Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật tổng hợp tăng năng suất khoai lang cho miền trung

Ảnh hưởng kỹ thuật canh tác ựến hàm lượng chất khô thân lá và củ của 3 giống khoai lang trên trên 3 chân ựất trồng khoai lang ở miền Trung trong vụ xuân và vụ thu ựông năm 2010 100 3.3.4

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

-

ðỖ THỊ THU TRANG

NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP KỸ THUẬT TỔNG HỢP TĂNG

NĂNG SUẤT KHOAI LANG CHO MIỀN TRUNG

Chuyên ngành : Khoa học cây trồng

Mã số : 60.62.01.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

TẬP THỂ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :

TS Nguyễn Thế Yên

Trang 3

Xin cảm ơn các ñịa phương ñã tạo ñiều kiện thuận lợi trong việc thử nghiệm, xây dưng mô hình và ứng dụng quy trình tổng hợp trong sản xuất khoai lang thuộc các tỉnh miền Trung

Công trình có sự ñộng viên, ñóng góp của thân nhân và gia ñình tác giả./

Hà Nội, tháng 10 năm 2012

Tác giả

ðỗ Thị Thu Trang

Trang 4

Lời cam ñoan

Tôi xin cam ñoan rằng: Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam ñoan rằng: Mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận án này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc

Tôi xin cam ñoan rằng: Số liệu và kết quả ñang ứng dụng ở ngoài thực tế sản xuất trong luận án này là trung thực

Hà Nội, tháng 10 năm 2012

Tác giả

ðỗ Thị Thu Trang

Trang 5

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC

CỦA ðỀ TÀI

4

1.1 Nguồn gốc, sự phân bố, ñặc ñiểm di truyền và yêu cầu ngoại

cảnh ñối với sinh trưởng phát triển cây khoai lang

4

1.1.1 Nguồn gốc sự phân bố và ñặc ñiểm di truyền 4 1.1.2 Các thời kỳ sinh trưởng và phát triển của cây khoai lang 6 1.1.3 Nhu cầu sinh thái và dinh dưỡng của cây khoai lang 10

1.1.4 Sự hình thành củ khoai lang và các nhân tố ảnh hưởng 13 1.2 Tình hình sản xuất khoai lang ở trong nước và trên thế giới 14

1.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về chọn tạo giống và

kỹ thuật trồng trọt khoai lang

19

Trang 6

1.3.1.1 Kết quả chọn tạo giống khoai lang trên thế giới 19

1.3.2 Những kết quả nghiên cứu về kỹ thuật canh tác khoai lang 28

1.3.2.1 Những kết quả nghiên cứu về thời vụ và chế ñộ thâm canh 28

1.4 Những kết qủa nghiên cứu về giá trị dinh dưỡng của cây khoai

1.6 Một số nghiên cứu về Bảo quản khoai lang tươi 55 1.7 Quản lý cây trồng tổng hợp ICM (Integrated Crop Management)

trên cây khoai lang

56

1.8 Những kết luận rút ra từ tổng quan nghiên cứu tài liệu 57

Chương 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

60

2.2.1 Nghiên cứu tuyển chọn giống khoai lang có năng suất và chất

lượng phù hợp cho miền Trung

61

Trang 7

2.2.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng phân bón ựến năng suất và

chất lượng khoai lang trên 3 chân ựất trồng khoai lang ở miền

Trung

61

2.2.2.2 Nghiên cứu kỹ thuật canh tác cho khoai lang trên trên 3 chân ựất

trồng khoai lang ở miền Trung

61

2.2.2.3 Xây dựng quy trình IPM trên cây khoai lang trên 3 chân ựất (có

lúa, chuyên màu và cát ven biển) ở miền Trung

62

3.1 Kết quả nghiên cứu tuyển chọn giống khoai lang có năng suất

và chất lượng phù hợp cho miền Trung

66

3.1.1 Kết quả khảo sát năng suất của 10 dòng, giống khoai lang triển

vọng

66

3.1.2 đánh giá chất lượng ăn nếm ựược ựánh trên 10 dòng, giống

khoai lang triển vọng vụ thu ựông 2009, tại 5 ựiểm thắ nghiệm

trên 5 tỉnh miền Trung

70

3.1.3 đánh giá tắnh thắch ứng của các dòng giống tham gia thắ nghiệm

của các dòng, gióng khoai lang ựược trồng trong các ựiều kiện

sinh thái khác nhau ở miền Trung năm 2009

71

3.2 Khảo nghiệm chắnh quy 4 giống tuyển chọn ựược tại 5 ựiểm

triển khai Thanh Hoá , Hà Tĩnh, Quảng Nam và Bình định

75

3.3 Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật tổng hợp (ICM ) ựối với cây

khoai lang ựạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao cho miền Trung

80

3.3.1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng phân bón ựến

năng suất và chất lượng khoai lang trên 3 chân ựất trồng khoai

lang ở miền Trung từ năm 2010 ựến năm 2011

80

3.3.2 Nghiên cứu kỹ thuật canh tác cho 3 giống khoai lang trên trên 3

chân ựất trồng khoai lang ở miền Trung trong vụ xuân năm

2010 và năm 2011

90

Trang 8

3.3.3 Ảnh hưởng kỹ thuật canh tác ựến hàm lượng chất khô thân lá và

củ của 3 giống khoai lang trên trên 3 chân ựất trồng khoai lang ở

miền Trung trong vụ xuân và vụ thu ựông năm 2010

100

3.3.4 đánh giá mức ựộ nhiễm sâu bệnh của một số giống khoai lang

triển vọng trên 3 chân ựất ở miền Trung năm 2011

105

3.3.5 đánh giá hiệu quả kinh tế của mô hình sản xuất khoai lang ở

miền Trung

107

3.4 Kết quả xây dựng quy trình quản lý tổng hợp (ICM) ựối với cây

khoai lang trên 3 chân ựất trồng khoai lang ở miền Trung

109

Một số hình ảnh hoạt ựộng, triển khai của ựề tài 122

1 Quyết ựịnh số 268/Qđ-TT-CLT ngày 31 tháng 05 năm 2012 về

việc công nhận cho sản xuất thử giống KLC266

137

2 Quyết ựịnh số 116/Qđ-VCLT-KH ngày 06 tháng 03 năm 2012

về việc công nhận cấp cơ sở 03 quy trình công nghệ của ựề tài

ỘNghiên cứu biện pháp kỹ thuật tổng hợp tăng năng suất khoai

lang cho miền TrungỢ

139

3 Tóm tắt 03 quy trình Quản lý cây trồng tổng hợp (ICM) ựối với

cây khoai lang trên 3 chân ựất (có lúa, chuyên màu và ựất cát

ven biển) ở miền Trung thuộc ựề tài ỘNghiên cứu biện pháp kỹ

thuật tổng hợp tăng năng suất khoai lang cho miền TrungỢ

141

Trang 9

DANH MỤC CÁC CHŨ VIẾT TẮT

ICM Quản lý cây trồng tổng hợp ICM (Integrated Crops

Management) IPM Quản lý tổng hợp dịch hại (Integrated Pest Management)

V×T Tương tác giữa giống và kỹ thuật trồng

MBCR Tỷ suất lợi nhuận (Marginal Benefit Cost Ratio)

Trang 10

DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Lượng chất dinh dưỡng (kg/ha) cây khoai lang cần lấy ñi từ

ñất ñể ñạt mức năng suất củ 12 tấn/ha và 50 tấn/ha

theo % trọng lượng khô Protein thô)

47

Bảng 1.8 Thành phần và hàm lượng axit amin của protein trong khoai

lang (g axit amin/100g protein)

