Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng, phát triển và biện pháp kỹ thuật tăng năng suất khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa tại tỉnh Bắc Kạn

Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng, phát triển và biện pháp kỹ thuật tăng năng suất khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa tại tỉnh Bắc Kạn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN -o0o -

LÊ SỸ LỢI

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT TĂNG NĂNG SUẤT KHOAI TÂY

TRÊN ĐẤT RUỘNG MỘT VỤ LÚA TẠI TỈNH BẮC KẠN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

THÁI NGUYÊN - 2008

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN -o0o -

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 PGS.TS Trần Ngọc Ngoạn2 PGS TS Nguyễn Văn Viết

THÁI NGUYÊN - 2008

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Cây khoai tây (Solanum Tuberosum.L) là cây lương thực của nhiều nước

châu Âu và ở một số nước khoai tây là cây lương thực chủ yếu (Đường Hồng Dật,2005)[7] Củ khoai tây chứa 20% lượng chất khô trong đó có 80 - 85% là tinh bột,3 - 5% là protein và một số vitamin khác (Trần Như Nguyện và cs, 1990; Nguyễn Văn Thắng và cs, 1996)[23], [40] Nếu so sánh về năng suất chất khô trên một đơn vị trồng trọt thì khoai tây cao hơn lúa mì 3 lần, cao hơn lúa nước 1,3 lần và cao hơn ngô 2,2 lần (Leviel, 1986)[163].

Khoai tây có tiềm năng năng suất khá cao tới 100 - 120 tấn/ha Tuy nhiên sự biến động về tiềm năng năng suất giữa các vụ và các vùng là khá lớn (Caldiz

et al., 2001)[69] do khoai tây chịu tác động mạnh của những yếu tố từ bên ngoài

Nhiệt độ thích hợp cho thân lá phát triển là 180C, củ phát triển là 16 - 170C; ánh sáng ngày dài thích hợp cho giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng, giai đoạn củ hình thành thì cây lại yêu cầu sánh sáng ngày ngắn Yêu cầu về ẩm độ cũng thay đổi theo các thời kỳ sinh trưởng và phát triển, trước khi hình thành củ ẩm độ cần là60%, thời kỳ hình thành củ ẩm độ đất phải đạt 80% Để đạt được năng suất cao, khoai tây còn yêu cầu lớp đất mặt phải rất tơi xốp, đất thịt nhẹ, đất cát pha thích hợp với cây khoai tây (Đường Hồng Dật, 2005)[7].

Đồng bằng Bắc bộ có một mùa đông lạnh với nhiệt độ trung bình khoảng20 - 300C, phù hợp cho cây khoai tây sinh trưởng phát triển Mặt khác, diện tích đất phù sa, đất cát pha, đất thịt nhẹ lớn, hệ thống thuỷ nông hoàn chỉnh là điều kiện thuận lợi cho phát triển và mở rộng sản xuất loại cây trồng này Trong những năm gần đây diện tích khoai tây cả nước dao động trong khoảng 35.000 ha, tập trung chủ yếu ở đồng bằng sông Hồng (Đào Huy Chiên, 2002)[3] Do những ưu điểm của cây trồng này, nhà nước có chủ trương mở rộng diện tích ra các vùng sinh thái phù hợp Tuy nhiên, do quỹ đất canh tác nông nghiệp ở đồng bằng thấp,

cùng với sức ép của việc đô thị hoá và công nghiệp hoá nên việc mở rộng diện tích khoai tây ở đồng bằng có nhiều hạn chế Để giải quyết vấn đề đó, việc khai thác hợp lý nguồn tài nguyên đất đai ở miền núi trong đó có mở rộng diện tích khoai tây được coi là hướng phát triển chiến lược và bền vững trong tương lai.

Bắc Kạn là một tỉnh miền núi nghèo, thu nhập bình quân đầu người năm2006 thấp với 337,2 nghìn đồng/tháng, đặc biệt ở khu vực nông thôn chỉ có 162,5 nghìn đồng/tháng, bình quân lương thực là 289,4 kg thóc/người/năm (Cục thống kê tỉnh Bắc Kạn, 2006)[5] Do thu nhập của người dân thấp nên tỷ lệ hộ đói nghèo rất cao là 41,42%, nhiều hộ thiếu ăn 2 - 6 tháng/năm (Sở Lao động và TBXH)[27] Thực tế Bắc Kạn có diện tích đất ruộng khá lớn: 13.273 ha (Sở NN&PTNT Bắc Kạn, 2006)[28], tuy nhiên hầu hết chỉ được cấy một vụ lúa Mùa, diện tích đất bỏ hoá trong vụ Đông (12.333 ha) và vụ Xuân (4.964 ha) rất phổ biến Trong khi lực lượng lao động địa phương dư thừa, điều kiện thời tiết khí hậu khá thuận lợi cho nhiều cây trồng như ngô, khoai tây, đậu đỗ… sinh trưởng, phát triển thì việc việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng, đặc biệt là mở rộng diện tích cây vụ Đông là một trong những giải pháp cần được quan tâm đẩy mạnh nhằm nâng cao thu nhập tiến tới xóa đói giảm nghèo cho nông dân.

Khoai tây là cây trồng có nguồn gốc ôn đới Điều kiện thời tiết khí hậu ởBắc Kạn rất phù hợp với sinh trưởng của cây khoai tây với nhiệt độ bình quân từ14,3 – 28,30C; lượng mưa từ 0,3 – 322,5 mm; ẩm độ trung bình từ 77 – 89% Trong những năm gần đây khoai tây đã được đưa vào cơ cấu cây trồng vụ Đông và khẳng định được vị thế của mình nhưng việc mở rộng diện tích còn chậm Một số nguyên nhân dẫn đến điều đó là do thiếu giống và chưa có bộ giống tốt, các giống khoai tây chủ yếu đang trồng đã bị thoái hoá, tỷ lệ nhiễm bệnh virus cao khoảng 53,2% đến 59%; trình độ canh tác của nông dân thấp, chưa có quy trình kỹ thuật phù hợp với điều kiện sinh thái, đặc biệt là trên đất ruộng một vụ lúa của địa phương Để mở rộng diện tích khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa, vấn đề cấp thiết là phải có bộ giống cho năng suất cao, ổn định và biện pháp kỹ thuật phù hợp.

