Nghiên cứu khả năng trao đổi nước và năng suất của hai giống khoai tây KT3 và HH7

LOI CAM DOAN Đề tài: : “ Nghiên cứu khả năng trao đổi nước và năng suất của hai giống khoai tây KT3 và HH7”?. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu về quá trình trao đổi nước ở các giống kho

TRUONG DAI HOC SU PHAM HA NOI 2

KHOA SINH - KTNN

LE GIA LONG

NGHIEN CUU KHA NANG TRAO DOI

NUGC VA NANG SUAT CUA HAI

GIONG KHOAI TAY KT3 VA HH7

KHOA LUAN TOT NGHIEP DAI HOC

Chuyén nganh: Sinh ly hoc thuc vat

Người hướng dẫn khoa học:

ThS NGUYÊN VĂN ĐÍNH

Hà nội - 2008

LOI CAM DOAN

Đề tài: : “ Nghiên cứu khả năng trao đổi nước và năng suất của hai

giống khoai tây KT3 và HH7”? là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới

sự hướng dẫn khoa học của ThS Nguyễn Văn Đính Các số liệu nêu trong khoá luận này là trung thực từ thực nghiệm được làm tại phòng thí nghiệm Sinh lý thực vật khoa Sinh - KENN trường ĐHSP Hà Nội 2, không trùng với kết quả của các tác giả khác

Sinh viên

Lê Gia Long

p `,e 2 on

Để hoàn thành đề tài khóa luận tôi đã nhận được sự chỉ bảo rất tận tình của thầy Nguyễn Văn Đính cùng sự giúp đỡ của các thầy cô trong tổ sinh lý

thực vật khoa Sinh - KNN trường ĐHSP Hà Nội 2

Qua cuốn khoá luận tốt nghiệp cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn

sâu sắc của mình tới thầy giáo Nguyễn Văn Đính người đã hướng dẫn và

cung cấp cho tôi nhiều tài liệu quý báu để hoàn thành khoá luận

Nhân đây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong

tổ sinh lý thực vật, thầy cô phụ trách phòng thí nghiệm, thư viện của trường ĐHSP Hà Nội 2 Sự giúp đỡ nhiệt tình quý báu của các thầy cô cùng những ý kiến đóng góp của các bạn sinh viên trường ĐHSP Hà Nội 2 đã động viên

khích lệ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành đề tài này

Trong quá trình nghiên cứu khoa học chắc chắn đề tài của tôi không

tránh khỏi thiếu sót Kính mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và bạn đọc

Tôi xin chán thành cảm on!

Xuân Hoà, ngày 05 tháng 0Š năm 2008

Sinh viên

Lê Gia Long

DANH MUC CAC CHU VIET TAT

CIP : International Potato Center (Trung tâm khoai tây quốc tế) KHKTNN: Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp

Nxb: Nhà xuất bản

DHSP: Dai hoc Su pham

DANH MUC CAC BANG VA HINH VE

Bảng 2.1 Liều lượng và thời gian bón phân cho khoai tây

Bảng 3.1 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của hai giống khoai

Hình 3.1 Biểu đồ so sánh khả năng giữ nước của 2 giống KT3 và HH7 Hình 3.2 Khả năng hút nước của hai giống khoai tây KT3 và HH7

Hình 3.3 Độ thiếu hụt bão hoà nước của hai giống khoai tây KT3 và HH7 Hình 3.4 Biểu đồ so sánh hàm lượng nước trong thân hai giống KT3 và

HH7

Hình 3.5 Biểu đồ so sánh hàm lượng nước trong lá KT3 và HH7

Hình 3.6 Biểu đồ so sánh cường độ thoát hơi nước qua lá hai giống khoai tây

KT3 và HH7

MO DAU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trên toàn thế giới, đi cùng với sự phát triển, công nghiệp hoá hiện đại hoá là những mặt trái của nó như ô nhiễm môi trường, đe doạ đến an ninh lương thực do diện tích đất sản suất nông nghiệp bị thu hẹp Hiện nay, lương thực tạo ra chỉ vượt quá nhu cầu tiêu thụ khoảng 0,26% Trong vòng

35 năm tới toàn thế giới cần phải sản xuất ra lương thực nhiều hơn so với 10.000 năm trước cộng lại Vậy, làm thế nào để đảm bảo duy trì và cung cấp đầy đủ lương thực, thực phẩm cho toàn thế giới?

