiện nhiệt độ và ánh sáng bình thƣờng. Khi mầm cao khoảng 15cm cắt phần ngọn dài 6-8cm, bỏ hai lá dƣới cấy vào li thuỷ tinh chứa đất vô trùng, đậy bằng một cái li khác tránh cho chồi và đất mất nƣớc trong vòng 10 ngày cho chồi ra rễ. Sau từ 3-4 tuần chuyển cây qua điều kiện chiếu sáng 3000-4000 lux, chế độ chiếu sáng 16h/ngày, nhiệt độ 360C vào ban ngày và 330C vào ban đêm. Sau hai tuần cắt bỏ chồi ngọn để chồi nách phát triển. Sau 6 tuần xử lí nhiệt lấy phần ngọn chồi nách để tách đỉnh sinh trƣởng. Tách đỉnh sinh trƣởng: chồi đƣợc cắt bỏ bớt lá và đặt trên giấy thấm ẩm trong hộp petri kín để tránh mất nƣớc. Nếu trong giai đoạn tạo chồi cây đƣợc nuôi cấy cẩn thận thì việc khử trùng chồi là không cần thiết, nếu cần có thể khử trùng mẫu trong dung dịch khử trùng có nồng độ thấp, trong khoảng thời gian ngắn. Thao tác tách đỉnh đƣợc thực hiện trong tủ cấy vô trùng, dƣới kinh lúp có độ phóng đại X25. Đỉnh sinh trƣởng đƣợc tách với độ dài 0.6mm và cấy trên môi trƣờng MS đặc có bổ sung IAA 0.05mg/l, GA3 0.1mg/l, myo-inositol 1000mg/l, nuôi cấy ở 230C, chế độ chiếu sáng 16h/ngày. Sau vài tuần khi cây cao khoảng 3cm có thể cấy qua môi trƣờng mới. Khi cây có nhiều lá, cắt 35 đoạn và nhân lên nhiều cây, đồng thời chuẩn đoán virus trên các cây chỉ thị nhƣ Gomphrena globosa (virus X), Chenopodium amaranticolor (virus S và X), Solanum demissum (virus Y). Khi chắc chắn cây khoai tây không mang virus thì sẽ đƣợc đƣa vào nhân giống đại trà. 1.6.3.2 Tạo phôi và cây con khoai tây đơn bội bằng cách nuôi cấy túi phấn. Việc tạo các cây khoai tây đơn bội thông qua phƣơng pháp nuôi cấy túi phấn có thể việc trồng khoai tây bằng củ thành trồng khoai tây bằng hạt và còn có thuận lợi khác là cây trồng không bị virus nhƣ trồng từ củ. Thí nghiệm đƣợc tiến hành trên một dòng nhị bội H3-703 đƣợc chọn từ một quần thể lớn từ sự thụ phấn chéo giữa thể đơn bội Hồng Hà 236 và Hồng Hà 439. Việc chọn lọc dựa trên khả năng tạo phôi in vitro của cây mẹ. Chồi hoa đƣợc thu từ cây đang tăng trƣởng trong nhà kính, các chồi hoa sẽ đƣợc vô trùng, tui phấn đƣợc lấy ra và nuôi cấy trên môi trƣờng vô trùng. Trong quá trình nuôi cấy túi phấn về mặt tế bào học thì hạt phấn bắt đầu lần phân chia đầu tiên sau 2-4 ngày nuôi cấy và tiếp tục phát triển thành các cấu trúc đa bào, thoát ra khỏi lớp màng của hạt phấn sau 8-10 ngày. Sự phát triển thành phôi trọn vẹn diễn ra sau 19-22 ngày cấy trên môi trƣờng đặc. Môi trƣờng tốt nhất cho sự phát triển của phôi là môi trƣờng MS có bổ sung zeatin 10-6M và nƣớc dừa 10%. 1.6.4 Phƣơng pháp sản xuất củ giống mini sạch bệnh Là tiến bộ kỹ thuật trong sản xuất khoai tây ở Việt Nam và một số nƣớc trên thế giới. Hợp tác với CIP từ năm 1991, trung tâm nghiên cứu cây thực phẩm Đà Lạt đã tiến hành nghiên cứu và xây dựng quy trình công nghệ sản xuất củ giống mini sạch bệnh, nhờ điều kiện khí hậu ở Đà Lạt có thể ứng dụng kỹ thuật nuôi cây mô nhân nhanh giống khoai tây sạch bệnh quanh năm. Công nghệ này cho phép sản xuất với khối lƣợng lớn củ giống mini sạch bệnh các giống khoai tây có chất lƣợng cao cho một hệ thống sản xuất, cung cấp giống có phẩm chất tốt ở Việt Nam. 36 Sơ đồ sản xuất: Nhân giống trong ống nghiệm cắt một đoạn thân có lá Nhân trên khay cát Nhân trên luống mạ với đất nhiều dinh dƣỡng Cấy vào bầu đất 15 – 20 ngày Cây đạt tiêu chuẩn đƣa ra đồng ruộng Khoai tây củ nhỏ 2. Giới thiệu chung về kỹ thuật thuỷ canh (Hydroponics) Đất là giá thể tự nhiên, là môi trƣờng cung cấp đầy đủ các yếu tố cần thiết cho cây trồng sinh trƣởng và phát triển. Mặt khác đất cũng là nơi cƣ trú của các loại vi sinh vật gây bệnh, côn trùng gây hại – đó là những tác nhân hạn chế sự phát triển của cây trồng. Thuỷ canh là kỹ thuật trồng cây không dùng đất mà dùng các dung dịch dinh dƣỡng. Đây là một trong những phƣơng pháp canh tác tiên tiến nhất trong nền sản xuất hiện đại. Các nghiên cứu về thuỷ canh cho thấy sự sinh trƣởng và phát triển của cây trồng không nhất thiết dùng đất nhƣng các chất khoáng và dinh dƣỡng trong đất lại rất cần thiết cho sự sinh trƣởng và phát triển đó. Bằng hệ thống thuỷ canh, cây trồng có thể tăng trƣởng và phát triển mạnh do đƣợc cung cấp khoáng chất trực tiếp thông qua hệ thống rễ luôn đƣợc tiếp xúc trực tiếp với môi trƣờng dinh dƣỡng. Ngoài ra trong hệ thống nhà lƣới có thể điều chỉnh nhiệt độ môi trƣờng, độ ẩm và chế độ chiếu sáng phù hợp cho phép có thể trồng cây ở bất cứ thời điểm nào trong năm. Vì vậy bằng phƣơng pháp thuỷ canh chúng ta có thể nghiên cứu cây trồng chính xác hơn và có thể sản xuất với năng suất và phẩm chất tốt hơn. 37 Tình hình sản xuất thuỷ canh trong nƣớc và thế giới Tình hình thế giới Trƣớc sự phát triển của khoa học kỹ thuật, kỹ thuật thuỷ canh không ngừng đƣợc cải tiến. Những tiến bộ trong việc cải tạo hệ thống thuỷ canh những năm gần đây đã đƣợc áp dụng rộng rãi ở Châu Âu, đặc biệt là ở Anh, Đức, Hà Lan,… Thí dụ ở Hà Lan, diện tích nhà kính sử dụng cho trồng cây không dùng đất đã tăng từ khoảng 515 ha năm 1982 lên 800 ha năm 1983, ƣớc chừng khoảng 1000 ha năm 1984 (Van Or, 1982 và thông báo cá nhân) và trên 2000 ha năm 1986 (ISOSC, 1986). Tuy nhiên, không chỉ ở Châu Âu mà Hoa Kỳ cũng