Bảng 3.1 ðặc ñiểm hình thái thân lá và củ của 10 dòng giống khoai lang

triển vọng vụ xuân hè 2009 tại các ñiểm thí nghiệm của 5 tỉnh

miền Trung

66

Trang 11

Bảng 3.2 Năng suất thân lá (tấn/ha) của 10 dòng, giống khoai lang triển

vọng vụ Xuân 2009, tại 5 ựiểm thắ nghiệm trên 5 tỉnh miền

Trung

67

Bảng 3.3 Năng suất thân lá (tấn/ha) của 10 dòng, giống khoai lang triển

vọng vụ thu ựông 2009, tại 5 ựiểm thắ nghiệm trên 5 tỉnh miền

Trung

68

Bảng 3.4 Năng suất củ (tấn/ha) của 10 dòng, giống khoai lang triển

vọng vụ Xuân 2009, tại 5 ựiểm thắ nghiệm trên 5 tỉnh miền

Trung

69

Bảng 3.5 Năng suất củ (tấn/ha) của 10 dòng, giống khoai lang triển

Trung

70

Bảng 3.6 Chất lượng ăn nếm của của 10 dòng, giống khoai lang triển

Trung

71

Bảng 3.7 đánh giá tắnh ổn ựịnh về năng suất thân lá (tấn/ha) của 10

dòng giống khoai lang trong 2 vụ xuân và thu ựông 2009 tại 5

tỉnh miền Trung

73

Bảng 3.8 đánh giá tắnh ổn ựịnh về năng suất củ (tấn/ha) của 10 dòng

giống khoai lang trong 2 vụ xuân và thu ựông 2009 tại 5 tỉnh

miền Trung

74

Bảng 3.9 Năng suất thân lá và hàm lượng chất khô thân lá của 4 dòng,

giống triển vọng trên ựất có lúa vụ xuân-hè năm 2010 tại 5

tỉnh miền Trung

75

Bảng 3.10 Năng suất củ (tấn/ha) và hàm lượng chất khô củ (%) của 4

dòng, giống triển vọng trên ựất có lúa tại 5 tỉnh miền Trung vụ

xuân-hè năm 2010

76

Trang 12

Bảng 3.11 Năng suất thân lá và hàm lượng chất khô thân lá của 4 dòng,

giống triển vọng trên ñất chuyên màu tại 5 tỉnh miền Trung vụ

xuân-hè năm 2010

77

Bảng 3.12 Năng suất củ và hàm lượng chất khô củ của 4 dòng, giống

triển vọng trên ñất chuyên màu tại 5 tỉnh miền Trung vụ

xuân-hè năm 2010

78

Bảng 3.13 Năng suất và hàm lượng chất khô thân lá của 4 dòng, giống

triển vọng trên ñất chuyên màu tại 5 tỉnh miền Trung vụ

xuân-hè năm 2010

79

Bảng 3.14 Năng suất củ và hàm lượng chất khô củ của 4 dòng, giống

triển vọng trên ñất cát ven biển tại 5 tỉnh miền Trung vụ

xuân-hè năm 2010

80

Bảng 3.15 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón ñến năng suất thân lá

(tấn/ha) của 3 dòng/giống khoai lang trên 3 chân ñất vụ xuân

2010

81

(tấn/ha) của 3 dòng/giống khoai lang trên 3 chân ñất vụ xuân

2011

82

Bảng 3.17 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón ñến năng suất củ (tấn/ha)

của 3 giống khoai lang trên 3 chân ñất vụ xuân 2010 tại miền

Trung

83

của 3 giống khoai lang trên 3 chân ñất vụ xuân 2011 tại miền

Trung

84

(tấn/ha) của 3 dòng/giống khoai lang trên 3 chân ñất vụ ñông

2010 tại 5 ñiểm thử nghiệm

86

Trang 13

(tấn/ha) của 3 giống khoai lang trên 3 chân ñất vụ ñông 2011

86

của 3 giống khoai lang trên 3 chân ñất vụ thu ñông 2010 miền

Trung

87

của 3 giống khoai lang trên 3 chân ñất vụ thu ñông 2011 miền

Trung

89

Bảng 3.23 Ảnh hưởng của kỹ thuật canh tác (trồng, bón phân, tưới nước,

chăm sóc) ñến năng suất thân lá (tấn/ha) và củ của 3 giống

khoai lang triển vọng vụ xuân 2010 tại 5 ñiểm thử nghiệm

90

91

khoai lang triển vọng vụ thu ñông 2010 tại 5 ñiểm thử nghiệm

92

khoai lang triển vọng vụ thu ñông 2011 tại 5 ñiểm thử nghiệm

93

94

95

Trang 14

Bảng 3.29 Ảnh hưởng của kỹ thuật canh tác ñến năng suất thân lá và củ

của 3 giống khoai lang triển vọng vụ thu ñông 2010 tại 5 ñiểm

thử nghiệm

95

Bảng 3.30 Ảnh hưởng của kỹ thuật canh tác ñến năng suất thân lá

(tấn/ha) và củ của 3 giống khoai lang triển vọng vụ thu ñông

96

(tấn/ha) và củ của 3 giống khoai lang triển vọng vụ xuân 2010

tại 5 ñiểm thử nghiệm

97

98

99

100

Bảng 3.35 Ảnh hưởng của kỹ thuật canh tác ñến hàm lượng chất khô

(TB) thân lá và củ của 3 giống khoai lang triển vọng trong vụ

xuân năm 2010 tại 5 ñiểm thử nghiệm

101

Bảng 3.36 Ảnh hưởng của kỹ thuật canh tác ñến hàm lượng chất khô

(TB) thân lá và củ của 3 giống khoai lang triển vọng trong thu

ñông năm 2010 tại 5 ñiểm thử nghiệm

101

Bảng 3.37 Ảnh hưởng của kỹ thuật canh tác ñến hàm lương chất khô thân

lá và củ của 3 giống khoai lang triển vọng trong vụ xuân 2010

102

Trang 15

lá và củ của 3 giống khoai lang triển vọng trong vụ thu ñông

103

Bảng 3.39 Ảnh hưởng của kỹ thuật canh tác ñến hàm lượng chất khô thân

lá và củ của 3 giống khoai lang triển vọng trong vụ xuân 2010

104

lá và củ của 3 giống khoai lang triển vọng trong vụ thu ñông

104

Bảng 3.41 Tình hình sâu bệnh của 3 dòng, giống khoai lang triển vọng

trên chân ñất có lúa năm 2011 tại 5 ñiểm thí nghiệm

105

trên chân ñất chuyên màu năm 2011 tại 5 ñiểm thí nghiệm

106

trên chân ñất cát ven biển năm 2011 tại 5 ñiểm thí nghiệm

106

Bảng 3.44 Hiệu quả kinh tế của mô 2 lúa 1 khoai lang (KLC266) vụ ñông

ở 5 ñiểm thử nghiệm ở miền Trung năm 2011

107

Bảng 3.45 Hiệu quả kinh tế của mô hinh khoai lang (KLC266) xuân - lúa

mùa ở miền Trung năm 2011năm 2011

108

Bảng 3.46 Hiệu quả kinh tế của mô hình khoai lang (KLC266) trên ñất

chuyên màu ở miền Trung năm 2011 năm 2011

109

Hình 3.2 Cách trồng và mật ñộ trồng khoai lang (4dây/m dài) Cây cách

cây 25 cm

114

Trang 16

Hình 3.3 Cách bón thúc cho khoai lang 114

Hình 3.6 Chu kỳ phát triển và tác hại của bọ hà hại khoai lang 117

Trang 17

MỞ đẦU

1 Tắnh cấp thiết của ựề tài

Trong quá trình phát triển sản xuất nông nghiệp ở nước ta khoai lang chiếm một vị trắ quan trọng trong sản xuất lương thực, ựứng thứ 3 sau lúa và ngô Khoai lang là cây lương thực dễ trồng, ựầu tư thấp nhưng có tiềm năng năng suất cao Những năm gần ựây do việc chuyển ựổi cơ cấu cây trồng nên diện tắch khoai lang ở nhiều vùng bị thu hẹp lại Tuy nhiên ở những vùng ựất nghèo dinh dưỡng, không chủ ựộng tưới, cây khoai lang vẫn chiếm một diện tắch khá lớn Khoai lang ựã chiếm vị trắ ngang hoặc cao hơn sản xuất lúa, ựặc biệt khoai lang là cây trồng hiệu quả nhất khi mùa màng bị rủi ro do thiên tai, bão lụt góp phần ựảm bảo an ninh lương thực tại các tỉnh ven biển Trung bộ

Miền Trung bao gồm các tỉnh: Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, đà Nẵng, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình định, Phú Yên và Khánh Hoà: địa hình chia cắt bởi ựồi núi và dãy Trường Sơn Dọc ven biển có vùng ựất cát ven biển bạc màu tuy nghèo dinh dưỡng nhưng ựất ựai rất phù hợp với các loại cây có củ như khoai lang song gặp rất nhiều khó khăn- Sản xuất lúa khó khăn, ở ựây cây khoai lang ựã chiếm vị trắ ngang hoặc cao hơn sản xuất lúa, ựặc biệt khoai lang là cây trồng hiệu quả nhất khi mùa màng bị rủi ro do thiên tai, bão lụt góp phần ựảm bảo an ninh lương thực Riêng ựối với vùng Trung bộ diện tắch trồng khoai lang khoảng trên 68 ngàn ha chiếm 30% diện tắch khoai lang cả nước Cây khoai lang là cây trồng chắnh trên ựất cát ven biển Vụ Hè thu nắng nóng bởi các ựợt gió tây nam (gió nam Lào) khô nóng các cây trồng không thể bố trắ ựược Vì vậy ựể phát triển cây khoai lang trở thành cây có giá trị kinh tế cao ựòi hỏi phải có giống năng suất cao, chất lượng tốt, có giá