Trên thế giới hiện nay có khoảng 75.000 loài thực vật ăn được, 7.000 loài được sử dụng làm lương thực Trong số đó, có 20 loài được sử dụng nhiều hơn các loài khác và một số loài đã làm thay đổi cả thế giới trong thế

kỉ trước, đó là: củ cải đường, chè, bông, khoai tây [21]

Khoai tây có tên khoa học 1a Solanum tuberoxum L thudc ho cà

(Solanaceae), chi ca (Solanum L.), tap doan Tuberavium Dun [5], [27]

Cây khoai tây được con người phát hiện trên trái đất khoảng 500 năm

trước công nguyên, xuất xứ từ Nam Mỹ (Pêru, Chilê) Đầu thế kỉ XVI, khoai tây được trồng ở Châu Âu trước hết ở Tây Ban Nha, sau đó đến Anh rồi đến

Đức, Pháp Hiện nay, khoai tây được coi là cây lương thực chủ yếu được xếp thứ 5 sau lúa, ngô, lúa mì, lúa mạch với sản lượng gần 3 triệu tấn/năm và được trồng phổ biến ở các nước ôn đới và nhiệt đới [5]

Khoai tây có thời gian sinh trưởng ngắn nhưng lại cho năng suất cao

Trong củ khoai tây có chứa khoảng 80% nước, 17,7% tinh bột, 1-2%

protein, 0,7% axit amin Trong thành phần protein có chứa tất cả các axit amin không thay thế, ngoài ra củ khoai tây còn chứa các loại vitamin nhu B,,

B„, B, nhưng nhiều nhất là vitamin C Khoai tây được coi là nguyên liệu cho công nghiệp thực phẩm, và có giá trị xuất khẩu cao (160-180 USD/1tấn

củ tươi) Thân, lá khoai tây sau khi thu hoạch là nguồn dinh dưỡng bổ sung

cho đất Vì vậy, trồng khoai tây còn góp phần cải tạo đất [5]

Ở nước ta cây khoai tây được nhập nội và đưa vào sản xuất từ những

năm 1890 và chủ yếu trồng ở đồng bằng sông Hồng Cho đến nay, khoai tây

đã được trồng ở nhiều vùng (đồng bằng sông Hồng, trung du miền núi phía

Bắc và vùng Đà Lạt - Lâm Đồng) với nhiều giống khác nhau Tuy nhiên diện tích trồng, năng suất và sản lượng khoai tây của nước ta vẫn còn thấp do gặp nhiều khó khăn trong khâu giống và kỹ thuật chăm sóc

Năng suất cây trồng nói chung và năng suất cây khoai tây nói riêng là kết quả tổng hợp của các quá trình sinh lý bên trong cây như: quang hợp, hô

hấp trao đổi nước, trao đổi khí Trong đó quá trình trao đổi nước có ảnh hưởng nhiều đến các quá trình khác và là một yếu tố quyết định đến năng

suất của cây Trong cây, nước là nguồn nguyên liệu cung cấp ion H” và

electron cho chuỗi vận chuyển điện tử ở hệ thống ánh sáng II có vai trò

chuyển năng lượng quang năng thành năng lượng hoá hoc chứa trong ATP và NADPH dùng để cố định CO; trong pha tối của quang hợp Nước hoà tan các chất, giúp thực vật hút khoáng từ đất; vận chuyển chất khoáng lên thân, lá và ngược lại các chất tổng hợp ở thân, lá được vận chuyển về các cơ quan dự trữ như củ, quả, hạt Quá trình thoát hơi nước giúp cây điều hoà nhiệt, tạo động

lực cho sự hút nước của bộ rễ và giúp mở khí khổng để cây trao đổi CO; và

O; với môi trường ngoài

Đối với cây khoai tây, nước cũng có vai trò hết sức quan trọng Khoai

tây có bộ rễ ăn nông nhưng lại sinh trưởng nhanh và có tiềm năng năng suất

cao Vì vậy cần phải cung cấp một lượng nước thường xuyên cho cây Tuy nhiên, ở mỗi thời kỳ sinh trưởng thì cây khoai tây có nhu cầu nước là khác nhau và dao động từ 60-80% (độ ẩm của đất trồng) Thiếu hay thừa nước đều

có ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và năng suất của khoai tây

Chính vì vậy có thể khẳng định nước có ảnh hưởng quyết định đến năng suất cây trồng nói chung và năng suất cây khoai tây nói riêng Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu về quá trình trao đổi nước ở các giống khoai tây có năng suất khác nhau còn ít và chưa cụ thể Để làm phong phú thêm cho các tư liệu

về khả năng trao đổi nước của các giống khoai tây khác nhau chúng tôi quyết

định chọn đề tài: “Nghiên cứu khả năng trao đổi nước và năng suất của hai giống khoai tây KT3 và HH7”'

2 Mục đích nghiên cứu

So sánh các yếu tố cấu thành năng, năng suất và khả năng trao đổi nước của hai giống khoai tây KT3 Và HH7 trồng tại Xuân Hoà - Phúc Yên - Vĩnh Phúc