có lịch sử lâu dài đi tiên phong trong việc sử dụng kỹ thuật thuỷ canh, Nhật bản có công nghiệp nhà kính đặc biệt lớn đạt mức 27.079 ha năm 1977 (Shimidu, 1979) trong đó có 135 ha trồng thuỷ canh. Việc thƣơng mại hoá thuỷ canh đã đƣợc áp dụng hầu hết ở các nƣớc phát triển có khí hậu ôn hoà và không ngừng tại đó, kỹ thuật thuỷ canh đã mở rộng sang các nƣớc có điều kiện khí hậu và kinh tế kém thuận lợi hơn nhƣ Kuwait, Malaysia,… Tóm lại, kỹ thuật thuỷ canh đã phát triển đến một trình độ cao và trở thành thƣơng mại hoá để thu dƣợc nhiều lợi nhuận hơn từ trồng trọt. Vì vậy, kỹ thuật thuỷ canh đƣợc coi là công nghệ trồng cây của thế kỷ 21. Bảng 2.1:Tình hình sản xuất thuỷ canh của các nƣớc trên thế giới TT Tên nƣớc Năm Diện tích Cây trồng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hà Lan Tây Ban Nha Canada Pháp Nhật Bản Israen Bỉ Đức Newzealand Úc 1987 2001 1996 2001 1987 2001 1996 1984 1996 1996 1996 1996 2001 1996 3500 1.000 1.000 4.000 100 1.574 1.000 293 650 600 650 200 550 500 - Cà chua, dƣa leo, ớt, hoa cắt cành, cà tím, đậu, rau diếp - Cà chua, dƣa leo, ớt cà tím, dâu tây, rau diếp, hoa cúc, cảI củ - Rau diếp, dƣa leo, ớt - Cà chua - Cà chua, dƣa leo, rau diếp - Dƣa leo, ớt - Dƣa leo, ớt, cà chua, cà tím, hoa cắt cành - Cà chua, hành lá, rau diếp, dƣa hƣơng, dƣa leo - Hoa cắt cành, dâu tây, cà chua - Ớt, dƣa chili, dƣa leo, dƣa tây, rau diếp, Asian vegetables - Cà chua, dƣa leo, rau diếp, hoa cắt cành, 38 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Anh Nam Phi Ý Mỹ Phần Lan Triều Tiên Mexico Trung Quốc Hi Lạp Braxil Đài Loan Singapo 1998 1984 1996 1990 1999 1984 1999 1996 1987 1996 1996 1999 1987 1999 1996 1999 1999 1996 392 75 420 50 400 228 400 370 274 15 120 5 120 33 60 50 35 30 dây tây, cây làm thuốc - Cà chua, dƣa leo, ớt - Cà chua, dƣa leo, rau diếp, hoa - Hoa hồng, cà chua, dâu tây, ephenra - Cà chua, dƣa leo, rau diếp - Cà chua, dƣa leo, rau diếp - Cà chua, dƣa leo, dƣa tây, rau diếp, ớt, cảI thìa, hẹ tây, hoa - Cà chua, dƣa leo, dƣa tây, ớt giòn, rau diếp, dâu tây - Cà chua, dƣa leo, ớt, rau diếp - Rau diếp, anugula, water caress Tổng diện tích: Thập niên 80 : 5.000 ha  6.000 ha Năm 2001 : 20.000 ha  25.000 ha Nguồn: www.ride.gov.au/reports/Index.htm Tình hình trong nƣớc Ở nƣớc ta, từ năm 1993, Đại học quốc gia Hà Nội đã phối hợp với Tổ Chức Nghiên Cứu và Triển Khai Hồng Kông (R & D Hồng Kông) đã tiến hành nghiên cứu toàn diện các khía cạnh khoa học kỹ thuật và kinh tế xã hội cho việc chuyển giao công nghệ và phát triển thuỷ canh tại Việt Nam. Năm 1995, dƣới sự chủ trì của Đại học Quốc Gia Hà Nội đã hình thành một mạng lƣới đồng bộ các cơ sở nghiên cứu và triển khai hàng đầu của đất nƣớc: Đại học Quốc Gia Hà Nội, Đại học Nông Nghiệp I, Sở Khoa Học Công Nghệ và Môi Trƣờng Hà Nội, Trung tâm giống cây trồng Việt-Nga, Viện dƣợc liệu và Viện nghiên cứu rau quả Trung Ƣơng. Tháng 10 năm 1995 kỹ thuật thuỷ canh đã đƣợc triển khai rộng rãi ở Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Côn Đảo… của các sở công nghệ, phân viện công nghệ sau thu hoạch ở một số tỉnh thành. Mục đích là thiết kế, sản xuất vật liệu cho thuỷ canh và trồng các loại cây khác nhau. 39 Tuy nhiên, kỹ thuật canh tác này còn rất mới mẻ so với tâp quán canh tác sản xuất của nông dân Việt nam. Đồng thời với chi phí sản xuất cao và kỹ thuật phức tạp cho nên hiện nay việc trồng thuỷ canh vẫn chƣa đƣợc phổ biến trên diện rộng. Những ƣu điểm và nhƣợc điểm của kỹ thuật thuỷ canh Ƣu điểm Không cần đất, chỉ cần không gian thì có thể tiến hành trồng đƣợc ở những nơi mà điều kiện trồng trọt bị hạn chế nhƣ hải đảo, vùng núi xa xôi, trong đô thị lớn… Điều chỉnh đƣợc dinh dƣỡng cho cây trồng tức là đảm bảo tính đồng đều trong việc cung cấp các chất dinh dƣỡng không thể thiếu cho tất cả các bộ phận của khu vực trồng trọt. Ít sử dụng thuốc trừ sâu bệnh và các chất độc hại khác, năng suất cao và có thể trồng liên tục, sản phẩm sạch, giàu chất dinh dƣỡng và tƣơi, sản phẩm không tích luỹ chất độc và không gây ô nhiễm môi trƣờng. Giảm bớt yêu cầu về lao động và cải thiện đƣợc điều kiện làm việc khỏi các công việc nặng nhọc nguy hiểm. Tiệc kiệm sử dụng nƣớc. Cải thiện năng suất và phẩm chất, đây là ƣu điểm quan trọng nhất của phƣơng pháp thuỷ canh. Rút ngắn đƣợc thời gian trồng trọt. Nhƣợc điểm Chi phí ban đầu cho hệ thống thuỷ canh còn khá cao, chƣa thuyết phục đƣợc ngƣời trồng trọt. Nếu trong hệ thống bị nhiễm bệnh thì bệnh này sẽ nhanh chóng lan truyền cho cả hệ thống. Yêu cầu phải nâng cao trình độ chuyên môn cho ngƣời lao động để đảm bảo quản lý hệ thống một cách an toàn và hiệu quả. 40 Các yếu tố ảnh hƣởng đến nuôi trồng thuỷ canh Ảnh hƣởng của dinh dƣỡng khoáng Dinh dƣỡng khoáng thực vật là một thành phần đặc biệt quan trọng của sự trao đổi chất trong cơ thể thực vật. Vì nó quyết định chiều hƣớng biến đổi sinh hoá các chất, sinh trƣởng, phát triển, năng suất và chất lƣợng cây trồng. Không phải mọi nguyên tố hiện diện trong sinh quyển và đƣợc thực vật hấp thu đều là nguyên tố thiết yếu. Một nguyên tố thiết yếu phải hội tụ đủ 3 yêu cầu: Cần thiết cho sự tăng trƣởng và phát triển bình thƣờng của thực vật Không thể thay