Trang 18

trị hàng hoá cao cùng với các biện pháp kỹ thuật thâm canh mới là hết sức cần thiết

- Khoai lang ñã chiếm vị trí ngang hoặc cao hơn sản xuất lúa, ñặc biệt khoai lang là cây trồng hiệu quả nhất khi mùa màng bị rủi ro do thiên tai, bão lụt góp phần ñảm bảo an ninh lương thực tại các huyện ven biển Trung bộ

- Năng suất khoai lang thấp chủ yếu là do chưa có giống tốt phù hợp cho từng vùng sinh thái và cơ cấu mùa vụ của từng ñịa phương, các biện pháp thâm canh trên ñất bạc màu, ñất cát ven biển nghèo dinh dưỡng chưa ñược chú trọng ñúng mức ðể tăng ñược năng suất và sản lượng khoai lang ngoài việc ñánh giá các yếu tố kinh tế xã hội, thị trường ñể quy hoạch thì việc xác ñịnh biện pháp quản lý tổng hợp tăng năng suất khoai lang cho miền Trung phải tiến hành ñồng bộ các khâu kỹ thuật then chốt như giống, phân bón, thời vụ, mật ñộ trồng, thu hoạch, bảo quản sau thu hoạch và tiêu thụ cho từng nhóm giống theo mục ñích sử dụng nhằm

tăng thu nhập và hiệu quả kinh tế của cây khoai lang ðề tài "Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật tổng hợp tăng năng suất khoai lang cho miền Trung" là rất cần

thiết trong giai ñoạn hiện nay

2 Mục tiêu của ñề tài

Mục tiêu chung: Tăng năng suất và hiệu quả sản xuất khoai lang trong hệ

thống canh tác ở miền Trung

Mục tiêu cụ thể:

2.1 Tuyển chọn ñược một số giống khoai lang có năng suất cao (tăng trên 15% so

với giống ñang trồng): năng suất củ ñạt từ 20 – 25 tấn /ha, năng suất thân lá ñạt

20-25 tấn/ha, sử dụng cho người và làm thức ăn cho gia súc Giống chất lượng cao cho năng suất củ ñạt từ 15 - 20 tấn/ha, có hàm lượng chất khô trên 27-30%, hàm lượng tinh bột từ 60 -75% chất khô; mã củ ñẹp, sử dụng ăn tươi và chế biến phù hợp,

Trang 19

nhằm tăng hiệu quả sản xuất khoai lang cho miền Trung

2.2 Xây dựng mô hình sản xuất khoai lang theo hướng ICM nhằm ñạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao ở miền Trung

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài

- Xây dựng một số quy trình quản lý cây trồng tổng hợp (ICM) ñối với cây khoai trên một số chân ñất trồng khoai lang ở miền Trung Góp phần thúc ñẩy chuyển dịch cơ cấu cây trồng theo hướng sản xuất hàng hoá

- Thành công của ñề tài sẽ góp phần tích cực trong sản xuất và tiêu dùng khoai lang và nâng cao hiệu quả kinh tế của sản xuất khoai lang tại vùng Trung Bộ về giống mới, biện pháp kỹ thuật thâm canh góp phần hoàn thiện bổ sung qui trình sản xuất ñạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao

- Thành công của ñề tài sẽ giúp nông dân hiểu biết về kỹ thuật nhân giống, sản xuất khoai lang năng suất cao, chất lượng khoai lang hàng hoá một cách ñồng bộ

+ Nâng cao trình ñộ kỹ thuật, chuyên môn cho người nông dân: giúp người nông dân hiểu ñược mọi thông tin về: giống, phân bón, yêu cầu ngoại cảnh của cây trồng,

kỹ thuật trồng trọt, chăm sóc, thuốc phòng trừ sâu bệnh, phương pháp phòng trừ dịch hại, ñể có một ruộng cây trồng tốt, thời ñiểm thu hoạch, bảo quản Nông dân phải ñược ñào tạo, tập huấn sử dụng thành thạo mọi biện pháp trồng trọt kể cả IPM + Nâng cao trình ñộ quản lý kinh tế và khả năng quyết ñịnh của người nông dân Ngoài sự thành thạo các thao tác trồng trọt, người nông dân phải nắm ñược các thông tin thị trường cần thiết như: thời ñiểm bán có lợi nhất (vụ trồng), nơi bán (thị trường tiêu thụ), các ñặc tính dinh dưỡng (thơm, ngon, ngọt ), khả năng bảo quản sản (dài, ngắn, tốt, xấu ) Việc hạch toán kinh tế là rất quan

Trang 20

trọng, nó giúp người nông dân ra quyết ñịnh ñầu tư ñể thu ñược lãi cao nhất

4 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài

- ðề tài nghiên cứu tuyển chọn bộ giống khoai lang phù hợp và xây dựng quy trình quản lý cây trồng tổng hợp (ICM) ñối với cây khoai trên một số chân ñất trồng khoai lang ở miền Trung từ Thanh Hóa ñến Khánh Hoà

Trang 21

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI

1.1 Nguồn gốc, sự phân bố, ñặc ñiểm di truyền và yêu cầu ngoại cảnh ñối với sinh trưởng phát triển cây khoai lang

1.1.1 Nguồn gốc, sự phân bố và ñặc ñiểm di truyền

Khoai lang [Ipomoea batatas (L.) Lam] là cây hai lá mầm thuộc chi

Ipomoea, họ Convolvuaceae Trong số gồm 50 tộc và hơn 1000 loài thuộc họ

này thì Ipomoea batatas là loài có ý nghĩa kinh tế quan trọng và ñược sử dụng làm lương thực và thực phẩm Số lượng loài trong chi Ipomoea ñã ñược xác ñịnh là hơn 400 loài, nhưng Ipomoea batatas là một loài cây trồng không ñược

tìm thấy ở dạng hoang dại Cho ñến nay, nguồn gốc khoai lang vẫn còn nhiều tranh cãi Song các cứ liệu khảo cổ, ngôn ngữ học và lịch sử học ñã cho phép xác ñịnh nguồn gốc khoai lang là ở Châu Mỹ, ở vùng Trung Mỹ hay Nam Mỹ Một số nhà khoa học cho rằng khoai lang có nguồn gốc ở giữa vùng phía Bắc là quần ñảo Yucatan và phía Nam là sông Orinoco với các trung tâm thứ cấp có sự

ña dạng cao ở Guatemala và Nam Peru và khi nghiên cứu về sự biến ñộng ở

Ipomoea batatas ñã chỉ ra vùng có sự ña dạng cao bao gồm Colombia, Equador

và Bắc Peru

Cây khoai lang tuy có nguồn gốc ở Châu Mỹ nhiệt ñới nhưng ñược phân

bố rộng rãi ở các vùng nhiệt ñới, Á nhiệt ñới và vùng ôn ñới ẩm Khoai lang ñược trồng rộng rãi ở Châu Mỹ, Châu Phi, Châu Á, Châu Âu từ 40o vĩ Bắc xuống 32o Nam Ở vùng xích ñạo khoai lang còn ñược trồng ở ñộ cao 3000 m

so với mặt biển (Woolfe J.A., 1992) [81]

Ở Việt Nam khoai lang có nhiều khả năng là một cây nhập nội, nó không

Trang 22

có mặt trong các loại cây trồng trong nền Nông nghiệp cổ xưa của người Việt cổ

Có thể khoai lang mới ựược nhập vào từ mấy thế kỷ gần ựây khi bán ựảo đông Dương ựược người ở các ựảo khác trên Thái Bình Dương hay ở phương Tây biết ựến (Bùi Huy đáp, 1984)[5] Lê Quắ đôn cho là khoai lang ựã ựược nhập từ nước Lã Tông (ựảo Philippines) và ựã ựược ựưa vào nước ta vào khoảng cuối ựời Minh (Bùi Huy đáp, 1984 [5]

Khoai lang là cây lục bội với số nhiễm sắc thể cơ bản là x=15 (loài

Ipomoea batatas 2n = 6 x= 90) Nguồn gốc hình thành và bản chất của thể lục

bội này vẫn còn là vấn ựề tranh luận trong giới khoa học Khoai lang có thể là một thể lục bội hỗn hợp cùng nguồn và khác nguồn Do ựặc ựiểm lục bội, cây khoai lang có tắnh dị hợp tử cao và sự biến ựộng rất lớn ựối với nhiều tắnh trạng

đặc ựiểm thực vật học: Khoai lang là cây thân thảo sống một năm hay

nhiều năm, thân mềm bò hoặc leo, lá ựơn mọc cách, hoa lưỡng tắnh, quả sóc, rễ khoai lang ựược chia làm ba loại: rễ con, rễ nửa chừng (rễ ựực) và rễ củ (đinh Thế Lộc và CS, Cây màu tập II, 1997 [37])

Thân khoai lang gồm nhiều lóng, ựộ dài lóng phụ thuộc chủ yếu vào giống, vào thời kỳ sinh trưởng, kỹ thuật canh tác và ựiều kiện thời tiết

Lá khoai lang mọc cách, mỗi mắt mọc một lá, kắch thước lá, hình dạng lá

và dộ dài cuống lá phụ thuộc nhiều vào giống và vị trắ lá trên thân

Hoa khoai lang giống hoa bìm bìm, hình phễu, có cuống dài theo chùm hoa mọc ở nách lá, tỷ lệ tự thụ phấn rất thấp dưới 10% và khó kết hạt, nếu có kết hạt thì không hoặc khó nảy mầm vì sức sống quá yếu (người ta gọi khoai lang là cây bất tự thụ) Khoai lang chủ yếu là giao phấn tự do nhờ gió và côn trùng với thời gian rất ngắn thường trong 1 ngày

Trang 23

Quả khoai lang hình tròn dẹt, sau thụ phấn một ñến hai tháng thì quả chín Mỗi quả có từ 1 - 4 hạt, hạt khoai lang mầu ñen hoặc mầu nâu tuỳ theo giống Trong sản xuất không trồng bằng hạt mà chỉ trong lai tạo và chọn lọc giống mới

Củ khoai lang: Rễ củ thường phát triển ở lớp ñất 10 - 25 cm, lúc ñầu rễ củ phát triển theo chiều dài sau ñó phát triển theo chiều ngang, do có hoạt ñộng của

2 lớp tượng tầng sơ cấp và thứ cấp rất nhịp nhàng, nhờ có ñiều kiện môi trường thuận lợi Tuỳ thời vụ trồng, giống và chế ñộ canh tác mà rễ củ hình thành sớm hay muộn ðối với giống khoai lang ngắn ngày rễ củ thường phát triển vào 30 -

35 ngày sau trồng, giống dài ngày 40 - 50 ngày sau trồng Trên cùng một loại dây,

rễ củ ra tập trung ở mắt thứ 2, thứ 3 và thứ 4 của dây trồng (thân ngầm)

Sự sinh trưởng phát triển của cây khoai lang bao gồm các quá trình sinh trưởng thân lá và rễ củ, giữa các bộ phận có mối quan hệ hữu cơ xen kẽ với nhau, chúng vừa có tác dụng xúc tiến, vừa có tác dụng ức chế lẫn nhau (ðinh Thế Lộc và CS, Cây màu tập II, 1997 [37])

1.1.2 Các thời kỳ sinh trưởng và phát triển của cây khoai lang

Cây khoai lang có nguồn gốc nhiệt ñới ðể thân lá sinh trưởng thuận lợi, hình thành và phát triển tốt khoai lang cần nhiệt ñộ tương ñối cao, nhiệt ñộ thích hợp là khoảng 21-23oC Vốn có nguồn gốc nhiệt ñới nên cây khoai lang có phản ứng với ánh sáng ngày ngắn Thời gian chiếu sáng thích hợp trong một ngày từ 8-10 giờ áng sáng Khoai lang vụ ñông (trồng tháng 9-10 thu hoạch tháng1-2) ở các tỉnh ñồng bằng Bắc Bộ chủ yếu trên diện tích tăng vụ, vùng 2

vụ lúa hoặc 1 lúa- 1màu, hoặc 2 màu - 1 lúa Do nằm trong cơ cấu 3 vụ nên hệ

số sử dụng ruộng ñất và tổng sản lượng trên một ñơn vị trồng trọt tăng ðiều

Trang 24

kiện khắ hậu và thời tiết trong vụ ựông diễn biến có lợi cho sinh trưởng thân lá của cây, thời kỳ ựầu nhiệt ựộ và ẩm ựộ còn cao, thắch hợp cho thân lá phát triển, thời kỳ cuối nhiệt ựộ và lượng mưa giảm dần có lợi cho quá trình vận chuyển và tắch luỹ vật chất khô về củ (đinh Thế Lộc và CS, Cây màu tập II, 1997 [37]) Trong ựiều kiện vụ đông vùng ựồng bằng Bắc Bộ thời gian chiếu sáng dưới 13 giờ, tương ựối thắch hợp cho khoai lang vụ đông phình to củ ở cuối vụ và khả năng ra hoa kết quả trong ựiều kiện ngày ngắn ở vụ đông của Việt Nam

Theo đinh Thế Lộc và CS(1997) [37], Nguyễn Viết Hưng và CS (2010) [29], khi ựược trồng bằng dây, chu kỳ sinh trưởng và phát triển của cây khoai lang có thể ựược chia thành 4 thời kỳ

1 Thời kỳ mọc mầm ra rễ

Trong ựiều kiện thuận lợi, 5 Ờ 7 ngày sau trồng khoai lang bắt ựầu ra rễ từ các mắt ựốt trên thân, nhưng mầm thì phát triển chậm hơn đặc ựiểm chủ yếu của thời kỳ này là sự hình thành và phát triển của rễ con, mầm của ựỉnh sinh trưởng ngọn Một số rễ con bắt ựầu phân hóa thành rễ củ, bộ phận thân lá trên mặt ựất phát triển chậm Nhiệt ựộ không khắ càng cao thì càng có lợi cho thời kỳ sinh trưởng này Nhiệt ựộ thắch hợp là 20 Ờ 250C, ựộ ẩm ựất 70 Ờ 80% ựộ ẩm tối

ựa ựồng ruộng, ựất thoáng để ựảm bảo cho thời kỳ mọc mầm ra rễ phát triển thuận lợi, trong kỹ thuật trồng khoai lang, vấn ựề trước hết là cần ựảm bảo tỷ lệ cây sống sau trồng ựạt ựược 100%, làm cơ sở cho cây mọc mầm ra rễ thuận lợi

Vì vậy cần làm ựất ựúng kỹ thuật, ựảm bảo ựất tơi, xốp, thoát và giữ ẩm tốt; chọn dây giống có chất lượng tốt; chọn thời vụ và thời gian trồng thắch hợp khi ựiều kiện nhiệt ựộ trung bình từ 150C trở lên; trồng ựúng kỹ thuật; sau trồng 10 Ờ 15 ngày xới xáo nhẹ quanh gốc dây ựể rễ phát triển thuận lợi

2 Thời kỳ phân cành kết củ

Trang 25

ðặc ñiểm của thời kỳ này là rễ con tiếp tục phát triển và ñạt ñến mức tối

ña vào cuối thời kỳ; rễ củ tiếp tục phân hóa hình thành Cuối thời kỳ này, số củ trên một số cây ñã có xu hướng ổn ñịnh (củ hữu hiệu); bộ phận thân lá trên mặt ñất, nhất là cành cấp 1 bắt ñầu phát triển nhanh dần ðiều kiện ngoại cảnh thích hợp cho thời kỳ này là nhiệt ñộ 25 – 280C, ẩm ñộ 70 – 80% và cây ñược cung cấp ñủ dinh dưỡng Mục ñích chủ yếu của việc tác ñộng các biện pháp kỹ thuật ñến thời kỳ này là nhằm ñạt ñược số củ hữu hiện cao nhất; vì vậy cần xới xáo làm cỏ, vun, bón thúc và tưới nước hợp lý cho khoai lang