3 Nội dung nghiên cứu

Tiến hành lựa chọn và thu thập giống căn cứ theo đặc điểm khu vực

nước, khả năng giữ nước, khả năng hút nước, độ thiếu hụt bão hoà nước,

cường độ thoát hơi nước, hàm lượng nước trong thân và trong lá

_ CHƯƠNG 1 TONG QUAN TAI LIEU 1.1 Khai quat vé cay khoai tay

1.1.1 Đặc điểm hình thái của cây khoai tây

* Rê

Khoai tây trồng từ hạt có cả rễ cọc và rễ chùm, còn khoai tây trồng từ củ chỉ phát triển rễ chùm Khi mắt củ bắt đầu nảy mầm thì phần gốc cũng bắt

đầu xuất hiện những chấm nhỏ đó chính là mầm mống của rễ Khoai tây có

bộ rễ ăn nông, phân bố chủ yếu trên tầng đất cây 0-40 em, rễ liên tục xuất

hiện trong suốt quá trình sinh trưởng và phát triển của cây, tập trung sau khi trồng 25-30 ngày Mức độ phát triển của rễ còn phụ thuộc vào các yếu tố kĩ thuật như: làm đất, độ ẩm, tính chất đất và các điều kiện ngoại cảnh khác

* Thân

Bao gồm cả phần trên mặt đất và phần dưới mặt đất

+ Phần trên mặt đất: sau khi trồng từ 7-10 ngày, mầm từ củ giống vươn dài ra, lên khỏi mặt đất và phát triển thành thân chính mang lá Lớp biểu bì

của thân chứa chlorophyl nên thân có màu xanh Vì vậy cả thân và lá khoai tây đều tham gia vào quá trình quang hợp

+ Phần dưới mặt đất (thân củ): củ khoai tây thực chất là do sự phình to

và rút ngắn của tia củ (thân ngầm hay còn gọi là thân địa sinh bởi thân phát

triển trong điều kiện bóng tối) Về hình thái củ khoai tây hoàn toàn giống với

hình thái của thân, các mắt củ là vết tích của gốc cuống lá, mắt củ có từ 2-3

mầm củ và tập trung nhiều nhất trên đỉnh củ (tương ứng với các đốt phần

ngọn của thân) Màu sắc và hình dạng củ đặc trưng cho từng giống

Giai đoạn sinh trưởng thân lá và tích luỹ dinh dưỡng tạo củ có mối quan

hệ chặt chẽ giữa các bộ phận trên mặt đất và dưới mặt đất, tỉ lệ này dat 1:1 hoặc 1:0,8 sé cho năng suất khoai tây cao nhất Do vậy bộ lá của cây bị tốn thương vào giai đoạn hình thành và phát triển củ thì năng suất giảm rõ rệt

* La

Lá hình thành và hoàn thiện theo sự sinh trưởng của cây, đầu tiên là các

lá nguyên đơn, dần dần hình thành các lá kép lẻ chưa hoàn chỉnh và cuối cùng là các lá hoàn chỉnh, góc giữa lá và thân lớn, lá gần như song song với

mặt đất Khi diện tích lá che phủ đạt 38.000-40.000 m”/ha thì khả năng

quang hợp là lớn nhất Nếu diện tích lá giảm đi một nửa thì năng suất giảm tối thiểu 30% [5]

* Hoa, quả và hạt

- Hoa: hoa khoai tây là hoa tự thụ phấn, hạt phấn thường bất thụ nên tỉ

lệ đậu quả thấp

- Quả: thuộc quả mọng hình tròn hoặc hình trái xoan, màu xanh lục,

có từ 2-3 noãn tạo 2-3 ngăn chứa nhiều hạt nhỏ

- Hạt: dạng hình tròn dẹt, màu xanh đen, trọng lượng 1000 hạt là 0,5ø, thời gian ngủ nghỉ cua hat dài như củ giống [5], [13]

1.1.2 Đặc điểm sinh thái của cây khoai tây

* Nhiệt độ: cây khoai tây ưa nhiệt độ ấm áp, ôn hoà vì vậy cây khoai tây không chịu được nhiệt độ quá nóng hoặc quá lạnh Các thời kỳ sinh trưởng

khác nhau yêu cầu nhiệt độ khác nhau Thời kỳ nảy mầm cần nhiệt độ tối thiéu 14 12-18°C và thích hợp nhất ở 18-22°C Thời kỳ sinh trưởng thân, lá nhiệt độ thích hợp nhất là 20-25C Thời kỳ hình thành và phát triển củ, giới hạn nhiệt độ là 15-22C, nhiệt độ thích hợp nhất là 16-18°C Trong điều kiện nhiệt độ cao hơn 25°C và khô sẽ không có hiện tượng sinh trưởng lần 2 [I], [5]

* Ánh sáng: Khoai tây là cây ưa sáng, cường độ ánh sáng thích hợp cho quang hợp từ 40.000-60.000 Iux Hầu hết các giống ưa thời gian chiếu sáng