Xuất phát từ thực tế đó chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm

sinh trưởng, phát triển và biện pháp kỹ thuật tăng năng suất khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa tại tỉnh Bắc Kạn”.

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

1- Đánh giá thực trạng sản xuất khoai tây nhằm xác định các yếu tố hạn chế năng suất khoai tây tại tỉnh Bắc Kạn.

2- Xác định giống khoai tây có năng suất cao, phẩm chất tốt đưa vào sản xuất thay thế giống cũ đã thoái hóa.

3- Xác định các biện pháp kỹ thuật trồng chủ yếu nhằm tăng năng suất khoai tây vụ Đông và sản xuất khoai tây củ giống vụ Xuân Trên cơ sở đó bổ sung và hoàn chỉnh quy trình kỹ thuật thâm canh khoai ở tỉnh Bắc Kạn góp phần mở rộng diện tích khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa.

4- Xây dựng mô hình sản xuất thâm canh khoai tây.

3 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CÚU

3.1 Đối tƣợng nghiên cứu

- Giống khoai tây: Lựa chọn giống khoai tây có triển vọng trong 7 giống khoai tây Hà Lan nhập nội qua thí nghiệm nghiên cứu giống vụ Đông và vụ Xuân trên đất ruộng 1 vụ tại tỉnh Bắc Kạn.

- Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật sản xuất khoai tây thương phẩm trong điều kiện vụ Đông gồm mật độ, thời vụ, phân bón, tưới nước, vun tạo vồng.

- Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật sản xuất củ giống khoai tây trong điều kiện vụ Xuân bao gồm thí nghiệm về mật độ, thời vụ, phân bón, vun tạo vồng.

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Thí nghiệm nghiên cứu một số đặc điểm của giống và biện pháp kỹ thuật sản xuất khoai tây bố trí tại xã Bằng Phúc huyện Chợ Đồn Mô hình sản xuất thử

xây dựng tại xã Bằng Phúc và xã Lương Bằng, huyện Chợ Đồn; xã Yên Đĩnh, huyện Chợ Mới; xã Tú Trĩ và xã Khuổi Lừa huyện Bạch Thông Kết quả nghiên cứu áp dụng cho sản xuất khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa tại tỉnh Bắc Kạn.

4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

4.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài

1- Đánh giá khả năng thích ứng của các giống khoai tây trong điều kiện sinh thái (khí hậu và đất đai) nhằm làm cơ sở khoa học cho các đề tài nghiên cứu tiếp theo đối với khoai tây ở Bắc Kạn nói riêng và các tỉnh miền núi phía Bắc nói chung.

2- Bước đầu xác định và bổ sung cứ liệu khoa học để lựa chọn giống khoai tây phù hợp và xây dựng quy trình sản xuất khoai tây thương phẩm trong điều kiện vụ Đông và sản xuất củ khoai tây giống trong điều kiện vụ Xuân tại tỉnh Bắc Kạn.

3- Kết quả thu được từ các thí nghiệm về xác định giống và các biện pháp kỹ thuật là căn cứ khoa học để bổ sung hoàn thiện quy trình kỹ thuật thâm canh khoai tây tại các tỉnh miền núi phía Bắc.

4- Kết quả nghiên cứu giống và biện pháp kỹ thuật trồng khoai tây trong điều kiện vụ Đông và vụ Xuân tại tỉnh Bắc Kạn là tài liệu để các nhà nghiên cứu, sinh viên ngành nông nghiệp truy cứu và tham khảo.

4.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

1- Xác định một số giống khoai tây có triển vọng cho năng suất cao và chất lượng tốt trồng trong vụ Đông trên đất ruộng một vụ nhằm thay đổi giống cũ đã thoái hóa và làm phong phú thêm bộ giống khoai tây ở tỉnh Bắc Kạn.

2- Lần đầu tiên đưa khoai tây vụ Xuân vào cơ cấu cây trồng ở tỉnh bắc Kạn nhằm cung cấp đủ giống trồng cho vụ Đông, hạ giá thành củ giống, tạo cho người nông dân có tập quán quen dần với các biện pháp kỹ thuật trồng khoai tây vụ Xuân.

3- Chuyển giao tiến bộ kỹ thuật thâm canh khoai tây cho người dân thông qua việc đưa quy trình kỹ thuật thâm canh để thúc đẩy mở rộng diện tích trồng khoai tây trên đất ruộng một vụ, nâng cao hệ số sử dụng đất, tăng thu nhập cho

Chương 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY KHOAI TÂY

1.1.1 Một số nghiên cứu về nguồn gốc cây khoai tây

Cây khoai tây (họ Solanaceae, loại Solanum L., loài Solanum tuberosum L.) có nguồn gốc ở vùng cao nguyên thuộc dãy núi Andes (nam châu Mỹ) ở độ

cao 2000 – 5000 mét Người Tây Ban Nha lần đầu tiên phát hiện ra cây khoai tây khi họ đặt chân lên thung lũng Magdalenna (Nam Mỹ) của người bản xứ chạy trốn, họ đã tìm thấy cây đậu, ngô và khoai tây Lúc đó người ta gọi khoai tây là Truffles vì hoa có màu sặc sỡ (Salaman, 1949)[130].

Các nhà khoa học đã phát hiện ra nhiều di tích lịch sử chứng minh cây khoai tây có từ khoảng 500 năm trước công nguyên Thời kỳ người Tây Ban Nha chinh phục châu Mỹ thế kỷ 16, nông dân đã trồng hàng trăm giống khoai tây dọc miền núi, bây giờ là Bolivia, Chile, Colombia, Ecuador và Peru (Horton,1987)[91] Ngày nay người da đỏ ở vùng Titicaca (nam Peru, bắc Bolivia) vẫncòn trồng những giống khoai tây khởi thủy (Ducreux, 1989)[162].

