MỤC LỤC I. ĐẶC ĐIỂM CHUNG VÀ GIÁ TRỊ KINH TẾ CỦA CÂY KHOAI TÂY......2 1. Đặc điểm chung......................................................................................2 1.1. Khái niệm.............................................................................................2 1.2. Đặc tính thực vật học...........................................................................2 1.3. Dinh dưỡng..........................................................................................4 1.4. Khoai tây Việt Nam.............................................................................4 2. Giá trị kinh tế..........................................................................................6 II. CÁC PHƯƠNG PHÁP NHÂN GIỐNG KHOAI TÂY..................................7 1. Phương pháp nhân giống truyền thống..................................................7 2. Phương pháp nhân giống hiện đại..........................................................9 III. KĨ THUẬT SẢN XUẤT GIỐNG KHOAI TÂY ........................................13 1. Kĩ thuật làm giá thể cát..........................................................................13 2. Kĩ thuật thiết kế màng che phủ..............................................................14 3. Kĩ thuật lựa chọn và xử lí đốt giâm.......................................................14 4. Kĩ thuật chăm sóc..................................................................................14 IV. THÀNH TỰU VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN................................................15 1. Thành tựu................................................................................................15 1.1. Tạo khoai tây củ siêu bi sạch bệnh, sạch virut.....................................15 1.2. Tạo “hạt” khoai tây nhân tạo................................................................16 1.3. Khoai tây tạo củ trong không khí.........................................................17 1.4. Khoai tây chuyển gen...........................................................................18 1.5. Nuôi cấy protoplasts tạo giống khoai tây.............................................18 1.6. Giá trị khoa học....................................................................................19 1.7. Giá trị thực tiễn.....................................................................................19 2. Hướng phát triển......................................................................................19
MỤC LỤC I ĐẶC ĐIỂM CHUNG VÀ GIÁ TRỊ KINH TẾ CỦA CÂY KHOAI TÂY Đặc điểm chung 1.1 Khái niệm 1.2 Đặc tính thực vật học 1.3 Dinh dưỡng 1.4 Khoai tây Việt Nam Giá trị kinh tế II CÁC PHƯƠNG PHÁP NHÂN GIỐNG KHOAI TÂY Phương pháp nhân giống truyền thống Phương pháp nhân giống đại III KĨ THUẬT SẢN XUẤT GIỐNG KHOAI TÂY 13 Kĩ thuật làm giá thể cát 13 Kĩ thuật thiết kế màng che phủ 14 Kĩ thuật lựa chọn xử lí đốt giâm .14 Kĩ thuật chăm sóc 14 IV THÀNH TỰU VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 15 Thành tựu 15 1.1 Tạo khoai tây củ siêu bi bệnh, virut 15 1.2 Tạo “hạt” khoai tây nhân tạo 16 1.3 Khoai tây tạo củ không khí .17 1.4 Khoai tây chuyển gen 18 1.5 Nuôi cấy protoplasts tạo giống khoai tây 18 1.6 Giá trị khoa học 19 1.7 Giá trị thực tiễn 19 Hướng phát triển 19 I ĐẶC ĐIỂM CHUNG VÀ GIÁ TRỊ KINH TẾ CỦA CÂY KHOAI TÂY Đặc điểm chung 1.1 Khái niệm Khoai tây (danh pháp hai phần: Solanum tuberosum), thuộc họ Cà (Solanaceae) Khoai tây loài nông nghiệp ngắn ngày, trồng lấy củ chứa tinh bột Chúng loại trồng lấy củ rộng rãi nhật giới loại trồng phổ biến thứ tư mặt sản lượng tươi - xếp sau lúa, lúa mì, ngô 1.2 Đặc tính thực vật học Cây khoai tây lưu niên thân thảo phát triển khoảng 60 cm chiều cao, chết sau hoa Hoa khoai tây có màu trắng, hồng, đỏ, xanh, màu tím, nhụy hoa màu vàng Khoai tây thụ phấn chủ yếu côn trùng, ong vò vẽ mang phấn hoa từ đến khác Sau khoai tây hoa, số giống cho màu xanh giống màu xanh trái cà chua anh đào, chứa 300 hạt Quả khoai tây có chứa lượng lớn chất độc alkaloid, solanine nên không dùng để ăn Tất giống khoai tây trồng từ hạt khác biệt với trồng củ giống Cắt trái khoai tây ngâm xuống nước, hạt giống tách chìm xuống phía sau