đài ngày để ra hoa và thời gian chiếu sáng ngắn ngày để hình thành củ [1], [27]

* Nước: khoai tây là giống ngắn ngày sinh trudng nhanh va cé tiém năng về năng suất cao Tuy nhiên, khoai tây lại có bộ rễ ăn nông nên cần

phải cung cấp một lượng nước thường xuyên cho cây Thiếu hoặc thừa nước

đều gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng của cây

* Đất, pH và dinh dưỡng: khoai tây có khả năng thích ứng với nhiều loại đất khac nhau, trừ đất thịt năng và đất sét ngập úng nước Độ pH của đất trong giới hạn từ 5-7, thích hợp nhất là 6,0-6,5 Khoai tây yêu cầu lượng chất dinh dưỡng lớn với đây đủ tất cả các nguyên tố đa lượng va vi luong [1]

1.1.3 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của cây khoai tây

Quá trình sinh trưởng và phát triển của cây khoai tây có thể chia ra các thời kì khác nhau [1], [2], [5]

* Thoi ky ngu

Quá trình ngủ của cây khoai tây bắt đầu từ khi củ khoai tây bước vào giai đoạn chín sinh lí Lúc này, thân lá trên mặt đất có hiện tượng vàng úa tự nhiên Nguyên nhân của hiện tượng này là ở cuối thời kỳ chín của củ, vỏ củ hình thành tang ban bao quanh củ cản trở sự hấp thụ nước, O; vào củ làm cho quá trình biến đổi lí hoá bên trong diễn ra chậm Thì kỳ này, trong củ xuất hiện chất ức chế axit abxixic (AAB) làm cho khoai tây không thể nảy mầm

Trong điều kiện nhiệt độ lạnh, ẩm, củ có xu hướng ngủ dài hơn điều kiện

khô, ấm Thời kỳ ngủ ở khoai tây kéo dài 2-4 tháng, cá biệt có giống kéo dài

tới 6 thang [5], [14]

* Thoi ki ndy mam

Trong quá trình ngủ, thực chất vẫn có sự biến đổi sinh lí, sinh hoá bên trong củ Cuối thời kì này hàm lượng gibberellin tang làm thay đổi tương quan giữa các phytohormone, thúc đẩy sự nảy mầm của củ Sức nảy mầm của củ phụ thuộc vào tuổi củ, càng già thì khả năng mọc mầm càng kém Khi mọc mầm, mầm đỉnh của củ mọc trước nhất và sinh trưởng tốt, khi mầm đỉnh mọc sẽ ức chế các mầm khác Giai đoạn thích hợp nhất để trồng là khi củ có nhiều mầm và mầm có sức sống cao Số lượng mầm/củ phụ thuộc vào đặc điểm giống, kích thước củ và điều kiện môi trường [1], [19]

* Thời kỳ sinh trưởng thân lá

Sau khi trồng, mầm phát triển thành các thân Thân chính mọc trực tiếp

từ củ giống, các thân phụ mọc từ thân chính Thân chính và thân phụ sinh

trưởng như những cây độc lập (có thể ra rễ, tia củ, và phát triển củ) Nhiệt độ thích hợp cho phat trién than, 14 14 20- 25 °C [1], [26]

* Sự hinh thanh than ngầm (tia củ)

Tia củ được hình thành sau khi trồng khoảng 30-40 ngày Tia củ có màu trắng, phát triển theo hướng nằm ngang dưới mặt đất, có đốt là vết tích

của gốc cuống lá Phần đầu tia củ có khả năng tăng trưởng mạnh về số lượng

và kích thước tế bào, phát triển mạnh tích luỹ nhiều chất dinh dưỡng để tạo

củ

* Thời kỳ phát triển củ, ra hoa tạo quả và chín

Củ được hình thành từ tia củ, trước tiên các tế bào đỉnh sinh trưởng của

thân ngầm phân chia mạnh, lớn lên tích luỹ chất dinh dưỡng (đặc biét 1a tinh

bột) Kết quả là củ lớn nhanh, cuối thời kỳ sinh trưởng vỏ củ sần sùi

Cùng với sự phát triển của củ thì các cụm hoa hình thành, ở một số giống nụ hoa có thể bị rụng nhiều vì vậy không có hoa và quả Một số giống khác nụ phát triển thành hoa lưỡng tính Sau khi thụ phấn và thu tinh quả lớn dần và chuyển sang thời kỳ quả và hạt chín Lá cây chuyển sang màu vàng và chết

