Luận văn Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng phát triển và biện pháp kỹ thuật tăng năng suất khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa tại tỉnh Bắc Kạn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ---------o0o--------- LÊ SỸ LỢI NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT TĂNG NĂNG SUẤT KHOAI TÂY TRÊN ĐẤT RUỘNG MỘT VỤ LÚA TẠI TỈNH BẮC KẠN LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN - 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ---------o0o--------- LÊ SỸ LỢI NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT TĂNG NĂNG SUẤT KHOAI TÂY TRÊN ĐẤT RUỘNG MỘT VỤ LÚA TẠI TỈNH BẮC KẠN Chuyên ngành: Trồng trọt Mã số: 62 62 01 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. Trần Ngọc Ngoạn 2. PGS. TS. Nguyễn Văn Viết THÁI NGUYÊN - 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cây khoai tây (Solanum Tuberosum.L) là cây lương thực của nhiều nước châu Âu và ở một số nước khoai tây là cây lương thực chủ yếu (Đường Hồng Dật, 2005)[7]. Củ khoai tây chứa 20% lượng chất khô trong đó có 80 - 85% là tinh bột, 3 - 5% là protein và một số vitamin khác (Trần Như Nguyện và cs, 1990; Nguyễn Văn Thắng và cs, 1996)[23], [40]. Nếu so sánh về năng suất chất khô trên một đơn vị trồng trọt thì khoai tây cao hơn lúa mì 3 lần, cao hơn lúa nước 1,3 lần và cao hơn ngô 2,2 lần (Leviel, 1986)[163]. Khoai tây có tiềm năng năng suất khá cao tới 100 - 120 tấn/ha. Tuy nhiên sự biến động về tiềm năng năng suất giữa các vụ và các vùng là khá lớn (Caldiz et al., 2001)[69] do khoai tây chịu tác động mạnh của những yếu tố từ bên ngoài. Nhiệt độ thích hợp cho thân lá phát triển là 180C, củ phát triển là 16 - 170C; ánh sáng ngày dài thích hợp cho giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng, giai đoạn củ hình thành thì cây lại yêu cầu sánh sáng ngày ngắn. Yêu cầu về ẩm độ cũng thay đổi theo các thời kỳ sinh trưởng và phát triển, trước khi hình thành củ ẩm độ cần là 60%, thời kỳ hình thành củ ẩm độ đất phải đạt 80%. Để đạt được năng suất cao, khoai tây còn yêu cầu lớp đất mặt phải rất tơi xốp, đất thịt nhẹ, đất cát pha thích hợp với cây khoai tây (Đường Hồng Dật, 2005)[7]. Đồng bằng Bắc bộ có một mùa đông lạnh với nhiệt độ trung bình khoảng 20 - 30 0C, phù hợp cho cây khoai tây sinh trưởng phát triển. Mặt khác, diện tích đất phù sa, đất cát pha, đất thịt nhẹ lớn, hệ thống thuỷ nông hoàn chỉnh là điều kiện thuận lợi cho phát triển và mở rộng sản xuất loại cây trồng này. Trong những năm gần đây diện tích khoai tây cả nước dao động trong khoảng 35.000 ha, tập trung chủ yếu ở đồng bằng sông Hồng (Đào Huy Chiên, 2002)[3]. Do những ưu điểm của cây trồng này, nhà nước có chủ trương mở rộng diện tích ra các vùng sinh thái phù hợp. Tuy nhiên, do quỹ đất canh tác nông nghiệp ở đồng bằng thấp, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 cùng với sức ép của việc đô thị hoá và công nghiệp hoá nên việc mở rộng diện tích khoai tây ở đồng bằng có nhiều hạn chế. Để giải quyết vấn đề đó, việc khai thác hợp lý nguồn tài nguyên đất đai ở miền núi trong đó có mở rộng diện tích khoai tây được coi là hướng phát triển chiến lược và bền vững trong tương lai. Bắc Kạn là một tỉnh miền núi nghèo, thu nhập bình quân đầu người năm 2006 thấp với 337,2 nghìn đồng/tháng, đặc biệt ở khu vực nông thôn chỉ có 162,5 nghìn đồng/tháng, bình quân lương thực là 289,4 kg thóc/người/năm (Cục thống kê tỉnh Bắc Kạn, 2006)[5]. Do thu nhập của người dân thấp nên tỷ lệ hộ đói nghèo rất cao là 41,42%, nhiều hộ thiếu ăn 2 - 6 tháng/năm (Sở Lao động và TBXH)[27]. Thực tế Bắc Kạn có diện tích đất ruộng khá lớn: 13.273 ha (Sở NN&PTNT Bắc Kạn, 2006)[28], tuy nhiên hầu hết chỉ được cấy một vụ lúa Mùa, diện tích đất bỏ hoá trong vụ Đông (12.333 ha) và vụ Xuân (4.964 ha) rất phổ biến. Trong khi lực lượng lao động địa phương dư thừa, điều kiện thời tiết khí hậu khá thuận lợi cho nhiều cây trồng như ngô, khoai tây, đậu đỗ….. sinh trưởng, phát triển thì việc việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng, đặc biệt là mở rộng diện tích cây vụ Đông là một trong những giải pháp cần được quan tâm đẩy mạnh nhằm nâng cao thu nhập tiến tới xóa đói giảm nghèo cho nông dân. Khoai tây là cây trồng có nguồn gốc ôn đới. Điều kiện thời tiết khí hậu ở Bắc Kạn rất phù hợp với sinh trưởng của cây khoai tây với nhiệt độ bình quân từ 14,3 – 28,30C; lượng mưa từ 0,3 – 322,5 mm; ẩm độ trung bình từ 77 – 89%. Trong những năm gần đây khoai tây đã được đưa vào cơ cấu cây trồng vụ Đông và khẳng định được vị thế của mình nhưng việc mở rộng diện tích còn chậm. Một số nguyên nhân dẫn đến điều đó là do thiếu giống và chưa có bộ giống tốt, các giống khoai tây chủ yếu đang trồng đã bị thoái hoá, tỷ lệ nhiễm bệnh virus cao khoảng 53,2% đến 59%; trình độ canh tác của nông dân thấp, chưa có quy trình kỹ thuật phù hợp với điều kiện sinh thái, đặc biệt là trên đất ruộng một vụ lúa của địa phương. Để mở rộng diện tích khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa, vấn đề cấp thiết là phải có bộ giống cho năng suất cao, ổn định và biện pháp kỹ thuật phù hợp. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 Xuất phát từ thực tế đó chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng, phát triển và biện pháp kỹ thuật tăng năng suất khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa tại tỉnh Bắc Kạn”. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1- Đánh giá thực trạng sản xuất khoai tây nhằm xác định các yếu tố hạn chế năng suất khoai tây tại tỉnh Bắc Kạn. 2- Xác định giống khoai tây có năng suất cao, phẩm chất tốt đưa vào sản xuất thay thế giống cũ đã thoái hóa. 3- Xác định các biện pháp kỹ thuật trồng chủ yếu nhằm tăng năng suất khoai tây vụ Đông và sản xuất khoai tây củ giống vụ Xuân. Trên cơ sở đó bổ sung và hoàn chỉnh quy trình kỹ thuật thâm canh khoai ở tỉnh Bắc Kạn góp phần mở rộng diện tích khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa. 4- Xây dựng mô hình sản xuất thâm canh khoai tây. 3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CÚU 3.1. Đối tƣợng nghiên cứu - Giống khoai tây: Lựa chọn giống khoai tây có triển vọng trong 7 giống khoai tây Hà Lan nhập nội qua thí nghiệm nghiên cứu giống vụ Đông và vụ Xuân trên đất ruộng 1 vụ tại tỉnh Bắc Kạn. - Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật sản xuất khoai tây thương phẩm trong điều kiện vụ Đông gồm mật độ, thời vụ, phân bón, tưới nước, vun tạo vồng. - Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật sản xuất củ giống khoai tây trong điều kiện vụ Xuân bao gồm thí nghiệm về mật độ, thời vụ, phân bón, vun tạo vồng. 3.2. Phạm vi nghiên cứu Thí nghiệm nghiên cứu một số đặc điểm của giống và biện pháp kỹ thuật sản xuất khoai tây bố trí tại xã Bằng Phúc huyện Chợ Đồn. Mô hình sản xuất thử Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 xây dựng tại xã Bằng Phúc và xã Lương Bằng, huyện Chợ Đồn; xã Yên Đĩnh, huyện Chợ Mới; xã Tú Trĩ và xã Khuổi Lừa huyện Bạch Thông. Kết quả nghiên cứu áp dụng cho sản xuất khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa tại tỉnh Bắc Kạn. 4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 4.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài 1- Đánh giá khả năng thích ứng của các giống khoai tây trong điều kiện sinh thái (khí hậu và đất đai) nhằm làm cơ sở khoa học cho các đề tài nghiên cứu tiếp theo đối với khoai tây ở Bắc Kạn nói riêng và các tỉnh miền núi phía Bắc nói chung. 2- Bước đầu xác định và bổ sung cứ liệu khoa học để lựa chọn giống khoai tây phù hợp và xây dựng quy trình sản xuất khoai tây thương phẩm trong điều kiện vụ Đông và sản xuất củ khoai tây giống trong điều kiện vụ Xuân tại tỉnh Bắc Kạn. 3- Kết quả thu được từ các thí nghiệm về xác định giống và các biện pháp kỹ thuật là căn cứ khoa học để bổ sung hoàn thiện quy trình kỹ thuật thâm canh khoai tây tại các tỉnh miền núi phía Bắc. 4- Kết quả nghiên cứu giống và biện pháp kỹ thuật trồng khoai tây trong điều kiện vụ Đông và vụ Xuân tại tỉnh Bắc Kạn là tài liệu để các nhà nghiên cứu, sinh viên ngành nông nghiệp truy cứu và tham khảo. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 1- Xác định một số giống khoai tây có triển vọng cho năng suất cao và chất lượng tốt trồng trong vụ Đông trên đất ruộng một vụ nhằm thay đổi giống cũ đã thoái hóa và làm phong phú thêm bộ giống khoai tây ở tỉnh Bắc Kạn. 2- Lần đầu tiên đưa khoai tây vụ Xuân vào cơ cấu cây trồng ở tỉnh bắc Kạn nhằm cung cấp đủ giống trồng cho vụ Đông, hạ giá thành củ giống, tạo cho người nông dân có tập quán quen dần với các biện pháp kỹ thuật trồng khoai tây vụ Xuân. 3- Chuyển giao tiến bộ kỹ thuật thâm canh khoai tây cho người dân thông qua việc đưa quy trình kỹ thuật thâm canh để thúc đẩy mở rộng diện tích trồng khoai tây trên đất ruộng một vụ, nâng cao hệ số sử dụng đất, tăng thu nhập cho người nông dân, góp phần xóa đói giảm nghèo cho các tỉnh miền núi phía Bắc. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY KHOAI TÂY 1.1.1. Một số nghiên cứu về nguồn gốc cây khoai tây Cây khoai tây (họ Solanaceae, loại Solanum L., loài Solanum tuberosum L.) có nguồn gốc ở vùng cao nguyên thuộc dãy núi Andes (nam châu Mỹ) ở độ cao 2000 – 5000 mét. Người Tây Ban Nha lần đầu tiên phát hiện ra cây khoai tây khi họ đặt chân lên thung lũng Magdalenna (Nam Mỹ) của người bản xứ chạy trốn, họ đã tìm thấy cây đậu, ngô và khoai tây. Lúc đó người ta gọi khoai tây là Truffles vì hoa có màu sặc sỡ (Salaman, 1949)[130]. Các nhà khoa học đã phát hiện ra nhiều di tích lịch sử chứng minh cây khoai tây có từ khoảng 500 năm trước công nguyên. Thời kỳ người Tây Ban Nha chinh phục châu Mỹ thế kỷ 16, nông dân đã trồng hàng trăm giống khoai tây dọc miền núi, bây giờ là Bolivia, Chile, Colombia, Ecuador và Peru (Horton, 1987)[91]. Ngày nay người da đỏ ở vùng Titicaca (nam Peru, bắc Bolivia) vẫn còn trồng những giống khoai tây khởi thủy (Ducreux, 1989)[162]. Khoai tây được bán đầu tiên ở Seville năm 1573 do những thủy thủ người Tây Ban Nha mang chúng đến, từ đó khoai tây lan truyền khắp châu Âu. Nước Anh trồng khoai tây rất sớm, từ năm 1590 do thuyền trưởng người Anh trên tầu buôn Tây Ban Nha đem củ giống về. Khoảng năm 1600, diện tích trồng khoai tây mở rộng sang Italia rồi Đức, trong vòng một trăm năm sau khoai tây đã có mặt ở hầu hết các nước châu Âu và trồng rộng rãi vào những năm 1800. Vào thế kỷ 17, những nhà truyền giáo người Anh đã đưa khoai tây đến nhiều vùng thuộc châu Á. Thế kỷ 19 những nhà truyền đạo người Bỉ cũng giới thiệu khoai tây tại Công Gô. Tuy nhiên, việc sử dụng khoai tây làm lương thực ở các nước nhiệt đới vẫn còn hạn chế vì những khó khăn cố hữu trong sản xuất và bảo quản khoai tây ở vùng thấp. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 Hiện nay cây khoai tây được trồng rất rộng rãi ở 130 nước trên thế giới, từ 60 0 vĩ Bắc đến 530 vĩ Nam. 1.1.2. Một số nghiên cứu về giá trị dinh dƣỡng của cây khoai tây Khoai tây vừa là cây lương thực, vừa là cây thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, hàm lượng dinh dưỡng của khoai tây chỉ kém trứng (Leviel, 1986)[163]. Sử dụng 100g khoai tây có thể đảm bảo ít nhất 8% nhu cầu protein, 3% năng lượng, 10% sắt, 10% vitamin B1 và 20 – 50% nhu cầu vitamin C cho một người trong một ngày đêm (Beukema et al., 1990; Horton, 1987)[65], [91]. Khi xem xét các cây trồng nhiệt đới và cận nhiệt đới (từ 300 vĩ Bắc đến 300 vĩ Nam) Vander Zaag, (1976)[148] cho rằng, cây khoai tây sinh lợi hơn bất cứ cây trồng nào khác vì nó cho năng suất năng lượng và năng suất protein cao nhất. Bảng 1.1. Năng suất protein và năng lƣợng của một số cây lƣơng thực Loại cây trồng Kcal/100 g NS năng lƣợng (kcal/ngày/ha) Tỷ lệ protein (%) NS protein (kg/ngày/ha) Khoai tây 90,82 48,64 2,0 1,1 Sắn 185,87 45,12 0,7 0,2 Khoai lang 138,30 48,93 1,5 0,5 Đậu đỗ 400,24 11,72 22,0 0,6 Lúa 420,90 35,10 7,0 0,6 Ngô 138,91 38,97 9,5 0,8 (Nguồn: Vander Zaag, 1976)[148] Ngoài việc dùng khoai tây làm lương thực và thực phẩm, các nước phát triển sử dụng khoai tây làm thức ăn cho gia súc, hàng năm ở Pháp sử dụng từ 1 đến 1,4 triệu tấn khoai tây cho chăn nuôi. Bên cạnh đó, khoai tây còn được dùng nhiều trong công nghiệp dệt, sợi, gỗ (ván ép), giấy, đặc biệt trong công nghiệp sản xuất axit hữu cơ như axit lactic, axit xitric; các dung môi hữu cơ như etanol, butanol, xeton... Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 1.1.3. Một số nghiên cứu về yêu cầu ngoại cảnh của khoai tây 1.1.3.1. Yêu cầu về nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố đặc biệt quan trọng quyết định khả năng phân bố, thời vụ gieo trồng, quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây khoai tây. Tổng nhu cầu nhiệt độ cho khoai tây sinh trưởng và phát triển dao động từ 16000C đến 1800 0 C. Yếu tố chính để khoai tây có thể phát triển rộng khắp thế giới là lựa chọn được nhiều vùng có nhiệt độ gieo trồng thích hợp (Beukema et al., 1990)[65]. Ở thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng, khoai tây có thể thích ứng được với biên độ nhiệt độ từ 10 đến 250C, rộng hơn giai đoạn sinh trưởng sinh thực. Nhiều kết quả nghiên cứu đã xác định, nhiệt độ không khí thích hợp cho phát triển thân lá khoai tây là 180C đến 200C. Nhiệt độ cao quá 250C thân lá dài ra, lá nhỏ đi, khả năng quang hợp giảm rõ rệt (Horton, 1987)[91]. Ở thời kỳ sinh trưởng sinh thực cây khoai tây chịu nóng kém. Khi thân củ bắt đầu hình thành và phát triển thì yêu cầu nhiệt độ thấp, nhiệt độ không khí thích hợp nhất cho thân củ phát triển là 180C đến 190C (nhiệt độ đất là 160C - 17 0 C). Nhiệt độ từ 200C trở lên thì quá trình làm củ khoai tây bắt đầu bị kìm hãm, nhiệt độ lớn hơn 250C hạn chế sự hình thành củ. Khi nhiệt độ vượt quá 250C thì hiệu suất quang hợp giảm, nhiệt độ lên tới 290C – 300C hô hấp tăng, dẫn tới tiêu hao chất hữu cơ trong củ, làm giảm năng suất khoai tây và chỉ số thu hoạch (Horton, 1987)[91]. Nhiệt độ cao kéo dài sẽ gây hiện tượng “thoái hóa do khí hậu” dẫn đến năng suất và chất lượng giống giảm rõ rệt ở các đời sau (Van Dam et al., 1995)[146]. Thí nghiệm của Kunkel et al., (1987)[103] về ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự thoái hóa giống khoai tây cho biết: Ở nhiệt độ 20 – 210C có 20% củ bị thoái hóa, nhiệt độ 240C có 50% củ bị thoái hóa và trên 250C có 75% củ bị thoái hóa. Nhiệt độ cao không chỉ ảnh hưởng đến sự thoái hóa giống sinh lý, mà còn thuận lợi cho sự phát triển của nhiều loại rệp truyền bệnh virus cho khoai tây. Đây là nguyên nhân quan trọng dẫn đến thoái hóa giống bệnh lý và giảm năng suất. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 Như vậy, cây khoai tây sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao trong điều kiện nhiệt độ thấp. Nhiệt độ thích hợp cho thân lá phát triển là 18 – 200C, thân củ phát triển là 18 – 190C. Tuy nhiên, khi nhiệt độ quá thấp làm cây bị chết rét, còn nhiệt độ cao thì củ hình thành kém, nhanh thoái hóa và bệnh virus phát triển mạnh. Để nâng cao năng suất và chất lượng củ khoai tây cần nghiên cứu để có thời vụ thích hợp với từng vùng, đặc biệt là vụ Xuân ở miền bắc Việt Nam. 1.1.3.2. Yêu cầu về ánh sáng Khoai tây là cây ưa sáng, năng suất khoai tây phụ thuộc vào khả năng hấp thu và hiệu quả của việc sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp nên chất khô của củ và chỉ số thu hoạch. Cường độ ánh sáng thích hợp cho sự hình thành củ và năng suất khoai tây là từ 20.000 – 50.000 lux (Allen et al., 1980)[58]. Trong điều kiện khí hậu giống nhau, không thiếu nước hoặc dinh dưỡng và không xuất hiện sâu bệnh hại thì sự khác nhau về sinh trưởng, phát triển và năng suất là do khả năng hấp thu ánh sáng khác nhau giữa các giống (Spitter, 1987; Van der Zaag et al., 1987)[138], [149]. Độ dài chiếu sáng trong ngày cũng ảnh hưởng rõ rệt đến sự phát dục của cây khoai tây (ra hoa, đậu quả và kết hạt). Thời kỳ từ cây con đến hình thành củ, đòi hỏi ánh sáng ngày dài để tiến hành quang hợp và tích lũy chất hữu cơ, khi củ bắt đầu hình thành cần thời gian chiếu sáng ngày ngắn. Điều kiện chiếu sáng ngày ngắn ở giai đoạn mọc mầm và nhiệt độ cao trong suốt thời gian sinh trưởng sẽ rút ngắn thời gian sinh trưởng của khoai tây (Kooman, P.L, 2001)[100]. Quang chu kỳ thích hợp cho sự hình thành năng suất khoai tây phụ thuộc vào nhiệt độ và giống. Các giống thuộc loài ssp.andigena chỉ hình thành củ trong điều kiện chiếu sáng ngày ngắn. Trong điều kiện nhiệt độ thấp cần thời gian chiếu sáng 12 – 14 giờ, còn trong điều kiện nhiệt độ cao thì thời gian chiếu sáng trong ngày cần ngắn hơn. Các giống thuộc loài ssp.tuberosum có khả năng tạo củ dưới điều kiện quang chu kỳ dài hơn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 Các giống thuộc loài ssp.tuberosum, đặc biệt là giống chín sớm có thể phát triển kém ở điều kiện nhiệt đới có ánh sáng ngày ngắn vì chúng hình thành củ sớm hơn, thân lá phát triển kém, quang hợp kém nên năng suất thấp (Manrique, 1993)[109]. Kết quả nhiều thí nghiệm cho thấy: Tỷ lệ củ to tương quan thuận với số giờ chiếu sáng trong ngày, vì củ lớn nhanh trong điều kiện ngày dài. Ở vùng nhiệt đới có độ dài chiếu sáng trong ngày ngắn nên năng suất của tất cả các giống khoai tây đều giảm so với khi chúng được trồng ở các nước ôn đới (Horton, 1987)[91]. Như vậy, chọn giống khoai tây cho vùng nhiệt đới có quang chu kỳ ngắn là phụ thuộc vào nhiệt độ của vùng. Ở vĩ độ cao, giống thuộc ssp.andigena có thể phù hợp, vì dưới điều kiện ngày ngắn và nhiệt độ thấp các giống thuộc loài này vẫn hình thành củ. Ở vùng nhiệt đới ấm và vĩ độ thấp hơn, các giống thuộc loài ssp.andigena sẽ hình thành củ kém mặc dù trong điều kiện ngày ngắn, các giống thuộc loài ssp.tuberosum khả quan hơn. Tuy nhiên ánh sáng ngày ngắn vẫn là yếu tố hạn chế năng suất khoai tây ở vùng này. 1.1.3.3. Yêu cầu về nước Trong quá trình sinh trưởng khoai tây cần rất nhiều nước (Salter et al., 1967; Van Loon, 1981)[132], [152]. Để tạo ra 100 kg củ khoai tây cần 12 -15 m3 nước, để đạt được năng suất củ từ 19 - 33 tấn/ha, mỗi hecta khoai tây cần 2800 đến 2900 m3 nước (Ngô Đức Thiệu và cs, 1978)[42]. Giai đoạn trước khi hình thành củ đòi hỏi ẩm độ đất khoảng 60%, giai đoạn hình thành củ là 80%. Nếu thiếu nước ở giai đoạn hình thành củ thì năng suất giảm rõ rệt cụ thể: Ẩm độ đất là 60% thì năng suất giảm 4,3%; ẩm độ đất còn 40%, năng suất giảm 33,9%; không tưới năng suất giảm 63% (Tạ Thị Thu Cúc, 1979)[4]. Khoai tây được trồng bằng củ nên khi phát triển không hình thành rễ chính mà chỉ có các rễ phụ thưa thớt. Phần lớn rễ tập trung ở tầng đất mặt nên khả năng hút nước của cây không lớn. Gặp điều kiện khô hạn khoai tây rất dễ bị thiếu nước và phát triển kém (Đường Hồng Dật, 2005)[7]. Khô hạn làm giảm diện tích lá, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 nếu hạn dài thì chiều cao cây, độ che phủ đất cũng thấp hơn (Ojala et al., 1990)[119]. Giống chín sớm ít bị ảnh hưởng hơn giống chín muộn, điều này có thể do giai đoạn khủng hoảng nước của giống chín sớm ngắn hơn, các lá xuất hiện và chết sớm hơn nên giai đoạn trải lá (giai đoạn nhạy cảm với sự thiếu nước) có thể xuất hiện trước thời kỳ khô hạn (Deblonde et al., 2001)[74]. Nghiên cứu của Deblonde et al., (1999)[73] chỉ rõ, năng suất và yếu tố cấu thành năng suất bị tác động mạnh bởi tổng lượng nước tưới. Tuy nhiên tác động của hạn đến cây trồng phụ thuộc vào thời gian, giai đoạn và mức độ nghiêm trọng của khô hạn (Jefferies, 1995)[95]. Hạn thường tác động mạnh ở 3 giai đoạn: sinh trưởng, phình to củ và chín. Thiếu nước ở giai đoạn cuối của thời gian sinh trưởng dinh dưỡng làm cho khoai tây có năng suất thấp nhất, thiếu nước ở giai đoạn chín thì củ khoai tây lại to nhất (Fabeiro et al., 2001)[78]. Nhiều thí nghiệm đã chứng minh, thiếu nước ở giai đoạn sinh trưởng thì củ rất nhỏ nhưng số lượng củ/cây nhiều. Khô hạn bắt đầu vào giai đoạn phình to củ làm cho giai đoạn hình thành củ kéo dài hơn, nhưng lại giảm số lượng củ, sinh trưởng và năng suất (Haverkort et al., 1991)[85]. Thiếu nước ở giai đoạn chín sinh lý, có thể tăng lượng chất khô mà khoai tây có thể tích lũy được ở trong củ (Caldiz et al., 2000)[67]. Nghiên cứu của Iqbal et al., (1999)[94] cũng cho kết quả là, hạn xuất hiện vào giai đoạn chín làm giảm năng suất ít nhất, xuất hiện sớm sẽ ảnh hưởng mạnh nhất đến năng suất, tiếp theo là giai đoạn hình thành củ. Điều đó được Kashyap et al., (2003)[98] giải thích rằng, hầu hết các giai đoạn nhạy cảm với sự thiếu nước là ở thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng nên thiếu nước ở giai đoạn này ảnh hưởng đến năng suất năng suất mạnh nhất. Như vậy, nước rất cần thiết cho sinh trưởng, phát triển và tạo năng suất của cây khoai tây. Thiếu nước ở giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng ảnh hưởng nhiều nhất đến năng suất. Vì vậy trong điều kiện ở miền Bắc Việt Nam, vụ Đông Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 thường có lượng mưa thấp và biến động giữa các vùng khá lớn nên cần nghiên cứu chế độ tưới nước hợp lý cho khoai tây trong từng điều kiện cụ thể. 1.1.3.4. Yêu cầu về đất đai, dinh dưỡng của khoai tây Củ khoai tây khi phát triển có khả năng dịch chuyển các phân tử đất yếu hơn so với nhiều loại rễ củ khác nên đòi hỏi lớp đất mặt, là nơi khoai tây hình thành củ phải rất tơi xốp. Các loại đất cát pha, đất nhẹ, thậm chí là đất cát là thích hợp với cây khoai tây. Các loại đất nặng và quá ẩm ướt, cây khoai tây phát triển không tốt và thường bị bệnh thối ướt gây hại. Trên các loại đất nặng, hàm lượng tinh bột trong củ giảm, củ cũng nhỏ đi nhiều. Mặt khác khoai tây còn sinh trưởng, phát triển và cho năng suất giảm dần khi trồng liên tiếp từ vụ này sang vụ khác trong nhiều năm trên cùng một chân đất (Đường Hồng Dật, 2005)[7]. Khoai tây có nhu cầu cao đối với các chất dinh dưỡng. Với năng suất bình quân 260 tạ củ/ha, cây khoai tây lấy đi từ đất 106 N, 40 P2O5, 171 K2O, 63 kg CaO, 40 kg MgO (Đường Hồng Dật, 2005)[7]. Rasco et al., (1994)[125] cũng kết luận rằng, năng suất khoai tây phụ thuộc nhiều vào dinh dưỡng đất và khả năng cung cấp của con người. Trong hầu hết các trường hợp có sự tương quan giữa khối lượng chất khô và nồng độ N, P, K. Tuy nhiên mỗi nguyên tố dinh dưỡng đều tác động đến sinh trưởng, phát triển và năng suất khoai tây theo góc độ khác nhau. * Vai trò của đạm: Khoai tây là một trong những cây trồng cần rất nhiều đạm (Singh, 1995; Veeranna et al., 1997)[136], [155]. Đạm là yếu tố hạn chế đến năng suất khoai tây ở nhiều nơi trên thế giới. Bón đạm làm tăng tuổi thọ tán lá là do cây khoai tây tiếp tục sinh ra lá mới nhiều hơn việc kéo dài tuổi thọ của từng lá Firman et al., (1995)[81]. Đạm làm tăng diện tích lá, do đó làm tăng lượng ánh sáng mà cây có thể hấp thu được, tăng lượng chất khô tích lũy ở các bộ phận khác nhau của cây (Addiscott et al., 1992)[57]. Điều đó làm tăng năng suất là số lượng củ hình thành (Kotsyuk, 1995)[102], và sự phình to củ (Martin, 1995)[110]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 Ðạm không chỉ tác động trực tiếp đến sự phát triển của lá và cây trồng, mà còn tác động gián tiếp đến cây trồng vì chúng tác động đến sâu bệnh và cỏ dại. Bón đạm làm cho cây trồng sinh trưởng, phát triển tốt hơn nhưng cũng làm tăng sâu bệnh và cỏ dại (Moller, 1998)[115]. Bón đạm quá mức làm tăng số lượng hoa nở và sự nảy mầm của hạt phấn, vì vậy sẽ làm tăng sức sống và chất lượng hạt (Maingi et al., 1994)[108]. Điều này có ý nghĩa hết sức quan trọng trong công tác nhân giống bằng hạt. Như vậy, đạm tác động rất mạnh đến quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất khoai tây. Hiệu quả của việc bón đạm còn phụ thuộc vào liều lượng và kỹ thuật bón. Thường bón đạm ít hoặc bón quá nhiều, thời gian bón không thích hợp, phương pháp bón không đúng sẽ làm năng suất khoai tây giảm. Liều lượng, thời gian và phương pháp bón đạm phụ thuộc vào tính chất đất, giống, điều kiện thời tiết khí hậu... Vì vậy ở mỗi vùng, mỗi loại đất, loại giống cần có liều lượng, thời gian và phương pháp bón đạm thích hợp. * Vai trò của lân: Lân là thành phần quan trọng trong quá trình trao đổi chất và năng lượng nên nó có tác dụng làm tăng tính chống chịu lạnh cho cây trồng. Lân thúc đẩy sự phát triển của bộ rễ, thúc đẩy các mô phân sinh phân chia nhanh, tạo điều kiện cho cây phát dục thuận lợi. Lân tăng cường tổng hợp các chất hữu cơ quan trọng và tăng cường sự vận chuyển chúng về cơ quan tích lũy nên tăng năng suất kinh tế của cây trồng (Hoàng Minh Tấn và cs, 2006)[31]. Nhiều thí nghiệm cho thấy, có sự tương quan chặt giữa khối lượng chất khô với hàm lượng lân ở trong cây, khi hàm lượng lân thấp thì khối lượng chất khô cũng đạt nhỏ nhất. Vì vậy bón lân làm tăng cả nồng độ phospho, khối lượng chất khô trong cây và năng suất củ. Van Noordwijk et al., (1990)[153] cho biết, thiếu phospho hạn