3 Thời kỳ sinh trưởng thân lá

ðặc ñiểm chủ yếu của thời kỳ này là tốc ñộ phát triển thân lá tăng lên rất nhanh Thân chính vươn dài, cành cấp 1 và cấp 2 phát triển mạnh ñể tạo thành

bộ khung thân lá hoàn chỉnh; tốc ñộ lớn của củ bắt ñầu tăng Diện tích lá tăng nhanh, ñạt ñến trị số tối ña, sau ñó bắt ñầu giảm xuống từ từ Sự sinh trưởng thân lá, nhất là diện tích lá có liên quan chặt chẽ ñến tốc ñộ lớn của củ ðiều kiện ngoại cảnh thích hợp cho thời kỳ này là nhiệt ñộ 28 – 300C, ẩm ñộ 70 – 80% và cây ñược cung cấp nhiều chất dinh dưỡng, ñặc biệt là ñạm ñể phát triển thân lá và kali ñể củ lớn Các biện pháp kỹ thuật quan trọng cần tác ñộng là: bón thúc ñạm sớm (20 – 30 ngày sau trồng NST và 45 – 60 NST) nhằm thúc ñẩy thân lá phát triển nhanh; bón kali muộn (45 – 60 NST và 80 – 90 NST) nhằm hạn chế sự phát triển thân lá và giúp củ lớn nhanh; duy trì ñộ ẩm thích hợp (70 – 80%), nếu ñất quá khô, có thể tưới nhiều lần; và bấm ngọn nhấc dây ñể hạn chế sinh trưởng thân lá

4 Thời kỳ phát triển củ

ðặc ñiểm chủ yếu của thời kỳ này là khối lượng củ tăng lên rất nhanh, nhất là vào giai ñoạn cuối khi thân lá phát triển chậm dần và ñi ñến giảm sút

Trang 26

Nhiệt ñộ trung bình thích hợp cho thời kỳ này là 22 – 240C; tuy nhiên, mức chênh lệch nhiệt ñộ giữa ngày và ñêm, giữa bề mặt luống khoai và ñộ sâu lớp ñất chứa củ càng lớn thì tốc ñộ lớn của củ càng nhanh Vì quá trình phát triển củ xen kẽ với quá trình phát triển thân lá nên các biện pháp kỹ thuật (BPKT) tác ñộng vào thời kỳ sinh trưởng thân lá cũng chính là ñể phục vụ sự lớn lên của củ khoai lang Vì vậy cần cung cấp ñủ kali vào lúc khối lượng củ bắt ñầu tăng nhanh ñể khoai lang ñạt năng suất cao Ngoài ra cũng cần chú ý các BPKT khác như làm luống cao, ao và dễ thoát nước trong vụ khoai xuân muộn và vụ khoai

hè thu ñể hạn chế củ bị thối; cày xả luống và vun ñể tạo ñiều kiện ñất tơi xốp giúp củ phình to nhanh; phòng trừ bạ hà có hiệu quả; và thu hoạch kịp thời ñể ñảm bảo năng suất, chất lượng củ

Theo Mai Thạch Hoành (2011) [21]; chu kỳ sinh trưởng phát triển của cây khoai lang thực chất có 2 thời kỳ xét theo tỷ lệ tương quan về khối lượng giữa thân lá (T) và rễ củ (R) Tỷ lệ tương quan T/R là cở sở ñể phân biệt giữa 2 nhóm giống: nhóm lấy củ là chủ yếu và nhóm lấy thân lá là chủ yếu Với nhóm khoai lang lấy củ:

Thời kỳ ñầu: Là thời kỳ lá sinh trưởng ñến tối ña ñến khi ñạt khối lượng

chất khô (KLCK) thân lá = KLCK củ Tỷ lệ T/R từ chỗ T/R > 1 chuyển ñến trạng thái T/r ≈ 1 tại một thời ñiểm sinh trưởng (tùy theo giống, thường là khi thân lá ñã phủ kín luống) và từ ñó chuyển hóa mạnh sang thời kỳ sau Cuối thời

kỳ ñầu, củ phình to dần nhờ lớp tượng tầng thứ cấp trong củ bắt ñầu hoạt ñộng mạnh dần lên

Thời kỳ sau: Là thời kỳ củ phát triển tối ña ñến khi cho thu hoạch Củ

khoai lang phát triển mạnh về bề ngang do lớp tượng tầng thứ cấp hoạt ñộng

Trang 27

mạnh trong mối quan hệ hài hòa với hoạt ựộng của tượng tầng sơ cấp Tốc ựộ tắch lũy chất khô về củ ựạt tối ựa nhờ có bộ tán lá lớn và hoạt ựộng quang hợp mạnh nhất Hai lớp tượng tầng sơ cấp và thứ cấp hoạt ựộng mạnh về ban ựêm, hình hành nhiều lớp nhu mô mềm, làm nơi tắch lũy các sản phẩm quang hợp từ

lá vận chuyển xuống củ và giúp củ phình to nhanh về ban ựêm Lúc này giá trị T/R

từ chỗ T/R ≈ 1 giảm dần xuống mức T/R < 1 vì khối lượng củ (R) tăng dần và lớn hơn khối lượng thân lá (T) Khi thu hoạch thì T/R có giá trị nhỏ nhất, nhờ khối lượng củ ựạt giá trị cao nhất

độ dài của mỗi thời kỳ sinh trưởng dài ngắn khác nhau tùy thuộc vào

giống khoai lang và mùa vụ trồng, kể cả chịu tác ựộng của biện pháp kỹ thuật

canh tác Kinh nghiệm lâu ựời Ộlúa tốt hai, khoai tốt mộtỢ của người dân Việt

Nam cũng ựã chỉ rõ: Muốn ựạt năng suất củ cao thì kỹ thuật canh tác phải tạo ựiều kiện thuận lợi nhất ựể thúc ựẩy nửa ựầu chu kỳ sinh trưởng và phát triển của cây khoai lang (Bùi Huy đáp, 1984) [5]

1.1.3 Nhu cầu sinh thái và dinh dưỡng của cây khoai lang

1.1.3.1 điều kiện khắ hậu, ựất ựai

1.1.3.1.1 Ánh sáng

Khoai lang là một cây ưa sáng, cho năng suất cao khi trồng dưới ựiều kiện cường ựộ ánh sáng cao điều này giải thắch vì sao khi trồng xen với cây lâu năm, khoai lang thường cho năng suất thấp Khoai lang sinh trưởng và phát triển tốt trong ựiều kiện có cường ựộ ánh sáng cao ở vùng nhiệt ựới hay ở các vùng ôn ựới có mùa hè tương ựối nóng

độ dài ngày tác ựộng ựến sự ra hoa và phát triển của củ Khoai lang là cây ngày ngắn, vì vậy ựể ra hoa kết quả, khoai lang cần ựiều kiện ngày ngắn

Ở vùng nhiệt ựới, phần lớn các giống khoai lang sẽ ra hoa nếu ựộ dài ngày

Trang 28

là khoảng 11 giờ và sẽ bị ức chế ra hoa khi ựộ dài ngày lớn hơn 13,5 giờ Ở vùng

ôn ựới trên 30 vĩ ựộ bắc hoặc nam, khoai lang không hề ra hoa khi trồng trong mùa ựông có ựộ dài ngày khoảng 8 Ờ 9 giờ (đinh Thế Lộc, 1997) [37] để sản xuất và tắch lũy chất khô về củ, ngày dài ựược cho là yếu tố quan trọng tạo tiền ựề cho năng suất cao ở những vùng ôn ựới Bắc bán cầu (như Nhật Bản và Mỹ) Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu của Mc.David và Alamu (1980) [72] lại cho thấy năng suất củ bị giảm nhanh khi ựộ dài ngày vượt quá 18 giờ Khi nghiên cứu trồng khoai lang trồng buồng sinh trưởng, Bonsi và CS (1990) [54] thấy rằng phản ứng của khoai lang ựối với ựộ dài ngày còn phụ thuộc vào giống khoai lang

Sự phát triển của củ chỉ xảy ra trong ựiều kiện tối, vì vậy khi củ bị lộ sáng

sẽ ảnh hưởng ựến sự tắch lũy dinh dưỡng về củ, giảm tỷ lệ tinh bột, tăng tỷ lệ

xơ Khi củ ựược che tối tốt, quá trình này sẽ diễn ra theo chiều hướng ngược (Onwueme và Charles, 1994) [74]