thế bởi nguyên tố khác Có vai trò xác định sự biến dƣỡng thực vật, mà khi thiếu thực vật sẽ có triệu chứng thiếu đặc biệt và chết. Thực vật bậc cao cần rất nhiều nguyên tố dinh dƣỡng cho quá trình sinh trƣởng và phát triển. Nhƣng thực vật sử dung chủ yếu 16 nguyên tố dinh dƣỡng thiết yếu sau: 9 nguyên tố dinh dƣỡng đa lƣợng gồm: C.H,O,K,N,P,Ca,Mg,S. 7 nguyên tố dinh dƣỡng vi lƣợng gồm: Cu,Zn,Fe,Mn,B,Cl,Mo. Nguồn: theo tài liệu “Độ phì và Phân bón” Ảnh hƣởng của các loại môi trƣờng dinh dƣỡng và cách pha chế dung dịch dinh dƣỡng đến nuôi trồng thuỷ canh Ảnh hƣởng của các loại môi trƣờng dinh dƣỡng Việc xác định môi trƣờng dinh dƣỡng thích hợp cho các loại cây trồng là một yếu tố quan trọng trong phƣơng pháp trồng thuỷ canh. Việc trồng cây trong dung dịch dinh dƣỡng đầu tiên đƣợc thiết kế và triển khai phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học, đã đƣa ra cơ sở cho sự hiểu biết của chúng ta về dinh dƣỡng cây trồng. Cho dù trồng trong giá thể trơ hoặc là trồng trực tiếp trong dung dịch dinh dƣỡng có hay không có hồi lƣu thì việc xác định môi trƣờng dinh dƣỡng thích hợp nhất đòi hỏi trải qua nhiều thời gian để tiến hành thí nghiệm. Hewitt đã nhận xét rằng: “…có bao nhiêu thí nghiệm thì đã có bấy nhiêu chất dinh dƣỡng đƣợc ứng dụng thử”. Các công thức dinh dƣỡng hiện đại có chiều hƣớng cho thấy sự đồng nhất cao hơn bởi vì cây trồng muốn sinh trƣởng tốt thì cần đầy đủ các chất dinh dƣỡng cả vi lƣợng và đa lƣợng. 41 Bảng 2.2: Nồng độ một số dung dịch thƣờng đƣợc sử dụng trong thí nghiệm trồng cây bằng hệ thống thuỷ canh Nguyên tố Hoaland và Annon (1938) Hewitt (1996) Steiner (1984) Nitơ Photpho Kali Magiê Canxi Lƣu huỳnh Sắt Mangan Bo Đồng Kẽm Molyplen 210 31 234 48 160 64 2.5 0.5 0.5 0.02 0.05 0.01 168 41 156 36 16 48 2.8 0.55 0.54 0.064 0.065 0.048 167 31 277 49 183 111 1.33 0.62 0.44 0.02 0.11 0.048 Nguồn: theo L.Brader và Ctv 2.3.2.2 Ảnh hƣởng của cách pha chế đến nuôi trồng thuỷ canh Việc pha chế ảnh hƣởng rất lớn đến tính linh động của các nguyên tố trong môi trƣờng dinh dƣỡng vì nếu pha chế không đúng sẽ dẫn đến kết tủa các nguyên tố khoáng. Cho nên cần sắp xếp thứ tự các hoá chất dinh dƣỡng cho vào của công thức phải từ trên xuống, các ion khoáng phải cân bằng, pH phải không đổi. Biên độ pH phát triển tốt là từ 5.56.8 (tốt nhất là từ 5.86.2). 42 2.3.3 Ảnh hƣởng của điều kiện bên ngoài đến việc hấp thu dinh dƣỡng của cây trồng trong hệ thống thuỷ canh 2.3.3.1 Ánh sáng Trong quang hợp cây hấp thu năng lƣợng ánh sáng mặt trời. Quang hợp dự trữ năng lƣợng dạng hoá học để quá trình hô hấp diễn ra và giải phóng năng lƣợng nhờ sự oxy hoá cấc hợp chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản hơn nhằm cung cấp năng lƣợng cho mọi hoạt động sống của tế bào 2.3.3.2 Nhiệt độ Một số nghiên cứu đã thống nhất rằng: khi nhiệt độ ở một giới hạn hẹp đã làm tăng sự hút các chất dinh dƣỡng. Cây phát triển tốt trong dãy nhiệt độ giới hạn, nhiệt độ quá cao hay quá thấp sẽ làm cây phát triển bất bình thƣờng làm ảnh hƣởng đến năng suất. 2.3.3.3 Nƣớc Nƣớc là yếu tố ảnh hƣởng rất lớn đến chất lƣợng dung dịch dinh dƣỡng, nƣớc càng tinh khiết thì càng tốt. Nếu nƣớc hoá kiềm hay nhiễm mặn sẽ làm mất cân bằng dung dịch dinh dƣỡng. Cho nên nƣớc sử dụng pha dung dịch phải đảm bảo không ảnh hƣởng xấu làm thay đổi thành phần các nguyên tố của dung dịch đem pha ban đầu. 2.3.3.4 Nồng độ CO2 Nồng độ CO2 ảnh hƣởng trực tiếp đến sự quang hợp của cây, CO2 bình thƣờng bên ngoài trung bình khoảng 300ppm. Trong môi trƣờng ít CO2 cần cung cấp CO2 thuần khiết để đạt đến 100-1400ppm, nhƣ vậy sẽ làm tăng tính hấp thu nƣớc và chất dinh dƣỡng của cây. 2.3.3.5 Độ thoáng khí Cây cần một môi trƣờng thoáng khí, đặc biệt cần không khí cho vùng rễ. Đây là chỉ tiêu quan trọng nhất liên quan đến việc kiểm soát ô nhiễn dòng chảy. Độ thoáng khí càng cao thì càng thuận lợi cho hoạt động hô hấp và biến dƣỡng của bộ rễ. 2.3.3.6 pH Độ pH ảnh hƣởng trực tiếp đến khả năng hấp thu khoáng chất của cây trồng. Nếu pH cao sẽ làm giảm khả năng hấp thu Fe, Mn, Cu, Zn, P,…còn nếu pH thấp sẽ làm giảm khả năng hấp thu K, S, Ca, Mg. Vì thế pH thích hợp nhất cho dung dịch vào khoảng 5.5→6.8. 43 2.3.3.7 Độ dẫn điện Chỉ số EC chỉ diễn tả nồng độ ion hoà tan trong dung dịch chứ không thể hiện đƣợc nồng độ của từng thành phần riêng biệt. Trong suốt quá trình tăng trƣởng cây hấp thu khoáng chất mà chúng cần, do vậy duy trì EC ở một mức ổn định là rất quan trọng. 2.4 Một số giá thể sử dụng trong phƣơng pháp nuôi trồng thuỷ canh 2.4.1 Xơ dừa Đây là một loại giá thể rất dễ tìm và rẻ tiền. Trong xơ dừa có chứa 45% ligin, do đó thời gian phân huỷ chậm nên có thể tái sử dụng nhiều lần. Xơ dừa có khả năng giữ ẩm tốt và tạo đƣợc độ thông thoáng cao giúp cho bộ rễ của cây hô hấp tối đa. Tuy nhiên, trƣớc khi sử dụng xơ dừa phải xả nƣớc nhiều lần để giảm thành phần Na và K tự nhiên có trong xơ dừa, nếu không thì chính những thành phần này sẽ gây hại cho cây trồng. 