chế sinh trưởng, lượng phospho yêu cầu từ 44 – 87 kg/ha. Thí nghiệm của De Ruijter et al., (1998)[72] cho kết quả là, bón phospho tăng khối lượng chất khô. Bón phospho làm tăng hàm lượng tinh bột trong củ và năng suất khoai tây (Đường Hồng Dật, 2005)[7]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 13 * Vai trò của kali: Kali làm tăng chức năng sinh lý trong cây như quá trình tổng hợp protein và hoạt động của các enzim, tăng khả năng vận chuyển các chất hữu cơ được tổng hợp ở lá về các bộ phận khác, điều chỉnh quá trình thẩm thấu chất khoáng của cây trồng (Beringer et al., 1990)[63]. Kết quả thí nghiệm tiến hành năm 1995 – 1996 và 1999 ở Uganda cho thấy kali làm tăng tính chống chịu bệnh của cây. Việc tăng cường bón kali liên tục trong 2 – 3 năm là biện pháp hữu hiệu để chống bệnh thối vòng củ. Kali làm giảm rõ ràng khối lượng khô của thân lá ở tất cả các giống, còn khối lượng củ tươi tăng rõ ràng theo lượng kali bón (Kanzikwera et al., 2001)[97] và giữ được chất lượng củ trong quá trình bảo quản (Rabie, 1996)[123]. Đối với sự hấp thu dinh dưỡng của cây thì kali là một trong những yếu tố cạnh tranh với canxi. Lượng Ca mà cây hút giảm xuống khi bón nhiều kali vì chúng đều được hút ở cùng một vị trí trong hệ rễ nên thường cạnh tranh với nhau (Locascio et al., 1992)[106]. Thiếu canxi thì sự sinh trưởng của khoai tây có thể biến đổi (Simmons et al., 1988)[135] và kết thúc với sự rối loạn thiếu hụt canxi ở trong củ (Tawfik A.A., 1993)[141]. Vì vậy bón kali ảnh hưởng đến sinh trưởng thông qua ảnh hưởng đến khả năng hấp thu canxi (Tawfik A.A., 2001)[142]. Phân bón và kỹ thuật bón phân là ảnh hưởng đến năng suất và phẩm chất khoai tây. Kết quả của nhiều thí nghiệm trong thời gian dài ở phía Bắc Việt Nam cho biết 1 kg N làm tăng từ 40 – 100 kg củ khoai tây, 1 kg P2O5 tăng từ 0 – 40 kg củ và 1 kg K2O tăng từ 12 – 15 kg củ (Nguyễn Văn Thắng và cs, 1996)[40]. Điều đó càng đặc biệt quan trọng hơn khi khoai tây ở Việt Nam được trồng chủ yếu trên những chân ruộng lúa nước 1 hoặc 2 vụ có độ phì nhiêu thấp. Để khoai tây cho năng suất và hiệu quả cao cần có chế độ bón phân thích hợp cho từng giống. 1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT KHOAI TÂY TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.2.1. Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới Khoai tây được trồng rộng rãi ở 130 nước trên thế giới, từ 710 vĩ tuyến Bắc đến 400 vĩ tuyến Nam. Do điều kiện sinh thái, mức độ thâm canh và trình độ sản Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 14 xuất khác nhau nên năng suất khoai tây chênh lệch rất lớn, từ 7 đến 65 tấn/ha. Tính đến năm 2005 trên thế giới trồng được 18,57 triệu ha khoai tây, sản lượng đạt 320,15 triệu tấn (bằng 60 – 70% tổng sản lượng lúa hay lúa mỳ) (FAO, 2005)[79]. Bảng 1.2. Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tấn/ ha) Sản lƣợng (triệu tấn) 2000 19,94 16,45 328,01 2001 19,62 15,92 312,35 2002 19,06 16,88 321,73 2003 18,94 16,80 318,19 2004 18,90 17,43 329,43 2005 18,57 17,24 320,15 (Nguồn: FAO. 2005)[79] Số liệu bảng 1.2 cho thấy, diện tích khoai tây của thế giới trong những năm gần đây có xu hướng giảm nhẹ, năm 2000 có 19,94 triệu ha, năm 2003 toàn thế giới trồng được 18,94 ha, năm 2005 diện tích khoai tây giảm 0,37 triệu ha so với năm 2003, giảm 1,37 triệu ha so với năm 2000. Năm 2001 năng suất khoai tây trung bình của thế giới đạt thấp nhất (15,92 tấn/ha), tuy nhiên từ năm 2001 đến nay năng suất không ngừng tăng lên, năm 2005 năng suất khoai tây tăng 0,79 tấn/ha so với năm 2000, tăng 1,32 tấn/ha so với năm 2001. Trung Quốc là nước đứng đầu trên thế giới về diện tích (4,4 triệu ha) chiếm 23,7% diện tích trồng khoai tây trên thế giới, 56% diện tích khoai tây của châu Á. Tiếp theo là Cộng Hoà Liên bang Nga (3,14 triệu ha), Ucraina (1, 51 triệu ha), Ấn Độ (1,4 triệu ha). Bỉ là nước có năng suất khoai tây cao nhất thế giới đạt 46,6 tấn/ha (cao gấp 3,7 lần khu vực Đông Nam Á và gấp 4,4 lần năng suất khoai tây của Việt Nam), tiếp theo là Hà Lan (46,1 tấn/ha), New Zealand (44,2 tấn/ha), Mỹ (43,55 tấn/ha), Đức (40,38 tấn/ha), Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 15 * Tình hình sản xuất khoai tây ở Châu Âu Khoai tây là một loại cây trồng quan trọng trong khẩu phần ăn và là nguồn dinh dưỡng rất tốt cho nhiều người dân Châu Âu. Vì thế khoai tây là cây trồng chính và được trồng nhiều ở các nước như Hà Lan, Đức, Anh, Tây Ban Nha... Từ năm 1980 đã có 8 nước trong khối EU có diện tích trồng khoai tây lên tới 100.000 ha. Bảng 1.3. Diện tích, năng suất, sản lƣợng khoai tây của Châu Âu Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tấn/ ha) Sản lƣợng (triệu tấn) 2000 9,13 16,30 148,82 2001 8,86 15,50 137,33 2002 8,39 15,50 130,05 2003 8,20 15,96 130,87 2004 8,01 17,67 141,54 2005 7,81 16,81 131,29 (Nguồn: FAO. 2005)[79] Châu Âu có nền sản xuất khoai tây lớn nhất thế giới. Diện tích trồng khoai tây có xu hướng giảm nhẹ trong 6 năm gần đây. Năm 2000 cả châu lục trồng được 9,13 triệu ha, đến năm 2005 chỉ còn 7,81 triệu ha, giảm 1,32 triệu ha. Để đáp ứng nhu cầu về khoai tây trong điều kiện diện tích giảm, các nhà khoa học đã nghiên cứu nhiều biện pháp kỹ thuật, đặc biệt là về giống nên năng suất cây khoai tây không ngừng được nâng cao. Năng suất khoai năm 2004 cao nhất đạt 17,67 tấn/ha, tăng 2,17 tấn/ha so với năm 2001 và 1,37 tấn/ha so với năm 2000. Tuy nhiên năm 2005 năng suất khoai tây lại giảm nhẹ so với năm 2004. * Tình hình sản xuất khoai tây ở châu Á Sản xuất khoai tây của châu Á lớn thứ 2 sau châu Âu, trong mấy thập kỷ gần đây khoai tây ở vùng này có xu hướng phát triển mạnh. Trong 20 năm (từ 1982 - 2002) sản lượng khoai tây đã tăng gấp 3 lần so với các năm trước đó (từ 25 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 16 triệu tấn khoai tây tăng lên gần 75 triệu tấn), tập trung ở các nước như: Trung Quốc, Nhật Bản, Cộng hoà Dân chủ nhân dân Triều Tiên, Hàn Quốc, Mông Cổ... Năm 1996, riêng Trung Quốc có diện tích trồng khoai tây là 3,5 triệu ha với năng suất đạt 13,1 tấn/ha, sản lượng đạt khoảng 4,6 triệu tấn, đứng đầu Châu Á trong 10 năm liền (từ 1986 - 1996). Hiện nay Trung Quốc là quốc gia trồng nhiều khoai tây nhất thế giới. Bảng 1.4. Diện tích, năng suất, sản lƣợng khoai tây của Châu Á Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lƣợng (triệu tấn) 2000 7,96 15,20 120,99 2001 7,84 15,10 118,38 2002 7,75 15,60 120,90 2003 7,80 15,76 122,93 2004 7,98 16,53 131,91 2005 7,86 16,38 128,75 (Nguồn: FAO. 2005)[79] Số liệu bảng 4.1 cho thấy, năm 2000 diện tích khoai tây của châu Á đạt 7,96 triệu ha, năm 2002 diện tích trồng khoai thấp nhất là 7,75 triệu ha, giảm 0,21 triệu ha, đến năm 2005 cả châu lục trồng được 7,86 triệu ha, gần bằng diện tích khoai tây của châu Âu. Số liệu trên cho thấy người dân châu Á đã và đang chú trọng đến việc trồng khoai tây, điều này còn thể hiện ở năng suất khoai tây tăng lên hàng năm. Năm 2000 đạt 15,2 tấn/ha, đến năm 2005 đạt 16,38 tấn/ha thấp hơn năng suất bình quân của châu Âu không đáng kể. * Tình hình sản xuất khoai tây ở khu vực Đông Nam Á Số liệu bảng 1.5 cho thấy, ở khu vực Đông Nam Á khoai tây được trồng ít và phát triển chậm hơn nhiều so với các khu vực khác. Năm 2000 toàn khu vực trồng được 354,5 nghìn ha, đến năm 2002 đã trồng thêm được 22,2 nghìn ha, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 17 nhưng năm 2005 chỉ còn 369,4 nghìn ha, giảm 7,3 nghìn ha so với năm 2002. Năng suất khoai tây ở khu vực này còn thấp so với năng suất bình quân của thế giới cũng như châu Âu, châu Á. Bảng 1.5. Diện tích, năng suất, sản lƣợng khoai tây khu vực Đông Nam Á Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lƣợng (triệu tấn) 2000 3,55 11,82 41,96 2001 3,70 12,81 47,40 2002 3,77 11,77 44,37 2003 3,64 12,00 43,68 2004 3,68 12,00 44,16 2005 3,69 12,45 45,94 (Nguồn: FAO. 2005)[79] 1.2.2. Tình hình sản xuất khoai tây ở Việt Nam Khoai tây nhập nội vào nước ta từ châu Âu do người Pháp đem đến năm 1890. Trước năm 1966 diện tích khoai tây ở nước ta chỉ dưới 1000 ha được trồng rải rác trên vườn ở Sa pa, Đà Lạt, Cao Bằng, Đông Anh, Thường Tín, Đồ Sơn. Cuối những năm 60 đầu những năm 70, đất nước yêu cầu sản xuất cây lương thực bằng mọi giá, mặt khác do cuộc cách mạng xanh ở miền Bắc, lúa Xuân thay thế lúa Chiêm nên diện tích khoai tây mở rộng rất nhanh. Năm 1971 có 5000 ha, năm 1980 cả nước trồng được 100.000 ha, mỗi năm tăng 12.000 ha (Đào Huy Chiên (2002)[3], sau đó giảm xuống còn 28.022 ha vào năm 2000 và năm 2005 đạt 35.000 ha. Số liệu bảng 1.6 cho thấy, diện tích trồng khoai tây của nước ta giai đoạn 2000 – 2005 có xu hướng tăng. Năm 2000 cả nước trồng được 28.022 ha, đến năm 2005 đạt 35.000 ha, tăng 6.978 ha. Bên cạnh sự tăng lên về diện tích thì năng suất lại có xu hướng biến động thất thường, năng suất khoai tây đạt cao nhất vào Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 18 năm 2002 là 11,76 tấn/ha, thấp nhất năm 2001 (10,53 tấn/ha), năm 2005 là 10,57 tấn/ha, giảm 1,19 tấn/ha so với năm 2002. Năng suất khoai tây của nước ta chỉ bằng 61,3% năng suất bình quân chung của thế giới, bằng 62,9% năng suất khoai tây của châu Âu và bằng 22,7% năng suất khoai tây của Bỉ. Bảng 1.6. Tình hình sản xuất khoai tây ở Việt Nam Năm Diện tích (ha) Năng suất (tấn/ ha) Sản lƣợng (tấn) 2000 28.022 11,27 315.807,94 2001 30.000 10,53 315.900,00 2002 32.102 11,76 377.519,52 2003 33.887 10,69 362.252,03 2004 34.000 10,74 365.160,00 2005 35.000 10,57 369.950,00 (Nguồn: FAO. 2005)[79] * Nguyên nhân dẫn đến diện tích, năng suất khoai tây của Việt Nam còn thấp và không ổn định là: - Thiếu bộ giống thích hợp với điều kiện nóng ẩm, đặc biệt là thiếu hụt củ giống chất lượng tốt có thể trồng ở nhiều vùng sản xuất. Để trồng 1 ha khoai tây ở Việt Nam cần 1,2 – 1,5 tấn củ giống, mức hao hụt 40 – 50% trong quá trình bảo quản, lượng giống cần giữ ban đầu có thể lên tới 2,5 – 3 tấn củ tươi (Vũ Tuyên Hoàng và cs, 1998)[10]. Với diện tích 35.000 ha sản xuất cần 42 – 52 ngàn tấn giống do đó các giống khoai tây sản xuất ở Việt Nam chỉ đáp ứng được 20% diện tích, vì vậy 60% giống của nước ta phải nhập từ Trung Quốc, 20% giống nhập từ Hà Lan, Đức (Lê Hưng Quốc, 2006)[26]. Việc phụ thuộc vào giống của nước ngoài đã hạn chế đáng kể tới khả năng phát triển của cây khoai tây do các giống của Đức, Hà Lan thì giá quá cao (12.000 đồng/kg), còn giống của Trung Quốc tuy rẻ (2.000 đồng/kg), nhưng chất lượng lại không đảm bảo, giống không chuẩn, mang nhiều nguồn bệnh gây ô nhiễm đồng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 19 ruộng. Thông thường tất cả các giống khoai tây có độ ổn định rất ngắn, chỉ trong vòng 3-4 vụ sẽ bị thoái hoá do virus và buộc phải thay giống. - Củ giống bị thoái hoá, không sạch bệnh và già sinh lý: Thời gian bảo quản giống ở Việt Nam rất dài (từ tháng 1 đến tháng 9). Giống phải bảo quản lâu trong thời gian nhiệt độ cao nên củ giống bị già hóa nhanh. Trồng củ trẻ sinh lý năng suất cao hơn 40% so với trồng củ già (Trương Văn Hộ và cs, 1990)[13]. Mặt khác hầu hết các giống khoai tây trồng trên đồng ruộng đều bị nhiễm virus với tốc độ tăng dần làm cho giống bị thoái hóa, năng suất và chất lượng giảm sút (Lê Hưng Quốc, 2006)[26]. - Điều kiện khí hậu ở Việt Nam ít thuận lợi cho khoai tây sinh trưởng, phát triển: Nhiệt độ cao, ngày ngắn và nhiều điều kiện khí hậu không thích hợp nên khoảng cách giữa năng suất thực tế với tiềm năng năng suất là rất lớn (chỉ bằng 10%) và thời vụ gieo trồng ngắn, chỉ trồng được 1 đến 2 vụ/năm (Caldiz, D.O., et al., 2001)[69]. Thời vụ gieo trồng ngắn không chỉ trồng được ít vụ mà năng suất cây trồng cũng không cao (Hunt, 1993)[92]. Do điều kiện khí hậu không thuận lợi nên thời gian sinh trưởng của các giống khoai tây nhập nội khi trồng ở Việt Nam thường bị rút ngắn, chỉ khoảng 85 – 115 ngày (Nguyễn Văn Thắng và cs, 1996)[40]. Thời gian sinh trưởng ngắn là yếu tố bất lợi, hạn chế nhiều đến năng suất và phẩm chất khoai tây (Trương văn Hộ và cs, 1990)[12]. 