1.2 Tình hình nghiên cứu trên đối tượng khoai tây

Từ nhiều năm nay khoai tây đã trở thành cây trồng chính trong vụ đông

ở miền Bắc nước ta và được trồng ở 3 vùng chính: đồng bằng, trung du miền

núi phía bắc và Đà Lạt - Lâm Đồng

Để phát triển mạnh diện tích cây khoai tây, tăng tổng sản lượng lương thực, thực phẩm cho thị trường trong nước và tiến tới xuất khẩu Bộ Nông

nghiệp và phát triển nông thôn đã thành lập chương trình nghiên cứu và giao chỉ tiêu kế hoạch cho các cơ quan (Viện KHNN Việt Nam, Viện Cây lương thực và cây thực phẩm, Viện Di truyền Nông nghiệp, .) các trường đại học,

11

các trung tâm, trạm và các cơ sở nghiên cứu từ trung ương đến địa phương trong cả nước Các công trình nghiên cứu về khoai tây có thể chia làm các hướng chính sau

* Hướng nghiên cứu chọn tạo, khảo nghiệm đánh giá giống

Song song với việc nhập 104 mẫu từ CIP (Trung tâm khoai tây Quốc tế), CHDC Đức, Hà Lan, Pháp Chúng ta đã nhập và lai tạo được 206 tổ hợp lai với 7.100 dong, từ đó xây dựng được 100 mẫu giống làm vật liệu lai tạo giống Đã xác định tuyển dụng một số giống đưa ra sản xuất như giống

CV38.6, I1039 trồng vào vụ đông ở đồng bằng Bắc Bộ Trong đó giống

CV38.6 cho kết quả ban đầu có khả năng chống chịu tốt, cho năng suất cao,

phẩm chất khá [4], [14]

Nguyễn Văn Đính và cộng sự khi khảo sát một số giống khoai tây khi trồng trên nền đất Vĩnh Phúc đã khẳng định các giống 108.28 và 171.1 sinh trưởng tốt, năng suất cao hơn hẳn giống Thường Tín Giống G1 và Diamant

chỉ tương đương với giống Thường Tín [8]

Theo Trương Công Tuyên, Phạm Xuân Tùng (2003) đã tiến hành các giống khoai tây có nguồn gốc từ Úc khẳng định giống Eben có triển vọng

cho năng suất cao và phù hợp với đồng bằng sông Hồng [29] Năm 2005,

Trương Công Tuyền và cộng sự cho biết từ năm 1998 đến năm 2001 diện tích

trồng khoai tây bằng hạt lai tăng từ 3500 ha lên 4000 ha Khi trồng bằng hạt

lai nên chọn hạt có cỡ 800-1000 hạt/gam

Theo tác giả Bùi Chí Bửu và cộng sự (2005) hiện tại nước ta có khoảng

25 đơn vị, cơ quan đang tham gia vào công tác chọn tạo giống mới Từ năm

1986 đến năm 2004 đã tạo ra được 8 giống khoai tây mới Năm 2003, trên

đồng ruộng ở khu vực bắc sông Hồng có 10 giống khoai tây chủ lực là VT2,

Nicola - Hà Lan, Đức, Diamant, KT3, HH, Mariella, KT2, Eben và OP3 [3]

* Hướng nghiên cứu về nhân nhanh và sản xuất giống

Nguyễn Thị Hoa và cộng sự kết hợp với CIP đã thành công trong nhân nhanh khoai tây giống bằng mầm và ngọn giúp tăng hệ số nhân giống nuôi cấy mô từ 8-45 lần [12] Ngoài ra các công trình nghiên cứu khoa tây bằng hạt cho thấy có nhiều ưu điểm hơn hẳn, nguồn giống sạch bệnh virus, cho năng suất cao và hiệu quả kinh tế cao hơn hẳn so với trồng bằng củ [13] Nguyễn Thị Kim Thanh (2005) [24] Trịnh Mạnh Dũng và cộng sự [6] cho thấy công nghệ sản xuất củ nhỏ sạch bệnh đã được nghiên cứu hoàn

chỉnh và đưa vào sản xuất Giá thể trồng cây ¡z vửro thích hợp là (min +

chấu + phân chuồng) theo tỷ lệ là (2,5:2,5:1) cho số lượng củ cao và kích

thước củ hợp lý nhất

* Hướng nghiên cứu kỹ thuật trồng khoai tây

Nguyễn Thị Kim Thanh (2005) khi nghiên cứu kỹ thuật trồng khoai tây bằng củ giống siêu bi đã khẳng định: đối với kỹ thuật bón phân nên áp dụng bón lót và bón thúc 3 lần, từ khi trồng đến khi 30 ngày, mức bón là 300 kg N/ha Mật độ trồng 150 củ/m” là thích hợp nhất vừa cho số củ/đơn vị diện

tích cao nhất vừa cho năng suất cao (1,37 kg/m’) [24]