2.4.2 Tro trấu Cũng nhƣ xơ dừa, tro trấu là vật liệu rất thƣờng đƣợc dùng cho trồng trọt thuỷ canh ở nƣớc ta. Tro trấu xốp, thoáng khí và giữ ẩm tốt nên thƣờng đƣợc dung làm giá thể cho việc trồng các loại rau quả. 2.4.3 Cát Cát đƣợc biết đến nhƣ một giá thể sử dụng rất sớm trong nuôi trồng thuỷ canh. Tuy nhiên, cát hấp thu nhiệt nhiều và không tạo độ thông thoáng do đó ít đƣợc sử dụng rộng rãi. 2.4.4 Perlite Perlite là một loại giá thể nhẹ, xốp và là sản phẩm từ đá núi lửa. Perlite có pH trung tính và đặc biệt perlite không còn thành phần hữu cơ nên tránh đƣợc sự phát triển của rong rêu. 2.4.5 Vermiculite Vermiculite có cấu trúc tƣơng tự nhƣ mica, có pH trung tính. Tuy nhiên, do vermiculite có chứa thành phần Mg và K tự nhiên nên chúng sẽ phóng thích những cation này ra môi trƣờng làm cho môi trƣờng hơi có tính acid. Bên cạnh đó, vermiculite phân huỷ theo thời gian nên làm nghẹt bơm trong các hệ thống thuỷ canh hồi lƣu. 44 2.4.6 Clay Pebbles Đây là một loại vật liệu xốp nhẹ, pH trung tính, thích hợp trong nuôi trồng thuỷ canh. Tuy nhiên, do tính mao dẫn kém nên không đƣợc dùng cho các loại cây lớn trong các chậu lớn. 2.5 Phân loại hệ thống thuỷ canh Hệ thống thuỷ canh đƣợc phân loại thành các dạng: Hệ thống hồi lƣu (dung dịch dinh dƣỡng đƣợc phân phối đến rễ, thu hồi lƣợng dƣ sau đó phục hồi thay mới và tái sử dụng trong vòng quay). Hệ thống không hồi lƣu (dung dịch dinh dƣỡng phân phối đến rễ cây trồng và không đƣợc tái sử dụng). Thuỷ canh thƣờng tận dụng những vật liệu sẵn có. Khi thực hiện cần lƣu ý một vài điều sau: o Dựa vào không gian để xây dựng một hệ thống thích hợp. o Chọn giá thể trồng thích hợp và có sẵn o Đạt năng suất phẩm chất và màu sắc hình dáng thích hợp, tránh côn trùng gây hại… Sơ đồ I.1: Phân loại hệ thống thuỷ canh Hệ thống phân loại thuỷ canh Canh tác trong dung dịch Canh tác trên giá thể Khí canh PP hồi lƣu - KT màng dinh dƣỡng (NFT) - KT dòng sâu (DFT) PP không hồi lƣu - KT ngâm rể - KT nổi - KT mao dẫn - KT túi treo - KT trồng trên túi - KT mƣơng hay rãnh - KT trồng chậu - KT phun bụi nƣớc - KT phun sƣơng 45 PHẦN 3: VẬT LIỆU – PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 1.Thời gian - địa điểm Đề tài đƣợc thực hiện tại phòng Công nghệ sinh học thuộc Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt trong khoảng thời gian từ tháng 02/2006 đến tháng 08/2006 2. Trang thiết bị vật liệu 2.1 Phòng thí nghiệm 2.1.1 Phòng rửa dụng cụ Bồn rửa dụng cụ Kệ để thiết bị nhƣ máy cất nƣớc, kệ đựng dụng cụ thuỷ tinh 2.1.2 Phòng chuẩn bị môi trƣờng Tủ để hoá chất Bình thuỷ tinh Các dụng cu cần thiết để pha môi trƣờng Cân kĩ thuật pH kế Tủ sấy đối lƣu Autoclave Tủ lạnh đựng hoá chất Dụng cụ nấu môi trƣờng 2.1.3 Phòng cấy vô trùng 2.1.4 Phòng nuôi cấy mẫu Kệ để mẫu Đèn huỳnh quang có hệ thống điều chỉnh cƣờng độ và thời gian chiếu sáng Tủ tối để sản xuất củ siêu bi 2.1.5 Một số thiết bị khác Ngoài các thiết bị máy móc đƣợc trang bị ở các phòng nhƣ kể trên, phòng thí nghiệm còn có một số dụng cụ khác: Erlen (bình tam giác) 46 Đĩa petri Pipet, ống đong Kẹp dài, dao cấy, kéo Becher, bình định mức 2.2 Nhà lƣới Hệ thống thuỷ canh trên cát (Drip system) 3. Môi trƣờng 3.1 Môi trƣờng sử dụng trong thí nghiệm tạo củ siêu bi Sử dụng môi trƣờng MS (Murashige & Skoog). Gồm các thành phần sau: Khoáng đa lƣợng Amonium nitrat NH4NO3 1,650 (mg/l) Kalium nitrat KNO3 1,90 Monokalium nitrat KH2PO4 1,70 Magiesium sulfat MgSO4.7H2O 370 Calcium clorua CaCl2.2H2O 440 Khoáng vi lƣợng Dinatrium ethylen diamin tetra acetic Na2EDTA 37,3 Sắt sulfat FeSO4.7H2O 27,8 Mangan sulfat MgSO4.H2O 22,3 Acid boric H3PO4 6,2 Kẽm sulfat ZnSO4.4H2O 8,6 Kalium iodua KI 0,83 Natrium molypolat Na2MoO4.2H2O 0,25 Đồng sulfat CuSO4.5H2O 0,025 Coban clorua CoCl.6H2O 0,025 Vitamin Myo – inositol 200 Pyridoxine (B6) 0,50 Glycine 2 47 Acid nicotine 0,50 Thiamin.HCl (B1) 0.1 Các chất khác Đƣờng saccarose 80g/l Agar 7g/l Chất điều hoà sinh trƣởng BAP 3.2 Môi trƣờng sử dụng trong thí nghiệm tạo củ bi bằng hệ thống thuỷ canh trên cát. Đa lƣợng CT chung (mg/l) CT1 CT2 CT3 CaNO3 400 300 300 300 KNO3 200 200 300 400 KH2PO4 200 300 400 600 MgSO4 350 350 350 400 KCl 100 200 Vi lƣợng Fe 5 (ppm) Mg 0.5 Cu 0.03 Zn 0.05 B 0.5 Mo 0.02 4. Vật liệu Củ siêu bi khoai tây đƣợc tạo ra từ cây khoai tây nuôi cấy mô nuôi cấy trong phòng thí nghiệm của phòng Công nghệ sinh học thuộc Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt. 5. Quy trình thực hiện thí nghiệm  Bƣớc 1: Từ mẫu khoai tây do phòng thí nghiệm cung cấp, tiến hành nuôi cấy in vitro tạo củ siêu bi để làm nguyên liệu cho thí nghiệm. Đồng thời tiến hành thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của một số chất hoá học lên quá trình tạo củ. 48  Bƣớc 2: Trồng thuỷ canh củ khoai tây siêu bi đã qua giai đoạn xử lý cho nảy mầm trong nhà lƣới với các điều kiện thí nghiệm khác nhau.  Bƣớc 3: Nghiên cứu sự sinh trƣởng, phát triển của cây và năng suất tạo củ bi của cây nuôi cấy mô ở các điều thí nghiệm khác nhau. 6. Phƣơng pháp thí nghiệm 6.1 Thí nghiệm về tạo củ siêu bi ống nghiệm 6.1.1 Thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ siêu bi Theo nhận định của các nhà khoa học, BAP là yếu tố rất cần thiết cho quá trình tạo củ ở cây khoai tây. Chúng tôi tiến hành thí nghiệm này nhằm khảo sát ảnh hƣởng của các nồng độ BAP lên quá trình tạo củ in vitro. 