ngày ngâm Bất loại khoai tây trồng loại củ, miếng củ Một số giống khoai tây thương mại không sản xuất tất từ hạt giống (do giống không thuận lợi để hoa) mà trồng củ, gây nhầm lẫn với loại củ miếng củ bị gọi hại giống - Hệ rễ: Rễ khoai tây mọc từ hạt rễ Trong trình sinh trưởng, rễ hình thành nhiều rễ phụ Rễ sinh từ thân củ rễ chùm Trong trình mọc mầm, gốc mầm xuất chấm nhỏ, mầm mống rễ Khoai tây phân bố chủ yếu tầng đất trồng trọt Là loài rễ cạn, ăn nông, khoai tây không chịu khô hạn, không chịu ngập úng Hệ rễ phát triển mạnh xuất tia củ thân củ phình to Nếu trồng theo phương pháp thủy canh rễ cần cung cấp dinh dưỡng thông qua dung dịch dinh dưỡng thủy canh - Thận: Hệ thống thân khoai tây bao gồm phần: Trên mặt đất mặt đất: • Bộ phận thân mặt đất: Mầm phát triển từ hốc mắt củ mẹ Số mầm mắt tùy thuộc vào đặc tính giống Sau trồng, mầm phát triển thành thân Số mầm khóm thay đổi theo giống, điều kiện ngoại cảnh kỹ thuật trồng trọt Nhìn chung số thân khóm từ 3-4 7-8 Chiều cao thân thay đổi từ 30-150cm, phụ thuộc chủ yếu vào giống Ngoài chiều cao thân chịu ảnh hưởng điều kiện ngoại cảnh kỹ thuật trồng trọt • Bộ phận mặt đất: Bộ phận mặt đất chủ yếu tia củ củ Tia củ gọi thân ngầm hay thân địa sinh Gọi phận phát triển, phình to thành củ nằm bóng tối (trong lòng đất) Nếu tia cỉ gặp điều kiện thuận lợi như: Đất đai tơi xốp, dinh dưỡng, độ ẩm đầy đủ bóng tối tia củ phát triển thành củ khoai tây (thực chất thân củ) Khi thân củ phát triển hoàn chỉnh, tia thấy rõ hình dạng, màu sắc số hốc mắt củ - Lá: Lá mọc từ thân củ từ hạt nhỏ, đơn, mép nguyên Lá khoai tây thuộc loại kép lông chim lẻ Những chưa hoàn chỉnh, kép có 1-2 đôi chét Những kép hoàn chỉnh Diện tích ảnh hưởng lớn đến suất Thân khoai tây thường có màu xanh nhạt, chúng có màu đỏ tía đỏ - Hoa, quả, hạt • • Hoa: Hoa khoai tây có hình bánh xe hình Mỗi chùm trung bình có từ 5-6 Sắc màu cánh hoa thay đổi theo giống: Trắng, phớt hồng, phớt tím, tím hoa cà vàng Khoai tây thuộc hoa lưỡng tính (nhị nhị đực hoa) Hoa mật nên không dẫn dụ côn trùng Vì hoa thụ phấn nhờ gió Quả: Quả khoai tây thuộc loại mọng, màu xanh, có 2-3 ngăn Khả đậu thay đổi lớn giống trồng trọt Mỗi có từ 100-200 hạt • Hạt: Hạt khoai tây nhỏ, có màu xanh tối Khối lượng 1000 hạt khoảng 0,5g Thời gian ngủ nghĩ hạt dài (sau hạt chín, gieo vào đất, hạt không mọc), cần phải xử lý hóa chất để phá ngủ 1.3 Dinh dưỡng Khoai tây có chứa vitamin, khoáng chất loạt hóa chất thực vật carotenoit phenol tự nhiên Axít chlorogenic cấu thành đến 90% phenol khoai tây Các hợp chất khác khoai tây axit 4-O-caffeoylquinic (axit crypto-clorogenic), axit 5-O-caffeoylquinic (axit neo-clorogenic), axit 3,4dicaffeoylquinic 3,5-dicaffeoylquinic Trong củ khoai tây vỏ có kích thước trung bình 150 g, cung cấp 27 mg vitamin C (45% giá trị hàng ngày), 620 mg kali (18%), o,2 mg vitamin B6(10%) lượng nhỏ thiamin, riboflavin, folate, niacin, magie, photpho, sắt kẽm Khoai tây chứa khoảng 26 g cacbohydrat củ trung bình Các hình thức chủ yếu cacbonhydrat tinh bột Một phần nhỏ có khả chống tiêu hoá từ enzym dày ruột non Tinh bột khoáng coi có hiệu ứng sinh lý lợi ích cho sức khỏe giống chất xơ: chống ung thư ruột kết, tăng khả nạp glucose, giảm nồng độ cholesterol chất béo trung tính huyết tương, tăng cảm giác no, chí làm giảm chất béo tích trữ thể Cách chế biến khoai tây làm thay đổi đáng kể hàm lượng dinh dưỡng Ví dụ khoai tây nấu chín chứa 7% tinh bột khoáng, làm nguội tăng lên 13% Khoai tây xếp vào loại thức ăn có số Glycemic(GI) cao, thường bị loại trừ khỏi chế độ ăn người cố gắng theo chế độ ăn uống với GI thấp Trong thực tế số GI tùy thuộc loại khoai tây khác khác Do chứa nhiều cacbonhydrat, khoai tây cho khiến cho người bị béo phì dư thừa nhiều chất béo Tuy nhiên, nghiên cứu Đại học California, Davis Trung tâm Quốc gia An toàn Thực phẩm Công nghệ, Viện Công nghệ Illinois chứng minh người đưa khoai tây vào chế độ ăn uống họ giảm cân 1.4 Khoai tây Việt Nam Khoai tây nhập vào Việt Nam năm 1890 Từ năm 1980, khoai tây quan tâm có đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước mà Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam (KHKTNNVN) quan chủ trì Nhờ vậy, suất khoai tây nâng cao, trước thường tấn/ha, cao 18-20 