Luận án Tiến sĩ Nghiên cứu xác định các thông số cơ bản về giá thể, dinh dưỡng, pH và quanh chu kỳ làm cơ sở cho việc tăng củ nhỏ khoai tây giống G0

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM - NGUYỄN THẾ NHUẬN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN VỀ GIÁ THỂ, DINH DƯỠNG, pH VÀ QUANG CHU KỲ LÀM CƠ SỞ CHO VIỆC TĂNG CỦ NHỎ KHOAI TÂY GIỐNG THẾ HỆ G0 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM - NGUYỄN THẾ NHUẬN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN VỀ GIÁ THỂ, DINH DƯỠNG, pH VÀ QUANG CHU KỲ LÀM CƠ SỞ CHO VIỆC TĂNG CỦ NHỎ KHOAI TÂY GIỐNG THẾ HỆ G0 Chuyên ngành: Khoa học trồng Mã số: 96 20 110 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: GS,TS Nguyễn Quang Thạch TS Nguyễn Đăng Nghĩa TP HỒ CHÍ MINH – 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan: Đây cơng trình nghiên cứu thực suốt năm, năm 2014 – 2019 Trung tâm Nghiên cứu Khoai tây, Rau & Hoa – Viện Khoa học Kỹ thuật Nơng nghiệp miền Nam, có số thí nghiệm thực nghiên cứu chung đồng ý đồng nghiệp cơng bố Kết nghiên cứu trình bày luận án trung thực chưa sử dụng để cơng bố cơng trình nghiên cứu để nhận học vị, thơng tin trích dẫn luận án rõ nguồn gốc Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm cam đoan này./ TP Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 12 năm 2020 Tác giả luận án Nguyễn Thế Nhuận ii LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận án, tơi nhận quan tâm, giúp đỡ quý thầy, cô giáo, tập thể, cá nhân bạn bè đồng nghiệp Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc kính trọng đến NGND,GS,TS Nguyễn Quang Thạch - Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành; TS.Nguyễn Đăng Nghĩa – Trung tâm Nghiên cứu đất, phân bón mơi trường phía Nam trực tiếp tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận án Tơi xin chân thành cảm ơn nhà khoa học, tác giả cơng trình cơng bố trích dẫn luận án cung cấp nguồn tư liệu quý báu, kiến thức liên quan q trình nghiên cứu hồn thiện luận án Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam, sở Đào tạo Sau đại học, tập thể cán bộ, công nhân viên Trung tâm Nghiên cứu Khoai tây, Rau & Hoa giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành cơng trình nghiên cứu này; Tôi xin chân thành cám ơn Quý Thầy, Cô đọc chỉnh sửa luận án Bố, mẹ, vợ, anh em gia đình, động viên chia khó khăn hỗ trợ vật chất tinh thần, tạo điều kiện thuận lợi để tơi có đủ điều kiện học tập hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 12 năm 2020 Tác giả luận án Nguyễn Thế Nhuận iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT x DANH MỤC BẢNG xi DANH MỤC HÌNH xvii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu yêu cầu đề tài 2.1 Mục tiêu chung 2.2 Mục tiêu cụ thể 3 Đối tượng nghiên cứu 4 Phạm vị nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 5.1 Ý nghĩa khoa học 5.2 Ý nghĩa thực tiễn 6 Những đóng góp luận án CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu chung khoai tây 1.1.1 Nguồn gốc phát triển khoai tây 1.1.2 Yêu cầu ngoại cảnh khoai tây 1.1.2.1 Yêu cầu nhiệt độ 1.1.2.2 Yêu cầu ánh sáng iv 1.1.2.3 Yêu cầu nước 1.2 Sản xuất giống khoai tây giới Việt Nam 10 1.2.1 Sản xuất giống khoai tây giới 10 1.2.2 Một số hệ thống sản