Khoai tây được bán đầu tiên ở Seville năm 1573 do những thủy thủ người Tây Ban Nha mang chúng đến, từ đó khoai tây lan truyền khắp châu Âu Nước Anh trồng khoai tây rất sớm, từ năm 1590 do thuyền trưởng người Anh trên tầu buôn Tây Ban Nha đem củ giống về Khoảng năm 1600, diện tích trồng khoai tây mở rộng sang Italia rồi Đức, trong vòng một trăm năm sau khoai tây đã có mặt ở hầu hết các nước châu Âu và trồng rộng rãi vào những năm 1800.

Vào thế kỷ 17, những nhà truyền giáo người Anh đã đưa khoai tây đến nhiều vùng thuộc châu Á Thế kỷ 19 những nhà truyền đạo người Bỉ cũng giới thiệu khoai tây tại Công Gô Tuy nhiên, việc sử dụng khoai tây làm lương thực ở các nước nhiệt đới vẫn còn hạn chế vì những khó khăn cố hữu trong sản xuất và bảo quản khoai tây ở vùng thấp.

Hiện nay cây khoai tây được trồng rất rộng rãi ở 130 nước trên thế giới, từ600 vĩ Bắc đến 530 vĩ Nam.

1.1.2 Một số nghiên cứu về giá trị dinh dưỡng của cây khoai tây

Khoai tây vừa là cây lương thực, vừa là cây thực phẩm có giá trị dinhdưỡng cao, hàm lượng dinh dưỡng của khoai tây chỉ kém trứng (Leviel,1986)[163] Sử dụng 100g khoai tây có thể đảm bảo ít nhất 8% nhu cầu protein,3% năng lượng, 10% sắt, 10% vitamin B1 và 20 – 50% nhu cầu vitamin C cho

một người trong một ngày đêm (Beukema et al., 1990; Horton, 1987)[65], [91]

Khi xem xét các cây trồng nhiệt đới và cận nhiệt đới (từ 300 vĩ Bắc đến 300 vĩ Nam) Vander Zaag, (1976)[148] cho rằng, cây khoai tây sinh lợi hơn bất cứ cây trồng nào khác vì nó cho năng suất năng lượng và năng suất protein cao nhất.

Bảng 1.1 Năng suất protein và năng lượng của một số cây lương thựcLoại cây

Khoai langĐậu đỗ Lúa Ngô

(Nguồn: Vander Zaag, 1976)[148]

Ngoài việc dùng khoai tây làm lương thực và thực phẩm, các nước phát triển sử dụng khoai tây làm thức ăn cho gia súc, hàng năm ở Pháp sử dụng từ 1 đến 1,4 triệu tấn khoai tây cho chăn nuôi Bên cạnh đó, khoai tây còn được dùng nhiều trong công nghiệp dệt, sợi, gỗ (ván ép), giấy, đặc biệt trong công nghiệp sản xuất axit hữu cơ như axit lactic, axit xitric; các dung môi hữu cơ như etanol, butanol, xeton

1.1.3 Một số nghiên cứu về yêu cầu ngoại cảnh của khoai tây

1.1.3.1 Yêu cầu về nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố đặc biệt quan trọng quyết định khả năng phân bố, thời vụ gieo trồng, quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây khoai tây Tổng nhu cầu nhiệt độ cho khoai tây sinh trưởng và phát triển dao động từ 16000C đến18000C Yếu tố chính để khoai tây có thể phát triển rộng khắp thế giới là lựa chọn

được nhiều vùng có nhiệt độ gieo trồng thích hợp (Beukema et al., 1990)[65].

Ở thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng, khoai tây có thể thích ứng được với biên độ nhiệt độ từ 10 đến 250C, rộng hơn giai đoạn sinh trưởng sinh thực Nhiều kết quả nghiên cứu đã xác định, nhiệt độ không khí thích hợp cho phát triển thân lá khoai tây là 180C đến 200C Nhiệt độ cao quá 250C thân lá dài ra, lá nhỏ đi, khả năng quang hợp giảm rõ rệt (Horton, 1987)[91].

Ở thời kỳ sinh trưởng sinh thực cây khoai tây chịu nóng kém Khi thân củ bắt đầu hình thành và phát triển thì yêu cầu nhiệt độ thấp, nhiệt độ không khí thích hợp nhất cho thân củ phát triển là 180C đến 190C (nhiệt độ đất là 160C -170C) Nhiệt độ từ 200C trở lên thì quá trình làm củ khoai tây bắt đầu bị kìm hãm,nhiệt độ lớn hơn 250C hạn chế sự hình thành củ Khi nhiệt độ vượt quá 250C thì hiệu suất quang hợp giảm, nhiệt độ lên tới 290C – 300C hô hấp tăng, dẫn tới tiêu hao chất hữu cơ trong củ, làm giảm năng suất khoai tây và chỉ số thu hoạch (Horton, 1987)[91] Nhiệt độ cao kéo dài sẽ gây hiện tượng “thoái hóa do khíhậu” dẫn đến năng suất và chất lượng giống giảm rõ rệt ở các đời sau (Van Dam

et al., 1995)[146].

Thí nghiệm của Kunkel et al., (1987)[103] về ảnh hưởng của nhiệt độ đến

sự thoái hóa giống khoai tây cho biết: Ở nhiệt độ 20 – 210C có 20% củ bị thoái hóa, nhiệt độ 240C có 50% củ bị thoái hóa và trên 250C có 75% củ bị thoái hóa Nhiệt độ cao không chỉ ảnh hưởng đến sự thoái hóa giống sinh lý, mà còn thuận lợi cho sự phát triển của nhiều loại rệp truyền bệnh virus cho khoai tây Đây là nguyên nhân quan trọng dẫn đến thoái hóa giống bệnh lý và giảm năng suất.

Như vậy, cây khoai tây sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao trong điều kiện nhiệt độ thấp Nhiệt độ thích hợp cho thân lá phát triển là 18 – 200C, thân củ phát triển là 18 – 190C Tuy nhiên, khi nhiệt độ quá thấp làm cây bị chết rét, còn nhiệt độ cao thì củ hình thành kém, nhanh thoái hóa và bệnh virus phát triển mạnh Để nâng cao năng suất và chất lượng củ khoai tây cần nghiên cứu để có thời vụ thích hợp với từng vùng, đặc biệt là vụ Xuân ở miền bắc Việt Nam.