tấn/ha, từ năm 1981 đến nay, suất bình quân đạt gần 12 tấn/ha, cao đạt 35-40 tấn/ha, có thời điểm khoai tây xuất sang Nga (có năm tới 1.000 tấn) Khi lương thực lúa gạo ngô dồi khoai tây nghiên cứu theo hướng chất lượng hiệu Cho đến nay, Việt Nam chưa có hệ thống sản xuất, xác nhận giống cung ứng giống khoai tây hoàn chỉnh Tuy nhiên, nhiều quan nhà nước Viện KHKT Nông nghiệp Việt Nam, Viện Cây lương thực CTP, Học viện nông nghiệp Việt Nam, Công ty Giống trồng Trung ương I, Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống Cây trồng Trung ương nỗ lực sản xuất ngày nhiều giống khoai tây bệnh Một số tổ chức xã hội đơn vị thuộc thành phần kinh tế tư nhân có nhiều đóng góp cho sản xuất giống khoai tây bệnh Một số giống khoai tây KT3 VC 38-6, với tiềm năng suất cao, khả chống chịu bệnh tốt, tốc độ thoái hoá chậm phát triển mạnh Công nghệ bảo quản khoai tây giống kho lạnh góp phần to lớn vào việc xây dựng hệ thống sản xuất, bảo quản, xác nhận cung ứng khoai tây giống bệnh Việt Nam Về xác nhận giống, gần đây, Trung tâm Khảo kiểm nghiệm Giống Cây trồng Trung ương soạn thảo đề nghị Bộ NN & PTNT ban hành văn qui phạm hệ thống tiêu chuẩn giống khoai tây Việt Nam để làm sở cho việc sản xuất, kiểm định xác nhận chất lượng giống khoai tây Nhiều quan khoa học có sở vật chất phòng nuôi cấy in vitro, phòng kiểm tra bệnh, hệ thống nhà lưới Tuy nhiên, so với yêu cầu, sở vật chất nói thiếu nhiều Viện KHKT Nông nghiệp Việt Nam, Viện lương thực CTP, Trường ĐHNN I Hà Nội, Công ty Giống trồng TW I quan chủ yếu hệ thống sản xuất giống khoai tây bệnh Về nguồn lực, quan nhà nước, tổ chức xã hội tư nhân có lực mức độ định để đẩy mạnh sản xuất, xác nhận cung ứng giống bệnh Về địa điểm nhân giống Việt Nam, kết nghiên cứu sản xuất giống khoai tây bệnh 10 năm qua cho thấy, sản xuất giống khoai tây bệnh nuôi cấy in vitro bán in vitro vùng có độ cao khoảng 1500 m so với mặt nước biển (Đà Lạt, Sapa) có nhiều thuận lợi Về nguyên lý, nhiệt độ không khí mát mẻ quanh năm, trung bình khoảng 15 - 25oC, thích hợp cho khoai tây, tiết kiệm chi phí điện dùng cho phòng thí nghiệm nuôi cấy mô nhà lưới Ở vùng cao này, sản xuất giống khoai tây phương pháp in vitro, bán in vitro thuỷ canh (hydroponics) thuận lợi làm liên tục nhiều vụ năm Các kết nghiên cứu năm qua cho thấy rõ, củ nhỏ (mini tubers) bệnh sản xuất từ in vitro, bán in vitro thuỷ canh (hydroponics culture) trồng đồng ruộng cách ly độ cao từ 1000 m trở lên thích hợp Ở vùng cao phía Bắc, đặc biệt để tránh mối đục củ bệnh héo xanh, ruộng nhân giống cách ly độ cao nói phải ruộng lúa nước vụ, với thời vụ thích hợp cho việc nhân giống khoai tây vụ Xuân - Hè (trồng từ tháng đến tháng 3, thu hoạch từ tháng đến tháng 6) Như vậy, củ giống thu hoạch vùng cao vụ Xuân Hè có tuổi sinh lý trẻ củ giống loại trồng vụ Đông (thu hoạch tháng 1) vụ Xuân (thu hoạch tháng 3) ĐB Sồng Hồng từ tháng - Thuận lợi là, đồng ruộng cách ly vùng cao có độ cao từ 1000m trở lên, mật độ rệp hại (đặc biệt rệp đào, Myzus persicea), tác nhân chủ yếu truyền bệnh virus, thấp so với đồng Do đó, củ giống loại sản xuất vùng cao thường có độ bệnh cao đồng Như vậy, tốc độ thoái hoá giống khoai tây vùng cao thấp nhiều so với đồng Củ giống sản xuất vùng cao có độ tuổi sinh lý trẻ độ bệnh cao đảm bảo nhân giống vùng cao nhiều hệ suất cao hẳn giống loại hệ sản xuất đồng Giá trị kinh tế Khoai tây lương thực giới sau lúa, ngô, mì, mạch Khoai tây lương thực quan trọng nhiều nước, nguồn cung cấp lượng bữa ăn thường ngày người Châu Âu số nước khác Người Đức người Thụy Điển năm thường sử dụng khoai tây với khối lượng lớn Tổ chức FAO thuộc Liên hiệp quốc báo cáo sản lượng khoai tây toàn Thế giới năm 2009 330 triệu Trong 2/3 ăn trực tiếp người, lại thức ăn cho động vật nguyên liệu sản xuất tinh bột Điều cho thấy chế độ ăn hàng năm công dân toàn cầu trung bình thập kỷ đầu kỷ 21 33 kg khoai tây Châu Âu nơi sản xuất khoai tây bình quân đầu người cao Thê giới, Trung Quốc nước sản xuất khoai tây lớn Thế giới, riêng sản lượng khoai tây sản xuất Trung Quốc chiếm phần ba sản lượng toàn cầu Trong năm 2008, số tổ chức quốc tế nêu bật vai trò khoai tây lương thực giới Họ trích dẫn tiềm khoai tây loại trồng tốn công chăm sóc thích hợp với nhiều