1.2.3. Tình hình sản xuất khoai tây ở các tỉnh miền núi phía Bắc Miền Bắc Việt Nam có một mùa Đông lạnh, rất thích hợp cho cây khoai tây sinh trưởng, phát triển. Trong những năm gần đây thực hiện phương thức chuyển đổi cơ cấu cây trồng, cây khoai tây đã và đang được người dân miền núi quan tâm. Nhiều tỉnh (Điện Biên, Cao Bằng, Bắc Kạn…) coi cây khoai tây là cây vụ Đông chủ lực, là cây xóa đói giảm nghèo cho người nông dân. Vì vậy diện tích khoai tây ở vùng này ngày càng mở rộng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 20 Bảng 1.7. Tình hình sản xuất khoai tây ở một số tỉnh Miền núi phía Bắc năm 2005 Số TT Tỉnh DT (ha) NS (tấn/ha) SL (tấn) Giống Thời vụ 1 Bắc Kạn 53,0 15,2 805,6 VT2, Diamant, TQ khác Đông 2 Cao Bằng 70,0 17,0 1190,0 VT2, Hà Lan, TQ khác Đông 3 Điện Biên 80,0 12,0 960,0 VT2, TQ khác Đông 4 Hà Giang 154,0 12,2 1878,8 VT2, KT3, Hà lan Đông 5 Lào Cai 227,0 10,2 2315,4 VT2, TQ khác Đông, xuân 6 Phú Thọ 86,0 9,1 782,6 VT2, Diamant Đông 7 Quảng Ninh 150,0 15,0 2250,0 KT3, VT2, Diamant Đông 8 Sơn La 20,0 19,0 380,0 VT2, Diamant Đông, xuân 9 Thái Nguyên 382,0 11,0 4202,0 VT2, KT2 Đông 10 Tuyên Quang 98,6 6,6 650,8 VT2, TQ khác Đông 11 Vĩnh Phúc 72,9 10,8 787,3 VT2, TQ khác Đông 12 Yên Bái 480,0 13,5 6480,0 KT3, VT2 Đông (Nguồn: Số liệu thống kê của Sở NN và PTNT các tỉnh năm 2006[28]) Số liệu bảng 1.7 cho thấy, 5/12 tỉnh có diện tích trồng khoai tây lớn hơn 100 ha, trong đó tỉnh Yên Bái có diện tích trồng khoai tây lớn nhất là 480 ha, tỉnh Lào Cai trồng được 227 ha. Tỉnh Sơn La mới đưa cây khoai tây vào trồng từ năm 2003, đến năm 2005 toàn tỉnh trồng được 20 ha. Theo đánh giá của ông giám đốc Trung tâm Giống cây trồng cấp I Sơn La thì diện tích khoai tây ở Sơn La còn tăng nếu được cung cấp đủ số lượng củ giống. Xét về năng suất, hầu hết các tỉnh đều có năng suất khoai tây cao tương đương với năng suất bình quân chung của cả nước. Tỉnh Sơn La có năng suất khoai tây cao nhất là 19 tấn/ha, tỉnh Cao Bằng có năng suất cao thứ 2 là 17 tấn/ha, Bắc Kạn đạt 15,2 tấn/ha, Quảng Ninh đạt 15 tấn/ha, Yên Bái đạt 13,5 tấn/ha. Tỉnh Phú Thọ và Tuyên Quang có năng suất khoai tây thấp nhất (9,1 tấn/ha và 6,6 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 21 tấn/ha). Lào Cai là tỉnh trồng nhiều khoai tây vụ Xuân và năng suất bình quân chung đạt khá cao là 10,2 tấn/ha. Về cơ cấu giống, ở các tỉnh miền núi giống khoai tây chủ lực được trồng là VT2 và giống Trung quốc khác, một số tỉnh trồng giống KT2, KT3, giống nhập nội từ Hà Lan, Đức. Theo đánh giá của các địa phương, giống KT2, KT3 có năng suất không cao bằng giống nhập nội từ Hà Lan, Đức nhưng giá giống rẻ, khả năng chống chịu tốt, thích ứng rộng và năng suất ổn định. Các giống nhập nội từ Hà Lan, Đức có năng suất cao nhưng giá giống đắt. Giống nhập nội từ Trung Quốc có giá thấp nhưng năng suất thường thấp và không ổn định. Về thời vụ, khoai tây chủ yếu được trồng vụ Đông ở hầu hết các tỉnh, chỉ có tỉnh Sơn La trồng được 5 ha, tỉnh Lào Cai trồng được 147 ha khoai tây vụ Xuân. Theo đánh giá của 2 tỉnh này khoai tây trồng vụ Xuân có điều kiện thời tiết khá thuận lợi nên năng suất giảm không đáng kể so với trồng vụ Đông. Tóm lại, cây khoai tây đã và đang phát triển lên các tỉnh Miền núi phía Bắc. Tuy nhiên tốc độ mở rộng diện tích và tăng năng suất hàng năm không cao. Ngoài những nguyên nhân chung trong sản xuất khoai tây ở Việt Nam đã được đề cập đến ở phần trên còn có những nguyên nhân sau: - Khoai tây là cây trồng mới được đưa vào sản xuất nên chưa có bộ giống thích hợp. Mặt khác người dân chưa có kinh nghiệm bảo quản giống khoai nên họ chưa chủ động được củ giống cho từng vụ. - Nông dân ở miền núi có mức sống thấp nên việc đầu tư phân bón, thuốc trừ sâu là hết sức khó khăn, vì vậy khoai tây thường không được cung cấp đủ dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển. - Hầu hết các tỉnh chưa có quy trình kỹ thuật trồng khoai tây phù hợp với điều kiện đặc thù của địa phương nên năng suất khoai tây chưa cao, chưa khuyến khích được người sản xuất. Theo Darwis et al., (2003)[71] thì trên mỗi loại đất của từng vùng sinh thái, mỗi loại giống khoai tây cần nghiên cứu để có liều lượng, phương pháp bón phân và kỹ thuật canh tác thích hợp. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 22 - Nông dân nhiều vùng dân tộc thiểu số chưa có thói quen trồng và ăn khoai tây, vì vậy nhiều nơi tiêu thụ khoai tây rất khó khăn. 1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU KHOAI TÂY TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.3.1. Một số nghiên cứu về giống 1.3.1.1. Nghiên cứu về chọn tạo, nhập nội giống khoai tây Năm 1971 Trung tâm khoai tây Quốc tế (CIP) ra đời, mục tiêu cơ bản của CIP là tăng năng suất, hiệu quả sản suất khoai tây một cách ổn định ở các khu vực đang phát triển, cải tiến sản xuất khoai tây ở các vùng nhiệt đới và bán nhiệt đới thấp cũng như các vùng cao và lạnh. Có 7 vấn đề ưu tiên đã được CIP xác định, trong đó thu thập và bảo quản nguồn gen cây khoai tây, chọn tạo giống khoai tây là 2 hoạt động quan trọng. Cho đến nay CIP đã thu thập và đưa vào bảo quản khoảng 1.500 mẫu khoai tây dại thuộc 93 loài, 3.694 mẫu khoai tây trồng thuộc 8 loài từ 10 nước châu Mỹ La Tinh và 7 nước khác. CIP đã cung cấp giống khoai tây bản xứ của nước Anh tới các nhà nghiên cứu của 18 nước năm 1991, 20 nước năm 1992 và 23 nước năm 1993. Trong các chương trình chọn tạo giống khoai tây, sử dụng các loài hoang dại đóng vai trò rất quan trọng, đặc biệt là chọn giống chống chịu sâu bệnh cũng như điều kiện thời tiết bất thuận (Mori et al., 1994)[116]. Trong những năm 90, khoai tây là đối tượng ứng dụng nghiên cứu công nghệ sinh học đứng hàng thứ hai sau cây thuốc lá, các kỹ thuật sau đây đã được phổ biến trên thế giới (Nguyễn Văn Uyển, 1995)[50]. - Nuôi cấy túi phấn tạo các dòng 2. - Nuôi cấy protoplast, lai xa bằng dung hợp protoplast giữa S.tuberosum và các dòng hoang dại. - Tái sinh cây hoàn chỉnh từ protoplast, tế bào đơn. - Chuyển gen trực tiếp bằng súng bắn gen hoặc thông qua vi khuẩn Agrobacterium (gen mã hoá cơ học virus Y, X, gen Bt). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 23 Để giải quyết vấn đề thiếu giống tốt trong sản xuất ở các nước đang phát triển, từ năm 1976 CIP đã bắt đầu nghiên cứu lai tạo các tổ hợp hạt khoai tây lai có độ đồng đều cao, chống chịu tốt, đặc biệt là chống chịu với bệnh mốc sương để sử dụng làm vật liệu trồng trong sản xuất. Đến năm 1990, một nhóm các nhà khoa học của CIP đã tạo được một số tổ hợp lai tốt như: HPS 7/67, HPS 2/67, Serana x LT.7…. Hiện nay Ấn Độ, Trung Quốc, Chilê đã thành công trong sản suất hạt lai theo kỹ thuật của CIP. Đặc biệt Ấn Độ đã sản suất thành công 500 kg hạt lai cung cấp cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu sang Việt Nam, Philippine…(Nguyen Van Viet, 1993)[118]. Bên cạnh Trung tâm nghiên cứu khoai tây Quốc tế, Hà Lan đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực chọn giống khoai tây, đến năm 1991 đã có 85 giống khoai tây được chọn tạo và sản xuất bởi nhiều công ty nổi tiếng của Hà Lan như The De.Z.P.C, Agroco…trong đó có nhiều giống năng suất cao đã xuất khẩu sang nhiều nước trên thế giới như Nicola, Diamant, Bintje… Ở châu Á, nhiều nước đã xây dựng các chương trình chọn tạo giống khoai tây như Hàn Quốc có hai chương trình chọn giống khoai tây, một tại Trung tâm nghiên cứu Horticultural (HES) thuộc vùng đất thấp Sweon, chương trình bắt đầu từ năm 1962 với mục tiêu chọn ra các giống khoai tây chịu nóng, ngủ ngắn, năng suất cao. Một chương trình tại Trung tâm nghiên cứu Alpine (AES) thuộc vùng núi cao Dackwamyung, từ năm 1978 tập trung nghiên cứu vào chọn dòng khoai tây có năng suất cao, kháng bệnh mốc sương, virus và chín sớm. Năm 1902, Nhật Bản đã thiết lập chương trình chọn giống khoai tây. Năm 1916 công tác lai tạo bắt đầu được thực hiện và chọn được một số giống như sau: Năm 1938 chọn ra giống Benimaru, 1943 chọn tạo được giống Norin.1; năm 1976 chọn ra giống Toyshirro; năm 1981 chọn ra giống Kohlaiogane dùng chế biến thực phẩm và giống Korafubuki dùng cho chế biến tinh bột. Như vậy, các nước trồng khoai tây đều rất chú trọng đến việc chọn tạo giống cho sản xuất, vì thiếu giống là yếu tố chính hạn chế năng suất và khả năng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 24 phát triển cây khoai tây. Tuy nhiên, việc tạo ra giống tốt được thực tế chấp nhận là rất khó khăn. Ở vùng nhiệt đới, giống khoai tây nhất thiết phải thích ứng với yếu tố nhiệt độ cao, ẩm độ cao, độ dài ngày ngắn và mùa vụ gieo trồng ngắn, chống chịu với điều kiện sâu hại và sinh trưởng tốt khi ít được đầu tư (Renia, 1992)[126]. Giống chín sớm thường thích hợp với việc gieo trồng trên đất canh tác nhiều vụ hơn và ít thay đổi về năng suất dưới tác động của môi trường không thích hợp và sâu bệnh (Batt P. J, 2001)[60]. Ở Việt Nam, từ năm 1966 việc nghiên cứu gieo trồng khoai tây vụ Đông đã được một số bộ môn của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam thực hiện trong 2 giai đoạn * Giai đoạn 1: Từ năm 1966 đến năm 1980 Từ năm 1966 đến năm 1972 đa phần các công trình nghiên cứu là: Thời vụ trồng, mật độ cây, phân bón, tưới nước, phòng trừ bệnh mốc sương, trồng khoai tây trên đất ướt... Giống khoai tây chính được trồng ở Việt Nam là giống Thường Tín (tên gốc là Ackensegen do Đức tạo ra năm 1929). Ưu điểm của giống này là bảo quản được giống trong điều kiện tự nhiên, ruột vàng, chất lượng khá nhưng do được trồng bằng củ qua nhiều năm nên giống đã nhiễm bệnh virus với tỉ lệ cao dẫn đến năng suất thấp. Với mục đích xác định được giống khoai tây năng suất cao, phù hợp với điều kiện sinh thái nhằm thay thế giống Thường Tín đã bị thoái hoá, năm 66 – 82 Viện KHKTNN Việt Nam đã nhập khoảng 220 giống của Liên Xô (cũ), Ba Lan, Hung Ga Ri, Đức, Hà Lan. Tiến hành khảo nghiệm và giới thiệu ra sản xuất giống Việt Đức 1 (Kardia của Đức) Việt Đức 2 (Mariella của Đức) giống khoai tây Pháp (Ackersegen phục tráng bằng in - vitro), Diamant, Nicola của Hà Lan. Những giống này đã được trồng với diện tích 3000 – 4000 ha tuy năng suất cao nhưng tốc độ thoái hóa nhanh vì chúng mang gen Tuberosum thích hợp với vùng ôn đới ngày dài, số giờ chiếu sáng là 14h (Trương Văn Hộ và cs, 2002)[14]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 25 * Giai đoạn 2: Từ 1980 đến nay Giai đoạn này công tác nghiên cứu về cây khoai tây được trú trọng, đã có đề tài cấp nhà nước do Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam chủ trì, nhờ vậy năng suất cây khoai tây được nâng lên từng bước. Giai đoạn trước năm 1980 năng suất chỉ đạt 8 tấn/ha, cao nhất là 18 - 20 tấn/ha, từ 1981 đến nay năng suất bình quân đạt gần 12 tấn/ha, cao nhất đạt 35 - 40 tấn/ha (Trương Văn Hộ và cs, 2002)[14]. Khi lúa gạo và ngô dồi dào thì khoai tây được nghiên cứu theo hướng chất lượng và hiệu quả. Những công trình nghiên cứu khoai tây trong giai đoạn này là: - Từ năm 1982 – 1989 Trung tâm Nghiên cứu cây có củ, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam đã nhập khẩu và đánh giá: + 83 mẫu giống từ CIP và xác nhận một số dòng có triển vọng ở vùng đồng bằng Sông Hồng là I.1039; 378597.1; 385108.28; 385153.27. + 4580 dòng Go, đã chọn ra giống VC38.6 được phép khu vực hoá năm 1989. + 12 giống của Hà Lan trong đó xác định 2 giống cho năng suất cao phù hợp cho xuất khẩu. - Năm 1983 – 1990: Trung tâm Khảo nghiệm Giống cây trồng Trung ương tiến hành khảo nghiệm 25 giống, kết luận Lipsi là giống tốt được Hội đồng Bộ Nông nghiệp công nhận là giống quốc gia năm 1990. - Năm 1987 – 1989: các tác giả Trần Như Nguyện và cs, (1990)[23] đánh giá 30 giống khoai tây nhập từ CIP và Viện cây Lương thực và thực phẩm Úc, 28 giống nhập nội từ Viện nghiên cứu Thực vật Úc và 38 giống khoai tây nhập nội từ CIP đã kết luận có 3 giống là 378598.1; LT7; 407.3 có khả năng sinh trưởng đồng đều, ít nhiễm bệnh, thích nghi trong điều kiện khí hậu nóng, cho tỷ lệ củ thương phẩm và năng suất cao. - Năm 1987 – 1992: Nguyễn Thị Nền và cs đánh giá 60 dòng, giống nhập từ CIP và châu Âu tại Trung tâm Nghiên cứu Thái Phiên - Đà Lạt kết luận giống I.1085 kháng bệnh mốc sương tốt, cho năng suất cao. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 26 - Năm 1991 – 1992: Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm nghiên cứu biện pháp sản xuất khoai tây bằng hạt và sử dụng 2 giống thụ phấn tự do KT6 và KT12 phát triển ở nhiều vùng sản xuất. Trong nghiên cứu sử dụng khoai tây hạt lai đã đánh giá 51 tổ hợp lai và kết luận có 4 tổ hợp cho năng suất cao ở đời Go là IP.88006; IP.88002; AVRDC.1287.19 x 14; IP.88005, trong đó tổ hợp IP.88002 cho năng suất cao ở đời G1. - Năm 1991 – 1994: Lê Thị Thuấn và cs, (1995)[43] đánh giá 133 dòng nhập nội từ CIP và kết luận các dòng 385108.28; 385153.27; 379402.2 và Redpontiea có triển vọng nhất. - Năm 1993 – 1996: Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm đánh giá 45 tổ hợp lai nhập từ CIP, thử nghiệm 5 tổ hợp có nhiều triển vọng nhất thuộc các tỉnh Thái Bình, Nam Hà, Hải Hưng, Hà Tây, Lào Cai. - Năm 1994 - 2000: Trên cơ sở hợp tác với CIP và một số cơ quan trong nước, Trung tâm Nghiên cứu cây có củ (TTNCCCC) giữ vai trò chủ trì điều phối chương trình nghiên cứu và phát triển khoai tây hạt lai ở Việt Nam. Trung tâm đã xây dựng công nghệ sản xuất giống khoai tây bằng hạt lai, trong đó chọn được 2 giống HH2 và HH7 đưa vào sản xuất, tăng diện tích khoai tây trồng bằng hạt lai từ 4 ha (năm 1993 – 1994) lên 3.200 ha (năm 1999 – 2000) và 3.500 ha (2000 – 2001). Năng suất trung bình đời C0, C1, C2 là 15 tấn/ha, tăng 50% so với giống Thường tín. Khoai tây hạt lai có ưu điểm là sạch bệnh, 100 g hạt thay thế cho 1500 kg củ giống/ha nên tiết kiệm chi phí giống (Đào Huy Chiên, 2002)[3]. - Năm 1996 – 2000: TTNCCCC chọn được giống khoai tây KT3 có thời gian sinh trưởng ngắn (80 ngày), năng suất cao 25 – 30 tấn/ha, chống chịu bệnh virus tốt, tốc độ thoái hóa chậm, thời gian ngủ dài là 160 ngày (Đào Huy Chiên, 2002)[3]. - Từ năm 1999 – 2003, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm, Trung tâm nghiên cứu Khoai tây – rau và hoa Đà Lạt đã nghiên cứu đánh giá hàng trăm tổ hợp lai có nguồn gốc từ Trung tâm khoai tây quốc tế CIP, chọn được một số tổ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 27 hợp lai có triển vọng cho năng suất và tỷ lệ thương phẩm cao ngay từ đời đầu (Phạm Xuân Tùng và cs, 2003)[46]. Năm 2001 – 2002 tiến hành khảo nghiệm 27 tổ hợp lai có nguồn gốc từ CIP và 7 tổ hợp có nguồn gốc từ Trung tâm Rau, hoa Đà Lạt. Năm 2003 khảo nghiệm 20 tổ hợp lai trong đó có 10 tổ hợp từ CIP, 10 tổ hợp của Trung tâm Rau, hoa Đà Lạt. Kết quả có 3 tổ hợp lai TKH 284, TKH 20-3, TKH20-4 có độ đồng đều về dạng thân và dạng củ, thời gian sinh trưởng 85 – 90 ngày, ngay từ đời đầu cho tỷ lệ củ thương phẩm là 43 - 48%, năng suất cao 19 - 20 tấn/ha. Tổ hợp lai TS-15 x TPS-13 mặc dù cho năng suất thấp hơn 17,3 tấn/ha nhưng tỷ lệ củ thương phẩm khá cao 54,6%, thời gian sinh trưởng ngắn 85 ngày được xác định là tổ hợp lai có triển vọng để sản xuất khoai tây thương phẩm ngay từ đời đầu Go (Trương Công Tuyện và cs, 2005)[48]. Như vậy, từ năm 1970 đến nay Việt Nam chủ yếu nhập nội giống và dòng khoai tây từ các nước châu Âu, CIP để khảo sát đánh giá và xác định được một số giống cho sản xuất như: Mariella, Lipsi… Tuy nhiên các giống này khi nhập vào Việt Nam thường bị rút ngắn thời gian sinh trưởng khoảng 30 – 50 ngày, đây là yếu tố hạn chế nhiều đến năng suất và phẩm chất khoai tây. Mặt khác củ giống qua thời gian bảo quản dài (9 tháng) trong điều kiện nóng ẩm đã biểu hiện già sinh lý, ngoài ra chúng còn bị lây nhiễm virus trên đồng ruộng. Sử dụng giống đã bị thoái hóa là nguyên nhân chính làm giảm năng suất khoai tây ở các đời sau. Do đó tiến hành nhập nội theo chu kỳ 3 – 4 năm một lần cũng là một hướng giải quyết vấn để giống khoai tây ở nước ta (Trương Văn Hộ và cs, 1990)[12]. 1.3.1.2. Nghiên cứu về biện pháp nhân giống khoai tây * Nghiên cứu về biện pháp nhân giống vô tính ( in – vitro, tách mầm) Công nghệ sản xuất củ giống qua nhiều thời kỳ: Sản xuất giống củ to, sản xuất giống củ nhỏ từ cắt mầm, sản xuất củ giống từ hạt khoai tây… Công nghệ chọn lọc, bảo quản khoai tây truyền thống kết hợp với phương pháp chọn lọc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 28 quần thể đạt hiệu quả không cao. Giống để trong nhà, thời gian bảo quản dài, tỷ lệ hao hụt cao 30 – 40% củ giống già sinh lý (Lê Hưng Quốc, 2006)[26]. Để nâng cao hệ số nhân và khắc phục hiện tượng thoái hóa giống đã có nhiều nghiên cứu về phương pháp nhân giống vô tính khoai tây. - Phương pháp nhân giống in-vitro: Nhiều tác giả nước ngoài nhận xét, cây khoai tây có hệ số nhân in-vitro rất lớn. Các nhà khoa học Pháp chứng minh rằng có khả năng tạo được 25 triệu cây in-vitro/năm bắt nguồn từ 1 cây ban đầu, trong khi bằng phương pháp nhân giống thông thường chỉ được 10 cây. Kỹ thuật này được áp dụng ở Pháp từ năm 1973, sau đó là Peru, Ecuado, và các nước trong khối ASEAN, Bangladesh. Hàn Quốc sản xuất trên 1 triệu củ giống khoai tây in- vitro cung cấp cho các cơ sở trồng khoai thương phẩm (dẫn theo Trịnh Khắc Quang, 2000)[25]. Ở Philipines áp dụng công nghệ sản xuất củ nhỏ để sản xuất củ giống. Công nghệ trên gồm 2 giai đoạn: giai đoạn đầu sản xuất một lượng lớn củ siêu nhỏ in-vitro (microtuber), tiếp theo là trồng củ siêu nhỏ để thu củ nhỏ in-vivo (minituber) với hệ số nhân giống là 10/1 nên đã cung cấp nhiều củ giống sạch bệnh cho các cơ sở sản xuất khoai thương phẩm (Rasco et al., 1990)[124]. Ở Italia, các nhà khoa học đã áp dụng phương pháp tạo củ siêu nhỏ in-vitro để sản xuất củ khoai tây giống. Củ siêu nhỏ được trồng với mật độ 30 củ/m2, cho thu hoạch 5,8 kg củ giống/m2 (Vecchio et al., 1991)[154]. Ở Việt Nam, nghiên cứu sản xuất khoai tây in-vitro được tiến hành từ năm 1978, đến năm 1984 đã thực hiện thành công ở Đà Lạt. Từ năm 1984 đến nay nông dân ở Đà Lạt trồng khoai tây bằng giống sản xuất in-vitro năng suất bình quân 35 - 40 tấn/ha có khi đạt được năng suất cao đến 60 tấn/ ha (Trương Văn Hộ và cs, 2002)[14]. Trịnh Mạnh Dũng và cs, (1990)[8] đã đề xuất việc sản xuất của khoai tây nhỏ là giải pháp tối ưu cho thành phố Hồ Chí Minh và cho miền Bắc. Theo tác giả thì củ càng nhỏ thì chi phí càng thấp, nhưng phải sạch bệnh, sức sống cao thì mới thuyết phục được người trồng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 29 Hoàng Thị Hiền và cs, (1997)[11] nghiên cứu áp dụng một số biện pháp kỹ thuật trồng củ giống nhỏ và siêu nhỏ. Các tác giả khẳng định, đối với củ khoai tây kích thước nhỏ có khả năng sinh trưởng và cho năng suất không thua kém củ giống có kích thước lớn trong cùng một điều kiện chăm sóc. Từ tác dụng của việc trồng khoai tây in-vitro, Hoàng Minh Tấn và cs, (1991)[30] nghiên cứu và công bố nhiều kết quả nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất khoai tây giống có kích thước nhỏ, sạch bệnh tiến tới hoàn chỉnh hệ thống khoai tây sạch bệnh có chất lượng cao ở Việt Nam. Nguyễn Thị Kim Thanh, (2003)[37] cho rằng, khử trùng vật liệu khởi đầu in-vitro của các giống khoai tây trong HgCl2 0,1% trong 7 phút đều đạt tỷ lệ sống 80%. Sử dụng môi trường lỏng để nhân cây in-vitro là thích hợp và cho hệ số nhân cao (từ 2,07 đến 2,15 lần). Bổ sung 1 ppm GA vào môi trường cấy cho hệ số nhân từ 3,03 đến 3,13 lần, trạng thái chồi xanh và mập. Bổ sung nước dừa vào môi trường cấy cho hệ số nhân chồi cao chất lượng tốt, nồng độ thích hợp là 10% hệ số nhân từ 2,08 - 2,16 lần sau 2 tuần nuôi cấy. Mai Thị Tân và cs, (2001)[29] cho biết: Có thể sản xuất cây giống khoai tây trong điều kiện vụ Hè thu ở đồng bằng sông Hồng bằng cách nhân bồn mạ từ cây in-vitro và cây giâm ngọn trồng trên nền thuỷ canh (với giá thể trấu hun + dung dịch dinh dưỡng knop) đạt tỷ lệ sống từ 80 – 100%. Cây khoai tây in-vitro và cây giâm ngọn đều có thể cho 2-3 lần cắt ngọn với lượng cây giống tăng từ 3-7 lần so với lượng cây ban đầu. Giá thể thích hợp trồng cây in-vitro là mùn + trấu hun + phân chuồng cho số lượng củ nhiều, kích thước củ phù hợp. Trồng cây khoai tây từ củ in-vitro mặc dù cho khối lượng bình quân củ cao nhưng số lượng củ giống thấp hơn nhiều so với cây trồng từ cấy mô ngọn cắt của chúng. Trong 3 thời vụ nghiên cứu (18/12, 28/12 và 8/1), trồng các vụ sớm có tổng thời gian sinh trưởng dài hơn, thời vụ trồng càng muộn thì số củ tạo thành cũng như khối lượng củ càng giảm (Nguyễn Quang Thạch và cs, 2005)[33]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 30 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành củ giống siêu bi trong ống nghiệm, Nguyễn Kim Thanh, (2004)[38] chỉ rõ: Ngắt ngọn làm tăng số lượng củ/cây và khối lượng trung bình củ dẫn đến làm tăng tỷ lệ củ có kích thước lớn vì ngắt ngọn kích thích sự bật mầm của mắt ngủ. Quang chu kỳ 8 giờ chiếu sáng và 16 giờ tối cho số lượng và kích thước củ lớn hơn các công thức khác. Vị trí thân cũng tác động mạnh đến việc hình thành củ siêu bi. Các cây hình thành từ tế bào lấy ở vị trí gần ngọn thì số củ/cây xuất hiện càng sớm, số lượng củ/cây cao nhưng tỷ lệ củ có đường kính lớn hơn 4mm lại cao nhất ở vị trí giữa thân. Vì vậy kỹ thuật tạo củ siêu bi trong ống nghiệm cần tách các phần thân riêng để tạo điều kiện thuận lợi cho việc thu hoạch củ đồng đều. Hiện nay hệ thống sản xuất khoai tây giống do Viện Công Nghệ sinh học nông nghiệp, trường Đại học Nông nghiệp I nghiên cứu và hoàn thiện đã chứng minh được khả năng hoàn toàn chủ động sản xuất khoai tây giống trong nước thay thế cho nhập ngoại. Dựa vào các dẫn liệu đã được kiểm chứng để thiết lập hệ thống sản xuất giống khoai tây với qui mô đủ lớn đáp ứng hoàn toàn nhu cầu về giống khoai tây trong những năm tới kể cả khi diện tích trồng khoai lên tới 50.000 ha (Nguyễn Quang Thạch và cs, 2006)[35]. - Phương pháp tách, cắt mầm: Ở những vùng thiếu giống có thể dùng phương pháp cắt, tách mầm làm tăng hệ số nhân giống khoai tây. Phương pháp nhân giống bằng cắt mầm là con đường nhân giống đơn giản và cho hiệu quả cao, được áp dụng ở đồng bằng Bắc bộ từ năm 1983 – 1986 cho kết quả tốt, năng suất thu được từ 7,2 – 19,7 tấn/ha (Truong Van Ho et al., 1986)[145]. Nghiên cứu phương pháp cắt và xử lý củ giống khoai tây, Đặng Thị Huế và cs, 2004[15] đã kết luận: Không nhất thiết phải xử lý vết cắt củ giống bằng thuốc hóa học khác nhau. Điều kiện tiên quyết bảo đảm cho sự thành công của vết cắt củ là phải chọn củ giống sạch bệnh, trẻ sinh lý, dùng dao mỏng, sạch để cắt củ và rửa sạch sau mỗi lần cắt. Cắt củ giống để dính liền là biện pháp tốt nhất để giảm thiểu sự hao hụt về số lượng cũng như khối lượng củ, tăng hệ số nhân và nâng cao Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 31 chất lượng củ giống sau cắt. Tùy vào cỡ củ có thể quyết định số lượng miếng cắt/củ nhưng phải đảm bảo ít nhất khối lượng miếng cắt là 30g. Tóm lại: Phương pháp nhân giống khoai tây in-vitro, sản xuất củ siêu nhỏ và củ nhỏ có nhiều ưu điểm như: cho hệ số nhân giống cao, sản xuất được củ giống sạch bệnh. Tuy nhiên biện pháp này đòi hỏi kỹ thuật cao và cần được sản xuất theo hệ thống từ phòng nuôi cấy mô, vườn ươm cây in-vitro, hệ thống nhà lưới cách ly để sản xuất củ siêu bi…Do đó ở miền núi đời sống của nông dân còn nghèo, nhiều nơi chưa hình thành vùng sản xuất khoai tây tập trung thì khó có thể áp dụng được. * Biện pháp nhân giống khoai tây bằng hạt Nghiên cứu trồng khoai tây bằng hạt được nhiều nước trên thế giới chú ý từ lâu. Ấn Độ thực hiện nghiên cứu sản xuất hạt khoai tây để trồng lấy củ thương phẩm từ cuối những năm 1940. Kết quả cho thấy, hạt có nhiều tiềm năng sử dụng để nhân giống phục vụ sản xuất khoai tây thương phẩm. Sản xuất khoai tây bằng hạt làm tăng hệ số nhân giống gấp 4 - 5 lần so với nhân giống củ vô tính và giảm chi phí giống tới 57% (Phạm Xuân Liêm, 1991)[20]. Sử dụng hạt khoai tây cho sản xuất được thực hiện theo 3 phương thức: (1)- Gieo hạt để thu ngay củ thương phẩm. Đây là phương thức sản xuất củ thương phẩm bằng con đường ngắn nhất (CIP, 1987)[93]. Tuy nhiên quần thể gieo hạt, (dù là quần thể thụ phấn tự do hay quần thể lai) luôn có sự phân ly tính trạng rất mạnh, sức sống, năng suất trung bình bị giảm so với các giống bố mẹ (Vũ Tuyên Hoàng và cs, 1999)[10]. (2) - Gieo hạt để thu củ giống trong đời đầu tiên, vụ thứ 2 để sản xuất củ thương phẩm. Phương thức này cho năng suất và chất lượng củ cao hơn nên được người sản xuất chấp nhận. (3) - Gieo hạt để thu củ giống trong vụ đầu và sử dụng củ giống trong nhiều đời để sản xuất của thương phẩm. Phương thức này làm tỷ lệ nhiễm bệnh cao giảm sức sống của cây dẫn đến giảm năng suất và chất lượng củ thương phẩm (CIP, 1987)[93]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 32 Ở Việt Nam từ năm 1978, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm đã bắt đầu nghiên cứu công nghệ sản xuất khoai tây từ hạt. Hạt khoai tây được sản xuất từ Đà Lạt, vụ thứ nhất gieo hạt để thu hoạch củ giống và vụ thứ 2 lấy củ giống đó trồng để thu củ thương phẩm. Qua triển khai kết quả vào sản xuất, năm 1997 công nghệ sản xuất khoai tây bằng hạt với 2 giống thụ phấn tự do là KT6 và KT12 đã được Bộ Nông nghiệp cho phép khu vực hóa. Năm 1998 được Bộ NN&PTNT công nhận