đề tài chọn giống khoai tây

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM KHOA SINH HỌC BÀI TIỂU LUẬN : CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG Đề tài : « CHỌN GIỐNG KHOAI TÂY » Giáo viên giảng dạy : THS Lưu Thị Thanh Tú MỤC LỤC PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU Giới thiệu chung khoai tây…………………………………… Tình hình sản xuất khoai tây giới……………………………4 Tình hình sản xuất khoai tây Việt Nam…………………………… PHẦN 2: ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA KHOAI TÂY………… …10 PHẦN 3: CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CHỌN TẠO GIỐNG KHOAI TÂY TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM Nguồn vật liệu di truyền cho chọn giống khoai tây.…………………12 Các dạng bố mẹ chủ yếu chọn tạo giống khoai tây………… 14 Các mục tiêu chọn giống……………………………………… …….16 PHẦN 4: PHƯƠNG PHÁP CHỌN GIỐNG Chọn giống truyền thống…………………………… ………………21 Chọn giống đại…………………………………… …………….23 PHẦN 5: NHÂN NGUỒN CỦ GIỐNG Các yếu tố ảnh hưởng lên củ giống…………………………… …….29 Nhân giống hạt giống khoai tây (TPS)………………… …… 30 Nhân giống sản xuất khoai tây giống Việt Nam .………….31 Tìm hiểu vùng có điều kiện thích hợp cho việc nhân giống khoai tây……………………………………………………………………….34 Bảo quản khoai tây giống……………………… ………………38 Kiểm nghiệm xác nhận khoai tây giống………… ………… ….39 Tài liệu tham khảo Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY KHOAI TÂY 1.1.1 Tầm quan trọng Trên giới, khoai tây (Solanum tuberosum L.) lương thực có tầm quan trọng đứng thứ tư, sau lúa mì, ngơ lúa nước tính theo tổng sản lượng (Hawkes 1994) [42] Thực vậy, quan trọng đến mức mà, sinh thời, thư gửi cho Thomas Jefferson, 1795, tổng thống Hoa kỳ George Washington viết : “Trong toàn trồng cải tiến hồn thiện, theo ý tơi, khơng có khoai tây” (All of the improving and ameliorating crops, none, in my opinion, is equal to potatoes, George Washington, in a letter to Thomas Jefferson, 1795) (Stevenson đồng tác giả, 2001) [76] Các số liệu gần cho thấy, khoai tây tạo lượng protein đơn vị diện tích đất nhiều lúa mì 54% lúa nước 78% Khơng có loại trồng nào, đậu tương, khoai tây sản xuất lượng thực phẩm giá trị thực phẩm đơn vị diện tích đất (Stevenson dồng tác giả, 2001)[76] 1.1.2 Nguồn gốc, phân loại lịch sử phát triển Khoai tây (Solanum tuberosum L.) có nguồn gốc từ Vùng cao thuộc dãy núi Andes, Nam Mỹ nơi mà nguồn lương thực cho người xứ hàng ngàn năm (Stevenson đồng tác giả, 2001) Theo Hawkes (1994) [42], di vật khảo cổ khoai tây xác định bon phóng xạ chứng tỏ khoai tây trồng trọt từ cách 000 năm dường chắn khoai tây hóa từ trước thời gian đó, tại, chưa có thơng tin chúng minh cho giả định Gần đây, có chứng cho thấy khoai tây hóa từ cách 10 000 năm vùng gần hồ Titicaca, thuộc biên giới Bolivia Peru nơi mà đa dạng lớn loài khoai tây dại ngày phát (Stevenson đồng tác giả, 2001) [76] Người ta xác định rõ ràng là, có hai lần khoai tây du nhập vào châu Âu, vào Tây ban nha năm 1570 lần thứ hai vào Anh quốc năm 1590 Điều thú vị đáng ghi nhớ chỗ, khoai tây châu Âu củ điều kiện ngày ngắn, 12 giờ, vùng núi Andes khoai tây ngày nay, củ điều kiện ngày dài châu Âu Khoai tây châu Âu thuộc loại thích nghi với ngày ngắn, củ vào thời gian từ tháng 12 đến tháng hàng năm khu vực khơng có tuyết rơi thuộc miền nam Tây Ban Nha Italia Những loại khoai tây thuộc dạng khoai tây tứ bội thể Andean (Solanum tuberosum L subsp andigena), chúng cần phải có tới vài kỷ trải qua chọn lọc khơng có ý thức để thích nghi với điều kiện ngày dài Bắc Âu Do đó, cho tới cuối kỷ 18 đầu kỷ 19 thích nghi với ngày dài hồn chỉnh, cho phép việc trồng khoai tây quy mô đồng ruộng lan truyền tới Trung Âu Đơng Âu (Hawkes, 1994) [42] Tuy nhiên, xác nơi trồng khoai tây chi tiết cụ thể việc du nhập khoai tây vào châu Âu vấn đề tranh luận Khoai tây Bắc Mỹ tiếp nhận từ Bermuda vào năm 1691, nơi mà trồng với nguồn nhập từ Anh quốc năm 1613 Các nhà truyền đạo đưa khoai tây vào Ấn độ Trung quốc thể kỷ 17 Khoai tây đưa vào Nhật vùng châu Phi vào khoảng thời gian Khoai tây xuất New Zealand năm 1769 Như vậy, kỷ 16, với giới hạn nằm châu Mỹ, sau khoảng 300 năm, khoai tây trở thành trồng quan trọng giới (Hawkes, 1994) [42] Trong họ cà (Solanaceae), khoai tây xem trồng quan trọng nhất, sau trồng khác thuộc họ cà thuốc lá, cà chua, ớt cà (Salazar, 1996) [69] Cây khoai tây có đặc tính trồng vùng lạnh, ôn đới Vùng cao nhiệt đới (1 000 m cao trở lên so với mặt biển) Khoai tây trồng phân loại thành số loài thể lai thuộc họ cà (Solanaceae), phân chi (section) Tubearium có chứa xấp xỉ 160 lồi có củ Trên phạm vi giới, hầu hết khoai tây trồng phổ biến tứ bội thể (tetraploids) Solanum tuberosum L chia thành hai nhóm hữu thụ hoàn toàn (Tuberosum Andigena) hai loài phụ (tuberosum andigena) Solanum subgroup Andigena trồng phổ biến thích hợp điều kiện ngày ngắn gần xích đạo (Stevenson et al., 2001) [76] 1.