loại khí hậu Do củ khoai tây nhanh hỏng, 5% sản lượng giao dịch mang tầm quốc tế, đóng góp vào việc ổn định thị trường lương thực khủng hoảng lương thực năm 2007-2008 Liên hiệp Quốc thức tuyên bố năm 2008 năm quốc tế khoai tây để nâng cao hình ảnh khoai tây quốc gia phát triển, gọi lương thực kho báu Khoai tây mặt hàng xuất quan trọng nhiều nước Vừa có giá trị lớn đảm bảo an ninh, lương thực cho toàn cầu Ở nước ta khoai tây vừa thực phẩm, vừa lương thực Gọi kiêm dùng Ở vùng đồng sông Hồng khoai tây vụ đông qua trọng công thức luân canh: lúa xuân - lúa mùa - khoai tây II CÁC PHƯƠNG PHÁP NHÂN GIỐNG KHOAI TÂY Phương pháp nhân giống truyền thống a, Nhân giống hữu tính Phương pháp nhân giống hữu tính phương pháp nhân giống hạt khoai tây Tuy nhiên phương pháp áp dụng nước ta tỉ lệ nảy mầm thấp, không đồng đều, thời gian thu hoạch chậm dễ bị thoái hóa Hạt giống nước ta chủ yếu nhập từ nước châu Âu Nga, Hà Lan, b, Nhân giống vô tính Nhân giống vô tính tự nhiên (chọn dòng) Trong tự nhiên, thực vật có khả tạo thể từ phận thân ví dụ thân củ (khoai tây), thân bò (rau má), Vì trồng muốn trồng khoai tây nhiều củ nên chọn củ kích thước vừa phải Chọn củ có trọng lượng 10-50g khoai nhân giống hạt vụ trước bảo quản tủ lạnh giống khoai chất lượng tốt nhập từ nước Đức, Hà Lan qua đường ngạch Kích thước 50-150g cho giống khoai thường phẩm Trung Quốc mua qua đường tiểu ngạch Chọn củ có mắt, mắt nông, không bị ướt vỏ, thối hỏng Khoai tây giống bảo quản tủ lạnh để điều kiện tự nhiên 5-7 ngày nhú mầm mắt củ; khoai Trung Quốc mua chưa nhú mầm, cần ủ cát hay rơm ẩm 7-10 ngày phát mầm Chỉ tiến hành bổ củ khoai có nhí mầm mắt củ Những củ có trọng lượng 40-60g (đường kính củ 3-4cm) nên bổ làm 2, củ có trọng lượng 70-150g bổ làm 3-4 Bổ làm 2, dùng dao sắc i-nốc hay thép không gỉ bổ củ theo chiều dọc Bổ làm mảnh, bổ xiên chéo cho mảnh củ trọng lượng > 20g, có 1-2 mầm nhú, mầm củ dài (>3cm) nên cắt bớt mầm, để phần gốc mầm dài 0,5cm Sau cắt xong củ nên nhúng lưỡi dao vào đĩa xà phòng bột hoà đặc hay cồn để khử mầm bệnh héo xanh, virus lây từ củ bị bệnh sang củ lành, đồng thời chấm phần vết thương củ vào bột xi măng khô loại mau chết xi măng Hoàng Thạch, Bỉm Sơn; dùng que gạt nhẹ bề mặt cho xi măng bám thành lớp mỏng Đặt củ giống nằm ngửa phần có xi măng lên vào nơi râm mát, sau 24 xi măng chết tạo thành lớp vỏ tránh cho nước, nấm, vi khuẩn, virus gây bệnh xâm nhập Khi ta đem trồng gặp mưa to củ giống không bị thối hỏng Cấch đặt củ giống trồng: Đặt củ giống cho phần vết thương nằm ngang hay xiên chéo góc quay lên phía trên, mầm khoai với mặt luống tạo thành góc 4560 độ tốt Nếu phần vết thương đặt úp xuống mặt đất trồng gặp mưa thường bị thối hỏng Trồng khoai bổ không nên bón lót đạm ure kali, bón phân chuồng hoai mục + lân hay phân tổng hợp NPK, tránh củ giống bị sót phân thối hỏng trồng gặp mưa Nông dân số nơi có kinh nghiệm trộn siêu phân bón Neb-26 với đạm ure phân hỗn hợp NPK để bón cho khoai kết cho thấy, giảm 30-50% đạm, khoai sinh trưởng khoẻ, bị sâu bệnh hại, tăng 15-20% suất so với cách bón phân truyền thống Nguồn cung cấp giống bệnh (sản xuất nước nhập từ nước ngoài) trồng trì nhân giống thông qua phương pháp chọn dòng chọn lọc quần thể thải loại bệnh virus vùng có độ cao từ 1000 - 1500 m so với mặt nước biển Ở vùng cao này, chủ yếu trì nhân giống G1 Sau giống chuyển đến vùng cách ly (các HTX có chọn lọc Đồng sông Hồng) để sản xuất giống G2 G3 (giống xác nhận) Về không gian, chủ yếu sản xuất giống tiền gốc giống gốc (Go G1) vùng núi cao có độ cao từ 1500 - 1600 m so với mặt biển Sản xuất giống gốc cần tiến hành vào vụ Xuân Hè chân ruộng lúa nước vùng cách ly có độ cao từ 1000 - 1500 m so với mặt biển Sản xuất giống xác nhận G2 tiến hành hợp tác xã nông nghiệp (có chọn lọc) Đồng sông Hồng Tuy nhiên, phương pháp thường tốn công sức thời gian, tốc độ nhân giống chậm Trong trình giữ giống, củ khoai giống dễ bị nhiễm lây lan tác nhân bệnh virus, vi khuẩn nấm dẫn đến việc giống bị thoái hóa tỷ lệ hao hụt cao Nguồn bệnh tiềm ẩn lây lan từ củ giống đất trồng Ngoài ra, giá khoai giống nhập cao đáp ứng nhu cầu sản xuất lớn Nhân giống vô tính nhân tạo Nhân giống vô tính nhân tạo sinh sản, người chủ động nhân lên tạo thể từ phận