Các kết quả nghiên cứu của Lê Sỹ Lợi và cộng sự (2006) khi nghiên cứu ảnh hưởng của các biện pháp kỹ thuật đến năng suất khoai tây trồng ở Bắc Kạn cho thấy: trồng khoai tây vụ đông sớm (25/9) cây sinh trưởng chiều cao

tốt hơn cây trồng muộn, trồng muộn (25/11) bị bệnh mốc sương phá hủy

nhiều hơn Thời vụ và mật độ trồng có liên quan chặt chẽ đến số củ, khối

lượng củ thương phẩm và năng suất củ tươi [I5]

* Hướng nghiên cứu thoái hoá giống và phương pháp khắc phục thoái hoá giống

Để khắc phục thoái hoá giống khoai tây ở Việt Nam các nhà nghiên cứu

đã đưa ra 4 giải pháp: giải pháp nhập nội, giải pháp tự sản xuất giống sạch

13

bệnh trong nước, giải pháp chọn lọc vệ sinh quần thể va các giải pháp trồng khoai tây bằng hạt Từ đó thu được những kết quả khả quan [7]

Phương pháp khắc phục sự già hoá của giống làm giảm năng suất cũng

đã được nghiên cứu Theo nghiên cứu của Nguyễn Quang Thạch (1990), nguyên nhân của hiện tượng già hoá là do thời gian bảo quản củ giống dài trong điều kiện nhiệt độ cao, sử dụng củ giống liên tiếp trong trồng trọt Đồng thời các tác giả đưa ra hướng bảo quản khoai tây trong nhà lạnh hoặc

trồng thêm vụ Xuân để tạo nguồn củ giống mới [22]

Theo Lâm Thế Viễn, trồng khoai tây vụ Xuân năng suất thấp hơn chính

vụ từ 30-40 % so với khi trồng bằng củ giống để qua năm [30] Theo hướng trồng thêm vụ Xuân để lấy củ giống trẻ sinh lý hơn cũng được Ngô Đức

Thiệu và cộng sự nghiên cứu cho rằng thời tiết vùng đồng bằng Bắc Bộ cho

phép trồng một vụ khoai Xuân và thời vụ tốt nhất là từ ngày 1-15 thang 1

[27]

* Hướng nghiên cứu về kỹ thuật bao quan khoai tay

Trương Văn Hộ, Trịnh Quốc Mỹ, P.Vanden Zaag khi điều tra việc bảo

quản khoai tây giống ở đồng bằng Bắc bộ cho thấy ở đồng bằng Bắc bộ

người dân bảo quản khoai tây giống trong 9 tháng là chủ yếu, do đó có sự hao hụt lớn, mầm già dẫn đến năng suất giảm và tăng chi phí lớn về giống

[14]

Trần Thị Mai đã đưa ra 7 nguyên nhân làm hao hụt khoai tây thương

phẩm là: tổn thất do bay hơi nước, do mất năng lượng; tổn thất các chất dinh

dưỡng, do côn trùng, vi sinh vật gây bệnh, do hoạt động sinh lý, hô hấp; tốn thất do mọc mầm, do xanh củ [19]

* Hướng nghiên cứu về bệnh hại khoai táy

Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Đĩnh trên đối tượng nhện hại

khoai tây cho thấy: trong tất cả các vụ trồng trong năm đều thấy nhện trắng

gây hại, nặng nhất là vụ Xuân từ tháng 3 đến tháng 4 ở đồng bằng Bắc Bộ, ở

miền núi gây hại ở tất cả các vụ [1 1]

Công trình nghiên cứu của Đoàn Thị Thanh, Hồ Hữu Nhị về vi khuẩn chân đen gây hại cho khoai tây cũng đã khẳng định: các giống khoai tây sản suất tự nhiên nhiễm khuẩn Erwina khác nhau, nặng nhất là giống Mariella

chiếm 19-20%, khoai Thường Tín nhiễm nhẹ hơn 10-20% [24]

1.3 Vai trò của nước đối với thực vật và quá trình trao đổi nước ở

thực vật

1.3.1 Vai tro của nước đối với thực vật

Nước là nhân tố quan trọng bậc nhất đối với tất cả các cơ thể sống trên

trái đất Thực vật không thể sống thiếu nước Chỉ cần giảm chút ít hàm lượng

nước trong tế bào đã gây kìm hãm đáng kể những chức năng sinh lý quan trọng như quang hợp, hô hấp và do đó ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây

Nước là thành phần cấu trúc nên chất nguyên sinh (>90%) Nếu hàm

lượng nước giảm thì chất nguyên sinh từ trạng thái sol chuyển thành trạng thái gel và hoạt động sống của nó sẽ giảm sút

Nước làm cho tế bào có độ thuỷ hoá nhất định, tạo nên áp suất thuỷ tính (áp suất trương), duy trì cấu trúc của các hợp chất cao phân tử, duy trì hình thái của tế bào