là giống tiến bộ kỹ thuật. Mật độ để sản xuất củ giống đã được xác định với giống KT6 là 24 – 30 cây/m2, năng suất đạt 9,3 – 10,1 tấn/ha, và số củ thu được từ 304 – 337 củ/m2 (Phạm Xuân Liêm, 1991)[20]. Nếu trồng với mật độ cao có bổ sung dinh dưỡng hợp lý có thể cho năng suất 23 tấn củ giống/ha. Trương Công Tuyện và cs, (2005)[49] nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật tác động đến năng suất và tỷ lệ củ thương phẩm ở khoai tây hạt lai ngay từ đời gieo hạt Go đã kết luận: Cỡ hạt giống là một trong những nhân tố có tác động lớn đến năng suất và tỷ lệ củ thương phẩm. Nên dùng hạt có kích thước từ 800 – 1000 hạt/g, chỉ trồng cây con tốt nhất khi có độ tuổi là 20 – 30 ngày. Vì trồng ở độ tuổi cao thì chất lượng cây giống giảm, từ đó ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất và tỷ lệ củ thương phẩm. Như vậy, sản xuất khoai tây bằng hạt làm tăng hệ số nhân, giảm chi phí sản xuất nhưng quần thể gieo hạt có sự phân ly tính trạng mạnh. Để thu được năng suất cao và củ thương phẩm tương đối đồng đều thì sử dụng hạt lai cho kết quả tốt hơn hạt thụ phấn tự do, tuy nhiên chi phí cho việc sản xuất hạt lai rất cao. Mặt khác kỹ thuật trồng lại phức tạp vì phải trải qua giai đoạn vườn ươm cũng là một khó khăn cho sản xuất khoai tây, đặc biệt là các hộ nông dân ở miền núi. * Biện pháp trồng khoai tây ở vùng núi cao Nhiều nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu hiện tượng già hóa khoai tây đều thống nhất: Củ khoai tây cần có thời gian bảo quản ngắn trong điều kiện nhiệt độ thấp. Vì vậy có thể dùng biện pháp bảo quản lạnh để làm chậm quá trình già hóa củ giống, tạo giống trẻ sinh lý bằng cách trồng khoai tây vụ Xuân để rút ngắn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 33 thời gian bảo quản giống, chọn giống có thời gian ngủ dài và sản xuất củ giống trên các cao nguyên để cung cấp cho vùng đồng bằng. Sản xuất khoai tây ở vùng núi cao cung cấp giống cho vùng đồng bằng đã được áp dụng ở nhiều nước. Hàn Quốc xây dựng hệ thống khoai tây quốc gia, chủ yếu dựa vào việc sản xuất giống trên vùng núi Alpine, độ cao 700m so với mặt biển, sau đó nhân thêm 3 vụ nữa để cung cấp giống cho nông dân trồng đã làm cho năng suất khoai tây cả nước tăng 37% (Kim, Y.C., et al., 1986)[99]. Ở Việt Nam nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu hiện tượng già hóa của cây khoai tây và tìm ra biện pháp khắc phục hiện tượng này. Theo Đào Huy Chiên, (1993)[2]; Phạm Xuân Tùng, (1993)[45] ở Sa Pa và Đà Lạt hoàn toàn có thể sản xuất khoai tây có chất lượng giống tốt, trẻ sinh lý để phục vụ cho sản xuất khoai tây ở đồng bằng bắc bộ. Trần Văn Ngọc và cs, (1995)[22] đã nghiên cứu và đề xuất sơ đồ hệ thống nhân giống khoai tây tại Đà Lạt nhằm cung cấp giống cho vùng đồng bằng Bắc Bộ. 1.3.1.3. Hiện tượng thoái hóa giống khoai tây Thoái hóa giống là hiện tượng khi sử dụng giống tại chỗ và trồng liên tiếp nhiều vụ cây sinh trưởng kém, cây thấp, lá xoăn, thân có vết loang lổ, dị dạng, củ nhỏ dẫn đến giảm năng suất (Vũ Triệu Mân, 1978; Nguyễn Văn Viết, 1991)[17], [52]. Thoái hóa giống là một trong những nguyên nhân chính mà nông dân không chấp nhận những giống chất lượng thấp. Beukema et al., (1990)[65] chứng minh rằng, sự thuần khiết của giống, tuổi sinh lý và củ sạch bệnh là những nhân tố quan trọng nhất tác động đến năng suất và chất lượng củ. Khoai tây là cây sinh sản vô tính, khi được trồng liên tục thì khả năng cho năng suất sẽ giảm vì giống thường hay bị nhiễm bệnh. Theo Nguyễn Quang Thạch và cs, (1993)[32] thì có 2 nguyên nhân thoái hóa giống: thoái hóa bệnh lý (nhiễm virus) và thoái hóa sinh lý (củ giống bị già sinh lý do bảo quản lâu trong điều kiện nóng ẩm). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 34 * Thoái hóa bệnh lý (nhiễm virus) Hiện tượng thoái hóa giống khoai tây do virus đã được Parmentier phát hiện từ năm 1786 nhưng phải mất một thế kỷ sau người ta mới xác định được đặc tính của virus và khẳng định chúng là nguyên nhân gây ra thoái hóa khoai tây (Liviel, 1986)[163]. Khoai tây là ký chủ của 60 loại virus khác nhau gây bệnh cho cây trồng, trong đó có 33 loại virus hại khoai tây, 6 loại virus gây hại điển hình là: - PLRV (Potato Leaf Roll Virus): Gây bệnh cuốn lá, làm giảm năng suất từ 40 – 90%. - PVY (Potato Virus Y): Gây bệnh xoăn lá, khảm lá, lùn cây và làm giảm năng suất 50 – 90%. - PVA (Potato Virus A): Gây bệnh khảm lá làm biến dạng lá và giảm năng suất 50%. - PVX (Potato Virus X): Gây bệnh khảm lá nhưng không biến dạng, làm giảm năng suất 10 – 20%. - PVS (Potato Virus S): Triệu chứng ẩn, có thể làm giảm diện tích lá, gây đổ cây, giảm năng suất từ 10 – 15%. - PVM (Potato Virus M): Gây bệnh cuốn lá nhẹ ở ngọn, khảm gân lá, giảm năng suất từ 60 – 70%. Ở Việt Nam bệnh virus xuất hiện ở khắp các vùng trồng khoai tây. Tỷ lệ quan sát bằng triệu chứng bên ngoài đã xác định được có từ 14,6% đến gần 75% diện tích trồng khoai bị bệnh virus, nếu kiểm tra bằng huyết thanh và phương pháp khác tỷ lệ nhiễm virus đã lên tới 26,6% - 87,1% (Vũ Triệu Mân, 1986)[18]. Kiểu truyền bệnh chủ yếu do rệp đặc biệt là rệp đào Myrus persucae sulr, ngoài ra còn truyền bằng cơ giới (Lê Hưng Quốc, 2006)[26]. Theo Merlet, (1979)[164] nếu mật độ rệp cao thì sau 1 vụ có thể tỷ lệ bệnh có thể lên tới 80 – 100%. Virus xâm nhập vào cây làm hệ thống ADN của tế bào thay đổi theo hướng làm nhiệm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 35 vụ nhân bản virus, những cây đó trở thành nguồn lây bệnh cho củ, những cây khác và những vụ tiếp theo nếu dùng củ này làm giống (Beukema et al., 1990)[65]. * Thoái hóa sinh lý Cho tới thập kỷ 90, các nhà nghiên cứu sinh lý khoai tây, điển hình là Madec và Perenec, Trung tâm Cải lương giống Landermeau (Pháp) đã làm sáng tỏ hiện tượng thoái hóa sinh lý. Họ đưa ra khái niệm tuổi sinh lý và sự già hóa của củ giống. Củ khoai tây luôn có các hoạt động sống và thường diễn ra theo chiều hướng già hóa (Perenec, 1985)[165]. Củ càng già nếu thời gian từ ngày hình thành trên cây mẹ đến lúc theo dõi càng lâu và nhiệt độ trong quá trình hành thành củ cũng như trong quá trình bảo quản càng cao (Crosnier, 1987)[161]. Tuổi sinh lý có tầm quan trọng như tình trạng bệnh lý của giống, vì nó ảnh hưởng đến sinh trưởng và sự hình thành năng suất khoai tây. Củ trẻ thường có sức sống mạnh hơn, chín muộn hơn, năng suất thường cao hơn (Caldiz et al., 2000)[68]. Tình trạng sinh lý của củ giống bị ảnh hưởng bởi điều kiện trồng trọt, thời gian và điều kiện bảo quản. Nếu trồng khoai tây trong điều kiện ấm, bảo quản ở nhiệt độ cao củ giống bị già nhanh hơn khi được trồng ở vùng lạnh và bảo quản ở nhiệt độ thấp. Giống có thời gian ngủ ngắn bước vào giai đoạn già sớm hơn giống có thời gian ngủ nghỉ dài. Chính vì vậy, ở vùng Đông Nam Á, vì phải bảo quản lâu trong thời gian nhiệt độ cao nên củ giống bị già hóa nhanh và cho năng suất thấp (Crosnier, 1987)[161]. Kết quả nghiên cứu của Trương Văn Hộ và cs, (1990)[13] cho thấy, với điều kiện bảo quản trong gia đình sau 6 tháng củ giống đến tuổi trồng là tốt nhất, hao hụt về khối lượng thời điểm này là 10%. Từ tháng thứ 7 đến tháng thứ 9 khoai tây phải chờ đến vụ trồng, củ nhăn nheo, mầm phát triển nhanh, trồng ra ngoài bị già yếu. Trồng củ trẻ sinh lý năng suất cao hơn 40% so với trồng củ già. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 36 Kết quả nghiên cứu của Trịnh Khắc Quang và cs, (2000)[25] cho biết, sức sinh trưởng và độ phủ luống ở đời 2 và đời 3 thấp hơn đời 1. Tỷ lệ nhiễm virus và bệnh mốc sương của đời 2 và đời 3 cao hơn đời 1. Nguyên nhân do củ giống có thời gian bảo quản quá dài (9 tháng) trong điều kiện nóng ẩm đã biểu hiện già sinh lý, chất lượng giảm sút là nguyên nhân quan trọng dẫn đến sức sinh trưởng và năng suất giảm ở các đời sau. Ngoài ra sự lây nhiễm virus trên đồng ruộng cũng là nguyên nhân thoái hóa giống sau các vụ trồng. Như vậy, hiện tượng thoái hóa bệnh lý là kết quả hoạt động mạnh mẽ của virus, chúng làm thay đổi các hoạt động sống của cây, làm giảm năng suất và phẩm chất khoai tây. Bệnh virus không ngừng lây lan trong suốt quá trình trồng trọt, nó là căn bệnh rất nguy hiểm, không thể chữa được. Thoái hóa sinh lý chủ yếu do tác động của môi trường, đặc biệt là điều kiện bảo quản củ giống. Vì vậy trong sản xuất cần có biện pháp khắc phục hiện tượng thoái hóa giống. 1.3.2. Một số nghiên cứu về biện pháp kỹ thuật trồng khoai tây 1.3.2.1. Một số nghiên cứu về thời vụ trồng khoai tây Để xác định số lượng thời vụ có thể trồng trọt và thời gian sinh trưởng, Gzones dựa vào mô hình của Stol et al., 1991 và thấy rằng: Nhiệt độ bắt buộc hàng ngày để xác định thời vụ gieo trồng là >50C và <300C, tổng tích ôn là 1500 0C đến 30000C. Khoai tây sinh trưởng không bình thường khi nhiệt độ thấp hơn 50C và cao hơn 300C, khoai tây ngừng sinh trưởng khi nhiệt độ xuống dưới 2 0 C (Haverkort et al., 1997)[86]. Bên cạnh yếu tố nhiệt độ, cần xác định các yếu tố khác quyết định độ dài của thời vụ gieo trồng (Haverkort, 1991)[85]. Năng suất khoai tây đạt tối đa khi đất duy trì được độ ẩm (Ojala et al., 1990)[119]. Như ở vùng Trung Phi nhiệt độ thích hợp cho khoai tây sinh trưởng trong suốt cả năm nhưng môi trường (lượng mưa, ẩm độ không khí) và yếu tố sinh lý lý tưởng chỉ trong khoảng 100 ngày vì vậy khoai tây chỉ được trồng 1 vụ với giống có thời gian sinh trưởng là 100 ngày Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 37 (Haverkort A.J., et al., 1997)[86]. Cường độ chiếu sáng, độ dài ngày và điều kiện trồng trọt cũng là yếu tố ảnh hưởng đến việc xác định thời vụ gieo trồng. Nơi cường độ chiếu sáng cao và nhiệt độ thích hợp cho cây trồng sinh trưởng, thì thời vụ dài hơn và hiển nhiên là tiềm năng năng suất cao hơn. Nghiên cứu của Kunkel et al., (1987)[103] ở Washington (USA), Van Keulen et al., (1995)[151] tiến hành ở hầu hết vùng đông bắc Âu cho kết quả là, khoai tây được trồng ở những vụ có nhiệt độ và cường độ ánh sáng thích hợp năng suất có thể bằng hoặc cao hơn 140 tấn/ha. Tuy nhiên vào mùa xuân, do gặp nhiệt độ và cường độ ánh sáng thấp nên năng suất khoai tây chỉ chỉ dao động từ 15 – 19 tấn/ha. Tiềm năng năng suất và khối lượng chất khô thực tế của củ cao nhất ở vùng có nhiệt độ như ở tây bắc Âu, tây bắc Mỹ (Stol et al., 1991)[140]. Do điều kiện thời tiết khí hậu thích hợp nên có thể trồng được nhiều vụ trong năm hơn. Như ở Argentina có 4 vụ có thể trồng được khoai tây, vụ sớm (tháng 6-10), vụ trung bình sớm (7-11), trung bình muộn (10-4), và vụ muộn (12-6). Vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới châu Mỹ la tinh, châu Phi, châu Á đều có thể trồng khoai tây (Hijmans, 1999; Stol et al., 1991; Van Haren, 1998; Van Keulen et al., 1995)[88], [140], [150], [151], tuy nhiên vùng này có nhiệt độ cao, ánh sáng ngày ngắn và nhiều điều kiện khí hậu không thích hợp khác nữa nên tỉ lệ giữa năng suất thực tế với tiềm năng năng suất là rất thấp và thời vụ gieo trồng ngắn, chỉ trồng được 1 đến 2 vụ/năm (Caldiz, D.O., et al., 2001)[69]. Thời vụ gieo trồng ngắn không chỉ trồng được ít vụ mà năng suất cây trồng cũng không cao (Hunt, 1993)[92]. Ở Trung du và miền núi phía Bắc Việt Nam, khung thời vụ trồng khoai tây nằm trọn trong thời gian từ vụ lúa Mùa sang vụ lúa Xuân. Khoai tây vụ Đông có thể trồng từ thượng tuần tháng 10 đến hạ tuần tháng 11 vẫn cho thu hoạch. Thời vụ tốt nhất để trồng khoai tây là trung tuần tháng 10 đến trung tuần tháng 11. Thời vụ này có thể đáp ứng đầy đủ nhất về nhiệt độ, ánh sáng để cây khoai tây Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 38 sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao. Trồng sớm hơn, khoai tây sớm bị rạc (nhất là những vụ nắng nóng kéo dài, rét đến muộn), nếu trồng muộn hơn khoai tây sẽ gặp rét ngay lúc mới mọc, phát triển chậm, nên cho năng suất thấp (Nguyễn Văn Thắng và cs, 1996)[40]. Theo Vũ Thị Bích Dần và cs, (1995)[6], vụ Đông sớm ở đồng bằng Bắc Bộ thường được bố trí từ trung tuần tháng 9 đến trung tuần tháng 10. Thời vụ này thường gặp điều kiện thời tiết khí hậu bất thuận như lượng mưa lớn (190 mm trong tháng 9 và 160 mm trong tháng 10) và nhiệt độ cao (28 – 320C), ảnh hưởng không nhỏ đến sinh trưởng và phát triển của cây khoai tây vì vậy, nên trồng những giống có nguồn gốc nhiệt đới như KT2. Mặt khác khoai tây trồng ở Việt Nam thời gian xuất hiện củ rất ngắn chỉ khoảng 35 - 40 ngày sau trồng, đặc biệt với các giống ngắn ngày, mầm