tách rời thể bố mẹ Trồng khoai tây ống nghiệm điều kiện vô trùng hoàn toàn nhân tạo gọi nuôi cấy khoai tây in vitro Trồng khoai tây đồng ruộng gọi trồng khoai tây in vivo Có loại trồng trọt trung gian hai loại trên, trồng trọt khoai tây nhà kính nhà lưới Trồng trọt gọi trồng trọt bán in vitro (semi in vitro) bán in vivo (semi in vivo) Phương pháp nhân giống đại Hiện chương trình nhân giống khoai tây đại giới dựa vào công nghệ nhân giống khoai tây in vitro: nhân cá thể ưu tú chọn lọc để nhanh chóng tạo nên quần thể có suất phẩm chất cao, bệnh tốc độ nhân giống nhanh Thay hoàn toàn phương pháp lưu trữ giống củ tốn kém, dễ bị bệnh phụ thuộc nước công nghệ nuôi cấy in vitro đáp ứng nhu cầu phát triển sản xuất lớn kiểm soát tác nhân gây bệnh từ giống Các phận nhân tái tạo thành hoàn chỉnh hoạc củ điều kiện nhân tạo, vô trùng Có ba loại vật liệu thường dùng nhân nhanh giống khoai tây in vitro: - Các đoạn cắt - Các đoạn cắt - Các củ siêu nhỏ (microtubers) - Thông thường, vật liệu in vitro gọi giống tiền gốc Các phương pháp bán in vitro: Các vật liệu bán in vitro trồng điều kiện nửa tự nhiên, nửa nhân tạo, bao gồm (thường nhà kính nhà lưới): - Sản xuất đoạn cắt mầm - Sản các đoạn cắt thân - Sản xuất đoạn cắt chồi kép - Sản xuất đoạn cắt đốt - Sản xuất củ nhỏ (minitubers) Các củ nhỏ sản xuất giá thể đông đặc (các khay nhựa bồn xi măng có chứa hỗn hợp, mùn đất khử trung với tỷ lệ thích hợp) giá thể lỏng, thường gọi thuỷ canh (hydroponic culture) Nuôi cấy mô phân sinh đỉnh hay đỉnh phân sinh Các bước tiến hành nhân giống: Bước 1: Chuẩn bị mẫu: Chọn giống khoai tây tốt giống chất lượng cao, bệnh Những củ giống thúc cho nảy mầm trước đưa vào nuôi cấy mô 10 Dùng dao sắc cắt sát mặt củ để lấy mầm khỏe mạnh, mập mạp có kích thước từ - 1,5cm để làm vật liệu nuôi cấy mô nhân giống Ta đặt mầm vào bình thủy tinh nhỏ bình từ 10 - 15 mầm, sau tiến hành xử lí mầm Bước 2: Nuôi cấy Các mầm củ nuôi cấy bình thủy tinh tam giác có chưa môi trường đặc, đủ cung cấp dinh dưỡng cho khoai tây phát triển Mỗi bình cấy từ - mầm củ Sau khoảng 20 - 25 ngày từ mầm củ mọc lên khoai tây dài khoảng - 7cm có khoảng -5 đủ tiêu chuẩn để đem cấy chuyển đem sang buồng tối để tạo củ bi giống siêu nhỏ Bước 3: Cấy chuyển Mỗi khoai tây cắt thành - đoạn với kích thước khoảng 1cm, có để tiếp tục cấy chuyển vào bình thủy tinh khác có chứa môi trường đặc nhằm tạo khác có độ đồng tính di truyền cao Mỗi bình cấy - cây, sau chuyển vào phòng nuôi cấy: có nhiệt độ từ 20 - 25 độ Bước 4: Nhân nhanh Từ giống tạo phòng nuôi ta đem nhân giống cách: Đem trồng giá thể để tạo giống đồng phục vụ sản xuất Đem vào buồng tối để tạo củ bi ống nghiệm làm vật liệu nhân nhanh tiếp sau Phương pháp tiến hành: • Xử lý nhiệt Trồng khoai tây chậu đất điều kiện nhiệt độ, ánh sáng bình thường Khi chồi nảy từ củ cao khoảng 15 cm cắt phần dài 6-8 cm, bỏ bớt cắm vào ly thủy tinh đựng đất mùn vô trùng Dùng ly thủy tinh khác đậy ly đất để tránh cho chồi đất bị nước vòng 10 ngày để chồi rễ (điều kiện nhiệt độ, ánh sáng không thay đổi) Sau 3-4 tuần chuyển 11 sang điều kiện chiếu sáng 3000-4000 lux, thời gian chiếu sáng 12 giờ/ngày, nhiệt độ 36oC ban ngày 33oC ban đêm Sau tuần cắt bỏ chồi để chồi bên phát triển Sau tuần xử lý nhiệt, chồi bên thu để tách đỉnh sinh trưởng • Tách đỉnh sinh trưởng Chồi cắt bỏ bớt đặt giấy thấm ẩm hộp petri kín để tránh bị nước Nếu giai đoạn tạo chồi, nuôi cẩn thận việc khử trùng chồi không cần thiết Nếu cần khử trùng mẫu dung dịch khử trùng có nồng độ thấp, khoảng thời gian ngắn Mẫu rửa dung dịch khử trùng nhiều lần nước cất vô trùng Thao tác tách đỉnh sinh trưởng thực tủ cấy vô trùng, kính lúp có độ phóng đại x25 Dùng kim nhọn hay đầu dao mổnhọn gạt bỏ bao bên đến đỉnh sinh trưởng phác thể Cắt đỉnh sinh trưởng với độ dài khoảng 0,6 mm cấy lên mặt môi trường MS đặc có bổ sung IAA 0,5 mg/l, GA3 0,1 mg/l inositol 100 mg/l Đỉnh sinh trưởng nuôi 23oC, thời gian chiếu sáng 16 giờ/ngày Sau vài tuần, cao khoảng cm cấy sang môi trường Khi có nhiều nhân lên cách cắt đốt, đốt mang Mỗi đốt cấy vào ống nghiệm 12 x 100 mmcó chứa 3,5 ml môi trường Nếu khoai tây khó rễ bổ sung than hoạt tính vào môi trường.Cây khoai tây tạo thành chẩn đoán bệnh thị Gomphrena globosa (virus X), Chenopodium amaranticolor (virus S X), Solanum demissum (virus Y) Khi chắn không virus khoai tây khoai tây bệnh đưa vào nhân giống đại trà • Nhân giống khay cát Cây khoai tây ống nghiệm cắt thành đốt, đốt mang lá, cắm vào khay cát ẩm Khoảng cách cắm x cm Che nắng, giữ ẩm cho đốt giâm ngày đầu Khi đốt giâm rễ, tưới dung dịch NPK loãng lần/ngày Phun thuốc trừ sâu bệnh thường xuyên.Sau tháng, cắt giâm vào luống đất Phần lại chăm sóc cũ Sau cắt 5-7 ngày, chồi bên bật lên tiếp tục tăng trưởng Các chồi bên cắt trồng đất Khay cát giữ khoảng 12 tháng để thu chồi • Nhân luống đất 12 Chồi khay cát cấy vào luống đất Đất phân hoại trộn theo tỷ lệ phần đất: phần phân Hỗn hợp đất phân khử trùng sơ để khử bớt mầm gây bệnh Luống đất trải rộng 80cm, dài 5-10m chiều cao luống 6-8 m Khoảng cách cắm chồi 5x5 cm Sau 20 ngày bắt đầu cắt để cấy vào bầu đất Chồi bên thu cấy vào bầu đất Có thể cắt liên tục 6-7 tháng đến mạ hóa già • Cây bầu đất Bầu đất làm chuối kích thước 5x 12 cm bên có chứa đất Chồi chồi bên thu từ luống mạ cắm vào bầu đất Che nắng giữ ẩm 4-5 ngày đầu Khi chồi rễ tăng trưởng bỏ lưới che tưới dung dịch NPK loãng ngày Sau 15-20 ngày ( kể từ cấy chồi vào bầu ) khoai tây phát triển mạnh, thân mập, có rễ hoàn chỉnh, sẵn sàng đưa trồng ruộng • Trồng ruộng để tạo củ giống Cây khoai tây bầu đất trồng ruộng với mật độ cao (100.000 cây/ha) để hạn chế tăng trưởng củ Với mật độ trồng thu nhiều củ nhỏ trọng lượng 15-50 g/củ Khi củ nảy mầm đem trồng với mật độ 30.000-40.000 cây/ha Sau thu hoạch, củ khoai tây lớn bán cho người tiêu thụ, củ nhỏ trung bình bán để làm giống Tạo phôi khoai tây đơn bội cách nuôi cấy túi phấn Việc tạo khoai tây đơn bội thông qua phương pháp nuôi cấy túi phấn việc trồng khoai tây củ thành trồng khoai tây “hạt” có thuận lợi khác trồng không bị virut trồng từ củ Trên dòng nhị bội chọn từ quần thể lớn từ thụ phấn chéo hai thể đơn bội Việc chọn lọc dựa khả tạo phôi in vitro mẹ Chồi hoa thu từ tăng trưởng nhà kính, chồi hoa vô trùng, túi phấn lấy nuôi cấy môi trường vô trùng Trong trình nuôi cấy túi phấn mặt tế bào học hạt phấn bắt đầu lần phân chia sau - ngày nuôi cấy tiếp tục phát triển thành cấu trúc đa bào, thoát khỏi lớp màng hạt phấn sau - 10 ngày Sự phát triển thành phôi trọn vẹn diễn sau 19 - 22 ngày nuôi cấy môi trường đặc Môi trường tốt 13 cho phát triển phôi môi trường MS có bổ sung zeatin 10 -6 M nước dừa 10% Phương pháp sản xuất củ giống mini bệnh III KĨ THUẬT SẢN XUẤT GIỐNG KHOAI TÂY Kỹ thuật làm giá thể cát Cát (chưa qua trồng trọt hay giâm loại khác) giá thể tốt để sử dụng làm giá thể giâm phối trộn với phân chuồng hoai mục hoàn toàn theo tỷ lệ cát : phân chuồng Trong trường hợp củ ( qua sử dụng) tái sử dụng cách tưới đẫm dung dịch focmol 2% tủ kín ny lông vòng ngày, sau trải mỏng cho khô ánh nắng mặt trời vòng – ngày để chất khử trùng bay trước đem vào sử dụng Dùng cát trộn với phân chuồng ủ hoai mục theo tỷ lệ : để làm giá thể Có thể phối trộn theo công thức Cát : Phân chuồng : Trấu đốt theo tỷ lệ : : 1, công thức cho kết tốt Kỹ thuật thiết kế màng che phủ Thiết kế màng che phủ lưới đen Thái cách giá thể từ 30-40 cm Màng phủ thiết kế tạm thời để che cho cành giâm không bị héo vòng từ 7- 10 ngày sau giâm Có thể bố trí ô giâm lớp lưới đen mùa có ánh sáng mạnh Khi giâm phải theo dõi cường độ ánh sáng để điều chỉnh tránh cho bị héo Tưới phun sương cho ô giâm từ 3- lần/ ngày, giữ cho cành giâm không bị héo vòng ngày đầu, sau tháo dần lưới để quang hợp tạo củ Kỹ thuật lựa chọn xử lý đốt giâm - Đối tượng : Cây khoai tây trồng đồng vào giai đoạn thành thục, tốt sau 25-35 ngày sau trồng - Cách cắt đốt : Lựa chọn phát triển tốt, không sâu bệnh Dùng dao lam (xử lý cồn ) cắt từ xuống chừa mẹ có đến cặp để không ảnh hưởng đến trình tạo củ suất Bỏ từ đọt xuống khoảng 5cm, sau tiến hành cắt đốt , đốt dài 3,5 – cm mang không sâu bệnh Các đốt tỉa ngâm vào chậu có pha dung dịch Aripon + Sincocine 4% vòng 15 phút, sau vớt tiến hành giâm vào ô 14 Trước giâm, ô đựng giá thể phải tưới đẫm dung dịch Aripon + Sincocine 4%, tiến hành giâm với mật độ dày ô cát với khoảng cách 3cm x 3cm Với khoảng cách mật độ lên tới 1100 đốt/m2 Kỹ thuật chăm sóc Dùng bình phun thuốc hay thiết kế vòi phun