1.1.3.1.2 Nhiệt ựộ

Khoai lang có nguồn gốc ở vùng nhiệt ựới Chây Mỹ La Tinh, vì thế nhiệt

ựộ tương ựối cao là ựiều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng thân lá cũng như sự hình thành và phát triển củ khoai lang Là cây ưa ấm, khoai lang sinh trưởng phát triển tốt khi nhiệt ựộ cao hơn 240C và ngừng phát triển ở nhiệt ựộ dưới 100C Khi ựược trồng trong ựiều kiện chiếu sáng 16 giờ một ngày, Kim (1961) [67] nhận thấy nhiệt ựộ không khắ ban ngày 290C và ban ựêm 200C ựược cho là ựiều kiện nhiệt ựộ không khắ tối ưu Nhiệt ựộ không khắ thấp dù diễn ra chỉ trong một thời gian ngắn cũng là trở ngại cho sự phát triển của thân lá và từ ựó cũng làm cho sự phát triển của rễ củ bị chậm lại Củ khoai lang phát triển tối ưu khi nhiệt ựộ ựất là

250C, ựồng thời ngừng phát triển nếu nhiệt ựộ ựất dưới 150C hoặc trên 350C

Theo Bùi Huy đáp (1984) [5], trong ựiều kiện miền Bắc có mùa ựông

Trang 29

lạnh, thì những tháng lạnh là không thích hợp cho sự sinh trưởng của khoai lang không chỉ ở miền núi mà ở cả ñồng bằng Vì vậy, khoai lang ñông muốn có năng suất cao thì nên ñược trồng sớm trong nửa ñầu tháng 9 ñể cây có thể bén

rễ, phát triển thân và lá trong ñiều kiện nhiệt ñộ còn tương ñối cao và ñộ ẩm tương ñối ñủ của cuối mùa mưa, và hình thành ra củ ñược trong nhưng tháng còn nắng hanh của nửa ñầu mùa ñông

1.1.3.1.3 Nước

Khoai lang không chịu ñược hạn ở giai ñoạn ngay sau khi trồng Lượng nước cần cho mỗi vụ phụ thuộc vào ñiều kiện cụ thể ở từng nơi, lượng mưa, ñặc tính giống, ñiều kiện ñất ñai và ñộ dài thời gian sinh trưởng Theo ðinh Thế Lộc (1997) [37], lượng mưa thích hợp nhất ñối với khoai lang từ 750 - 1000 mm/năm

và khoảng 500 mm trong mỗi vụ trồng Nhìn chung khi cây ñược cung cấp ñủ nước mưa hay nước tưới, quá trình sinh trưởng và hình thành củ ñược thuận lợi, nhưng nếu quá thừa nước sẽ làm ñất bí và yếm khí Do khi phình to, củ khoai lang sẽ ép ñất lại ñể chiếm khoảng trống, nên sức cản vật lý của ñất cũng là một yếu tố cần ñược cân nhắc nhằm tạo ñiều kiện cho củ phát triển bình thường

Trang 30

và phát triển của củ khoai lang Khoai lang thích hợp trên ñất hơi chua hay gần trung tính, với ñộ pH từ 5 ñến 6

1.1.3.2 Nhu cầu dinh dưỡng

Lượng chất dinh dưỡng cây khoai lang lấy ñi từ ñất thay ñổi tùy theo mức năng suất sinh học và năng suất kinh tế cần ñạt ñược ðối với một giống cụ thể, năng suất có thể ñược nâng cao ñáng kể khi chỉ cần tăng thêm lượng phân bón ñối với nhân tố dinh dưỡng thiết yếu

Bảng 1.1 Lượng chất dinh dưỡng (kg/ha) cây khoai lang cần lấy ñi từ ñất ñể ñạt mức năng suất củ 12 tấn/ha và 50 tấn/ha

Năng suất củ 12 tấn/ha Năng suất củ 50 tấn/ha Yếu tố dinh

dưỡng Tồn tại

trong củ

Tồn tại trong thân lá và củ

Tồn tại trong củ

Tồn tại trong thân lá và củ

Khi các yếu tốt N, P, K, S, Mg, Ca và Fe ở dưới mức tới hạn, cây xuất hiện các triệu chứng thiếu dinh dưỡng rất rõ Cho dù cây vẫn có thể hình thành

củ, nhưng trong ñiều kiện thiếu ñạm, sự phát triển thân lá sẽ chiếm ưu thế và do

Trang 31

vậy ức chế việc tắch lũy chất dinh dưỡng về củ Kali có vai trò ựặc biệt quan trọng trong việc hình thành củ, nhất là khi thiếu kali, thì việc bón nhiều ựạm sẽ càng gây hậu quả xấu cho cây Lượng kali cây khoai lang cần thường lớn hơn 2 lần so với lượng ựạm và lớn hơn 5 lần lượng lân

Kali ựóng vai trò ựặc biệt quan trọng trong việc tổng hợp tinh bột Tỷ lệ

K2O/N cao làm tăng tỷ lệ nước trong củ, tăng cường ựộ hô hấp và tăng trưởng của củ khoai lang, và do vậy thúc ựẩy quá trình vận chuyển các sản phẩm quang hợp từ lá về củ Bón ựủ K2O và tỷ lệ K2O/N cao sẽ thúc ựẩy việc hình thành protein và do ựó thúc ựẩy sự phình to của củ (Kays và CS, 1982) [66]

1.1.4 Sự hình thành củ khoai lang và các nhân tố ảnh hưởng

Theo Bùi Huy đáp (1984) [5], quá trình hình thành củ của một dây khoai lang do trình ựộ phân hóa rễ trong cây và ựiều kiện ngoại cảnh chi phối Những loại rễ dễ hình thành củ là những rễ lúc mới phát sinh có ựường kắnh tương ựối lớn, có nhiều tế bào vận chuyển thức ăn và nước Trong mỗi rễ, sự phình ra thành củ còn phụ thuộc vào hoạt ựộng của tượng tầng Rễ củ có lớp tượng tầng

ở ngoài bì, lớp tượng tầng ở sát mạch libe (hay còn gọi là tượng tầng sơ cấp) và các lớp tượng tầng ựặc biệt phát triển từ những tế bào bọc mô quanh những mạch gỗ ở bên trong (còn gọi là tượng tầng thứ cấp) Sự phát triển của củ khoai lang là do hoạt ựộng của tượng tầng sơ cấp và tượng tầng thứ cấp

Quá trình hình thành củ của cây khoai lang còn phụ thuộc vào chất lượng dây giống ựem trồng và tình trạng dinh dưỡng của cây khoai lang Trước khi bén rễ, dây khoai lang sống nhờ thức ăn dự trữ trong dây, cho nên dây tốt xấu có quan hệ ựến sự sinh trưởng và phát triển của rễ sau này, của sự phân hóa thành rễ củ Trong ựiều kiện như nhau, dây tốt có khả năng phân hóa thành nhiều rễ củ hơn dây xấu Củ là nơi tắch lũy các chất ựường bột, nên sự sinh

Trang 32

trưởng dinh dưỡng của dây khoai lang càng mạnh, quá trình quang hợp càng tốt thì củ càng to, càng nhiều Vì vậy khi chuẩn bị dây giống ñể trồng, cần chọn dây bánh tẻ, cứng dây (không non hoặc già quá), không có rễ; chỉ lấy dây ñoạn 1 và ñoạn 2, mỗi ñoạn 5 – 8 ñốt mắt và dài 25 – 30 cm

Tiềm năng năng suất củ: Năng suất củ của khoai lang chịu chi phối bởi

ñộ dài thời gian sinh trưởng (TGST) Năng suất củ 120 tấn/ha tại Kyushu ñã ñạt ñược với các giống có TGST 8 tháng và 80 tấn/ha tại Okinawa (Nhật Bản) với các giống có TGST 5 tháng (Agata, 1982) [52] Tại Vanuatu, một số giống ñịa phương có TGST 5 tháng ñã cho năng suất 60 – 80 tấn/ha trong ñiều kiện hoàn toàn không bón phân (Lebot, 1986) [69]

1.2 Tình hình sản xuất khoai lang ở trong nước và trên thế giới

1.2.1 Sản xuất khoai lang trên thế giới

Khoai lang là một cây trồng cạn và có khả năng chịu ñược nhiều ñiều kiện khí hậu và thổ nhưỡng khác nhau Do khoai lang có thể chịu lạnh tốt hơn các cây có củ nhiệt ñới khác (sắn, khoai sọ…), vì vậy nó có thể sinh trưởng và phát triển bình thường ngay cả ở ñộ cao 2500m so với mặt biển Khoai lang ñã trở thành cây lương thực chính của dân cư miền núi cao tại Uganda, Ruanda và Burundi của Châu Phi