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT KHOAI TÂY TRÊN THẾ GIỚI Theo tài liệu thống kê Tổ chức Nông nghiệp Lương thực (FAOSTAT, 2008) [34] Liên hợp quốc Trung tâm Khoai tây Quốc tế (CIP), năm 2007, tồn giới có tổng diện tích khoai tây trồng 19 327 731 với tổng sản lượng 325 302 445 suất bình quân 16,8 tấn/ha Trong đó, nước có sản lượng khoai tây đứng đầu Trung quốc (72 040 000 tấn), tiếp đến Liên bang Nga (36 784 200 tấn), Ấn độ (26 280 000 tấn), Mỹ (20 373 267 tấn), Ukraine (19 102 300 tấn) Tổng sản lượng khoai tây giới tăng từ 267,99 triệu năm 1991 lên đến 325,30 triệu năm 2007 Trong đó, sản lương khoai tây nước phát triển giảm từ 183,13 triệu năm 1991 xuống 159,30 triệu năm 2007 Nhưng ngược lại, sản lượng khoai tây nước phát triển lại tăng lên gấp lần, từ 84,86 triệu năm 1991 lên 165,41 triệu năm 2007 Năm 2005, mức tiêu thụ khoai tây/người/năm, Belarus đứng đầu với mức l81 kg, tiếp đến Kyrgyzstan 143 kg, Ukraine 136 kg, Liên bang Nga 131 kg, Ba lan 131 kg Năm 2007, suất khoai tây bình quân cao New Zealand (50,2 t/ha), Hà Lan (44,7 t/ha), Mỹ (44,6 t/ha), Pháp (43,2 t/ha), Đức (42,3 t/ha), Bỉ (42,3 t/ha) Năng suất khoai tây bình quân thấp Nigeria (3,1 t/ha), Angola (5,1 t/ha) Kenya (6,7 t/ha) Cũng theo tài liệu FAO (FAOSTAT, 2008) [34], Trung quốc bắt đầu trồng khoai tây từ kỷ 17 Từ năm 1961 đến 2007, tống sản lượng khoai tây Trung quốc tăng lần Những năm gần dây, Trung quốc trở thành nước sản xuất khoai tây lớn giới Năm 2007, diện tích trồng khoai tây Trung quốc đạt tới triệu với tổng sản lượng 72 triệu tấn, suất bình quân 14,4 tấn/ha mức tiêu thụ bình quân đầu người 40 kg/năm Ấn độ bắt đầu trồng khoai tây từ cuối kỷ 16 đầu kỷ 17 Từ năm 1960 đến năm 2000, tổng sản lượng khoai tây Ấn độ tăng 850% Năm 2007, diện tích khoai tây Ấn độ 1,6 triệu với tổng sản lượng 26 280 000 tấn, suất bình quân 16,4 tấn/ha Mức tiêu thụ khoai tây bình quân đầu người tăng từ 12 kg (1990) lên tới 17 kg (2007) Bangladesh bắt đầu trồng khoai tây từ năm 1770 Năm 2007, tổng sản lượng khoai tây tăng 12 lần so với năm 1961 Diện tích trồng khoai tây 310 000 với tống sản lượng 4,3 triệu suất bình quân đạt 13,9 tấn/ha Mức tiêu thụ khoai tây bình quân đầu người tăng từ kg (1990) lên tới 24 kg (2005) Indonesia bắt đầu trồng khoai tây từ 1795, nước sản xuất khoai tây lớn Đơng Nam Á với mức tăng trưởng bình qn 9%/năm (từ năm 1960 đến năm 1990) Năm 2007, diện tích trồng khoai tây 60 000 ha, sản lượng đạt 014 200 suất bình quân đạt 16,9 tấn/ha New Zealand bắt đầu trồng khoai tây từ năm 1800 Năm 2007, diện tích trồng đạt 050 ha, sản lượng 50 500 suất bình quân đạt 50,2 tấn/ha (năng suất bình quân cao giới) Như vậy, phần lớn nước nói trên, diện tích sản lượng khoai tây tăng lên gấp nhiều lần thời gian tương đối ngắn Đặc biệt Bangladesh nước điển hình đất chật, người đơng, năm 2007, tổng sản lượng khoai tây tăng 12 lần so với năm 1961 Đồng Bangladesh giống Đồng Bắc Việtnam, hàng năm có mùa đơng lạnh thuận lợi cho việc trồng khoai tây, khoai tây thường trồng vụ Đơng, sau gặt lúa Mùa Tổng diện tích đất đai tự nhiên Bangladesh có 147 570 km (gần nửa tổng diện tích đất đai tự nhiên Việt Nam) dân số khoảng 164,4 triệu người (xấp xỉ gấp lần dân số Việt Nam) (Wikipedia) [94] Ở Bangladesh, khoai tây lương thực có tầm quan trọng thứ hai sau lúa 1.3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT KHOAI TÂY Ở VIỆT NAM Cây khoai tây bắt đầu trồng Việt Nam vào năm 1890, trước năm 1970, tổng diện tích khoai tây nước mức khoảng 3000 ha/năm (Hộ, 2010) [2] Từ năm 1970 trở đi, với phát triển mạnh mẽ lúa Xuân ngắn ngày miền Bắc Việt Nam, khoảng thời gian vụ Đông, hai vụ lúa Mùa Xuân, kéo dài từ tháng 10 đến tháng năm sau, diện