6.1.2 Thí nghiệm về ảnh hƣởng của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi Theo nhận định của Pratt năm 1966 thì Vanadium là tác nhân gây ức chế sự phát triển của thân, lá, rễ ở thực vật. Chúng tôi tiến hành thí nghiệm nhằm đánh giá ảnh hƣởng của Vanadium lên khả năng tạo củ khoai tây in vitro. 6.1.3 Thí nghiêm về ảnh hƣởng của Chitosan lên quá trình tạo củ siêu bi Chitosan là chất có tác dụng làm tăng kích cỡ củ và khả năng kháng bệnh của củ. Thí nghiệm này nhằm khẳng định lại nhận định trên và tìm ra khoảng nồng độ có tác động thích hợp nhất đối với sự tạo củ khoai tây in vitro.  Mô tả thí nghiệm Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 3 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức lặp lại 4 lần, mỗi lần 1 chai, mỗi chai gồm 10 mẫu. Số chai dùng cho 1 nghiệm thức: 4 chai. Số mẫu dùng cho mỗi nghiệm thức: 40 mẫu. Mẫu đƣợc cắt từ cây khoai tây nuôi cấy in vitro dài khoảng 1 cm sao cho mỗi mẫu có một lá (tức mỗi mẫu chứa một chồi nách), mẫu đƣợc cấy vào môi trƣờng nuôi cấy có bổ sung BAP (theo nồng độ thí nghiệm) và một số chất khác (Chitosan và Vanadium). Các thao tác đều đƣợc tiến hành trong điều kiện vô trùng. Mẫu đƣợc nuôi trong điều kiện không có ánh sáng. Thời gian thực hiện thí nghiệm là 45 ngày. 49 Các thí nghiệm đƣợc tiến hành nhƣ mô tả ở các bảng: Bảng 3.1: Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ siêu bi Tên NT Nồng độ BAP (mg/l) Mẫu cấy Số chai Số mẫu cấy B1 B2 B3 2 2.5 3 Chồi nách cây KT Chồi nách cây KT Chồi nách cây KT 4 4 4 40 40 40 Bảng 3.2 : Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi (sử dụng BAP với nồng độ 2.5mg/l) Tên NT Nồng độ Vanadium (mg/l) Mẫu cấy Số chai Số mẫu cấy V0 V20 V50 V100 V150 V200 0 20 50 100 150 200 Chồi nách cây KT Chồi nách cây KT Chồi nách cây KT Chồi nách cây KT Chồi nách cây KT Chồi nách cây KT 4 4 4 4 4 4 40 40 40 40 40 40 50 Bảng 3.3 : Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của Chitosan lên quá trình tạo củ siêu bi (sử dụng BAP với nồng độ 2.5mg/l) Tên NT Nồng độ Chitosan (mg/l) Mẫu cấy Số chai Số mẫu cấy C0 C50 C100 C150 C200 C500 C1000 0 50 100 150 200 500 1000 Chồi nách cây KT Chồi nách cây KT Chồi nách cây KT Chồi nách cây KT Chồi nách cây KT Chồi nách cây KT Chồi nách cây KT 4 4 4 4 4 4 4 40 40 40 40 40 40 40  Chỉ tiêu theo dõi Số mẫu tạo củ Tỷ lệ các kích cỡ củ 6.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của các công thức dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi ở cây khoai tây  Mục đích của thí nghiệm Thí nghiệm nhằm mục đích khảo sát ảnh hƣởng của các thành phần dinh dƣỡng đến quá trình tạo củ của cây khoai tây nuôi trồng trên hệ thống thuỷ canh trên cát để tìm ra công thức dinh dƣỡng thích hợp nhất cho tỷ lệ tạo củ nhiều, số lƣợng củ đạt yêu cầu cao và đồng đều về kích cỡ.  Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 3 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần, mỗi lần 80 củ siêu bi đã qua giai đoạn tiền xử lý cho nảy mầm, trồng với mật độ 8 8 cm. 51 Tiến hành thí nghiệm với mỗi nghiệm thức một công thức dinh dƣỡng, tƣới tuần 2 lần, mỗi lần tƣới phải đảm bảo 1 cây nhận đƣợc 200ml dung dịch dinh dƣỡng. Thời gian thực hiện thí nghiệm: 80 ngày. Thí nghiệm đƣợc bố trí theo mô tả ở bảng: Bảng 3.4: Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của các công thức dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi. Tên NT Mẫu thí nghiệm Số mẫu /lần lặp lại Số lần lặp lại Tổng số mẫu CT1 CT2 CT3 Củ siêu bi KT Củ siêu bi KT Củ siêu bi KT 80 80 80 3 3 3 240 240 240  Chỉ tiêu theo dõi Số củ trung bình / gốc Tỷ lệ các kích cỡ củ 6.3 Thí nghiệm 3: Ảnh hƣởng của tần số cung cấp dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi của cây khoai tây  Mục đích của thí nghiệm Thí nghiệm nhằm khảo sát ảnh hƣởng của tần số cung cấp các thành phần dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi khoai tây để tìm ra tần số cung cấp dinh dƣỡng thích hợp nhất cho tỷ lệ tạo củ đạt yêu cầu cao, củ đồng đều về kích cỡ.  Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 3 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần, mỗi lần 80 củ khoai tây siêu bi đã qua giai đoạn xử lý cho nảy mầm, trồng với mật độ 8 8 cm. 52 Tiến hành tƣới với mỗi nghiệm thức một tần số cung cấp dinh dƣỡng khác nhau, sử dụng công thức dinh dƣỡng 2 (CT2), mỗi lần tƣới phải đảm bảo mỗi cây phải nhận đƣợc 200ml dinh dƣỡng. Thời gian thực hiện đề tài:80 ngày. Thí nghiệm đƣợc bố trí theo bảng: Bảng 3.5: Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của tần số cung cấp dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi Tên NT Tần số tƣới (lần/tuần) Mẫu thí nghiệm Số mẫu /lần lặp lại Số lần lặp lại Tổng số mẫu T1 T2 T3 1 2 3 Củ siêu bi KT Củ siêu bi KT Củ siêu bi KT 80 80 80 3 3 3 240 240 240  Chỉ tiêu theo dõi Số củ trung bình / gốc Tỷ lệ các kích cỡ củ 6.4 Thí nghiệm 4: Ảnh hƣởng của mật độ trồng lên quá trình tạo củ bi của cây khoai tây  Mục đích của thí nghiệm Thí nghiệm nhằm mục đích xác định ảnh hƣởng của mật độ trồng lên khả năng tạo củ của cây khoai tây để tìm ra mật độ trồng thích hợp nhất cho kết quả tạo củ cao, tỷ lệ củ đạt yêu cầu lớn, củ đồng đều về kích thƣớc.  Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm gồm 3 nghiệm thức đƣợc bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên, mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần, mỗi lần 80 củ khoai tây siêu bi đã qua giai đoạn xử lý cho nảy mầm, trồng với mật độ 8 8 cm. Mỗi nghiệm thức là một mật độ trồng khác nhau, sử dụng công thức dinh dƣỡng 2 (CT2), tuần tƣới 2 lần, mỗi lần tƣới đảm bảo mỗi cây nhận đƣợc 200ml dinh dƣỡng. 53 Thời gian thực hiện thí nghiệm: 80 ngày Thí nghiệm đƣợc bố trí theo bảng: Bảng 3.6: Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của mật độ trồng lên quá trình tạo củ bi Tên NT Mật độ trồng (cm) Mẫu thí nghiệm Số mẫu /lần lặp lại Số lần lặp lại Tổng số mẫu M1 M2 M3 5 5 8 8 12 12 Củ siêu bi KT Củ siêu bi KT Củ siêu bi KT 80 80 80 3 3 3 240 240 240 Mật độ 5 x 5cm Mật độ 8 x 8cm Mật độ 12 x 12cm Hình 3.1: Mật độ trồng  Chỉ tiêu theo dõi Số củ trung bình / gốc Tỷ lệ các kích cỡ củ 54 6.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ bi của cây khoai tây  Mục đích của thí nghiệm BAP nội sinh là yếu tố cần thiết cho sự tạo củ của cây khoai tây. Chúng tôi tiến hành thí nghiệm này nhằm khảo sát ảnh hƣởng của BAP ngoại sinh lên quá trình tạo củ của cây khoai tây nhằm đƣa ra kết luận có hay không nên phun bổ sung BAP ngoại sinh lên lá khoai tây vào giai đoạn hình thành tia củ.  Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm gồm 4 nghiệm thức đƣợc bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên, mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần, mỗi lần 80 củ khoai tây siêu bi đã qua giai đoạn xử lý cho nảy mầm, đƣợc trồng với mật độ 8 8 cm. Mỗi lô đƣợc phun BAP với nồng độ khác nhau vào thời kì hình thành tia củ (sau khi trồng khoảng 30 ngày) cho đến trƣớc ngày thu hoạch 10 ngày, BAP đƣợc phun trên lá mỗi tuần 2 lần. Sử dụng công thức dinh dƣỡng 2, tuần tƣới 2 lần, mỗi lần tƣới phải đảm bảo mỗi cây nhận đƣợc 200ml dung dịch dinh dƣỡng. Thời gian thực hiện thí nghiệm: 80 ngày Thí nghiệm đƣợc bố trí theo bảng: Bảng 3.7: Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ bi Tên NT Nồng độ BAP (mg/l) Mẫu thí nghiệm Số mẫu /lần lặp lại Số lần lặp lại Tổng số mẫu BA0 BA1 BA2 BA3 0 2 5 10 Củ siêu bi KT Củ siêu bi KT Củ siêu bi KT Củ siêu bi KT 80 80 80 80 3 3 3 3 240 240 240 240  Chỉ tiêu theo dõi Số củ trung bình / gốc Tỷ lệ các kích cỡ củ 55 7. Xử lý kết quả Kết quả đƣợc xƣ lý bằng phần mềm EXCEL. 56 PHẦN IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Thí nghiệm 1: 4.1.1 Thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ siêu bi khoai tây Sau 45 ngày thực hiện thí nghiệm, các mẫu phát triển rất tốt, bắt đầu tạo củ sau khoảng 7 ngày nuôi cấy. Ở nghiệm thức B3 các mẫu phát triển thân nhanh, tất cả các củ đƣợc tạo trên đọan thân này. Còn ở nghiệm thức B1 có cả củ đƣợc tạo trên thân và ngay tại vị trí nách lá. Củ siêu bi ở nghiệm thức B3 lớn nhanh, củ to tròn đều, còn các củ đƣợc tạo ngay trên nách lá có hình bầu dục không đều. Kết quả của thí nghiệm đƣợc trình bày ở bảng sau: Bảng 4.1: Kết quả thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ siêu bi. Tên NT Tỷ lệ kích cỡ củ Số mẫu tạo củ (%) Trọng lƣợng trung bình (mg) L (%) M (%) S (%) B1 B2 B3 6 14 30 72 76 65 22 10 5 95 100 100 22.87 ± 1.94 29.78 ± 1.35 39.5 ± 0.96 Biểu đồ 4.1: Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm ảnh hƣởng của BAP lên sự tạo củ siêu bi ống nghiệm. 0 10 20 30 40 0 60 70 80 B1 B2 B3 L M S 57 Biểu đồ 4.2: Biểu đồ thể hiện trọng lƣợng củ trung bình trong thí nghiệm ảnh hƣởng của BAP lên sự tạo củ siêu bi. Kết quả tốt nhất khi bổ sung vào môi trƣờng tạo củ BAP với nồng độ 3mg/l. Khi tăng nồng độ BAP, sẽ làm tăng tỷ lệ củ lớn và làm giảm tỷ lệ củ nhỏ, điều này có nghĩa nồng độ BAP cao làm tăng đáng kể kích cỡ củ siêu bi ống nghiệm. Nghiệm thức B3 cho tỷ lệ củ lớn cao (30%) và giảm đáng kể tỷ lệ củ nhỏ (5%) trong khi nồng độ BAP thƣờng đƣợc sử dụng trong môi trƣờng tạo củ là 2mg/l cho tỷ lệ củ trung cao (72%) nhƣng tỷ lệ củ nhỏ là cao nhất trong các nghiệm thức (22%), củ lớn ít. Điều này đã làm cho trọng lƣợng củ trung bình ở B3 cao hơn hẳn ở B1. Nhƣ vậy qua thí nghiệm này chúng tôi đƣa ra nhận định nồng độ BAP có ảnh hƣởng đến kích cỡ củ, cụ thể là khi tăng nồng độ BAP bổ sung vào môi trƣờng nuôi cấy sẽ làm tăng kích cỡ củ siêu bi ống nghiệm. Trong các thí nghiệm nghiên cứu về cây khoai tây, các nhà khoa học nhận thấy có sự xuất hiện của BAP nội sinh trong quá trình hình thành củ của cây khoai tây, nhƣ vậy trong điều kiện nuôi cấy trong tối cây khoai tây không thể tổng hợp để tạo các chất cần thiết cho việc tạo củ, cụ thể là chất BAP nội sinh, vì vậy việc bổ sung thêm BAP vào môi trƣờng tạo củ là rất cần thiết. Vậy để giải thích nhận định chúng tôi đã đƣa ra trong quá trình thực hiện thí nghiệm, chúng tôi cho rằng sở dĩ có kết quả nhƣ trên là do khi bổ sung BAP với nồng độ thấp thì sẽ không đủ cung cấp cho cây 58 tạo củ, vì vậy củ sẽ nhỏ và không đồng đều. Còn khi ta tăng nồng độ BAP bổ sung thí sẽ thúc đẩy quá trình tạo củ của cây nên củ to và đồng đều hơn. Kết quả nghiên cứu sự ảnh hƣởng của BAP lên sự hình thành của