Hiện thế giới có 115 nước sản xuất khoai lang (FAO STAT 2012) [58]; chủ yếu tại các nước ñang phát triển và trên các chân ñất nghèo dinh dưỡng với chi phí ñầu tư thấp Năm 2010 toàn thế giới trồng 8,1 triệu ha khoai lang, sản lượng ñạt trên 106 triệu tấn (bảng 1.2), trong ñó Châu Á ñạt 88,5 triệu tấn, (bằng 83% sản lượng toàn bộ thế giới), riêng Trung Quốc ñạt 81,2 triệu tấn

Bảng 1.2 Tình hình sản xuất khoai lang trên thế giới năm 2010

Năng suất Diện tích Sản lượng

Trang 34

Tại Trung Quốc, khoai lang chủ yếu ựược dùng ựể làm thức ăn gia súc (TAGS) hoặc làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến, các nhu cầu sử dụng khác cũng ựang phát triển, vì thế tạo ựộng lực cho thúc ựẩy sản xuất khoai lang

Tứ Xuyên và Sơn đông là hai tỉnh sản xuất khoai lang nhiều nhất của Trung Quốc

Gần một nửa sản lượng khoai lang của Châu Á ựược sử dụng cho chăn nuôi, trong khi phần còn lại ựược sử dụng chủ yếu cho người dưới dạng luộc chắn ựể ăn tươi hoặc chế biến, làm miếnẦ

Năng suất khoai lang toàn thế giới năm 2010 ựạt 13,1 tấn/ha, nhưng có sự khác biệt lớn giữa các Châu lục: Châu Á ựạt 20,0 tấn/ha, Châu Mỹ ựạt 8,9 tấn/ha nhưng Châu Phi chỉ ựạt 4,4 tấn/ha

Tại châu Á, Trung Quốc là nước số 1 của thế giới về diện tắch, năng suất và sản lượng Năng suất khoai lang ựạt 22,3 tấn/ha trên tổng diện tắch trồng 3,66 triệu ha, tương ựương 82,9% diện tắch khoai lang của châu Á và 45,1% diện tắch khoai lang toàn thế giới Trong khi châu Phi có các ựiển hình năng suất khoai lang cao nhất thế giới trên diện tắch hẹp (Sê-nê-gan ựạt 33,3 tấn/ha trên tổng diện tắch 2.100 ha và Ai Cập ựạt 30,6 tấn/ha trên diện tắch 12.100 ha), nhưng năng suất khoai lang trung bình của châu lục này chỉ ựạt 4,4 tấn/ha, tương ựương 1/5 năng suất khoai lang của châu Á và của Trung Quốc Thực tế này phản ánh tiềm năng

ựể cải thiện năng suất khoai lang ở châu Phi vẫn còn rất cao

Sản lượng khoai lang tiêu thụ hàng năm trên ựầu người (FAO, 2012) [58] ước ựạt 10 kg tại Châu Phi, 20 kg tại châu Á, 5 kg tại Châu Mỹ La Tinh, 7 kg tại Nhật Bản và chỉ khoảng 2 kg/năm tại Mỹ, nhưng cao tới 75 kg tại Châu đại Dương (Papua New Ghinea và các ựảo Thái Bình Dương) Trong cùng một khu vực ựịa lý, mức tiêu thụ trên ựầu người cũng rất khác nhau Tại Châu Phi chẳng

Trang 35

hạn, mỗi người Ruanda tiêu thụ tới 160kg/ năm và mỗi người Burundi tiêu thụ khoảng 100 kg/năm Tổng sản lượng khoai lang năm 2010 của cả lục ñịa châu Phi chỉ ñạt 14,23 triệu tấn và chủ yếu ñể làm lương thực

ðối với các nước ñang phát triển tại Châu Mỹ La Tinh và vùng Ca-ri-bê như Cu Ba và Ha-i-ti, khoai lang có tầm quan trọng ñáng kể, xét về diện tích và sản lượng Sự suy giảm năng suất khoai lang tại Cu Ba do sâu bệnh phá hại những năm gần ñây ñược cho là do thiếu thuốc hóa học và việc quá nghiên về biện pháp phòng trừ sinh học Tại các nước khác như Pê-ru chẳng hạn, năng suất và sản lượng khoai lang ñược cải thiện ñáng kể là nhờ sự giúp ñỡ của Trung tâm Khoai tây Quốc tế (CIP), trong ñó có việc người dân áp dụng rộng rãi các tiến bộ về giống và kỹ thuật canh tác do CIP giới thiệu

Mỹ hàng năm trồng khoảng 30.000 - 40.000 ha khoai lang, tập trung chủ yếu tại các bang Bắc Carolina, Louisiana, Texas, Mississippi và California Trung bình một trang trại khoai lang ở Mỹ trồng khoảng 150 ha, ñể ñảm bảo hiệu quả ñầu tư về máy móc, kho bảo quản và thiết bị ñóng gói (tốn khoảng 1 -2 triệu USD) và ñể giảm chi phí lao ñộng sống (La bonte và Cannon, 1998) [68]

1.2.2 Sản xuất khoai lang ở Việt Nam

Sản lượng khoai lang ở nước ta không ñồng ñều cả về diện tích và trình

ñộ thâm canh, năng suất thấp và có sự chênh lệch khá lớn giữa các vùng Năm

2010 và 2011 diện tích khoai lang cả nước chỉ còn 150.800 và 148.500 ha, tương ứng; tuy có tăng nhẹ so với 146.400 ha năm 2009 nhưng ñã sụt giảm mạnh so với 181.200 ha năm 2006 Năm 2011 năng suất bình quân ñạt 9,4 tấn/ha, sản lượng ñạt 1.391.000 tấn

Bắc Trung Bộ và vùng duyên hải Nam Trung Bộ dẫn ñầu về diện tích với 49.600 ha, tiếp ñến là vùng trung du miền núi phía Bắc 37.700 ha; ñồng bằng

Trang 36

sông Hồng (ðBSH) 26.1000 ha ñứng thứ ba Dẫn ñầu cả nước về năng suất là 2 vùng ðBSH và ñồng bằng sông Cửu Long (ðBSCL) Nhưng năng suất giữa các vùng rất không ñồng ñều, cao nhất là ðBSCL 22,0 tấn/ha, thấp nhất là vùng BTB (6,3 tấn/ha) và vùng trung du miền núi phía Bắc (6,7 tấn/ha) (Bảng 1.3)

Bảng 1.3 Diện tích năng suất và sản lượng khoai lang của Việt Nam từ 2006 - 2011

Nguồn: Niên giám thống kê 2010 [43]

Các tỉnh ñại diện cho các vùng sinh thái còn trồng nhiều khoai lang là: Quảng Ninh 4.500 ha, Hà Nội (cả Hà Tây cũ) 5.100 ha, Bắc Giang 8.080 ha, Thái

Trang 37

Nguyên 7.300 ha, Thanh Hóa 11.500, Nghệ An 10.400 ha, Hà Tĩnh 7.900 ha, Quảng Nam 5.500 ha, đawsk Nông 7.100 ha, Bình Phước 700 ha và Vĩnh Long 8.500 ha Mặc dù năng suất có tăng lên nhưng rất chậm, trong khi diện tắch lại giảm nhanh, nên tổng sản lượng khoai lang bị giảm mạnh (từ 1.436.000 tấn năm

2006 xuống còn 1.391.000 tấn năm 2011) Trong xu hướng chung về diện tắch và sản lượng tại các vùng trồng chắnh, thì riêng Tây Nguyên và đBSCL lại có mức tăng ựáng kể về diện tắch và sản lượng; trong ựó tăng mạnh tại tỉnh đắk Nông ở Tây Nguyên (từ 4.800 ha năm 2006 lên 7.100 ha năm 2011) và tỉnh Vĩnh Long ở đBSCL (từ 5.000 ha năm 2006 lên 8.500 ha năm 2011) Rất có thể nguyên nhân chắnh là do hai tỉnh này ựã tìm ựược thị trường xuất khẩu khoai lang sang các nước như Nhật Bản, Hàn Quốc, đài LoanẦ, vì thế nên hiệu quả kinh tế (HQKT) sản xuất khoai lang ở ựây ựã ựược nâng cao rõ rệt Năng suất khoai lang ở Tây