tích trồng khoai tây nhanh chóng tăng lên tới 93 886 với suất 9,29 tấn/ha vào năm 1979-80 (Nhà xuất thống kê, Hà Nội 1992) [7] Tuy nhiên, bảng 1.1 (Hồng) [1] cho thấy, khoảng 18 năm, từ năm 1992 đến năm 2010, tổng diện tích trồng khoai tây Việt Nam mức dao động khoảng từ 17 200 (2010) đến 40 200 (2003) với suất bình quân khoảng từ 8, 15 tấn/ha (1993) đến 14,0 tấn/ha (2005), thấp mức bình quân 16,8 tấn/ha giới Bảng 1.1 Diện tích, suất sản lượng khoai tây Việt Nam, 1992- 2010 Năm 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2008 2009 2010 Diện tích (ha) 25.006 27.290 25.315 25.569 26.758 35.073 31.043 25.232 28.000 33.300 34.900 40.200 30.200 31.000 33.000 35.000 19.200 17.200 Năng suất (tấn/ha) 9,41 8,15 10,25 10,20 11,96 9,98 10,69 10,83 11,50 11,90 12,00 13,10 14,00 13,00 13,00 13.90 13.90 Sản lượng (tấn) 253.281 222.277 259.428 260.829 320.133 349.888 331.942 273.288 342.100 397.700 421.000 354.100 434.000 429.000 450.000 266.880 239.080 Nguồn: Nguyễn Văn Hong, 2012 [5] Bảng 1.1 cho thấy, Năng suất khoai tây Việt Nam năm gần có nâng cao trước, diện tích khoai tây lại bị giảm dần theo thời gian Trong tổng diện tich 31 000 trồng khoai tây nước năm 2005, ước tính, Đồng Bắc chiếm khoảng 90% (27 900 ha), tỉnh miền núi phía Bắc khoảng 6% (1 860 ha) Lâm Đồng (Đà Lạt, Đức Trọng, Đơn Dương v.v…) chiếm khoảng 4% (1 240 ha) Ở tỉnh miền núi phía Bắc, riêng Lạng Sơn hàng năm có 1000 khoai tây Việc sử dụng cách phổ biến loại củ giống có chất lượng thấp để trồng, khơng sẵn có nguồn củ giống (seed tubers) tốt với giá hợp lý, thiếu giống (varieties) ưu tú suất, chất lượng chống chịu sâu bệnh, khoai tây giống nhập từ châu Âu, châu Mỹ Úc có chất lượng cao giá đắt nguyên nhân chủ yếu làm giảm nhanh diện tích trồng hạn chế việc phát triển trồng khoai tây Như trình bày phần mở đầu, tiềm phát triển trồng khoai tây Việt Nam lớn với ước tính diện tích có khả trồng khoai tây vào khoảng 400 000 (Hộ đồng tác giả, 1993) [45] Diện tích chủ yếu nằm vùng thấp nhiệt đới, nơi mà khoai tây thường trồng vụ Đơng, khoảng thời gian có nhiều đất để trống vụ Lúa Mùa Lúa Xuân (Đồng Bắc bộ, bắc Trung thung lũng thuộc vùng núi thấp tỉnh phía Bắc, tính từ đèo Hải vân trở ra), Vùng cao nhiệt đới (subtropical highlands, nơi có độ cao khoảng từ 600 m trở lên tỉnh phía Bắc, tính từ đèo Hải Vân trở ra) Vùng cao nhiệt đới (tropical highlands, nơi có độ cao từ 600 m trở lên tỉnh phía Nam, tính từ đèo Hải vân trở vào) Hiện nay, Việt Nam có khoảng gần triệu dân, theo dự báo dân số Tổng cục thống kê (Tổng cục thống kê, 1994), năm 2024, dân số Việt Nam đạt tới khoảng 100 triệu người Với áp lực dân số ngày tăng, tốc độ thị hóa cơng nghiệp hóa cao, tác động tiêu cực biến đổi khí hậu sản xuất lúa, nguy khủng hoảng lương thực toàn cầu, chắn nhu cầu sản xuất tiêu thụ khoai tây ăn tươi nói chung khoai tây chế biến nói riêng Việt Nam ngày tăng Những năm gần đây, hàng năm Việt Nam phải nhập nhiều khoai tây ăn từ Trung quốc để làm thực phẩm để làm vật liệu trồng với tổng lượng nhập ước tính khoảng 100 000 tấn/năm Hơn nữa, Việt Nam nhập khoai tây chế biến từ Mỹ số nước khác dạng khoai tây rán (french fried) để làm thực phẩm Vì vây, để phát triển mạnh khoai tây, cần phải đẩy mạnh công tác chọn tạo giống nhằm làm cho giống khoai tây trồng ngày phong phú hơn, với nhiều giống ưu việt suất, chất lượng (ăn tươi chế biến), khả chống chịu sâu bệnh điều kiện ngoại cảnh bất thuận nóng khơ hạn Trong đó, việc chọn tạo giống khoai tây suất cao, chống chịu sâu bệnh tốt, có chất lượng cao thích hợp với công nghiệp chế biến quan trọng Điều quan trọng đặc biệt cần phải xác định vùng sinh thái nơng nghiệp có điều kiện tự nhiên thích hợp với sản xuất khoai tây giống, nhằm góp phần đẩy mạnh sản xuất khoai tây giống để có nguồn khoai tây giống có chất lượng tốt giá hợp lý với khối lượng lớn ngày tăng Từ đó, góp phần khơng ngừng nâng cao suất khoai tây, làm cho sản xuất khoai tây có hiệu kinh tế ngày cao, thúc đẩy sản xuất khoai tây ngày phát triển 2) Đặc điểm sinh học: 2.1 Tổng quan Đời sống khoai tây chia làm thời kì: thời kì ngủ, thời kì nảy mầm, thời kì hình thành củ thời kì củ phát triển  Thời kì ngủ: củ khoai tây sau thu hoạch phải cất giữ thời gian dài sau nảy mầm được, người ta gọi thời kì ngủ củ khoai tây Thời gian ngủ khoai tây phụ thuộc vào đặc điểm giống, điều kiện sinh thái vùng trồng, kĩ thuật canh tác điều kiện bảo quản  Thời kì nảy mầm: sau thời gian ngủ mắt củ củ khoai tây có khả phát triển thành mầm Cây mầm phát triển thành thân thành khoai tây hệ 10 4.2.2 Chuyển gen Các dẫn xuất dung hợp nguyên sinh chất công nghệ nuôi cấy mô dẫn đến việc chuyển nhiễm sắc thể có giới hạn, việc sử dụng Agrobacterium tumifaciens Ti plasmid-vật biến đổi trung gian để chuyển gene riêng biệt điều khả thi, dùng để tạo khoai tây chuyển gene chống bệnh virus (Backer et al., 1992 ; Huisman et al., 1992) Các lồi khoai tây dại có nhiều gene chống chịu sâu bệnh điều kiện phi sinh vật (abiotic) bất thuận (Bradshaw Mackay, 1994) Các chương trình chọn tạo giống khoai tây đại cần chuyển gene quý từ loài khoai tây dại vào kiểu gene tạo để chọn lọc Một số kết đạt được: Nhà khoa học Valentine Otang Ntui đồng nghiệp thuộc ĐH Chiba, Nhật Bản cho biết họ phát triển thành cơng dòng khoai tây biến đổi gen với tính kháng mạnh với chủng virus (strains) CMV (cucumber mosaic virus) thông qua kỹ thuật gene silencing Giống khoai tây biến đổi gen amflora Công ty BASF PlantScience lai tạo để dùng công nghiệp làm thức ăn cho gia súc 4.3 Chọn tạo giống khoai tây Việt Nam Ở Việt Nam, giống khoai tây truyền thống Ackersegen (còn gọi giống Thường tín) người Pháp đưa vào trồng từ năm 1929 (Ho đồng tác giả, 1987) Tuy nhiên, bị thối hóa q nặng đến nỗi, năm 2005, khơng tìm thấy giống tồn sản xuất Việc hợp tác Việt Nam với Cộng hòa Dân chủ Đức từ năm 1973 đến năm 1988 dẫn đến nhiều kết tốt nhân giống (seed potatoes), đánh giá chọn lọc giống (varieties), có việc đưa 26 vào sản xuất thành công số giống khoai tây nhập nội từ Đức Mariella, Kardia Lipsi Việc hợp tác Việt Nam Hà Lan công tác nhân khoai tây giống đánh giá, chọn lọc giống khoảng từ năm 1985 đến 1995 có kết cụ thể đưa vào sản xuất giống khoai tây có nguồn gốc từ Hà Lan: Diamant Nicola (1988) Từ khoảng năm 1995 đến năm 1998, việc đánh giá giống khoai tây nhập từ Trung quốc đến kết VT-2 (Mira, 1998) công nhận giống khoai tây trồng Việt Nam Việc hợp tác Việtnam với Canada từ năm 1997 đến năm 2000, với Hàn quốc năm 1996-2010 với Australia từ năm 2005 đến năm 2010 dẫn đến kết giống khoai tây Atlantic thức cơng nhận Gần đây, số giống khoai tây Bellarosa, Sinora, Aladin Eben đưa vào sản xuất Những giống khoai tây thuộc nhóm Tuberosum Trong quan hệ hợp tác với Trung tâm Khoai tây Quốc tế (CIP) từ năm 1982 đến nay, loạt giống khoai tây đưa vào sản xuất Khoai Hồng (Utatlan, 1982), Khoai Vàng (CFK 69-1, 1982), Atzimba (1982), KT-2 (1995), KT-3 (2000), VC 38-6 (2002), P-3 (2002) P-O3 (Igorota, 2005) Từ năm 2005 đến 2011, CIP gửi tới Việtnam 30 dòng có triển vọng chống bệnh mốc sương (Phytophthora infestans) 30 dòng có triển vọng chống bệnh virus (2005), 30 dòng khoai tây Andigena có triển vọng (2010), dòng vật liệu chống bệnh héo xanh (Ralstonia solanacearum) (2010) 52 dòng khoai tây Andigena chống mốc sương, virus chịu nhiệt (LBHT) Trong năm qua, Trung tâm Nghiên cứu Khoai tây, Rau Hoa Đà lạt (PVFC) chọn dòng khoai tây Andigena có triển 27 vọng TKC33 (CIP 393079.4) nhập từ CIP, có suất cao, chống bệnh mốc sương có hàm lượng chất khơ cao (22-23%), phù hợp với việc làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến Trong chương trình lai tạo giống khoai tây Đà lạt, PVFC lai tạo chọn dòng TK96.1 (từ nguồn vật liệu Andigena nhập từ CIP), có suất cao, chống bệnh mốc sương, hàm lượng chất khô cao (21-22%), phù hợp với việc làm nguyên liệu cho chế biến khoai tây rán ròn (chips) Hiện nay, số giống khoai tây nhị bội thể nghiên cứu sử dung công tác chọn tạo giống Viện Sinh học Nông nghiệp, Trường Đại hoc Nông nghiệp Hà Nội Tại đây, phương pháp dung hợp tế bào trần dòng nhị bội thể nghiên cứu áp dụng cho mục đích chọn tạo giống Phương pháp nghiên cứu chọn tạo giống thu kết có triển vọng, hai dòng H76 H79 có suất cao dòng bố mẹ, thời gian sinh trưởng khoảng 100 ngày, kháng PVY có chất lượng phù hợp với việc dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến khoai tây lát mỏng H76 H79 dùng làm vật liệu khởi đầu để chọn tạo giống khoai tây chế biến khoai tây lát mỏng (Thảo đồng tác giả, 2011) 5) Nhân giống khoai tây Khoai tây sau lai thu hạt lai Hạt lai sử dụng để sản xuất giống khoai tây Quy trình sản xuất khoai tây hạt giống dùng để tạo củ giống, từ củ giống trồng để tạo củ thương phẩm Hạt giống trồng vườn ươm sử dụng kĩ thuật khí canh để thu suất cao hơn, thu củ lớn 10g/củ để làm giống sản xuất củ thương phẩm Việc sản xuất khoai tây đánh giá nhiều yếu tố có có ba yếu tố trọng : Số củ khóm, khối lượng củ, chất lượng củ giống 28 5.