1.1.3.2 Yêu cầu về ánh sáng

Khoai tây là cây ưa sáng, năng suất khoai tây phụ thuộc vào khả năng hấp thu và hiệu quả của việc sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp nên chất khô của củ và chỉ số thu hoạch Cường độ ánh sáng thích hợp cho sự hình thành củ và

năng suất khoai tây là từ 20.000 – 50.000 lux (Allen et al., 1980)[58] Trong điều

kiện khí hậu giống nhau, không thiếu nước hoặc dinh dưỡng và không xuất hiện sâu bệnh hại thì sự khác nhau về sinh trưởng, phát triển và năng suất là do khả

năng hấp thu ánh sáng khác nhau giữa các giống (Spitter, 1987; Van der Zaag et al., 1987)[138], [149].

Độ dài chiếu sáng trong ngày cũng ảnh hưởng rõ rệt đến sự phát dục của cây khoai tây (ra hoa, đậu quả và kết hạt) Thời kỳ từ cây con đến hình thành củ, đòi hỏi ánh sáng ngày dài để tiến hành quang hợp và tích lũy chất hữu cơ, khi củ bắt đầu hình thành cần thời gian chiếu sáng ngày ngắn Điều kiện chiếu sáng ngày ngắn ở giai đoạn mọc mầm và nhiệt độ cao trong suốt thời gian sinh trưởng sẽ rút ngắn thời gian sinh trưởng của khoai tây (Kooman, P.L, 2001)[100].

Quang chu kỳ thích hợp cho sự hình thành năng suất khoai tây phụ thuộc vào nhiệt độ và giống Các giống thuộc loài ssp.andigena chỉ hình thành củ trong điều kiện chiếu sáng ngày ngắn Trong điều kiện nhiệt độ thấp cần thời gian chiếu sáng 12 – 14 giờ, còn trong điều kiện nhiệt độ cao thì thời gian chiếu sáng trong ngày cần ngắn hơn Các giống thuộc loài ssp.tuberosum có khả năng tạo củ dưới điều kiện quang chu kỳ dài hơn.

Các giống thuộc loài ssp.tuberosum, đặc biệt là giống chín sớm có thể phát triển kém ở điều kiện nhiệt đới có ánh sáng ngày ngắn vì chúng hình thành củ sớm hơn, thân lá phát triển kém, quang hợp kém nên năng suất thấp (Manrique,1993)[109] Kết quả nhiều thí nghiệm cho thấy: Tỷ lệ củ to tương quan thuận với số giờ chiếu sáng trong ngày, vì củ lớn nhanh trong điều kiện ngày dài Ở vùng nhiệt đới có độ dài chiếu sáng trong ngày ngắn nên năng suất của tất cả các giống khoai tây đều giảm so với khi chúng được trồng ở các nước ôn đới (Horton,1987)[91].

Như vậy, chọn giống khoai tây cho vùng nhiệt đới có quang chu kỳ ngắn là phụ thuộc vào nhiệt độ của vùng Ở vĩ độ cao, giống thuộc ssp.andigena có thể phù hợp, vì dưới điều kiện ngày ngắn và nhiệt độ thấp các giống thuộc loài này vẫn hình thành củ Ở vùng nhiệt đới ấm và vĩ độ thấp hơn, các giống thuộc loài ssp.andigena sẽ hình thành củ kém mặc dù trong điều kiện ngày ngắn, các giống thuộc loài ssp.tuberosum khả quan hơn Tuy nhiên ánh sáng ngày ngắn vẫn là yếu tố hạn chế năng suất khoai tây ở vùng này.

1.1.3.3 Yêu cầu về nước

Trong quá trình sinh trưởng khoai tây cần rất nhiều nước (Salter et al.,

1967; Van Loon, 1981)[132], [152] Để tạo ra 100 kg củ khoai tây cần 12 -15 m3 nước, để đạt được năng suất củ từ 19 - 33 tấn/ha, mỗi hecta khoai tây cần 2800 đến 2900 m3 nước (Ngô Đức Thiệu và cs, 1978)[42] Giai đoạn trước khi hình thành củ đòi hỏi ẩm độ đất khoảng 60%, giai đoạn hình thành củ là 80% Nếu thiếu nước ở giai đoạn hình thành củ thì năng suất giảm rõ rệt cụ thể: Ẩm độ đất là 60% thì năng suất giảm 4,3%; ẩm độ đất còn 40%, năng suất giảm 33,9%; không tưới năng suất giảm 63% (Tạ Thị Thu Cúc, 1979)[4].

Khoai tây được trồng bằng củ nên khi phát triển không hình thành rễ chính mà chỉ có các rễ phụ thưa thớt Phần lớn rễ tập trung ở tầng đất mặt nên khả năng hút nước của cây không lớn Gặp điều kiện khô hạn khoai tây rất dễ bị thiếu nước và phát triển kém (Đường Hồng Dật, 2005)[7] Khô hạn làm giảm diện tích lá,

nếu hạn dài thì chiều cao cây, độ che phủ đất cũng thấp hơn (Ojala et al.,

1990)[119] Giống chín sớm ít bị ảnh hưởng hơn giống chín muộn, điều này có thể do giai đoạn khủng hoảng nước của giống chín sớm ngắn hơn, các lá xuất hiện và chết sớm hơn nên giai đoạn trải lá (giai đoạn nhạy cảm với sự thiếu nước)

có thể xuất hiện trước thời kỳ khô hạn (Deblonde et al., 2001)[74].

Nghiên cứu của Deblonde et al., (1999)[73] chỉ rõ, năng suất và yếu tố cấu

thành năng suất bị tác động mạnh bởi tổng lượng nước tưới Tuy nhiên tác động của hạn đến cây trồng phụ thuộc vào thời gian, giai đoạn và mức độ nghiêm trọng của khô hạn (Jefferies, 1995)[95] Hạn thường tác động mạnh ở 3 giai đoạn: sinh trưởng, phình to củ và chín Thiếu nước ở giai đoạn cuối của thời gian sinh trưởng dinh dưỡng làm cho khoai tây có năng suất thấp nhất, thiếu nước ở giai

đoạn chín thì củ khoai tây lại to nhất (Fabeiro et al., 2001)[78].