Nguyên ựã ựược tăng thêm gần 1,0 tấn/ha trong giai ựoạn 2006 - 2011

Nguyên nhân sụt giảm diện tắch và sản lượng khoai lang ở nước ta những năm gần ựây là do năng suất, HQKT và lợi thế cạnh tranh của cây khoai lang chậm ựược cải thiện và thấp hơn nhiều so với các cây trồng khác như lạc xuân; ngô và các cây rau mùa vụ ựông Việc chế biến khoai lang thành các thực phẩm

có giá trị dinh dưỡng cao, phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng còn hạn chế, nên chưa nâng cao ựược giá trị của khoai lang (Mai Thạch Hoành 2011) [22]

1.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về chọn tạo giống và kỹ thuật trồng trọt khoai lang

1.3.1 Những kết quả nghiên cứu về giống khoai lang

1.3.1.1 Kết quả chọn tạo giống khoai lang trên thế giới

Cây khoai lang có khả năng sinh sản theo cả 2 phương thức: hữu tắnh và

Trang 38

vô tính, nhưng phương thức vô tính là phổ biến và chiếm ưu thế Khi sinh sản hữu tính, khoai lang có tính bất tự thụ cao

ðặc trưng của sinh sản vô tính là dòng vô tính ñược bắt ñầu từ một cây khởi nguyên và sinh sôi bằng con ñường sinh dưỡng Vì vậy cấu trúc di truyền của tất cả các cây ở một dòng vô tính thường là ñồng nhất và giống cấu trúc di truyền của cây khởi nguyên Sự sai khác về di truyền giữa các cá thể trong một quần thể vô tính rất hiếm khi xảy ra, trừ khi có sự xuất hiện ñột biến tế bào

ðặc trưng của cây sinh sản hữu tính là có sự giao phối giữa các cá thể cùng nguồn hoặc khác nguồn (vì vậy cây thực sinh từ hạt lai sẽ mang ñặc ñiểm di truyền không hoàn toàn giống như bố hoặc mẹ của chúng)

Do bản chất ña bội, sự biểu hiện và mức ñộ của các tính trạng là kết quả của sự tái tổ hợp của các gen và ưu thế lai Tính bất tự thụ ở khoai lang chứng tỏ tính dị hợp tử là cần thiết ñể duy trì sức sống và năng suất Vì vậy, trong ñiều kiện sản xuất, quần thể của một giống khoai lang nhất ñịnh thường có tính trội

tự nhiên Lai là phương pháp chủ yếu ñể tạo ra các cá thể lai mang tính trội do kết quả tái tổ hợp gen Công việc lai và chọn lọc giống khoai lang cần hướng vào việc tăng và duy trì tính dị hợp tử ở con lai, từ ñó xét xem cả hiệu ứng di truyền cộng và không cộng trên quần thể chọn lọc Tuy nhiên tất cả các phương pháp chọn giống cần ñược ñặt trong mối quan hệ với các tính trạng cần ñược cải tiến ñể ñặt ra mục ñích tạo giống

Chọn lọc chu kỳ (recurrent) có lẽ là phương pháp hợp lý nhất cho chọn giống khoai lang, vì nó cho phép các gen phụ (minor) và gen lặn ñược biểu lộ

và ñược chọn lọc với kiểu chọn lọc quần thể này, có thể phát huy ñược hiệu ứng cộng của gen, bao gồm cả việc chọn lọc một loại kiểu gen cho một hoặc nhiều tình trạng mong muốn và sau ñó là sự lai tự nhiên (nhờ côn trùng) giữa các kiểu

Trang 39

gen này với nhau Một số lượng lớn các cây từ hạt có các tính trạng mong muốn ñược chọn lọc, những cây tốt nhất sau ñó ñược sử dụng ñể lai tự do với nhau trong một quần thể (ở chu kỳ 2), trong dó có hoặc không có sự tham gia của các cây bố mẹ tốt nhất Kỹ thuật này giúp tích tụ nhanh chóng các gen mong muốn vào con lai Một nghiên cứu sử dụng marker phân tử DNA ñã khẳng ñịnh tính

ưu việt của chiến lược chọn giống theo hướng lai kép, cho dù sự bất kết hợp chéo thường xảy ra Hơn nữa sự ña dạng về vật liệu di truyền ở các dòng khoai lang lai kép chắc chắn sẽ giúp công việc tuyển chọn các vật liệu ưu tú nhất trở nên thuận lợi hơn (Hwang và CS, 2002) [65]

Tuy vậy, phương pháp chọn lọc ñơn giản này cần ñược hỗ trợ bởi các kỹ thuật chọn lọc có hiệu quả hơn và cần xem xét với nhiều tính trạng Sự ñồng nhất và việc chỉ ñể ý ñến một tính trạng cụ thể sẽ làm giảm hiệu quả của chọn lọc (Martin, 1988) [71] Vì vậy trong thực tế, các dòng khoai lang thường ñược ñánh giá về một loạt các tính trạng mong muốn cả trong ñiều kiện thí nghiệm cũng như trên ñồng ruộng nông dân

Các kiểu gen ưu tú thường có tiềm năng quang hợp cao và tiềm năng cho năng suất củ cao với chất lượng tốt trong khoảng TGST tương ñối ngắn Các nhân tố xác ñịnh khả năng quang hợp là ñộ dài của dây khoai lang và số lá trên một ñơn vị ñộ dài thân Tuy vậy, một số giống khoai lang thân bụi mặc dù có thân dây rất ngắn nhưng vẫn có tiềm năng quang hợp cao Các nghiên cứu về chọn tạo về giống cũng ñã cải tiến khả năng bảo quản củ khoai lang tươi, và một kỹ thuật ñơn giản ñể xác ñịnh tỷ lệ củ hư hại sau bảo quản là việc cân ño mức hao hụt trọng lượng củ ngay sau tuần ñầu ñưa vào bảo quản Số liệu này sẽ

là một chỉ dẫn tốt về khả năng bảo quản ở các giai ñoạn bảo quản sau ñó (Ress

và CS, 1998) [76]

Trang 40

Mùi vị củ khoai lang là chỉ tiêu quan trọng nhất ựối với người tiêu dùng, tuy vậy tắnh trạng này khó có thể ựo ựếm ựược một cách chắnh xác và do vậy ựã

là một trở ngại lớn ựể tăng hiệu quả chọn lọc Nếu mùi vị có thể phân tắch ựược, thì số lượng kiểu gen mong muốn ựược chọn lọc chắnh xác có thể sẽ tăng lên Một nghiên cứu gần ựây ở Georgia, Mỹ chỉ rằng có thể phát hiện sự khác biệt

về mùi thơm giữa các giống khoai lang nhờ phương pháp sắc ký khắ Cũng có thể phân tắch ựược tỷ lệ ựường và các axit hữu cơ trong củ khoai lang

Sản xuất khoai lang ở vùng đông Nam Á hiện ựang sụt giảm Nếu khâu chế biến ựược cải tiến, sản xuất khoai lang sẽ tiếp tục ựược cải thiện và nâng cao, nhờ giá trị gia tăng do công nghệ chế biến mới mang lại Tuy nhiên, hầu hết các giống khoai lang hiện nay có tỷ lệ chất khô chỉ khoảng 25 Ờ 30%, thấp hơn nhiều so với mức trên 35% mà các nhà chế biến công nghiệp ựòi hỏi Các giống khoai lang mới cũng cần có tắnh thắch ứng rộng, ựể có thể cho năng suất

và HQKT cao khi ựược trồng trong nhiều ựiều kiện khác nhau, ựặc biệt trong ựiều kiện biến ựổi khắ hậu Vì vậy, chiến lược của các nước đông Nam Á là chọn tạo các giống khoai lang có năng suất cao, tắnh thắch ứng rộng, chống chịu sâu bệnh, chịu hạn; sản phẩm thu hoạch có tỷ lệ chất khô cao 28 Ờ 32%, ựáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn chất lượng cho chế biến công nghiệp (Gin Mok và

CS, 1996) [61]

1.3.1.2 Kết quả chọn tạo giống khoai lang tại Việt Nam

Theo Vũ đình Hòa (1994) [79], do cây khoai lang mang ựặc ựiểm sinh sản của cả cây hữu tắnh lẫn cây vô tắnh, nên chọn giống khoai lang có thể bằng hai cách:

- Chọn dòng vô tắnh tốt nhất bằng phương pháp gây ựột biến nhân tạo hoặc ựột biến tự nhiên làm cây khởi nguyên của giống dòng vô tắnh mới