Nước là dung môi hoà tan các chất và là môi trường cho nhiều phản ứng quan trọng xảy ra trong tế bào thực vật Trong đất, nước hoà tan các chất khoáng giúp cho thực vật hút khoáng từ đất, nhờ dòng nước vận chuyển liên tục trong cây mà các chất khoáng được hút từ rễ được vận chuyển lên thân lá

và ngược lại các chất hữu cơ tổng hợp từ thân, lá được vận chuyển đến các cơ

quan dự trữ như quả, hạt, củ Nước còn tham gia tích cực vào các phản ứng sinh hoá như là một cơ chất của phản ứng Chẳng hạn, trong quang hợp nước

là nguyên liệu cung cấp cho phản ứng quang phân l¡ nước ở hệ thống ánh sáng II, tạo proton (H") và điện tử (e) cung cấp cho chuỗi vận chuyển điện tử

15

trong pha sáng, để chuyển năng lượng quang năng thành năng lượng hoá năng tích lũy trong ATP và NADPH dùng cho cố định CO); trong pha tối cua quang hợp

Ngoài những vai trò kể trên, nước còn là một yếu tố nối liền cây với môi trường bên ngoài, góp phần tích cực trong việc đảm bảo mối quan hệ khăng khít và sự thống nhất giữa cơ thể với môi trường Trong quá trình trao đối chất giữa cây và môi trường đất có sự tham gia tích cực của ion H va OH do nước phân ly ra

* Vai tro cua qua trình thoát hơi nước

Thoát hơi nước là động lực chủ yếu của quá trình hút và vận chuyển

nước, tạo đòng nước liên tục từ rễ lên lá Ở cây gỗ cao, lực hút nước của lá có thể đạt tới 100 atmotphe

Thoát hơi nước còn là một phương thức quan trọng để bảo vệ lá cây tránh sự đốt nóng của ánh sáng mặt trời Cây xanh trong quá trình quang hợp hút năng lượng ánh sáng mặt trời, năng lượng này một phần dùng trong

quang hợp, một phần thải ra dưới dạng nhiệt, làm tăng nhiệt độ Nhờ có quá

trình thoát hơi nước làm giảm nhiệt độ đốt nóng Do đó các hoạt động khác không bị rối loạn nhất là các hệ enzyme tổng hợp chất hữu cơ Người ta thấy

rằng các lá héo, sự thoát hơi nước chậm, thường có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ

1.2 Vai trò của nước đối với cây khoai tây

Qua kết quả nghiên cứu của Ngô Đức Thiệu và Nguyễn Văn Huấn

(1978) cho biết: trong thời gian sinh trưởng và phát triển của cây khoai tây cần một lượng nước rất lớn, mỗi hecta cần 2800-2900 mỶ nước để cho năng

suất củ từ 19-33 tấn/ha Để tạo ra 100 kg củ tươi cần 12-15 mỶ nước

Khoai tây cần cung cấp một lượng nước thích hợp để phát triển và mỗi thời kỳ sinh trưởng khác nhau có nhu cầu nước khác nhau

- Thời kỳ ngủ: khi môi trường nóng và khô thì thời gian ngủ ngắn Ngược lại, trong điều kiện độ ẩm cao và lạnh thì thời gian ngủ dài hơn

- Thời kỳ nảy mầm: các phản ứng phân giải xảy ra mạnh mẽ nên củ cần một lượng nước lớn để thủy phân các chất hữu cơ thành các chất dinh dưỡng đơn giản cung cấp cho mầm cây

- Thời kỳ sinh trưởng thân, lá: lúc này quá trình trao đổi chất diễn ra rất mạnh nên lượng nước cần phải cung cấp đầy đủ, thường xuyên cho cây Nếu thiếu nước cây sinh trưởng kém, thấp bé, năng suất và chất lượng giảm Nếu thừa nước làm cho cây mềm yếu, nồng độ đường và các chất hòa tan sẽ giảm dần, làm giảm khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh và hệ rễ phát

- Thời kỳ phát triển củ: thời kỳ này củ lớn nhanh nếu ở điều kiện nhiệt

độ thấp, ngày ngắn, độ ẩm cao (80%) và đủ chất dinh dưỡng Nếu thiếu nước

củ không phát triển được dẫn đến củ nhỏ, năng suất và chất lượng củ thấp Theo nghiên cứu tác giả Trần Thị Mai [19]:

Độ ẩm đất 60% làm cho năng suất giảm 4,3%

Độ ẩm đất 40% làm cho năng suất giảm 39,9%

17

Do vậy với cây khoai tây nước có vai trò hết sức quan trọng Tùy từng thời kỳ của cây mà phải có chế độ tưới tiêu và chăm sóc cho phù hợp để cây

đủ nước, sinh trưởng và phát triển tốt, đạt năng suất và chất lượng củ cao nhất cho từng giống