sương phun đặn 4- lần ngày, lần cách đồng hồ Bắt đầu từ 30 sáng 9giờ 30 11giờ 30 13giờ 30 15 30 Lượng phun vào ngày mưa, theo dõi kỹ để tránh làm héo ngày đầu nắng Sau 7-10 ngày, tháo bỏ dần lớp lưới đen, giảm bớt số lần tưới từ lần/ ngày Sau 18 ngày trở dỡ bỏ toàn lưới, phun sương 2- lần / ngày Trong trình chăm sóc nên phun phòng thuốc trừ nấm bệnh Monceren, Zineb, Dithal …và thuốc diệt rệp, sâu vẽ bùa Cyper, Opunack, Trigard… với khoảng cách tuần/lần Từ ngày 35 – 40 tiến hành thu hoạch, chăm sóc tốt, nách đốt cho củ, số lượng củ thu mét vuông lên đến 800 – 1000 củ Đặc biệt, củ hình thành theo phương pháp có mắt chồi, nên bảo quản giống cẩn thận, mầm lên từ 1-3 cm sử dụng làm nguồn giống trồng đồng Giống sản xuất từ phương pháp liên quan chặt chẽ tới độ trẻ mẹ, bà nông dân trồng khoai từ đọt cấy mô sử dụng phương pháp để sản xuất thêm giống trồng vụ Ưu điểm phương pháp sản xuất củ giống thời gian ngắn ( 30 – 40 ngày), tận dụng đọt tỉa trình trồng khoai tây vụ nghịch nguồn giống tạo tương đối bệnh kiểm soát diện tích nhỏ ( giá thể giâm), hạn chế tối đa mầm bệnh nghiêm trọng nhiễm vào củ so với trồng diện tích đại trà đồng ruộng IV THÀNH TỰU VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 1.Thành tựu 1.1 Tạo khoai tây củ siêu bi bệnh, virut 15 Tiến kĩ thuật sản xuất giống khoai tây Việt Nam số nước giới Tạo giống khoai tây bệnh, sử dụng hóa chất độc hại cho môi trường giống thương mại phải sản xuất từ giống gốc tạo điều kiện nhân tạo Sơ đồ sản xuất: Nhân giống ống nghiệm Cắt đoạn thân có Nhân khay cát Nhân luống mạ với đất nhiều dinh dưỡng Cấy vào bầu đất 15 - 20 ngày Cây đạt tiêu chuẩn đưa đồng ruộng Khoai tây củ nhỏ 1.2 Tạo “hạt” khoai tây nhân tạo Ứng dụng công nghệ nuôi cấy phôi vô tính (phôi soma) tạo phôi vô tính, để tạo “hạt” nhân tạo Sự đời hạt nhân tạo đem lại ý nghĩa to lớn Mỗi năm nước ta sản xuất 10 triệu củ khoai tây giống, Đà Lạt chiếm nửa có điều kiện khí hậu, đất đai phù hợp Tuy nhiên, suất khoai tây thấp, chất lượng củ giống tỉ lệ củ mang mầm bệnh cao chưa có quy trình sản xuất tiên tiến Tại số nước phát triển tiến hành kích thích giống trồng phóng xạ khiến hạt nảy mầm với tỉ lệ cao, sức sinh trưởng mạnh nên suất gia tăng đáng kể Tuy nhiên, nguồn xạ thường có hốc chiếu, thiết bị chiếu với không gian hạn chế nên chiếu cho đối tượng có kích cỡ nhỏ hạt bắp, hạt lúa mì, hạt bắp cải… 16 Tuy nhiên, cho củ khoai tây có kích cỡ tương đương hạt để xử lý phóng xạ Do nhà nghiên cứu thiết lập hệ thống trồng ống nghiệm để tạo khoai tây có chất di truyền sinh lý Sau kích thích sinh trưởng quần thể xạ gamma liều thấp (từ 50 -300 rad) xử lý kỹ thuật để tạo củ khoai tây với kích thước cỡ hạt đậu xanh tiềm sống mạnh Các bước tạo hạt nhân tạo: a, Tạo mô sẹo phôi hóa b, Nuôi nhân tế bào dịch lỏng c, Lọc lấy cụm tế bào phôi hóa nhỏ đồng d, Đưa tế bào liền phôi vào nuôi cấy môi trường thích hợp e, Làm khô bọc màng nhân f, Tiến hành bảo quản Những củ khoai tây nhỏ hạt ngũ cốc đưa sản xuất thủy canh cát tạo củ bi giống bệnh trồng trực tiếp đồng Để tạo củ khoai tây giống, củ khoai tây bình thường đưa nhân giống đạt 2,5 củ bi, “hạt” khoai tây nhân tạo đạt 6,2 củ không bị bệnh hại “Hạt” khoai tây nhân tạo có ưu điểm khó bị tổn thương vận chuyển có lớp da bao bọc bên ngoài, cất giữ lâu nhiệt độ thấp (4-6oC) Đặc biệt, bình quân suất bụi khoai tây trồng “hạt” nhân tạo 1,3kg, có bụi lên tới 1,5kg - 2kg, tăng từ 1-2 lần so với việc trồng giống khoai tự nhiên Ngoài ra, trồng khoai tây “hạt” nhân tạo bệnh, chất lượng cao, giá thành hạ… hướng mở nhiều triển vọng cho nông dân sở sản xuất, vùng chuyên canh khoai tây để chế biến khoai sấy khô xuất 1.3 Khoai tây tạo củ không khí Cây không trực tiếp trồng vào đất (địa canh) nhúng vào môi trường dung dịch (thủy canh) mà đặt cố định giá đỡ rễ phát lộ hoàn toàn không khí Nhờ rễ lộ nên hoàn toàn chủ động điều khiển trình hình 17 thành tia củ, tia nhiều số lượng củ nhiều Tuy nhiên để đủ độ tối cho phát triển củ, che rễ thùng xốp phủ bạt ni lông đen Định kì, cho phun nước dạng sương để kích thích rễ phát triển Phân bón chất dinh dưỡng hòa tan nước tưới theo kiểu phun sương cho rễ hấp thụ Toàn quy trình chăm sóc thực hệ thống thiết bị máy móc đại (máy bơm, bể chứa dinh