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến nhân giống 1) Nhiệt độ yếu tố đặc biệt quan trọng định khả phân bố, thời vụ gieo trồng, trình sinh trưởng, phát triển suất khoai tây Tổng nhu cầu nhiệt độ cho khoai tây sinh trưởng phát triển dao động từ 16000C đến 18000C Yếu tố để khoai tây phát triển rộng khắp giới lựa chọn nhiều vùng có nhiệt độ gieo trồng thích hợp nhiệt độ lên tới 29-300C hô hấp tăng, dẫn tới tiêu hao chất hữu củ, làm giảm suất khoai tây số thu hoạch Nhiệt độ cao khơng ảnh hưởng đến thối hóa giống sinh lý, mà thuận lợi cho phát triển nhiều loại rệp truyền bệnh virus cho khoai tây Đây ngun nhân quan trọng dẫn đến thối hóa giống bệnh lý giảm suất Nhiệt độ cao ảnh hưởng đến sản phẩm đồng hóa cách giảm số lượng củ làm tăng phận khác 2) Cường độ ánh sáng thích hợp cho hình thành củ suất khoai tây từ 20.000 – 50.000 lux Trong điều kiện khí hậu giống nhau, không thiếu nước dinh dưỡng khơng xuất sâu bệnh hại khác sinh trưởng, phát triển suất khả hấp thu ánh sáng khác giống Độ dài chiếu sáng ảnh hưởng rõ rệt đến phát dục khoai tây (ra hoa, đậu kết hạt) Thời kì từ đến hình thành củ bắt đầu cần hình thành thời gian chiếu sáng ngắn ngày Điều kiện chiếu sáng ngày ngắn giai đoạn mọc mầm nhiệt độ cao suốt thời gian tăng trưởng rút ngắn thời gian tăng trưởng khoai tây Với hình thành củ thời gian chiếu tối quan trọng thời gian chiếu sáng, tức ngày ngắn có đêm dài ngược lại 29 3) Ở vùng có nhiệt độ cao, khoai tây trồng sâu duới đất phát triển tốt hơi, có độ ẩm cao Khi vào vụ khoai tây phía đất bảo vệ tốt, tránh sinh vật ăn củ, lại phải tốn nhiều công cho việc thu hoạch Khoai tây phát triển khơng hình thành rễ mà phát thành rễ phụ thưa thớt, phần lớn rễ phụ tập trung vùng tầng đất mặt nên khả hút nước không lớn gặp điều kiện không thuận lợi khoai tây dễ thiếu nước phát triển không tốt (tài liệu Đại học Thái Nguyên) Khô hạn kéo dài làm diện tích giảm dẫn đến độ che phủ với mặt đất giảm => bị khô hạn →Thiếu nước giai đoạn chín ảnh hưởng đến suất Hầu hết giai đoạn nhạy cảm với thiếu nước thời kì sinh trưởng dinh dưỡng, nên thiếu nước giai đoạn ảnh hưởng đến suất mạnh 4) Bón đạm làm tăng tuổi thọ tán khoai tây tiếp tục sinh nhiều việc kéo dài tuổi thọ Đạm làm tăng diện tích lá, làm tăng lượng ánh sáng mà hấp thu được, tăng lượng tích lũy phận khác Điều làm tăng suất Lân thành phần quan trọng trình trao đổi chất lượng nên có tác dụng làm tăng tính chống chịu lạnh cho trồng Lân thúc đẩy phát triển rễ, thúc đẩy mô phân sinh phân chia nhanh Lân tăng cường tổng hợp chất hữu quan trọng tăng cường vận chuyển chúng quan tích lũy nên tăng suất kinh tế trồng Kali làm tăng chức sinh lý trình tổng hợp protein hoạt động enzym, tăng khả vận chuyển chất hữu tổng hợp phận khác, điều chỉnh trình thẩm thấu chất khống trồng 5.2 Nhân giống hạt giống khoai tây (TPS) Nhân giống khoai tây hạt biện pháp khắc phục thiếu thốn nguồn cung ứng giống khoai tây cho sản xuất Trồng 30 khoai tây hạt giống khoai tây (true potato seed/TPS) có nhiều điểm ưu việt, đó, Việt Nam, thay sử dụng từ 1,5 đến 2,0 củ giống để trồng, với từ 69 đến 135 g hạt lai gieo ươm để trồng khoai tây (Chien đồng tác giả, 2001) [25] Khoai tây trồng hạt có độ bệnh cao, chi phí vận chuyển giống thấp, hệ số nhân giống cao Vì năm từ 1980 đến năm 2000, có cao trào trồng khoai tây hạt Nhiều nước đưa hạt giống khoai tây vào trồng phổ biến rộng sản xuất Trung quốc, Ấn độ, Bangladesh, Việt Nam, Nepal, Srilanca Riêng Việt Nam, tổng diện tích trồng khoai tây hạt lai lên tới khoảng 4300 năm 1997-98 (Chien đồng tác giả, 2001) [25] Tuy nhiên, gần đây, với tiến lớn công nghệ sản xuất khoai tây giống vơ tính bệnh, diện tích trồng khoai tây hạt ngày giảm nhiều Đến nay, có số nước trồng khoai tây hạt Nepal Bangladesh 5.3 Nhân giống sản xuất khoai tây giống Việt Nam Khoai tây loại trồng nhân giống vơ tính Vì dễ bị nhiễm loại virus viroid, làm cho giống bị thối hóa