xuất khoai tây giống tiêu biểu giới 13 1.2.2.1 Hệ thống sản xuất khoai tây giống vùng Andes, Nam Mỹ 13 1.2.2.2 Hệ thống sản xuất khoai tây giống Châu âu Bắc Mỹ 14 1.2.2.3 Hệ thống sản xuất giống khoai tây số nước châu Á 15 1.2.3 Sản xuất giống khoai tây Việt Nam 17 1.2.3.1 Hệ thống sản xuất khoai tây giống Đà Lạt (1500 m so với mặt biển) 18 1.2.3.2 Hệ thống sản xuất khoai tây giống Đồng Bắc 19 1.2.3.3 Hệ thống khoai tây giống dựa vào nguồn khoai tây giống nhập 20 1.2.3.4 Khoai tây ăn nhập từ Trung Quốc dùng làm củ giống trồng 20 1.3 Kỹ thuật sản xuất củ giống khoai tây mini hệ G0 21 1.3.1 Kỹ thuật sản xuất củ giống khoai tây mini số nước Thế giới 21 1.3.2 Kỹ thuật sản xuất củ giống khoai tây mini Việt Nam 24 1.3.3 Ưu nhược điểm sản xuất củ giống khoai tây mini cơng nghệ khí canh 25 1.3.3.1 Ưu điểm 25 1.3.3.2 Nhược điểm 26 1.3.4 Giá thể nghiên cứu giá thể sản xuất củ giống khoai tây mini 27 1.3.4.1 Giá thể yêu cầu giá thể 27 1.3.4.2 Những nghiên cứu giá thể sản xuất củ giống khoai tây mini 28 1.3.5 Các nghiên cứu dinh dưỡng cho sản xuất củ giống khoai tây mini 30 1.3.6 Các nghiên cứu N (đạm) sản xuất củ giống khoai tây mini 35 1.3.7 Các nghiên cứu P (lân) sản xuất củ giống khoai tây mini 37 1.3.8 Các nghiên cứu K (kali) sản xuất củ giống khoai tây mini 38 v 1.3.9 Ảnh hưởng pH đến sản xuất củ giống khoai tây mini 40 1.3.10 Ảnh hưởng quang chu kỳ đến sản xuất củ giống khoai tây mini 40 CHƯƠNG II 44 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 2.1 Vật liệu nghiên cứu 44 2.1.1 Cây giống 44 2.1.2 Giá thể 44 2.1.3 Phân bón 45 2.1.4 Nước để pha dung dịch dinh dưỡng nước tưới 47 2.2 Nội dung nghiên cứu 48 Nội dung 1: Nghiên cứu giá thể phù hợp để sản xuất giống khoai tây sau cấy mô giá thể cho sản xuất củ giống khoai tây mini 48 Nội dung 2: Nghiên cứu xác định công thức dinh dưỡng ảnh hưởng số yếu tố dinh dưỡng (N, P, K) đến sản xuất củ giống khoai tây mini từ giống khoai tây sau cấy mô 48 Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng pH dung dịch dinh dưỡng quang chu kỳ đến số lượng củ giống khoai tây mini trồng giá thể 49 Nội dung 4: Ảnh hưởng sốc dinh dưỡng pH điều khiển tăng số củ khoai tây mini trồng từ giống sau cấy mô giá thể 49 2.3 Phương pháp nghiên cứu 49 2.3.1 Những vấn đề chung 49 2.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 50 2.3.2.1 Thí nghiệm : Xác định giá thể tối ưu cho sản xuất giống khoai tây sau cấy mô 50 2.3.2.2 Thí nghiệm 2: So sánh lựa chọn giá thể phù hợp cho sản xuất củ giống khoai tây mini từ giống sau cấy mô 51 vi 2.3.2.3 Thí nghiệm : Ảnh hưởng nghiệm thức dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển suất củ giống khoai tây mini từ giống sau cấy mơ 51 2.3.2.4 Thí nghiệm : Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ N dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển suất củ giống khoai tây mini từ giống sau cấy mô 53 2.3.2.5 Thí nghiệm : Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ P dung dịch dưỡng đến sinh trưởng, phát triển suất củ giống khoai tây mini từ giống sau cấy mô 54 2.3.2.6 Thí nghiệm : Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ K dung dịch dưỡng đến sinh trưởng, phát triển suất củ giống khoai tây mini từ giống sau cấy mô 54 2.3.2.7 Thí nghiệm 