dưỡng, đường ống dẫn dinh dưỡng…) lập trình chi tiết máy tính Từ đến 15 phút hệ thống tưới tự động phun mươi giây; thời gian phun số lần phun ngày điều chỉnh hợp lý tùy theo độ tuổi, tình trạng sinh lý nhiệt độ môi trường bên Nếu không hấp thụ hết dung dịch phun, thu hồi, lọc, bổ sung để sử dụng cho lần sau Nhờ vậy, trồng khoai tây khí canh giảm 90% chi phí nước, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật Được đặt môi trường thoáng khí, rễ dễ hô hấp, hấp thụ dinh dưỡng nên sinh trưởng nhanh trồng đất: Một gốc khoai tây trồng theo phương pháp 20 25 củ giống, trồng đất trung bình từ - củ Hệ số giống nhân nhanh rẻ nhiều so với phương pháp nhân cấy in vitro: Trong vòng tháng, khoai tây nhân từ - 11 diện tích 1m² tạo nghìn giống bệnh khắc phục tình trạng khan giống mùa khoai tây vụ; chi phí sản xuất giống thấp nhiều nhờ đầu tư ban đầu nhỏ Ngoài ra, công nghệ khí canh không sử dụng đất nên môi trường có độ cao, bị nhiễm bệnh cho sản phẩm củ giống chuẩn, có độ kháng bệnh cao 1.4 Khoai tây chuyển gen • • Khoai tây chuyển gen có chứa vacxin viêm gan B: Khoai tây chuyển gen có chứa loại gen lấy từ virut viêm gan B cách tạo kháng nguyên virut Các nhà nghiên cứu hi vọng ăn loại khoai tây này, chất kháng nguyên gây phản ứng miễn dịch nhẹ thể người Từ đó, thể người tạo chất miễn dịch cá thể bệnh lây nhiễm viêm gan B Khoai tây chuyển gen chứa nhiều protein amino axit: Các nhà khoa học thuộc Viện nghiên cứu hệ gen thực vật quốc gia Ấn Độ vừa nuôi cấy thành công chủng khoai tây biến đổi gen có chứa hàm lượng protein amino axit chủng khoai tây cao so với khoai tây thông thường 18 • Khoai tây chứa nhiều amilopectin: Một loại khoai tây chứa amilopectin ( thành phần tinh bột) biến đổi gen vừa viện nghiên cứu Fraunhofer, Đức nhân giống thành công với hi vọng tiết kiệm chi phí cho ngành sản xuất có sử dụng nguyên liệu 1.5 Nuôi cấy protoplasts tạo giống khoai tây Protoplasts tế bào thành tế bào loại bỏ màng tế bào chất lớp tế bào Protoplasts tạo nhiều cách: Từ dịch huyền phù tế bào, tế bào mô sẹo từ mô tươi nguyên trạng qua tác động enzim (pectinasephaan hủy pectin, cellulas phân hủy hemicellulose) Ngày viêc sử dụng kĩ thuật dung hợp tế bào trần ứng dụng rộng rãi vào hệ thống tạo giống 1.6 Giá trị khoa học Đưa giống khoai tây cấy mô thực tiễn sản xuất Ứng dụng công nghệ sinh học nhân giống đem lại bước tiến quan trọng cho sản xuất nông nghiệp nhiều địa phương Phục tráng giữ giống bệnh Việc chủ động đảm bảo nguồn giống chất lượng cao bệnh tiêu chí quan trọng cho sản xuất bền vững Sử dụng phương pháp nuôi cấy đỉnh sinh trưởng kết hợp với xử lý nhiệt để loại trừ số loại virus thông thường Phương pháp tạo giống bệnh triệt để phương pháp nuôi cấy đỉnh sinh trưởng đơn nhiệt độ cao đa số virus bị bất hoạt Vì giống khoai tây cung cấp cho người sản xuất giống chất lượng bệnh Cây trồng đồng sinh trưởng tốt không bị bệnh nguy hiểm virus gây trồng củ trước 1.7 Giá trị thực tiễn Công trình nuôi cấy mô khoai tây thay đổi hoàn toàn phương thức sản xuất giống khoai tây góp phần giảm giá thành, ổn định phát triển sản xuất quy mô lớn, giúp cho người nông dân tiếp cận làm chủ số kỹ thuật công nghệ cao sinh học để nâng cao hiệu sản xuất, ổn định đời sống 19 2.Hướng phát triển Muốn tăng suất khoai tây cần cải thiện giống, phục tráng giống thoái hóa, nhập giống khoai tây có suất cao, chống chịu sâu bệnh giỏi tìm cách nhân nhanh giống để cung cấp rộng rãi cho sản xuất Đồng thời phải xây dựng hệ thống giống quốc gia cho phép trì giống tốt không bị thoái hóa nhanh chóng cung cấp cho người trồng khoai tây củ giống có chất lượng cao 20 ... củ khoai tây nhỏ hạt ngũ cốc đưa sản xuất thủy canh cát tạo củ bi giống bệnh trồng trực tiếp đồng Để tạo củ khoai tây giống, củ khoai tây bình thường đưa nhân giống đạt 2,5 củ bi, “hạt” khoai tây. .. giống Cắt trái khoai tây ngâm xuống nước, hạt giống tách chìm xuống phía sau ngày ngâm Bất loại khoai tây trồng loại củ, miếng củ Một số giống khoai tây thương mại không sản xuất tất từ hạt giống. .. thành công chủng khoai tây biến đổi gen có chứa hàm lượng protein amino axit chủng khoai tây cao so với khoai tây thông thường 18 • Khoai tây chứa nhiều amilopectin: Một loại khoai tây chứa amilopectin