Nhiều thí nghiệm đã chứng minh, thiếu nước ở giai đoạn sinh trưởng thì củ rất nhỏ nhưng số lượng củ/cây nhiều Khô hạn bắt đầu vào giai đoạn phình to củ làm cho giai đoạn hình thành củ kéo dài hơn, nhưng lại giảm số lượng củ, sinh

trưởng và năng suất (Haverkort et al., 1991)[85] Thiếu nước ở giai đoạn chín

sinh lý, có thể tăng lượng chất khô mà khoai tây có thể tích lũy được ở trong củ

(Caldiz et al., 2000)[67].

Nghiên cứu của Iqbal et al., (1999)[94] cũng cho kết quả là, hạn xuất hiện

vào giai đoạn chín làm giảm năng suất ít nhất, xuất hiện sớm sẽ ảnh hưởng mạnh

nhất đến năng suất, tiếp theo là giai đoạn hình thành củ Điều đó được Kashyap et al., (2003)[98] giải thích rằng, hầu hết các giai đoạn nhạy cảm với sự thiếu nước

là ở thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng nên thiếu nước ở giai đoạn này ảnh hưởng đến năng suất năng suất mạnh nhất.

Như vậy, nước rất cần thiết cho sinh trưởng, phát triển và tạo năng suất của cây khoai tây Thiếu nước ở giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng ảnh hưởng nhiều nhất đến năng suất Vì vậy trong điều kiện ở miền Bắc Việt Nam, vụ Đông

thường có lượng mưa thấp và biến động giữa các vùng khá lớn nên cần nghiêncứu chế độ tưới nước hợp lý cho khoai tây trong từng điều kiện cụ thể.

1.1.3.4 Yêu cầu về đất đai, dinh dưỡng của khoai tây

Củ khoai tây khi phát triển có khả năng dịch chuyển các phân tử đất yếu hơn so với nhiều loại rễ củ khác nên đòi hỏi lớp đất mặt, là nơi khoai tây hình thành củ phải rất tơi xốp Các loại đất cát pha, đất nhẹ, thậm chí là đất cát là thích hợp với cây khoai tây Các loại đất nặng và quá ẩm ướt, cây khoai tây phát triển không tốt và thường bị bệnh thối ướt gây hại Trên các loại đất nặng, hàm lượng tinh bột trong củ giảm, củ cũng nhỏ đi nhiều Mặt khác khoai tây còn sinh trưởng, phát triển và cho năng suất giảm dần khi trồng liên tiếp từ vụ này sang vụ khác trong nhiều năm trên cùng một chân đất (Đường Hồng Dật, 2005)[7].

Khoai tây có nhu cầu cao đối với các chất dinh dưỡng Với năng suất bình quân 260 tạ củ/ha, cây khoai tây lấy đi từ đất 106 N, 40 P2O5, 171 K2O, 63 kg

CaO, 40 kg MgO (Đường Hồng Dật, 2005)[7] Rasco et al., (1994)[125] cũng

kết luận rằng, năng suất khoai tây phụ thuộc nhiều vào dinh dưỡng đất và khả năng cung cấp của con người Trong hầu hết các trường hợp có sự tương quan giữa khối lượng chất khô và nồng độ N, P, K Tuy nhiên mỗi nguyên tố dinh dưỡng đều tác động đến sinh trưởng, phát triển và năng suất khoai tây theo góc độ khác nhau.

* Vai trò của đạm: Khoai tây là một trong những cây trồng cần rất nhiều

đạm (Singh, 1995; Veeranna et al., 1997)[136], [155] Đạm là yếu tố hạn chế đến

năng suất khoai tây ở nhiều nơi trên thế giới Bón đạm làm tăng tuổi thọ tán lá là do cây khoai tây tiếp tục sinh ra lá mới nhiều hơn việc kéo dài tuổi thọ của từng lá

Firman et al., (1995)[81] Đạm làm tăng diện tích lá, do đó làm tăng lượng ánh

sáng mà cây có thể hấp thu được, tăng lượng chất khô tích lũy ở các bộ phận khác

nhau của cây (Addiscott et al., 1992)[57] Điều đó làm tăng năng suất là số lượng

củ hình thành (Kotsyuk, 1995)[102], và sự phình to củ (Martin, 1995)[110].

Ðạm không chỉ tác động trực tiếp đến sự phát triển của lá và cây trồng, mà còn tác động gián tiếp đến cây trồng vì chúng tác động đến sâu bệnh và cỏ dại Bón đạm làm cho cây trồng sinh trưởng, phát triển tốt hơn nhưng cũng làm tăng sâu bệnh và cỏ dại (Moller, 1998)[115] Bón đạm quá mức làm tăng số lượng hoa nở và sự nảy mầm của hạt phấn, vì vậy sẽ làm tăng sức sống và chất lượng hạt

(Maingi et al., 1994)[108] Điều này có ý nghĩa hết sức quan trọng trong công tác

nhân giống bằng hạt.

Như vậy, đạm tác động rất mạnh đến quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất khoai tây Hiệu quả của việc bón đạm còn phụ thuộc vào liều lượng và kỹ thuật bón Thường bón đạm ít hoặc bón quá nhiều, thời gian bón không thích hợp, phương pháp bón không đúng sẽ làm năng suất khoai tây giảm Liều lượng, thời gian và phương pháp bón đạm phụ thuộc vào tính chất đất, giống, điều kiện thời tiết khí hậu Vì vậy ở mỗi vùng, mỗi loại đất, loại giống cần có liều lượng, thời gian và phương pháp bón đạm thích hợp.

* Vai trò của lân: Lân là thành phần quan trọng trong quá trình trao đổi chất và năng lượng nên nó có tác dụng làm tăng tính chống chịu lạnh cho cây trồng Lân thúc đẩy sự phát triển của bộ rễ, thúc đẩy các mô phân sinh phân chia nhanh, tạo điều kiện cho cây phát dục thuận lợi Lân tăng cường tổng hợp các chất hữu cơ quan trọng và tăng cường sự vận chuyển chúng về cơ quan tích lũy nên tăng năng suất kinh tế của cây trồng (Hoàng Minh Tấn và cs, 2006)[31].