ở cây khoai tây ống nghiệm đã đƣợc thực hiện bởi Badawi, năm 1995. Một nhóm các khoa học là Xuan Chun Piao, Debasis Chakrabarty, Eun Joo Hahn và Kee Yoeup Paek cũng đã đƣa ra kết quả tƣơng tự khi tiến hành nghiên cứu ảnh hƣởng của BAP lên sự sản xuất củ siêu bi ống nghiệm trong hệ thống bioreactor. A B C Hình 4.1: Ảnh hƣởng của BAP lên sự tạo củ siêu bi A: nồng độ BAP 2mg/l B: nồng độ BAP 2.5mg/l C: nồng độ BAP 3mg/l 4.1.2 Thí nghiêm về ảnh hƣởng của Vanadium lên quá trình tạo của siêu bi Sự hình thành củ siêu bi của các mẫu khoai tây ống nghiệm có sự khác nhau giữa các lô nghiệm thức. Có một nhận xét là tất cả các củ đều đƣợc tạo thành trên thân. Ở lô nghiệm thức V50 và V100 củ lớn nhanh, tròn to đều hơn so với các nghiệm thức còn lại. Ở các nghiệm thức có nồng độ Vanadium cao kết quả cho củ rất xấu, củ nhỏ và không đều nhau, sự phát triển của củ chậm. Kết quả của thí nghiệm đƣợc mô tả ở bảng sau: 59 Bảng 4.2: Kết quả thí nghiệm ảnh hƣởng của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi Tên NT Nồng độ Vanadium (mg/l) Tỷ lệ kích cỡ củ Số mẫu tạo củ (%) Trọng lƣợng trung bình (mg) L (%) M (%) S (%) V0 V20 V50 V100 V150 V200 0 20 50 100 150 200 14 25 57 52 12 76 70 43 45 26 23 10 5 3 62 77 100 100 100 95 75 64 24.15 ± 0.86 28.18 ± 1.07 39.1 ± 1.25 35.27 ± 1.08 22.15 ± 0.78 14.07 ± 0.95 Biểu đồ 4.3: Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi 0 10 20 30 40 50 60 70 80 V0 V20 V50 V100 V150 V200 L M S 60 Biểu đồ 4.4: Biểu đồ thể hiện trọng lƣợng củ trung bình trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi Dựa trên kết quả thu đƣợc chúng tôi nhận thấy bổ sung Vanadium với nồng độ trong khoảng 50 – 100mg/l cho kết quả tốt nhất. Khi nồng độ Vanadium càng cao thì càng làm giảm tỷ lệ tạo củ. Ở nghiệm thức V150 và V200 ta thấy tỷ lệ củ nhỏ cao, có sự khác biệt đáng kể so với các nghiệm thức khác. Ở nghiệm thức V200 hoàn toàn không có củ có kích thƣớc to, ở V150 có củ to nhƣng tỷ lệ rất thấp. So sánh kết quả thu đƣợc ở hai nghiệm thức này với lô đối chứng V0 thì thấy kết quả không tốt bằng. Ở khoảng nồng độ 50 – 100mg/l, Vanadium có tác dụng làm tăng kích cỡ củ. Ở đây ta thấy tỷ lệ củ lớn tăng, giảm đáng kể tỷ lệ củ nhỏ. So với lô đối chứng thì kết quả cho thấy ở 2 lô nghiệm thức này cho kết quả tốt hơn. Qua kết quả thu đƣợc qua thí nghiệm này chúng tôi thấy khi sử dụng Vanadium với nồng độ cao sẽ gây ức chế khả năng tạo củ của cây khoai tây trong điều kiện thí nghiệm của chúng tôi. Chúng tôi cho rằng hiện tƣợng này là do Vanadium đã gây độc đối với cây trồng trong điều kiện thí nghiệm, điều này đã làm cho cây trồng giảm sức sống, kiềm hãm sự phát triển của củ. Thí nghiệm của Pratt năm 1966 về ảnh hƣởng của Vanadium lên cây 61 trồng cũng đã đƣa ra nhận xét những cây trồng trong điều kiện chứa Vanadium cao sẽ mang một số triệu chứng bị độc nhƣ cây bị úa vàng lá, thấp lùn, kiềm hãm sự phát triển của rễ. Peterson và Girling năm 1981 trong thí nghiệm của mình cũng đã đƣa ra kết luận Vanadium ngăn cản các hệ thống enzyme khác nhau trong khi lại kích thích những cái khác, gây ảnh hƣởng đến toàn bộ làm cây sinh trƣởng trong thế bị động. 4.1.3 Thí nghiệm về ảnh hƣởng của Chitosan lên quá trình tạo củ siêu bi Sau 45 ngày quan sát quá trình tạo củ của mẫu khoai tây trên môi trƣờng có bổ sung Chitosan, chúng tôi nhận thấy củ siêu bi ở các nghiệm thức có sự phát triển không đều. Sau 7 ngày nuôi cấy trong điều kiện không có ánh sáng các mẫu bắt đầu tạo củ, củ hầu hết đƣợc tạo ra từ thân. Ở C50 và C100 củ phát triển rất nhanh, củ to và đều, hoàn toàn không thu hoạch đƣợc củ nhỏ. Ở các nghiệm thức sau kết quả tạo củ bắt đầu xấu đi theo chiều tăng của nồng độ Chitosan. Nghiệm thức C1000 cho kết quả rất xấu, củ chỉ hơi phình to, hoàn toàn không thu đƣợc củ trung và lớn. Kết quả về khả năng tạo củ ở các nghiệm thức thu đƣợc sau 45 ngày nuôi cấy mẫu đƣợc thể hiện ở bảng sau: Bảng 4.3: Kết quả thí nghiệm ảnh hƣởng của Chitosan lên quá trình tạo củ siêu bi Tên NT Nồng độ Chitosan (mg/l) Tỷ lệ kích cỡ củ Số mẫu tạo củ (%) Trọng lƣợng trung bình (mg) L (%) M (%) S (%) C0 C50 C100 C150 C200 C500 C1000 0 50 100 150 200 500 1000 14 55 50 20 5 76 45 50 15 15 5 10 65 80 90 100 100 100 100 95 71 64 50 24.63 ± 1.56 40.12 ± 1.19 41.28 ± 1.54 29.32 ± 1.19 18.68 ± 0.9 10.85 ± 0.95 7.42 ± 0.57 62 Biểu đồ 4.5: Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của Chitosan quá trình tạo củ siêu bi. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 C0 C50 C100 C150 C200 C500 C1000 L M S Biểu đồ 4.6: Biểu đồ thể hiện trọng lƣợng củ trung bình trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của Chitosan lên quá trình tạo củ siêu bi 63 Dựa trên kết quả thu đƣợc chúng tôi nhận thấy khi tăng nồng độ Chitosan càng cao thì càng làm giảm tỷ lệ tạo củ. Ở nghiệm thức C1000 chu chỉ hơi phình to, tỷ lệ tạo củ rất thấp, chỉ có cỡ củ nhỏ với tỷ lệ 100%. Nghiệm thức C200 và C500 cũng có hiện tƣợng làm giảm tỷ lệ tạo củ và kích cỡ củ nhƣng ít hơn so với C1000, kết quả xấu hơn so với đối chứng C0. Ở nghiệm thức C50 và C100 cho kết quả rất tốt, có sự sai khác rõ rệt so với đối chứng. Ở 2 nghiệm thức này tỷ lệ tạo củ rất cao, đạt 100% mẫu cấy tạo củ. Kích thƣớc củ tăng lên đáng kể, hoàn toàn không có củ nhỏ, củ lớn nhiều, củ đồng đều. Kết luận: khi bổ sung vào môi trƣờng tạo củ Chitosan với nồng độ trong khoảng 50 – 100mg/l cho kết quả tạo củ rất tốt. Nhƣ vậy ở đây chúng tôi có nhận định là Chitosan có tác dụng làm tăng kích cỡ củ, nhƣng khi bổ sung Chitosan vào môi trƣờng tạo củ với nồng độ quá cao ( khoảng 200 – 1000mg/l) thì có tác dụng ngƣợc lại tức nó gây ức chế khả năng tạo củ của cây. 4.