Người ta xác định có tới 36 loại virus viroid hại khoai tây (Stevenson đồng tác giả, 2001) [76] Để có vụ khoai tây tốt, điều quan trọng vật liệu trồng phải bệnh virus (Struick Wiersema, 1999) [77] Bởi thế, hệ thống sản xuất giống quy, củ giống cần phải khơng có loại virus Thơng thường, chương trình khoai tây giống quy cần phải có sở vật chất tốt phòng ni cấy mơ, phòng thí nghiệm bệnh học thực vật, nhà lưới chống côn trùng, kho lạnh, ruộng cách ly để sản xuất củ giống nguồn nhân lực đào tạo tốt Ở Việt Nam, có nhiều nỗ lực tập trung vào việc xây dựng hệ thống sản xuất khoai tây giống Cho đến nay, tổng thể hệ thống sản xuất khoai tây giống Việt Nam giai đoạn hình thành ban đầu Tuy nhiên, có tiến quan 31 trọng Những thành tựu đạt công nghệ nhân giống sản xuất khoai tây giống Việt Nam năm vừa qua có ý nghĩa lớn Đó tảng khoa học công nghệ chủ yếu để mở rộng quy mô nâng cao chất lượng giống sản xuất khoai tây giống Việt Nam a Hệ thống sản xuất khoai tây giống Đà lạt (1500 m so với mặt biển) Hệ thống này, dựa bước sau đây: 1) Nhân nhanh giống bệnh ống nghiệm (in vitro) phòng thí nghiệm, 2) Chuyển bệnh từ ống nghiệm cấy nhà lưới để tạo bồn mạ, 3) Cắt bồn mạ làm cho cắt trở thành có rễ bầu nhỏ với mật độ cây/1 bầu nhà lưới, 4) Chuyển có rễ đủ tiêu chuẩn trồng đồng ruộng cách ly để sản xuất củ giống G1, 5) Trồng củ giống G1 đồng ruộng cách ly để sản xuất củ giống G2 nhằm cung cấp cho sản xuất Với hệ thống sản xuất khoai tây giống này, năm 1982, khoảng 2,5 triệu sản xuất 10 gia đình nơng dân (Uyen and Vander Zaag, 1987) [84] Từ năm 1984 đến nay, hệ thống giống bao gồm gia đình nơng dân chun sản xuất với sản lượng trung bình hàng năm khoảng triệu con, đảm bảo đủ để sản xuất khoai tây giống bệnh cho khu vực Đà lạt vùng lân cận Hệ thống sản xuất khoai tây giống vận hành, thể rõ tính bền vững độc đáo tiếng giới Diện tích khoai tây Đà lạt vùng xung quanh Đà lạt năm khoảng 350 (1978) khoảng 1200 (năm 2011) b Hệ thống sản xuất khoai tây giống Đồng Bắc (5 m so với mặt biển) 32 Hệ thống nghiên cứu xây dựng thành công Viện Sinh học Nông nghiệp, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Hệ thống bao gồm bước chủ yếu sau đây: 1) Nhân nhanh vật liệu bệnh in vitro phòng thí nghiệm, 2) Nhân nhanh vật liệu (ngọn cắt) bệnh từ in vitro thông qua công nghệ khí canh (aeroponics) nhà lưới, 3) Sản xuất củ giống mini từ cắt thông qua công nghệ khí canh (aeroponics) trồng giá thể hỗn hợp đất mùn nhà lưới, 4) Sản xuất củ giống nguyên chủng ruộng cách ly 5) Sản xuất củ giống xác nhận đồng ruộng cách ly Những năm gần đây, Viện Sinh học Nông nghiệp, năm khoảng triệu củ mini sản xuất theo hệ thống Hệ thống thể vận hành có hiệu quả, mang tính khả thi cao, được phát triển ngày rộng rãi c Hệ thống sản xuất khoai tây giống Vùng cao Sa Pa (1581 m so với mặt biển) Các tác giả Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam (VASI) trước dây Viện Cây Lương thực Cây thực phẩm (FCRI) ngày nay, có q trình 22 năm (1990-2012) nghiên cứu hệ thống sản xuất khoai tây giống bệnh Vùng cao phía Bắc Việt Nam Hệ thống này, dựa vào tài nguyên khí hậu ưu việt Vùng cao phía Bắc (mát quanh năm) khoai tây để tổ chức sản xuất khoai tây giống bệnh cung cấp cho tỉnh phía Bắc Nó bao gồm bước sau đây: 1) Nhân nhanh khoai tây giống bệnh in vtro phòng thí nghiêm, 2) Sản xuất hàng loạt củ mini thông qua trồng in vitro giá thể hỗn hợp đất mùn nhà lưới Vùng cao, 3) Sản xuất giống nguyên chủng (G1) đồng ruộng cách ly Vùng cao từ củ mini, 4) Sản xuất củ giống xác nhận (G2) đồng ruộng cách ly Vùng cao Trong năm 2008, gần 100 000 củ mini Sa Pa sản xuất theo 33 phương pháp Hệ thống này, thực tế vận hành, nhiên quy mơ sản phẩm giống bệnh hạn chế Vấn đề tồn là, mặt lý luận, sở khoa học hệ thống chưa làm rõ Vì vậy, cần phải nghiên cứu tìm hiểu sở khoa học hệ thống, có việc nghiên cứu yếu tố liên quan đến sản xuất khoai tây chất lượng cao đồng ruộng Sa Pa, góp phần củng cố phát triển hệ thống Các kết nghiên cứu đề tài góp phần vào việc hiểu biết vấn đề nêu 5.4 Tìm hiểu vùng có điều kiện thích hợp cho việc nhân giống khoai tây So sánh điều kiện sinh thái nhân giống vùng núi cao đồng bằng, giống khoai tây kháng virut bệnh mốc sương Cây trồng vùng cao kích thước lớn số thân khóm số lượng củ giống tạo thành nhiều suất củ tạo hon