Nhiều thí nghiệm cho thấy, có sự tương quan chặt giữa khối lượng chất khô với hàm lượng lân ở trong cây, khi hàm lượng lân thấp thì khối lượng chất khô cũng đạt nhỏ nhất Vì vậy bón lân làm tăng cả nồng độ phospho, khối lượng chất

khô trong cây và năng suất củ Van Noordwijk et al., (1990)[153] cho biết, thiếu

phospho hạn chế sinh trưởng, lượng phospho yêu cầu từ 44 – 87 kg/ha Thí

nghiệm của De Ruijter et al., (1998)[72] cho kết quả là, bón phospho tăng khối

lượng chất khô Bón phospho làm tăng hàm lượng tinh bột trong củ và năng suất khoai tây (Đường Hồng Dật, 2005)[7].

* Vai trò của kali: Kali làm tăng chức năng sinh lý trong cây như quá trình tổng hợp protein và hoạt động của các enzim, tăng khả năng vận chuyển các chất hữu cơ được tổng hợp ở lá về các bộ phận khác, điều chỉnh quá trình thẩm thấu

chất khoáng của cây trồng (Beringer et al., 1990)[63].

Kết quả thí nghiệm tiến hành năm 1995 – 1996 và 1999 ở Uganda cho thấy kali làm tăng tính chống chịu bệnh của cây Việc tăng cường bón kali liên tục trong 2 – 3 năm là biện pháp hữu hiệu để chống bệnh thối vòng củ Kali làm giảm rõ ràng khối lượng khô của thân lá ở tất cả các giống, còn khối lượng củ tươi tăng

rõ ràng theo lượng kali bón (Kanzikwera et al., 2001)[97] và giữ được chất lượng

củ trong quá trình bảo quản (Rabie, 1996)[123].

Đối với sự hấp thu dinh dưỡng của cây thì kali là một trong những yếu tố cạnh tranh với canxi Lượng Ca mà cây hút giảm xuống khi bón nhiều kali vì chúng đều được hút ở cùng một vị trí trong hệ rễ nên thường cạnh tranh với nhau

(Locascio et al., 1992)[106] Thiếu canxi thì sự sinh trưởng của khoai tây có thể biến đổi (Simmons et al., 1988)[135] và kết thúc với sự rối loạn thiếu hụt canxi ở

trong củ (Tawfik A.A., 1993)[141] Vì vậy bón kali ảnh hưởng đến sinh trưởng thông qua ảnh hưởng đến khả năng hấp thu canxi (Tawfik A.A., 2001)[142].

Phân bón và kỹ thuật bón phân là ảnh hưởng đến năng suất và phẩm chất khoai tây Kết quả của nhiều thí nghiệm trong thời gian dài ở phía Bắc Việt Nam cho biết 1 kg N làm tăng từ 40 – 100 kg củ khoai tây, 1 kg P2O5 tăng từ 0 – 40 kg củ và 1 kg K2O tăng từ 12 – 15 kg củ (Nguyễn Văn Thắng và cs, 1996)[40] Điều đó càng đặc biệt quan trọng hơn khi khoai tây ở Việt Nam được trồng chủ yếu trên những chân ruộng lúa nước 1 hoặc 2 vụ có độ phì nhiêu thấp Để khoai tây cho năng suất và hiệu quả cao cần có chế độ bón phân thích hợp cho từng giống.

1.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT KHOAI TÂY TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

1.2.1 Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới

Khoai tây được trồng rộng rãi ở 130 nước trên thế giới, từ 710 vĩ tuyến Bắcđến 400 vĩ tuyến Nam Do điều kiện sinh thái, mức độ thâm canh và trình độ sản

xuất khác nhau nên năng suất khoai tây chênh lệch rất lớn, từ 7 đến 65 tấn/ha Tính đến năm 2005 trên thế giới trồng được 18,57 triệu ha khoai tây, sản lượng đạt 320,15 triệu tấn (bằng 60 – 70% tổng sản lượng lúa hay lúa mỳ) (FAO,2005)[79].

Bảng 1.2 Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới

(Nguồn: FAO 2005)[79]

Số liệu bảng 1.2 cho thấy, diện tích khoai tây của thế giới trong những năm gần đây có xu hướng giảm nhẹ, năm 2000 có 19,94 triệu ha, năm 2003 toàn thế giới trồng được 18,94 ha, năm 2005 diện tích khoai tây giảm 0,37 triệu ha so với năm 2003, giảm 1,37 triệu ha so với năm 2000 Năm 2001 năng suất khoai tây trung bình của thế giới đạt thấp nhất (15,92 tấn/ha), tuy nhiên từ năm 2001 đến nay năng suất không ngừng tăng lên, năm 2005 năng suất khoai tây tăng 0,79 tấn/ha so với năm 2000, tăng 1,32 tấn/ha so với năm 2001.

Trung Quốc là nước đứng đầu trên thế giới về diện tích (4,4 triệu ha) chiếm23,7% diện tích trồng khoai tây trên thế giới, 56% diện tích khoai tây của châu Á Tiếp theo là Cộng Hoà Liên bang Nga (3,14 triệu ha), Ucraina (1, 51 triệu ha), Ấn Độ (1,4 triệu ha) Bỉ là nước có năng suất khoai tây cao nhất thế giới đạt 46,6 tấn/ha (cao gấp 3,7 lần khu vực Đông Nam Á và gấp 4,4 lần năng suất khoai tây của Việt Nam), tiếp theo là Hà Lan (46,1 tấn/ha), New Zealand (44,2 tấn/ha), Mỹ (43,55 tấn/ha), Đức (40,38 tấn/ha),

* Tình hình sản xuất khoai tây ở Châu Âu

Khoai tây là một loại cây trồng quan trọng trong khẩu phần ăn và là nguồn dinh dưỡng rất tốt cho nhiều người dân Châu Âu Vì thế khoai tây là cây trồng chính và được trồng nhiều ở các nước như Hà Lan, Đức, Anh, Tây Ban Nha Từ năm 1980 đã có 8 nước trong khối EU có diện tích trồng khoai tây lên tới 100.000 ha.