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của các công thức dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi ở cây khoai tây Quan sát sự sinh trƣởng và phát triển của các cây khoai tây ở các nghiệm thức chúng tôi nhận thấy không có sự khác biệt rõ rệt giữa các lô nghiệm thức. Chỉ có sự khác biệt về màu sắc của lá ở các nghiệm thức, ở nghiệm thức CT1 lá xanh đậm hơn so với 2 nghiệm thức còn lại, còn ở nghiệm thức CT3 lá hơi vàng. Kết quả thu đƣợc về năng suất tạo củ ở các lô nghiệm thức đƣợc thể hiện ở bảng sau: Bảng 4.4: Kết quả thí nghiệm về ảnh hƣởng của các công thức dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi. Tên NT Tỷ lệ kích cỡ củ Số củ / gốc L (%) M (%) S (%) CT1 CT2 CT3 13.8 5.28 2.82 57.01 38.91 45.51 29.14 55.8 51.67 9.87 13.5 6.95 64 Biểu đồ 4.7: Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của các công thức dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi. 0 10 20 30 40 50 60 CT1 CT2 CT3 L M S Qua kết quả thu đƣợc ở bảng 4.4 và biểu đồ 4.7, chúng tôi nhận thấy sử dụng công thức dinh dƣỡng 1 (CT1) cho kết quả tốt nhất. Ở CT2 có sự sai khác rõ rệt về số củ trung bình / gốc so với CT1 và CT3, nhƣng ở CT2 cho tỷ lệ củ nhỏ (S) khá cao (55.8%), làm giảm đáng kể tỷ lệ củ đạt yêu cầu đề ra (có trọng lƣợng 3 – 7g / củ). CT1 cho tỷ lệ củ lớn (L) và trung (M) cao, có sự sai khác rõ rệt so với các công thức khác, làm giảm đáng kể tỷ lệ củ nhỏ không đạt yêu cầu (29.14%). Nhƣ vậy ta thấy ở lô nghiệm thức sử dụng công thức dinh dƣỡng 1 cho kết quả rất tốt với tỷ lệ củ đạt yêu cầu cao, giảm đáng kể tỷ lệ củ nhỏ so với hai nghiệm thức còn lại, rất phù hợp cho việc áp dụng để sản xuất củ bi khoai tây làm giống. 65 Hình 4.2: Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của các công thức dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi. 4.3 Thí nghiệm 3: Ảnh hƣởng của tần số cung cấp dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi của cây khoai tây Quan sát sự sinh trƣởng và phát triển ở cây khoai tây sau 80 ngày trồng thí nghiệm chúng tôi có nhận xét: Cây khoai tây ở lô nghiệm thức T1 sinh trƣởng rất chậm so với hai nghiệm thức còn lại. Ở nghiệm thức này cây thấp lá vàng, khả năng chống chịu bệnh kém, bệnh dễ lây lan qua các cây ở xung quanh trong cùng lô. Cây khoai tây ở nghiệm thức T3 sinh trƣởng và phát triển rất tốt, cây lớn nhanh, lá to và xanh đậm, nhiều nhánh. Lô nghiệm thức này cây ít bị bệnh, khi bị nhiễm bệnh thì sự lây lan qua các cây khác chậm, chứng tỏ cây chống chịu bệnh tốt hơn so với nghiệm thức T1. So sánh cả 3 nghiệm thức thì cây ở nghiệm thức T3 sinh trƣởng và phát triển tốt nhất. Kết quả thu đƣợc về năng suất tạo củ của các lô nghiệm thức đƣợc thể hiện ở bảng sau: Bảng 4.5: Kết quả thí nghiệm về ảnh hƣởng của tần số cung cấp dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi Tên NT Tỷ lệ kích cỡ củ Số củ / gốc L (%) M (%) S (%) T1 T2 T3 14.2 5.28 20.27 51.19 38.91 57.19 34.61 55.8 21.73 8.17 13.5 10.82 CT1 CT2 CT3 CT1 CT2 CT3 66 Biểu đồ 4.8: Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của tần số cung cấp dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi. 0 10 20 30 40 50 60 T1 T2 T3 L M S Qua kết quả thu đƣợc ở bảng 4.5 và biểu đồ 4.8 chúng tôi nhận thấy tần số cung cấp dinh dƣỡng 3 lần / tuần cho kết quả tốt nhất. Ở nghiệm thức T3 cho tỷ lệ tạo củ cao hơn so với nghiệm thức đối chứng (T2), tỷ lệ củ trung rất cao (57.19%), làm giảm đáng kể tỷ lệ tạo củ nhỏ. Nhƣ vậy tỷ lệ củ đạt yêu cầu đề ra rất cao, rất phù hợp với việc sản xuất khoai tây bi giống. Ở nghiệm thức T1 cũng cho tỷ lệ củ trung cao nhƣng tỷ lệ tạo củ thấp, không tốt bằng nghiệm thức T2. Nhƣng ở lô nghiệm thức T2 tỷ lệ tạo củ lớn thấp, chủ yếu cây chỉ tạo cỡ củ nhỏ với tỷ lệ khá cao (55.8%), nhƣ vậy là không đạt yêu cầu đề ra. Vậy qua kết quả thu đƣợc ở thú nghiệm này chúng tôi đƣa ra nhận định tần số tƣới dinh dƣỡng 3 lần / tuần là tốt nhất, cho tỷ lệ củ đạt yêu cầu nhiều nhất đối với các nghiệm thức của thí nghiệm. Để giải thích cho nhận định này chúng tôi cho rằng cây khoai tây là loại cây đòi hỏi chế độ dinh dƣỡng cao, nhất là vào giai đoạn hình thành củ. Ở T1 chúng tôi cung cấp dinh dƣỡng cho cây với tần số 1 lần/tuần, nhƣ vậy cây không đƣợc cung cấp dinh dƣỡng đầy đủ, điều này đã làm cây sinh trƣởng kém, khả năng tạo củ của cây bị giảm và củ nhỏ do thiếu dinh dƣỡng. Ở nghiệm thức T3 với tần số cung cấp dinh dƣỡng 3 67 lần/tuần, cây đƣợc cung cấp đầy đủ dinh dƣỡng hơn, cây sinh trƣởng và phát triển mạnh, cành lá xanh tốt, khả năng tạo củ cao và cho củ lớn. Hình 4.3: Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của tần số cung cấp dinh dƣỡng lên quá trình tạo