so với trồng vùng đồng Bảng : Năng suất sinh trưởng số dòng khoai tây Andigena chống bệnh virus Thanh Trì Vùng cao Tân Lạc Dòng/gi ống VR02 VR03 VR05 Thanh Trì, Hà Nội, vụ Đông-Xuân 2007-08, trồng 9/12/2007, thu hoạch 8/3/2008 Chi Số Năng ều Củ/ thân suất cao khó / (tấn/h m khó a) (cm m ) 5,2 51,0 2,6 21,50 4,1 44,2 3,8 20,53 5,2 45,6 2,4 19,44 0 Vùng cao Tân Lạc, Hòa Bình, vụ Xn 2008, trồng 13/2, thu hoạch 14/5/2008 Số củ/ khó m 9,2 5,3 7,6 Năng suất (tấn/h a) 19,11 17,00 16,46 Chi ều cao (cm ) 72,2 75,0 73,5 Số thân/kh óm Năng suất trung bình (tấn/h a) 5,93 20,31 3,67 18,77 4,53 17,95 34 5,7 VR08 5,6 VR09 7,1 VR21 5,6 VR24 5,8 Diamant 8,1 Solara 5,0 VC38-6 Trung bình 5,7 15, CV % 30 1,5 LSD 5% 4,2 3,2 3,9 4,0 3,4 3,9 4,5 8,4 9,5 9,1 10, 63 9,7 8,0 10, 22 44,2 3,6 19,68 2 14, 11,80 8,00 60 0,9 3,97 5,99 8,8 17, 10 2,5 22,78 21,70 18,77 17,89 18,35 22,28 13,54 51,0 42,5 44,4 39,4 43,1 44,7 36,0 19,50 80,4 71,4 71,8 70,7 48,0 46,2 49,8 6,33 21,14 7,13 21,39 6,27 15,44 6,27 13,62 8,07 16,03 3,60 19,58 5,93 13,41 65,9 15,84 5,77 17,76 12,50 7,10 13,50 12,15 3,39 3,68 21,08 12,10 9,34 13,70 16,87 13,27 7,98 1,32 Bảng : Năng suất sinh trưởng số dòng khoai tây Andigena chống bệnh mốc sương Thanh Trì Vùng cao Tân Lạc Thanh Trì, Hà Nội, vụ ĐơngVùng cao Tân Lạc, Hòa Bình, vụ Xn 2007-08 (trồng Xn 2008 (trồng 13/2, thu hoạch 9/12/2007, thu hoạch 14/5/2008) 8/3/2008) Dòng/giống Chiều Chiều Năng Số Số Năng Củ/ cao cao Số suất thân/ củ/ suất khóm cây thân/khóm (tấn/ha) khóm khóm (tấn/ha) (cm) (cm) LB31 5,58 16,03 45,13 2,47 9,13 17,08 72,67 5,87 LB33 9,09 21,85 49,07 3,93 12,25 11,38 72,40 6,93 LB35 5,79 18,92 55,27 2,67 8,47 17,42 69,00 5,73 LB39 7,65 18,56 51,93 3,87 13,97 18,53 68,07 4,13 LB40 3,70 16,61 51,00 3,07 6,97 16,77 66,60 6,00 LB42 5,63 19,58 51,00 3,27 9,26 18,65 71,00 4,27 LB43 5,66 22,93 47,67 3,73 6,44 13,66 73,40 4,07 LB44 5,67 22,56 48,53 3,53 6,56 16,85 79,33 5,20 LB45 6,38 20,01 50,07 3,47 9,90 13,07 78,20 4,47 35 Năng suất bình quân (tấn/h 16,56 16,62 18,17 18,55 16,69 19,12 18,30 19,71 16,54 LB49 LB52 LB54 LB58 Diamant Solara07 SolaraTL VC38-6 6,83 6,76 6,36 17,82 16,13 16,90 57,47 2,40 46,07 4,00 66,20 3,87 6,44 18,89 47,07 4,00 6,46 5,32 18,46 13,78 41,87 3,60 42,73 4,00 Trung bình CV % LSD 5% 6,22 18,60 18,10 10,60 1,88 3,28 8,81 8,98 9,05 9,05 11,33 8,46 12,54 13,50 8,17 10,74 9,39 9,49 16,00 15,84 16,36 15,30 50,07 3,46 9,69 14,39 8,60 17,10 14,80 22,70 7,20 0,99 2,39 5,41 86,27 75,87 74,87 61,13 43,27 50,80 53,67 78,33 4,73 6,33 5,60 4,13 3,73 2,73 3,40 5,70 69,11 4,88 5,80 11,80 6,70 0,96 ảnh hưởng điều kiện sinh thái đến việc kháng bệnh giống Bảng : Mức nhiễm sâu bệnh khoai tây vùng sinh thái khác Nguồn số liệu Địa điểm Bảng 3.22 LA Bảng 3.32 LA Trung bình Bảng 3.20 LA Bảng 3.34 LA Đất dốc, Sa pa, Lào cai Đất dốc, Sa pa, Lào cai Đất dốc Sa pa Đất ruộng, Sa pả, Sa pa, Lào cai Đất ruông, Tà phìn, Sapa, Lào cai Virus Tổng Héo số xanh (%) (%) 45 NST Mốc sương Rệp 75 75 NST NST (con/lá) (1-9) Bọ trĩ 75 NST (con/lá) Mối Nhện đục 75 củ NST (1(con/lá) 9) 3,33 0,14 0,44 6,5 0 0,08 0 4,5 1,67 0,11 0,22 5,5 0,22 0 0 0 0,01 0,22 0,28 0 36 13,00 13,44 13,15 9,49 17,45 15,84 17,41 14,54 16,50 16,65 4,35 Bảng 3.24 LA Bảng 3.36 LA Trung bình Bnảg 3.26 LA Bảng 3.28 LA Bnảg 3.17 LA Trung bình Đất ruộng, Tả phìn, Sapa Đất ruộng, Tà phìn, Sapa Đất ruộng Sapa Đất ruộng, Thanh trì, Hà Nội Đất ruộng, Thanh Trì, Hà Nội Đất ruộng, Quế Võ, Bắc Ninh Đất ruộng Đồng 0,81 0,22 0,26 0 0,55 0,28 0,41 0 0,19 0,21 0,18 0,24 0 0,56 1,35 22,02 0,22 4,44 1,56 1,06 2,52 2,34 1,11 1,3 2,45 0,37 1,1 1,46 11,54 1,37 a Bệnh mốc sương (Phytophthora infestans (Mont.) de Bary) Về bệnh mốc sương (Phytophthora infestans (Mont.) de Bary), thời gian tiến hành thực thí nghiệm, tất thí nghiệm, từ thí nghiệm đến 15, bệnh mốc sương khơng gây hại, có gây hại mức độ nhẹ, không đáng kể b Các loại bệnh virus Tỷ lệ khoai tây bị bệnh virus (các loại virus) Vùng cao thấp Đồng rõ rệt c Rệp đào (Myzus persicea) Mật độ rệp đào Vùng cao Sa Pa thấp Đồng d Bọ trĩ (Thrips palmi) Khoai tây Vùng cao Sa Pa bị bọ trĩ gây hại hẳn so với Đồng Bắc Đây là điều kiện thuận lợi 37 sản xuất khoai tây nói chung khoai tây giống nói riêng Sa Pa so với Đồng Bắc e Nhện (Polyphagus esculentus) Khoai tây Vùng cao Sa Pa