Bảng 1.3 Diện tích, năng suất, sản lƣợng khoai tây của Châu Âu

(Nguồn: FAO 2005)[79]

Châu Âu có nền sản xuất khoai tây lớn nhất thế giới Diện tích trồng khoai tây có xu hướng giảm nhẹ trong 6 năm gần đây Năm 2000 cả châu lục trồng được 9,13 triệu ha, đến năm 2005 chỉ còn 7,81 triệu ha, giảm 1,32 triệu ha Để đáp ứng nhu cầu về khoai tây trong điều kiện diện tích giảm, các nhà khoa học đã nghiên cứu nhiều biện pháp kỹ thuật, đặc biệt là về giống nên năng suất cây khoai tây không ngừng được nâng cao Năng suất khoai năm 2004 cao nhất đạt 17,67 tấn/ha, tăng 2,17 tấn/ha so với năm 2001 và 1,37 tấn/ha so với năm 2000 Tuy nhiên năm 2005 năng suất khoai tây lại giảm nhẹ so với năm 2004.

* Tình hình sản xuất khoai tây ở châu Á

Sản xuất khoai tây của châu Á lớn thứ 2 sau châu Âu, trong mấy thập kỷgần đây khoai tây ở vùng này có xu hướng phát triển mạnh Trong 20 năm (từ1982 - 2002) sản lượng khoai tây đã tăng gấp 3 lần so với các năm trước đó (từ 25

triệu tấn khoai tây tăng lên gần 75 triệu tấn), tập trung ở các nước như: Trung Quốc, Nhật Bản, Cộng hoà Dân chủ nhân dân Triều Tiên, Hàn Quốc, Mông Cổ Năm 1996, riêng Trung Quốc có diện tích trồng khoai tây là 3,5 triệu ha với năng suất đạt 13,1 tấn/ha, sản lượng đạt khoảng 4,6 triệu tấn, đứng đầu Châu Á trong10 năm liền (từ 1986 - 1996) Hiện nay Trung Quốc là quốc gia trồng nhiều khoaitây nhất thế giới.

Bảng 1.4 Diện tích, năng suất, sản lƣợng khoai tây của Châu Á

(Nguồn: FAO 2005)[79]

Số liệu bảng 4.1 cho thấy, năm 2000 diện tích khoai tây của châu Á đạt7,96 triệu ha, năm 2002 diện tích trồng khoai thấp nhất là 7,75 triệu ha, giảm 0,21 triệu ha, đến năm 2005 cả châu lục trồng được 7,86 triệu ha, gần bằng diện tích khoai tây của châu Âu Số liệu trên cho thấy người dân châu Á đã và đang chú trọng đến việc trồng khoai tây, điều này còn thể hiện ở năng suất khoai tây tăng lên hàng năm Năm 2000 đạt 15,2 tấn/ha, đến năm 2005 đạt 16,38 tấn/ha thấp hơn năng suất bình quân của châu Âu không đáng kể.

* Tình hình sản xuất khoai tây ở khu vực Đông Nam Á

Số liệu bảng 1.5 cho thấy, ở khu vực Đông Nam Á khoai tây được trồng ít và phát triển chậm hơn nhiều so với các khu vực khác Năm 2000 toàn khu vực trồng được 354,5 nghìn ha, đến năm 2002 đã trồng thêm được 22,2 nghìn ha,

nhưng năm 2005 chỉ còn 369,4 nghìn ha, giảm 7,3 nghìn ha so với năm 2002 Năng suất khoai tây ở khu vực này còn thấp so với năng suất bình quân của thế giới cũng như châu Âu, châu Á.

Bảng 1.5 Diện tích, năng suất, sản lƣợng khoai tây khu vực Đông Nam Á

(Nguồn: FAO 2005)[79]

1.2.2 Tình hình sản xuất khoai tây ở Việt Nam

Khoai tây nhập nội vào nước ta từ châu Âu do người Pháp đem đến năm1890 Trước năm 1966 diện tích khoai tây ở nước ta chỉ dưới 1000 ha được trồng rải rác trên vườn ở Sa pa, Đà Lạt, Cao Bằng, Đông Anh, Thường Tín, Đồ Sơn Cuối những năm 60 đầu những năm 70, đất nước yêu cầu sản xuất cây lương thực bằng mọi giá, mặt khác do cuộc cách mạng xanh ở miền Bắc, lúa Xuân thay thế lúa Chiêm nên diện tích khoai tây mở rộng rất nhanh Năm 1971 có 5000 ha, năm1980 cả nước trồng được 100.000 ha, mỗi năm tăng 12.000 ha (Đào Huy Chiên(2002)[3], sau đó giảm xuống còn 28.022 ha vào năm 2000 và năm 2005 đạt35.000 ha.

Số liệu bảng 1.6 cho thấy, diện tích trồng khoai tây của nước ta giai đoạn2000 – 2005 có xu hướng tăng Năm 2000 cả nước trồng được 28.022 ha, đến năm 2005 đạt 35.000 ha, tăng 6.978 ha Bên cạnh sự tăng lên về diện tích thì năng suất lại có xu hướng biến động thất thường, năng suất khoai tây đạt cao nhất vào

năm 2002 là 11,76 tấn/ha, thấp nhất năm 2001 (10,53 tấn/ha), năm 2005 là 10,57 tấn/ha, giảm 1,19 tấn/ha so với năm 2002 Năng suất khoai tây của nước ta chỉ bằng 61,3% năng suất bình quân chung của thế giới, bằng 62,9% năng suất khoai tây của châu Âu và bằng 22,7% năng suất khoai tây của Bỉ.

Bảng 1.6 Tình hình sản xuất khoai tây ở Việt Nam

Năm Diện tích (ha)Năng suất (tấn/ ha)Sản lƣợng (tấn)

Việc phụ thuộc vào giống của nước ngoài đã hạn chế đáng kể tới khả năng phát triển của cây khoai tây do các giống của Đức, Hà Lan thì giá quá cao (12.000 đồng/kg), còn giống của Trung Quốc tuy rẻ (2.000 đồng/kg), nhưng chất lượng lại không đảm bảo, giống không chuẩn, mang nhiều nguồn bệnh gây ô nhiễm đồng

ruộng Thông thường tất cả các giống khoai tây có độ ổn định rất ngắn, chỉ trong vòng 3-4 vụ sẽ bị thoái hoá do virus và buộc phải thay giống.