7: Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ N P dung dịch dưỡng đến sinh trưởng phát triển khoai tây suất củ giống khoai tây mini từ giống sau cấy mô 55 2.3.2.8 Thí nghiệm 8: Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ N K dung dịch dưỡng đến sinh trưởng phát triển khoai tây suất củ giống khoai tây mini từ giống sau cấy mô 56 2.3.2.9 Thí nghiệm 9: Ảnh hưởng pH dinh dưỡng khác đến khả tạo củ khoai tây mini trồng từ giống sau cấy mô giá thể 57 2.3.2.10 Thí nghiệm 10: Ảnh hưởng thời gian chiếu sáng đến khả tạo củ khoai tây mini trồng từ giống sau cấy mô giá thể 57 2.3.2.11 Thí nghiệm 11: Ảnh hưởng việc sốc dinh dưỡng (giảm nồng độ N) đến khả tạo củ khoai tây mini trồng từ giống sau cấy mô giá thể 58 2.3.2.12 Thí nghiệm 12: Ảnh hưởng thời điểm sốc dinh dưỡng (giảm nồng độ N) đến khả tạo củ khoai tây mini trồng từ giống sau cấy mơ giá thể 59 2.3.2.13 Thí nghiệm 13: Ảnh hưởng thời gian sốc dinh dưỡng (giảm nồng độ N) đến khả tạo củ khoai tây mini trồng từ giống sau cấy mô giá thể 60 vii 2.3.2.14 Thí nghiệm 14: Ảnh hưởng trình sốc dinh dưỡng pH đến khả tạo củ khoai tây mini trồng từ giống sau cấy mô giá thể 61 2.3.3 Chỉ tiêu theo dõi: 61 2.3.4 Phương pháp xử lý số liệu 65 2.3.5 Địa điểm thời gian tiến hành nghiên cứu 65 2.3.5.1 Địa điểm nghiên cứu 65 2.3.5.2 Thời gian nghiên cứu 65 CHƯƠNG III 66 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 66 3.1 Nghiên cứu xác định giá thể phù hợp cho sản xuất giống khoai tây sau cấy mô giá thể cho sản xuất củ giống khoai tây mini 66 3.1.1 Lựa chọn giá thể phù hợp cho sản xuất giống khoai tây sau cấy mô 66 3.1.1.1 Một số chi tiêu vật lý giá thể 66 3.1.1.2 Ảnh hưởng giá thể đến sinh trưởng rễ giống khoai tây sau cấy mô 68 3.1.2 Lựa chọn giá thể phù hợp cho sản xuất củ giống khoai tây mini từ giống sau cấy mô 71 3.1.2.1 Một số chi tiêu vật lý giá thể 71 3.1.2.2 Ảnh hưởng giá thể đến tỷ lệ sống, chiều cao sản xuất củ giống khoai tây mini từ giống khoai tây sau cấy mô 71 3.1.2.3 Ảnh hưởng loại giá thể đến số lượng thân chính/cây 73 3.1.2.4 Ảnh hưởng loại giá thể đến hình thành tia củ 74 3.1.2.5 Ảnh hưởng loại giá thể đến số lượng loại củ suất sản xuất củ giống khoai tây mini từ giống sau cấy mô 75 3.1.2.6 Mức độ nhiễm số loại sâu, bệnh hại 76 viii 3.2 Nghiên cứu xác định công thức dinh dưỡng ảnh hưởng số yếu tố dinh dưỡng (N, P, K) đến sản xuất củ giống khoai tây mini từ giống sau cấy mô 78 3.2.1 Ảnh hưởng công thức dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển suất củ giống khoai tây mini từ giống sau cấy mô 78 3.2.2 Ảnh hưởng nồng độ N dung dịch dưỡng đến sinh trưởng, phát triển suất củ giống khoai tây mini từ giống sau cấy mô 81 3.2.3 Ảnh hưởng nồng độ P dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển suất củ giống khoai tây mini từ giống sau cấy mô 87 3.2.4 Ảnh hưởng nồng độ K dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển suất củ giống khoai tây mini từ giống sau cấy mô 92 3.2.5 Ảnh hưởng nồng độ N P dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng phát triển khoai tây suất củ giống khoai tây mini từ giống sau cấy mô 96 3.2.6 Ảnh hưởng nồng độ N K dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng phát triển khoai tây suất củ giống khoai tây mini từ giống sau cấy mô 103 3.3 Ảnh hưởng pH dung dịch dinh dưỡng quang chu kỳ đến khả tạo củ giống khoai tây mini trồng từ giống sau cấy mô giá thể 110 3.3.1 Ảnh hưởng pH dung dịch dinh dưỡng khác đến khả tạo củ khoai tây mini trồng từ giống sau cấy mô giá thể 110 3.3.2 Ảnh hưởng thời gian chiếu sáng đến khả tạo củ khoai tây mini trồng từ giống sau cấy mô giá thể 115 3.4 Ảnh hưởng sốc dinh dưỡng pH điều khiển tăng số củ khoai tây mini trồng từ giống khoai tây sau cấy mô giá thể 122 3.4.1 Ảnh hưởng việc sốc dinh dưỡng (giảm nồng độ N) đến khả tạo củ giống khoai tây mini trồng từ giống khoai tây sau cấy mô giá thể 122 256 Source DF K NpH Source DF K NpH Type I SS Mean Square F Value Pr > F 0.66666667 0.33333333 1.00 0.4219 42.00000000 14.00000000 Type III SS Mean Square F Value Pr > F 0.66666667 0.33333333 1.00 0.4219 42.00000000 14.00000000 42.00 0.0002 42.00 The GLM Procedure Duncan's Multiple Range Test for Y Alpha 0.01 Error Degrees of Freedom Error Mean Square 0.333333 Number of Means Critical Range 1.748 1.813 1.850 Duncan Grouping Mean N NP A 10.6667 N2pH2 B 7.6667 N2pH1 C B 6.6667 N1pH2 C 5.6667 N1pH1 0.0002 257 Khối lượng trung bình củ (gam) The GLM Procedure Dependent Variable: Y Sum of Source DF Model Squares Mean Square 2.77083333 Error Corrected Total 11 3.22916667 0.55416667 0.45833333 Coeff Var Root MSE 0.858065 1.778351 0.276385 DF K N Type III SS Pr > F 7.25 0.0159 0.07638889 R-Square Source F Value Y Mean 15.54167 Mean Square F Value Pr > F 0.18166667 0.09083333 1.19 0.3673 1.84083333 1.84083333 24.10 0.0027 pH 0.60750000 0.60750000 7.95 0.0304 N*pH 0.14083333 0.14083333 1.84 0.2234 The GLM Procedure t Tests (LSD) for Y Alpha 0.01 Error Degrees of Freedom Error Mean Square 0.076389 Critical Value of t 3.70743 Least Significant Difference 0.5916 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N N A 15.9333 B 15.1500 258 The GLM Procedure t Tests (LSD) for Alpha 0.01 Error Degrees of Freedom Error Mean Square 0.076389 Critical Value of t 3.70743 Least Significant Difference 0.5916 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N pH A 15.7667 A 15.3167 The GLM Procedure Dependent Variable: Y Sum of Source DF Model Error Corrected Total 11 Squares Mean Square F Value 2.77083333 0.55416667 7.25 0.45833333 0.07638889 Pr > F 0.0159 3.22916667 R-Square Coeff Var Root MSE Y Mean 0.858065 1.778351 0.276385 Type I SS Mean Square F Value 15.54167 Source DF K 0.18166667 0.09083333 1.19 0.3673 NpH 2.58916667 0.86305556 11.30 0.0070 Source DF Mean Square F Value K 0.18166667 0.09083333 1.19 0.3673 NpH 2.58916667 0.86305556 11.30 0.0070 Type III SS Pr > F Pr > F 259 The GLM Procedure Duncan's Multiple Range Test for Y Alpha 0.01 Error Degrees of Freedom Error Mean Square 0.076389 Number of Means Critical Range 8366 8679 8854 Means with the same letter are not significantly different Duncan Grouping Mean N NP A 16.2667 N1pH1 B A 15.6000 N1pH2 B 15.2667 N2pH1 B 15.0333 N2pH2 Năng suất (củ/m2) The GLM Procedure Dependent Variable: Y Sum of Source DF Model 51488.16667 Error 242.83333 Corrected Total 11 Squares Mean Square F Value Pr > F 10297.63333 254.44 F 9.25000 0.23 0.8023 41536.33333 41536.33333 1026.29 F Model 62.83333333 12.56666667 90.48 F