không bị nhện gây hại khoai tây dồng Bắc lại bị nhện hại nặng f Kiến nâu (mối) đục củ khoai tây Khoai tây trồng đất dốc Sa Pa bị kiến nâu đục củ nặng, khoai tây đất ruộng Vùng cao Sa Pa đất ruộng Đồng Bắc không bị kiến nâu đục củ gây hại g Bệnh héo xanh (Ralstonia solanacearum) Tỷ lệ khoai tây bị bệnh héo xanh (Ralstonia solanacearum) vụ Xuân trồng Sa Pa bình quân mức 1,67% (đất dốc), mức 0,21% (đất ruộng Sa Pa) 0,37% (đất ruộng Đồng Bắc bộ) Rõ ràng là, khoai tây trồng đất dốc Sa Pa bị bệnh héo xanh nặng không nên sản xuất khoai tây đất dốc Sa Pa 5.5 Bảo quản khoai tây giống Trước năm 1994, kho ánh sáng tán xạ đơn giản (simple diffused light stores) phương tiện chủ yếu để bảo quản khoai tây giống Việt Nam Các kho ánh sáng tán xạ đơn giản thường đặt nhà nông dân trồng khoai tây Phương pháp bảo quản có ưu điểm đơn giản, rẻ tiền dễ làm, có nhược điểm khối lượng khoai tây giống bị tổn thất nhiều (khoảng 50% tổng khối lượng trước bảo quản) củ giống lại sau bảo quản thường có chất lượng thấp (tuổi sinh lý củ giống bị già nhiều sau 8-9 tháng bảo quản) Củ giống đem trồng, thường cho suất không cao Mặt khác, giàn bảo quản theo phương pháp 38 thường đặt nhà nông dân, củ khoai hỏng không kịp thời loại bỏ bị hư hỏng biện pháp phòng trừ sâu bệnh hại trình bảo quản thường ảnh hưởng khơng tốt đến mơi trường sống thành viên gia đình Năm 1994, kho lạnh bảo quản khoai tây giống Việt Nam, với trữ lượng 10 tấn, lắp đặt đưa vào sử dụng Trung tâm Nghiên cứu Cây có củ thuộc Viện Khoa học kỹ thuật Nơng nghiệp Việt Nam (VASI), Thanh Trì, Hà Nội Về bản, khoai tây giống bảo quản kho lạnh bảo đảm tổng mức hao hụt khối lượng khoảng 10%, củ giống sau bảo quản có tuổi sinh lý trẻ, trồng cho suất hiệu kinh tế cao hẳn so với khoai tây giống bảo quản kho ánh sáng tán xạ Vì vậy, tốc độ phát triển kho lạnh bảo quản khoai tây giống Việt Nam nhanh, năm 1994 có kho trữ lượng 10 tấn, đến nay, 2012, ước tính tồn bộ, có khoảng 250 kho lạnh bảo quản khoai tây giống với tổng trữ lượng khoảng 10 000 5.6 Kiểm nghiệm xác nhận khoai tây giống Ở Việt Nam, Trung tâm Khảo-Kiểm nghiệm giống Cây trồng Quốc gia, Cục Trồng trọt, Bộ nông nghiệp Phát triển Nông thôn, chịu trách nhiệm việc kiểm nghiệm xác nhận chất lượng khoai tây giống Tiêu chuẩn chất lượng khoai tây giống Việt Nam Bộ Nông nghiệp Phát triển Nơng thơn thức ban hành Việc kiểm nghiệm xác nhận chất lượng khoai tây giống năm 2003 Từ đến nay, hàng năm có khối lượng định khoai tây giống kiểm nghiệm xác nhận Tuy nhiên, sở vật chất nguồn nhân lực cho hệ thống thiếu nhiều, chưa đủ đáp ứng nhu cầu Việc kiểm nghiệm xác nhận khoai tây giống Việt Nam giai đoạn ban đầu Công tác kiểm nghiệm xác nhận khoai tây giống cần phải coi trọng tăng cường nhiều 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đào Duy Chiên 2013 Nghiên cứu chọn tạo giống khoai tây từ nguồn andigena nhân giống khoai tây vùng cao phía Bắc Việt Nam Luận án tiến sĩ nơng nghiệp Đại học nông nghiệp Hà Nội Trương Văn Hộ 2010 Cây Khoai tây Ở Việt Nam Trung tâm Nghiên cứu Cây có củ, Viện Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam Nhà Xuất nông nghiệp Hà Nội-2010 Nguyễn Quang Thạch, Hoàng Minh Tấn Frei U., Wenzel G 1993 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học công tác giống khoai tây Việt Nam Kết nghiên cứu khoa học trồng trọt 1991-1992, Nhà xuất Nông nghiệp 1993 Trang 139-144 Nguyễn Quang Thạch, Hoàng Minh Tấn, Mai Thị Tân cộng tác viên 1991 Xây dựng mơ hình sản xuất khoai tây giống có chất lượng cao bắt nguồn từ ni cấy in vitro Thông báo Khoa học Trường Đại học Chuyên đề Sinh học Nông nghiệp Nhà xuất Nông nghiệp 1991 Trang 67-72 40 ... trồng 5.2 Nhân giống hạt giống khoai tây (TPS) Nhân giống khoai tây hạt biện pháp khắc phục thiếu thốn nguồn cung ứng giống khoai tây cho sản xuất Trồng 30 khoai tây hạt giống khoai tây (true potato... VỀ CHỌN TẠO GIỐNG KHOAI TÂY TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM Nguồn vật liệu di truyền cho chọn giống khoai tây. …………………12 Các dạng bố mẹ chủ yếu chọn tạo giống khoai tây ……… 14 Các mục tiêu chọn giống ……………………………………... rộng lớn lồi khoai tây dại giúp cho thấy nhu cầu sử dụng loài khoai tây dại việc chọn tạo giống đại 3.2 Các dạng bố mẹ chủ yếu chọn tạo giống khoai tây Trong chọn tạo giống khoai tây, có bốn dạng