1.4 Một số kết quả nghiên cứu quan hệ giữa khả năng trao đổi nước và năng suất cây trồng

Các công trình của Timiriazev (1892) “Sự đấu tranh của cây chống hạn”

đã đóng góp một phần to lớn vào việc nghiên cứu quá trình trao đổi nước của cây Ông đã nêu ý nghĩa sinh học của quá trình thoát hơi nước và đề ra quan

niệm mới về bản chất tính chịu hạn của cây [32]

Theo Kozushko N.N (1986) để đánh giá khả năng chịu hạn của các cây

lấy hạt có thể sử dụng sự biến đổi thông số chế độ nước như khả năng giữ

nước, độ thiếu hụt bão hoà nước và cường độ thoát hơi nước của lá Các cây

có khả năng trao đổi nước thuận lợi thì có khả năng chịu hạn tốt đảm bảo cho

năng suất ổn định trong môi trường thiếu nước [31]

Khi nghiên cứu một số chỉ tiêu hình thành năng suất của tác giả Nguyễn Đức Thiệu (1990) cho thấy năng suất củ có quan hệ với số củ/khóm, số thân chính/khóm và trọng lượng thân - lá Trong đó quan hệ giữa năng suất và trọng lượng thân, lá là quan hệ chặt hơn giữa năng suất và số thân/khóm Điều đó chứng tỏ bộ lá giữ vai trò quan trọng để hình thành năng suất Vì vậy cần quan tâm đặc biệt đến biện pháp kỹ thuật giữ bộ lá lâu tàn Trong

điều kiện đất đai vùng đồng bằng sông Hồng năng suất khoai tây có thể đạt

32-39 tấn/ha [26]

Theo Trương Văn Hộ và cộng sự (1990) khi nghiên cứu các biện pháp

kỹ thuật tổng hợp sản xuất khoai tây xuất khẩu đã khẳng định: cây khoai tây rất cần nước cho quá trình sinh trưởng Vì vậy muốn có năng suất và tỉ lệ củ

Tac gia Mai Tho Trung (1998) tiến hành nghiên cứu trên hai giống khoai tây Thường Tín và Nicola - Hà Lan đã kết luận: sử dụng giống khoai tây trong nhà để trồng qua vụ Xuân so với dùng giống khoai tây để từ vụ Đông không làm tăng các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất Khoai Hà Lan có số củ/khóm ít hơn nhưng củ lại to hơn; tính toàn bộ củ có kích thước

> 3 cm thì ở vụ Đông khoai Thường Tín chỉ có 48,7%, khoai Hà Lan là

66,3% (vượt 16,6%); ở vụ xuân khoai Thường Tín là 42,8% còn khoai Hà

Lan là 72,1% (vượt 29,3%) [28]

Cũng theo nghiên cứu của Nguyễn Văn Đính và cộng sự (2005) khi khảo sát khả năng sinh trưởng và năng suất củ của một số giống khoai tây

trồng trên đất Xuân Hòa - Vĩnh Phúc đã chỉ ra rằng: số củ/khóm cao thuộc

các giống KT3 và Sinora, thấp nhất là giống Santana (0,8 củ/khóm) Các giống còn lại có số củ/khóm trung bình Năng suất thực tế nhóm cao là các giống KT3, Baraka và Redstar, nhóm thấp là Diamant và HH2, các giống Santana và Sinora có năng suất trung bình Vì vậy có thể đưa các giống KT3, Baraka và Redstar vào trồng ở vùng đất này [9]

Nguyễn Văn Đính, Nguyễn Kiều Hưng và Nguyễn Thị Xuyến (2005)

khi nghiên cứu về ảnh hưởng của việc phun bổ sung K và Mn lên lá khoai tây giống KT3 ở các giai đoạn khác nhau khẳng định: Phun Kali bổ sung lên lá vào giai đoạn 30 ngày và phun bổ sung Mn vào giai đoạn 15+30 ngày có ảnh hưởng tốt đến khả năng tích lũy chất khô trong quang hợp, vì vậy năng suất

cu tăng từ 106,46% đến 107,18% nhưng không ảnh hưởng đến hàm lượng nước tổng số (hoặc ngược lại chất khô) trong tất cả các loại củ khoai tây [10] Khi nghiên cứu khả năng chịu hạn của 5 giống đậu tương DT8S3, DT84,

DT90, DT94, DT95 trồng trên nên đất cát Tao Đảo - Vĩnh Phúc, Nguyễn

Văn Mã và cộng sự (1997) đã chỉ ra rằng: các giống DT94, DT90, DT§3 có khả năng giữ nước tốt, lượng nước giữ lại cao hơn; riêng DT84 thì lượng nước giữ lại cao hơn cả Đồng thời khi xét đến năng suất thì hai giống DT84

I9