già sinh lý củ xuất hiện sớm hơn và thời gian sinh trưởng ngắn nên năng suất không cao. Ở vùng nam khu 4 cũ, mùa mưa kết thúc muộn nên khoai tây có thể trồng vào trung tuần tháng 11. Còn vùng núi khí hậu ôn hòa như Sapa, Đà Lạt có thể trồng được quanh năm, nhưng hình thành 2 vụ chính, vụ khoai mùa mưa và vụ khoai mùa khô. Vụ khoai mùa mưa thường bị mốc sương phá hại nặng (Đỗ thị Bích Nga và cs, 1990)[21]. Ngô Đức Thiệu và cs, (1986)[41] tổng kết khí hậu thời tiết ở vùng đồng bằng Bắc bộ cho phép trồng thêm khoai tây vụ Xuân. Thời vụ có ý nghĩa quyết định đến sự thành bại của vụ khoai tây Xuân. Thời vụ trồng tốt nhất là từ 1 – 15 tháng giêng, trồng quá muộn (từ 15/2 trở đi) khoai tây bị giảm năng suất nghiêm trọng, khi thu hoạch gặp trời mưa sẽ bị thối củ trong bảo quản. Nghiên cứu của Đào Mạnh Hùng, (1996)[16] đã kết luận, khoai tây vụ Xuân được trồng từ hạ tuần tháng 12 đến thượng tuần tháng giêng, thu hoạch trung tuần tháng 4. Tháng 12 có nhiệt độ trung bình là 18,10C, tháng giêng lạnh nhất trong năm nhưng vẫn đạt 16,10C nên ảnh hưởng không nhiều đến quá trình mọc mầm và sinh trưởng của khoai tây ở giai đoạn đầu. Nhiệt độ bắt đầu tăng dần Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 39 vào cuối tháng 2 và tháng 3 rất thích hợp cho thân lá phát triển và không ảnh hưởng nhiều đến hình thành và phát triển của củ. Nhiệt độ trung bình tháng 4 đạt 23,7 0C, có nhiều ngày nhiệt độ lên trên 250C trở ngại cho sự hình thành và tốc độ phình to củ nên số lượng củ ít, kích thước nhỏ và năng suất thấp. Đây là một trong những lý do giải thích tại sao khoai tây vụ Xuân có năng suất thấp hơn khoai tây vụ Đông. Đầu vụ Xuân, lượng mưa rất thấp và tăng dần vào tháng 2, tháng 3, lượng mưa tăng nhanh vào cuối tháng 4, vì vậy thời kỳ đầu cần đủ ẩm để khoai tây mọc mầm và phát triển thuận lợi, cuối vụ cần tiêu úng triệt để đảm bảo chất lượng củ, đặc biệt là khoai giống. Mặt khác từ cuối tháng 1 đến cuối tháng 3 có số ngày mưa phùn nhiều gây độ ẩm cao, nhiệt độ không khí tăng dần nên bệnh mốc sương phát triển mạnh (Đỗ Thị Bích Nga và cs, 1990)[21]. Thời gian chiếu sáng: Đầu vụ Xuân có thời gian chiếu sáng trong ngày ngắn, ngắn nhất vào tháng 2, 3 sau đó thời gian chiếu sáng tăng nhanh vào tháng 4. Điều kiện này không thuận lợi cho khoai tây sinh trưởng và phát triển, vì vậy vụ Xuân cần trồng khoai tây sớm từ tháng 12 đến đầu tháng 1 mới đảm bảo cho cây sinh trưởng tốt trước khi bước vào giai đoạn phình to củ (Đào Mạnh Hùng, 1996)[16]. Thời vụ là một trong những yếu tố ảnh hưởng quyết định đến sự thành công trong sản xuất khoai tây. Nghiên cứu của nhiều tác giả đã kết luận, khoai tây trồng an toàn trong thời tiết vụ Đông ở miền Bắc nước ta (từ 15/10 trở đi) và có thể trồng thêm khoai tây vụ Xuân. Tuy nhiên, việc xác định thời vụ trồng khoai tây còn phụ thuộc vào yếu tố đất đai và khí hậu từng vùng (Trương văn Hộ và cs, 1990)[12]. Vì vậy để phát triển khoai tây lên Bắc Kạn cần nghiên cứu để có thời vụ gieo trồng tốt nhất. 1.3.2.2. Một số nghiên cứu về mật độ gieo trồng Năng suất củ tương quan thuận với các thông số sinh trưởng như: số thân, số nhánh, đường kính thân và độ che phủ (Trần Như Nguyện và cs, 1990)[23]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 40 Sự tương quan này còn phụ thuộc vào giống. Theo Allen et al., (1992)[59], những giống sinh trưởng hữu hạn có số lá/thân chính cố định cần trồng với khoảng cách giữa các hàng rộng hơn những giống sinh trưởng bất định vì những các giống sinh trưởng hữu hạn lá dễ bị tổn thương trong giai đoạn trải lá. Endale Gebre et al., 2001)[76] thiết kế thí nghiệm nhằm xác định khoảng cách tối ưu cho các giống khoai tây chín sớm Awash (90 - 99 ngày), giống chín trung bình Menagesha (100 - 119 ngày) và chín muộn Tolcha (120 - 130 ngày), khác nhau về hình thái tán lá. Năng suất của các giống khoai tây đều đạt cao nhất khi được trồng với khoảng cách là 75 x 20cm. Nếu trồng với khoảng cách giữa các cây là 30 cm thì năng suất tăng rõ ràng ở những công thức có khoảng cách giữa các hàng là 45, 60 và 75 cm. Nhưng nếu tăng khoảng cách cả hàng và cây thì năng suất giảm. Với giống chín muộn Menagesha, khi trồng củ giống có đường kính từ 30 - 50 mm thì năng suất ít biến động theo khoảng cách. Khoảng cách giữa các hàng nhỏ hơn 60 cm cũng có vấn đề trên đồng ruộng vì số lượng củ nhiều nhưng củ nhỏ hơn, nếu tăng khoảng cách hàng sẽ làm số lượng củ giảm. Khoảng cách giữa các hàng thích hợp nhất là 60 - 75 cm, vì ở khoảng cách này làm tăng cả tổng số củ và số lượng củ có đường kính > 40 mm. Với cả giống chín sớm, trung bình và chín muộn thì khối lượng củ tăng khi khoảng cách cây tăng từ 20 cm lên 35 cm (Endale Gebre et al., 2001)[76]. Khoảng cách trồng khoai tây tác động rất rõ đến cỡ củ, khối lượng trung bình củ và số lượng củ/m2. Trồng với khoảng cách rộng làm tăng khối lượng củ, còn trồng với khoảng cách hẹp làm tăng số lượng củ. Khoảng cách giữa các cây là 20 cm thì có 87,4% củ có đường kính >30 mm, trong đó củ có đường kính > 40 mm là 61,8%. Khoảng cách giữa các cây tác động đến năng suất không mạnh bằng khoảng cách giữa các hàng. Thường thì số lượng củ giảm đáng kể khi được trồng với hàng rộng (>90 cm), vì ít có sự cạnh tranh về sinh trưởng và củ đạt kích tối đa nhanh hơn. Tuy nhiên khi trồng với khoảng cách giữa các hàng quá rộng thì năng suất giảm (Berga et al., 1994)[62]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 41 Nghiên cứu của Trương Văn Hộ, (1990)[13] kết luận, mật độ gieo trồng phụ thuộc vào cỡ củ giống. Củ giống có đường kính nhỏ hơn 25 mm tỷ lệ mọc thấp, số thân/ khóm ít dẫn đến số thân/m2 thấp, không đạt được số thân cần thiết để tạo củ (vùng nhiệt đới phải đạt trên dưới 20 thân chính/m2), tỷ lệ diện tích lá thấp (chỉ đạt dưới 80%), cây sinh trưởng không đều. Với cỡ củ giống to và vừa, cây mọc đều, sinh trưởng tốt, số thân/m2 cao hơn, thân lá phủ kín luống. Vì vậy củ nhỏ phải trồng với mật độ dày 5,5 khóm/m2, củ to và vừa chỉ cần trồng với mật độ 4,5 khóm/m2. Theo Nguyễn Văn Viết và cs (1995)[54], nếu trồng khoai tây để làm giống có thể trồng với mật độ dày 7 – 8 khóm/m2, năng suất khá cao (18,8 tấn/ha), mặc dù kích thước củ nhỏ nhưng số củ nhiều nên tăng hệ số nhân giống (14,6 củ/khóm) và sự hao hụt trong bảo quản cũng thấp hơn. Trường hợp trồng khoai tây thương phẩm, cần trồng với khoảng cách 50 x 25 cm hoặc 60 x 25-30 cm (Đường Hồng Dật, 2005)[7]. Mật độ trồng tác động mạnh đến năng suất khoai tây, trồng mật độ cao làm tăng số lượng củ/m2, mật độ thấp thì tăng khối lượng củ. Do đó tùy thuộc vào mục đích gieo trồng để chọn mật độ trồng thích hợp. Mặt khác mật độ trồng khoai còn phụ thuộc vào đất đai, giống nên khi xác định được giống thích hợp cho sản xuất khoai tây ở Bắc Kạn cần nghiên cứu mật độ trồng để sản xuất khoai tây đạt hiệu quả kinh tế cao nhất. 1.2.2.3. Một số nghiên cứu về phân bón cho khoai tây * Nghiên cứu về liều lượng và hiệu quả sử dụng đạm, lân, kali Với phân bón thì cả thời gian và tỷ lệ bón đều có thể điều khiển được để tăng khả năng sinh lý của khoai tây. Xác định liều lượng và thời gian bón thích hợp làm giảm sự mất dinh dưỡng, tăng hiệu quả sử dụng, làm giảm ô nhiễm nguồn nước (Papadopoulos, 1988)[120]. Ảnh hưởng của đạm đến năng suất khoai tây đã được nghiên cứu từ thập kỷ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 42 70, thời gian này lượng đạm khuyến cáo rất cao là 400 kg N/ha, 3 thập kỷ sau lượng đạm bón cho khoai tây còn được duy trì khá cao vì hiệu quả sử dụng của phân đạm thấp (Papadopoulos, 2000)[121]. Năng suất tối ưu của khoai tây đạt được khi bón ít nhất là 45 đến 400 kg N/ha (Porter et al., 1991)[122]. Ở California thường bón với lượng 162 – 267 kg N/ha (Timm et al., 1983)[143], lượng đạm khuyến cáo ở Trung Quốc là 140 – 170 kg N/ha khi trồng khoai tây không tưới trong đất mùn và đất cát (Hong Li et al., 2003)[90]. Hai thí nghiệm bố trí ở thung lũng Jordan thấy rằng, năng suất khoai tây tăng tỷ lệ thuận với lượng đạm bón. Năng suất khoai tây tăng chủ yếu do tăng kích thước của củ, tuy nhiên khi tăng lượng đạm từ 49 lên 98 kg N/ ha thì năng suất củ cũng không thay đổi, khoai tây chỉ có phản ứng khi tăng lượng bón lên 147 kg N/ha (Mohammad et al., 1999)[114]. Khoai tây là cây trồng có hệ số sử dụng đạm thấp hơn các cây ngũ cốc, chỉ có 33 - 56% lượng đạm bón vào được cây trồng hấp thu (Smit et al., 1992)[137]. Ðiều đó có thể là do sự phát triển của rễ khoai tây kém hơn cây ngũ cốc và một phần do khoai tây được trồng trên các luống nên dễ bị mất đạm hơn (Vos et al., 1986)[156]. Nhiều nghiên cứu cho thấy có sự tương quan giữa năng suất khoai tây với lượng đạm hấp thu, hệ số sử dụng đạm, lượng đạm có trong đất (Hegney et al., 2000; Hodges, 1999)[87], [89]. Vì vậy cần có biện pháp để tăng khả năng hấp thu đạm của khoai tây. Xu hướng mất đạm rất rõ đã được nghiên cứu ở nhiều vùng đất trồng khoai tây (Darwish, 2001)[70]. Hầu hết lượng đạm bị mất do quá trình khử nitơ, sự cố định đạm vào trong đất và bị giữ lại hoặc do rửa trôi ra khỏi vùng rễ (Mohammad et al., 1999)[114]. Số lượng NO3 bị thẩm thấu tăng theo lượng đạm bón (Goh et al., 1986)[83]. Hệ số sử dụng đạm của khoai tây phụ thuộc vào vùng sinh thái, kết cấu của đất, kỹ thuật trồng trọt và giống. Vùng ôn đới châu Âu hiệu quả sử dụng đạm chỉ đạt 30 - 40%, ở Thổ Nhĩ Kỳ hệ số sử dụng đạm là 42%, ở Jordan hệ số sử dụng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 43 đạm nhỏ hơn 40%. Hệ số sử dụng đạm đạt 56% khi quá trình thẩm thấu nhỏ, nhưng khi quá trình thẩm thấu đạm cao thì hệ số sử dụng đạm chỉ đạt 3% (Errebhi et al., 1998)[77]. Giống chín muộn có hệ số sử dụng đạm cao hơn giống chín sớm, vì chúng có thời gian sinh trưởng dài hơn (Van Delden, 2001)[147]. Điều này có ý nghĩa rất quan trọng vì trên mỗi loại đất, mỗi loại giống cần nghiên cứu để có liều lượng và phương pháp bón đạm thích hợp (Darwish et al., 2003)[71]. Quản lý dinh dưỡng đạm ở vùng trồng khoai tây là rất quan trọng cho sản xuất và môi trường. Khoai tây là cây trồng yêu cầu lượng đạm bón nhiều để đạt năng suất tối ưu, hệ số sử dụng đạm thấp là nguy cơ dẫn đến lượng đạm bị mất vào môi trường. Do đó cần nghiên cứu để có liều lượng và thời gian bón đạm thích hợp cho từng giống cũng như từng loại đất. Khoai tây cũng cần nhiều phospho cho sự sinh trưởng, tuy nhiên hiệu lực của phospho phụ thuộc nhiều vào hàm lượng phospho và vôi có ở trong đất (Vos et al., 2000)[158]. Bảng 1.8. Liều lƣợng phospho khuyến cáo dựa trên cơ sở hàm lƣợng phospho và vôi có ở trong đất Hàm lƣợng P trong đất (ppm) Liều lƣợng P2O5 cần bón (kg/ha) Lượng vôi trong đất bằng 5% Lượng vôi trong đất bằng 10% Lượng vôi trong đất bằng 15% 0 240 360 480 5 160 280 400 10 80 200 320 15 0 120 240 20 0 40 160 25 0 0 80 30 0 0 0 (Nguồn: Harris P.M., 1992)[84] Kali ảnh hưởng mạnh đến sự sinh trưởng và năng suất khoai tây. So sánh công thức bón kali ở châu thổ Ai cập cho thấy, năng suất củ đạt cao nhất khi bón Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 44 72 kg K2O và 120 kg N/0,4 ha; 96 kg K2O + 180 kg N/0,4 ha hoặc 80 kg K2O + 150 kg N /0,4 ha (Rabie, 1996)[123]. Thí nghiệm bón kali cho khoai tây trên đất cát với liều lượng 60 và 120 kg/0,4 ha cho kết quả: Khi bón 120 kg K2O tăng được 25 - 30% khối lượng củ tươi, khối lượng thân lá tươi giảm ở giai đoạn 75 - 90 ngày sau trồng so với công thức bón 60 kg K2O. Tỷ lệ củ/thân lá cao hơn ít nhất 50% khi bón lượng kali cao ở giai đoạn 75 - 90 ngày sau trồng. Chiều cao cây ở những công thức này cũng cao hơn 10 - 20%. Bón lượng kali cao làm năng suất củ tăng 10 - 20%. Bón nhiều kali làm tăng số lượng củ trung bình (28 - 60 mm) và số củ to (>60mm) lên 15 - 40%. Điều đó kết luận rằng kali là yếu tố chìa khoá cho sản xuất khoai tây trên đất cát (Tawfik A. A., 2001)[142]. Nghiên cứu của Trịnh Khắc Quang, (2000)[25] kết luận, bón kali với lượng 150 – 200 kg K2O/ha là thích hợp để khoai tây cho năng suất cao, số củ/khóm nhiều, chất lượng củ giống tốt và ít hao hụt trong bảo quản. Đã có nhiều công trình nghiên cứu về phân bón cho khoai tây, đặc biệt là nghiên cứu về bón đạm. Các nghiên cứu đều thống nhất: Khoai tây đòi hỏi lượng dinh dưỡng cao, trong khi hệ số sử dụng dinh dưỡng thấp thì nguy cơ mất dinh dưỡng là rất lớn. Hệ số sử dụng phân bón phụ thuộc nhiều vào điều kiện đất đai, khí hậu, giống… do đó mỗi loại giống, mỗi vùng sinh thái cần nghiên cứu để xác định lượng phân bón phù hợp. * Nghiên cứu về thời gian và phương pháp bón đạm, lân, kali Thời gian bón phân là một trong những yếu tố hạn chế đến sinh trưởng và năng suất của cây khoai tây. Để tăng hiệu quả sử dụng và giảm dư lượng phân bón ở trong nước ngầm thì việc bón phân cho khoai tây vào đúng thời gian mà khoai tây cần là giải pháp tối ưu (Lauer, 1986)[104]. Ví dụ hệ số sử dụng đạm đạt tới 70% khi bón đạm đúng vào lúc cây cần nhiều đạm cho quá trình hình thành củ (Vos, 1999)[157], hoặc khi bón với lượng thấp (Hegney et al., 2000)[87]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 45 Sự sinh trưởng của cây phụ thuộc vào sự tạo thành chỉ số diện tích lá (LAI) lớn và duy trì lâu trong giai đoạn sinh trưởng sinh thực. Bón phân làm nhiều lần sẽ duy trì được bộ lá xanh lâu, cây sinh trưởng tốt hơn, đặc biệt là những giai đoạn khủng hoảng, phân bón được cung cấp đầy đủ thì khoai tây mới có thể cho năng suất cao (Stark et al., 1993)[139]. Bón nhiều đạm ở giai đoạn đầu, đặc biệt là trên đất cát làm cho lượng đạm dễ bị mất xuống dưới vùng rễ khi mưa to, thậm chí cả khi tưới nhiều nước. Bón đạm cho khoai tây ở giai đoạn phát triển củ mạnh nhất thì cho năng suất cao nhất. Hiện tại bón đạm làm nhiều lần được áp dụng phổ biến ở nhiều vùng sản xuất khoai tây (Errebhi et al., 1998)[77]. Nghiên cứu của Gathungu et al., (2000)[82] kết luận: Bón đạm sớm và bón làm nhiều lần trong giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng làm cho chỉ số diện tích lá cao dẫn đến khả năng hấp thu ánh sáng mặt trời tốt hơn, kết quả tất yếu là khối lượng chất khô của lá và thân cũng cao. Tuy nhiên bón đạm sớm cho kết quả tốt hơn, điều này có thể là do rễ sinh trưởng nhanh, số lượng rễ to nhiều, khối lượng chất khô của rễ cao. Rễ sinh trưởng tốt thì khả năng hấp thu nước và các chất dinh dưỡng tốt hơn. Bón đạm sớm thì sự hình thành củ cũng sớm hơn, cây có nhiều thời gian để tích lũy chất khô, kết quả là củ được hình thành nhiều, khối lượng chất khô của củ cao hơn (Kormondy, 1996)[101]. Ở Quebec (Canada) và một số vùng khác, thường bón nhiều đạm tập trung ở thời kỳ gieo trồng (Li et al., 1999)[105]. Bón đạm muộn thì giai đoạn đầu cây quang hợp kém nên số lượng củ/cây và khối lượng chất khô tích lũy vào củ thấp nhất. Điều này có thể do bón đạm muộn dẫn đến giai đoạn củ sinh trưởng thì thân lá cũng sinh trưởng mạnh, nên khối lượng chất khô chuyển về củ ít hơn (Gathungu et al., 2000)[82]. Bón đạm muộn thì thân lá sinh trưởng tốt và kéo dài nhưng củ lại ít và nhiều củ nhỏ, giảm quá trình chín và sinh trưởng của củ khoai tây nên năng suất thấp (Đường Hồng Dật, 2005; Westermann et al., 1988)[7], [160]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 46 Nhiều nghiên cứu lại cho kết quả: Năng suất củ khoai tây, sự tích lũy đạm và khối lượng chất khô ở củ, lượng đạm hút và hệ số sử dụng đạm không bị tác động bởi tỷ lệ hoặc thời gian bón đạm (Joern et al., 1995)[96]. Hiệu quả tác động của đạm có thể chỉ bị ảnh hưởng bởi lượng đạm bón (Errebhi et al., 1998; Waddell et al., 1999)[77], [159]. Ở Việt Nam thường dùng toàn bộ phân chuồng, phân lân, 1/2 hoặc toàn bộ kali, 1/3 lượng phân đạm để bón lót. Dùng 1/3 đạm và 1/2 kali (hoặc không bón thúc nếu đã bón lót toàn bộ kali) để bón thúc lần 1 vào lúc khoai đã mọc được 15 – 20 ngày kết hợp với xới và vun cho khoai tây. Lượng phân còn lại để bón thúc lần 2 cách lần 1 khoảng 15 – 20 ngày. Bón thúc cho khoai tây làm năng suất khoai tây cao hơn, lượng khoai thương phẩm nhiều hơn so với chỉ bón lót 1 lần. Tuy nhiên bón thúc cần tiến hành sớm vào thời kỳ cây khủng hoảng dinh dưỡng để cho thân lá khoai tây phát triển nhanh ở giai đoạn đầu, khoai tây ra củ tập trung và giảm tối đa tỷ lệ khoai bi (Đường Hồng Dật, 2005; Nguyễn Văn Thắng và cs, 1996)[7], [40]. Hiệu quả sử dụng đạm của khoai tây không những phụ thuộc vào thời gian bón đạm mà còn phụ thuộc vào phương pháp bón (Addiscott et al., 1992)[57]. Mohammad et al., (1999)[114] kết luận, bón đạm vào đất có hệ số sử dụng đạm tương đương với hòa vào nước và năng suất của cũng không sai khác. Tuy nhiên, Darwish et al., (2003)[71] cho rằng bón đạm theo kiểu tưới dung dịch vào vùng rễ có thể đạt được hệ số sử dụng đạm cao và dư lượng còn lại trong đất thấp hơn các phương pháp bón khác. Vị trí bón cũng ảnh hưởng đến khả năng sử dụng phân bón, sinh trưởng, phát triển và năng suất khoai tây. Phân có thể được cung cấp tốt nhất vào gần nơi đặt củ giống. Nghiên cứu ở California khuyến cáo nên bón đạm cách nơi đặt củ giống 5 cm cả về bề rộng lẫn chiều sâu (Ngugi, 1982)[117]. Nghiên cứu của Roberts et al., (1991)[128] cũng cho kết quả là, bón đạm tập trung tăng hiệu quả sử dụng đạm khoảng 10% so với bón vãi ở công thức chỉ bón 1 lần khi trồng. Tuy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 47 nhiên khi bón đạm làm nhiều lần thì vị trí bón không có tác động rõ ràng đến hệ số sử dụng đạm hoặc năng suất củ. Nghiên cứu của Joern et al., (1995)[92] kết luận, vị trí bón phân chỉ làm tăng khối lượng chất khô của thân lá và lượng đạm hút trong suốt giai đoạn đầu, nhưng hiệu quả tác động đó chỉ tạm thời không được duy trì đến lúc thu hoạch. Trong trường hợp nước không phải là yếu tố hạn chế thì phương pháp bón đạm không phải là yếu tố quan trọng trừ trường hợp đất nghèo dinh dưỡng. Theo Đường Hồng Dật, (2005)[7] đối với khoai tây tốt nhất là nên bón phân tập trung vào dưới củ giống. Các loại phân hóa học khi hòa tan vào nước thường tạo phản ứng kiềm, cho nên khi bón vào dưới củ khoai tây giống, phân bón cần được trộn với đất, nếu không mầm khoai tây có thể bị hại khi mới mọc. Riêng kali clorua không nên bón tập trung vào dưới củ để tránh tác động có hại của ion Cl-, phân supe phosphat dạng viên bón vào rãnh làm năng suất tăng hơn 30%, hiệu quả sử dụng phân bón tăng 2,5 lần. Nghiên cứu mới đây cho kết quả, biện pháp phun KCl với nồng độ 2 g/lít lên lá vào giai đoạn 30 ngày sau trồng cho khoai tây ảnh hưởng tốt đến quá trình hình thành và ổn định hàm lượng diệp lục, cường độ quang hợp. Đặc biệt bổ sung KCl lên lá khoai tây làm tăng khối lượng củ/khóm từ đó làm tăng năng suất củ từ 104,1 – 113,6% so với đối chứng (Trương Đích và cs, 2005)[9] Những kết quả nghiên cứu trên cho thấy, thời gian và phương pháp bón đạm đã và đang là vấn đề mà nhiều nhà khoa học quan tâm. Mặc dù có nhiều quan điểm khác nhau nhưng các nhà nghiên cứu đều thừa nhận thời gian bón ảnh hưởng rõ ràng đến năng suất. Tuy nhiên còn rất ít nghiên cứu về thời gian và phương pháp bón lân và kali cho khoai tây. 1.3.2.4. Nghiên cứu về tưới nước và tạo vồng, vun gốc cho cây khoai tây Việc đảm bảo đủ nước cho khoai tây trong quá trình sinh trưởng, phát triển là một trong những yếu tố quan trọng để đảm bảo năng suất cao. Tưới nước đầy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 48 đủ trong giai đoạn đầu và suốt thời kỳ làm củ dẫn đến tăng số lượng củ/cây (Eldredge et al., 1996; Meyer et al., 1998)[75], [112]. Ngược lại tưới nước sau khi hình thành củ sẽ làm tăng kích thước củ (Shock et al., 1998)[134]. Cung cấp nước thường xuyên duy trì chất lượng củ và sức chống đỡ sâu bệnh (Roth, 1990; Trebejo et al., 1990)[129], [144]. Tưới nước phải dựa trên yêu cầu của cây, đặc biệt phải xem xét để biết được giai đoạn nào cây trồng khủng hoảng nước. Xác định giai đoạn nhạy cảm với sự thiếu nước của một giống riêng biệt trồng trong điều kiện thời tiết đất đai của mỗi địa phương cho phép thiết kế chế độ tưới hợp lý để cây trồng đạt được năng suất cao nhất và hiệu quả sử dụng nước tốt nhất. Trong thực tế người nông dân thường cung cấp nước cho khoai tây mà không cần biết giai đoạn đó cây có cần nước hay không. Trường hợp này tưới nước có thể làm giảm năng suất (Iqbal et al., 1999)[94]. Vun gốc có ảnh hưởng lớn đến sự tạo củ kể cả về số lượng và khối lượng củ, vun 2 lần hiệu quả hơn 1 lần. Vun gốc làm tăng từ 10,5 – 47% về khối lượng củ và 2,5 – 51,4% về số lượng củ. Vun 2 lần vào thời kỳ 15 và 30 ngày sau mọc cho năng suất tính theo khối lượng củ cao nhất và số củ lớn. Trong khi vun 2 lần vào 30 và 45 ngày sau mọc cho số củ cao tuy kích thước củ giảm thích hợp cho việc làm giống (Nguyễn Quang Thạch và cs, 2005)[34]. 1.3.2.5. Một số nghiên cứu về sâu bệnh hại khoai tây Để hạn chế thiệt hại do sâu bệnh ở mức thấp nhất việc cung ứng khoai tây sạch bệnh phải được coi trọng hàng đầu. Ở châu Âu, Pháp, Hà Lan đang áp dụng phương pháp chọn lọc dòng và xây dựng hệ thống sản xuất giống từ in-vitro. Cuba áp dụng phương pháp chọn lọc quần thể, Hàn Quốc, áp dụng phương pháp in-vitro và công nghệ thuỷ canh (Lê Hưng Quốc, 2006)[26]. Ở Việt Nam Viện Công nghệ sinh học nông nghiệp, trường Đại học Nông Nghiệp I mới xây dựng hệ thống sản xuất giống khoai tây sạch bệnh từ sản xuất cây in-vitro đến sản xuất giống xác nhận (Nguyễn Quang Thạch và cs, 2006)[35]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 49 Một trong những điều kiện quan trọng để sản xuất ra củ giống sạch bệnh là phải tìm ra vùng cách ly với nguồn bệnh cũng như môi giới truyền bệnh. Nhân các giống mới trong điều kiện không có vùng cách ly đã làm lô giống bị nhiễm bệnh và thoái hóa nhanh chóng (Nguyễn Văn Viết, 1987; 1992)[51], [53]. Để tạo ra vùng cách ly, nhiều nước đã thành lập các Trung tâm nhân giống tại các vùng cách xa khu vực trồng khoai hàng chục km. Đối với hệ thống nhân giống đơn giản một số tác giả cho rằng vùng cách ly ít nhất là 100m và tốt nhất là 2000m (Beukema et al., 1990)[65]. Ở Việt Nam, giai đoạn 1985 – 1989 sản xuất khoai tây giống sạch bệnh bằng phương pháp chọn lọc vệ sinh trên vùng cách ly địa hình đã đạt năng suất cao 21 tấn/ha với 50 ha thực nghiệm và 16 tấn/ha với 600 ha thực nghiệm (Vũ Triệu Mân, 1990)[19]. Tổ chức nhân và chọn lọc các giống mới ở khu tập trung cách ly kết hợp với chọn lọc vệ sinh quần thể để loại thải cây bệnh, hạn chế mức độ nhiễm bệnh (11,56% so với 28,57%) cho phép sản xuất khoai tây giống có chất lượng tốt với khối lượng lớn, năng suất khoai tây thương phẩm tăng 31,52% (Nguyễn Văn Viết, 1992)[53]. Biện pháp nuôi cấy đỉnh sinh trưởng (meristem) có thể tạo cây hoàn toàn sạch bệnh. Nếu cây sạch bệnh được trồng liên tiếp ở môi trường không cách ly thì khoai tây bị nhiễm virus rất nhanh. Khoai tây sạch bệnh nhập nội chỉ sau 1 vụ trồng, tùy từng giống mà tỷ lệ nhiễm virus biến động từ 1 – 10%. Ngoài ra tốc độ tái nhiễm cao, hệ số nhân giống thấp (Trương Công Tuyện, 1999)[47]. Trồng khoai tây bằng hạt cũng là biện pháp hạn chế sự lan truyền bệnh virus. Hầu hết các loại bệnh, đặc biệt là bệnh nguy hiểm không truyền qua hạt khoai tây. Các triệu chứng bệnh trên cây thực sinh chủ yếu là khảm lá và nhăn lá nhọn, đến đời vô tính mới xuất hiện triệu chứng như khảm nặng, cuốn lá và xoắn lùn. Mức độ nhiễm bệnh của khoai tây trồng bằng hạt thấp hơn nhiều so với trồng bằng củ vô tính. Ở đời thực sinh tỷ lệ bệnh 6,06 – 8,38%, đời vô tính 15,7 – Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 50 18,76%. Tốt nhất chỉ nên dùng củ giống từ hạt lai để trồng một chu kỳ ngắn là 2 – 3 vụ (Nguyễn Văn Viết và cs, 1995)[54]. Tuổi sinh lý của củ cũng tác động rõ đến hạn chế bệnh khoai tây, thu hoạch sớm (70 -80 ngày sau trồng) nguồn bệnh từ thân lá chưa kịp lan truyền xuống củ giống để gây thối củ trong kho. Nếu sử dụng phân hữu cơ tươi còn tàng trữ nguồn bệnh và trong những điều kiện nhất định bệnh sẽ phát triển và truyền vào củ ngoài đồng và gây thối củ trong kho (Nguyễn Văn Viết và cs, 1995)[54]. Nguyễn Văn Viết và cs, (1998)[55] đề xuất phương án phòng trừ tổng hợp sâu bệnh hại khoai tây hạt lai theo các bước sau: Chọn vùng trồng khoai tây thuần và tập trung có luân canh với 2 vụ lúa nước để sản xuất củ giống Go. Không trồng khoai tây lẫn với các cây vụ đông khác. Nên trồng khoai tây đúng thời vụ và đồng loạt, tưới giữ ẩm thường xuyên, bón phân chăm sóc kịp thời. Phát hiện sâu bệnh sớm, sâu xám có thể bắt bằng tay vào buổi sáng, khi xuất hiện nhện trắng phun thuốc Kenthan hoặc Danitol. Đối với bọ trĩ sử dụng Bassa, Trebon phun từ 1 – 2 lần, mỗi lần cách nhau 5 ngày, phun đồng loạt cả cây trồng khác. 1.4. Những kết luận rút ra từ phần tổng quan tài liệu Khoai tây là cây trồng có giá trị dinh dưỡng và hiệu quả kinh tế khá cao thích ứng với nhiều vùng sinh thái nên được trồng ở rất nhiều quốc gia trên thế giới. Những công trình nghiên cứu trên chỉ rõ rằng khoai tây có tiềm năng năng suất cao tuy nhiên sự chênh lệch giữa năng su