- Củ giống bị thoái hoá, không sạch bệnh và già sinh lý: Thời gian bảo quản giống ở Việt Nam rất dài (từ tháng 1 đến tháng 9) Giống phải bảo quản lâu trong thời gian nhiệt độ cao nên củ giống bị già hóa nhanh Trồng củ trẻ sinh lý năng suất cao hơn 40% so với trồng củ già (Trương Văn Hộ và cs, 1990)[13] Mặt khác hầu hết các giống khoai tây trồng trên đồng ruộng đều bị nhiễm virus với tốc độ tăng dần làm cho giống bị thoái hóa, năng suất và chất lượng giảm sút (Lê Hưng Quốc, 2006)[26].

- Điều kiện khí hậu ở Việt Nam ít thuận lợi cho khoai tây sinh trưởng, phát triển: Nhiệt độ cao, ngày ngắn và nhiều điều kiện khí hậu không thích hợp nên khoảng cách giữa năng suất thực tế với tiềm năng năng suất là rất lớn (chỉ bằng

10%) và thời vụ gieo trồng ngắn, chỉ trồng được 1 đến 2 vụ/năm (Caldiz, D.O., et al., 2001)[69] Thời vụ gieo trồng ngắn không chỉ trồng được ít vụ mà năng suất

cây trồng cũng không cao (Hunt, 1993)[92].

Do điều kiện khí hậu không thuận lợi nên thời gian sinh trưởng của cácgiống khoai tây nhập nội khi trồng ở Việt Nam thường bị rút ngắn, chỉ khoảng 85– 115 ngày (Nguyễn Văn Thắng và cs, 1996)[40] Thời gian sinh trưởng ngắn là yếu tố bất lợi, hạn chế nhiều đến năng suất và phẩm chất khoai tây (Trương văn Hộ và cs, 1990)[12].

1.2.3 Tình hình sản xuất khoai tây ở các tỉnh miền núi phía Bắc

Miền Bắc Việt Nam có một mùa Đông lạnh, rất thích hợp cho cây khoai tây sinh trưởng, phát triển Trong những năm gần đây thực hiện phương thức chuyển đổi cơ cấu cây trồng, cây khoai tây đã và đang được người dân miền núi quan tâm Nhiều tỉnh (Điện Biên, Cao Bằng, Bắc Kạn…) coi cây khoai tây là cây vụ Đông chủ lực, là cây xóa đói giảm nghèo cho người nông dân Vì vậy diện tích khoai tây ở vùng này ngày càng mở rộng.

Bảng 1.7 Tình hình sản xuất khoai tây ở một số tỉnh Miền núi phía Bắc năm 2005

Bắc Kạn Cao Bằng Điện Biên Hà Giang Lào Cai Phú ThọQuảng NinhSơn La

Thái Nguyên Tuyên Quang Vĩnh PhúcYên Bái

VT2, Diamant, TQ khác VT2, Hà Lan, TQ khác VT2, TQ

khácVT2, KT3, Hà lan VT2, TQ khác

VT2, DiamantKT3, VT2, Diamant VT2, Diamant VT2, KT2

VT2, TQ khácVT2, TQ khác

Đông Đông Đông Đông Đông, xuân Đông

Đông Đông, xuân Đông

Đông ĐôngĐông

(Nguồn: Số liệu thống kê của Sở NN và PTNT các tỉnh năm 2006[28])

Số liệu bảng 1.7 cho thấy, 5/12 tỉnh có diện tích trồng khoai tây lớn hơn100 ha, trong đó tỉnh Yên Bái có diện tích trồng khoai tây lớn nhất là 480 ha, tỉnhLào Cai trồng được 227 ha Tỉnh Sơn La mới đưa cây khoai tây vào trồng từ năm2003, đến năm 2005 toàn tỉnh trồng được 20 ha Theo đánh giá của ông giám đốc Trung tâm Giống cây trồng cấp I Sơn La thì diện tích khoai tây ở Sơn La còn tăng nếu được cung cấp đủ số lượng củ giống.

Xét về năng suất, hầu hết các tỉnh đều có năng suất khoai tây cao tương đương với năng suất bình quân chung của cả nước Tỉnh Sơn La có năng suất khoai tây cao nhất là 19 tấn/ha, tỉnh Cao Bằng có năng suất cao thứ 2 là 17 tấn/ha, Bắc Kạn đạt 15,2 tấn/ha, Quảng Ninh đạt 15 tấn/ha, Yên Bái đạt 13,5 tấn/ha Tỉnh Phú Thọ và Tuyên Quang có năng suất khoai tây thấp nhất (9,1 tấn/ha và 6,6

tấn/ha) Lào Cai là tỉnh trồng nhiều khoai tây vụ Xuân và năng suất bình quân chung đạt khá cao là 10,2 tấn/ha.

Về cơ cấu giống, ở các tỉnh miền núi giống khoai tây chủ lực được trồng là VT2 và giống Trung quốc khác, một số tỉnh trồng giống KT2, KT3, giống nhập nội từ Hà Lan, Đức Theo đánh giá của các địa phương, giống KT2, KT3 có năng suất không cao bằng giống nhập nội từ Hà Lan, Đức nhưng giá giống rẻ, khả năng chống chịu tốt, thích ứng rộng và năng suất ổn định Các giống nhập nội từ Hà Lan, Đức có năng suất cao nhưng giá giống đắt Giống nhập nội từ Trung Quốc có giá thấp nhưng năng suất thường thấp và không ổn định.

Về thời vụ, khoai tây chủ yếu được trồng vụ Đông ở hầu hết các tỉnh, chỉ có tỉnh Sơn La trồng được 5 ha, tỉnh Lào Cai trồng được 147 ha khoai tây vụ Xuân Theo đánh giá của 2 tỉnh này khoai tây trồng vụ Xuân có điều kiện thời tiết khá thuận lợi nên năng suất giảm không đáng kể so với trồng vụ Đông.

Tóm lại, cây khoai tây đã và đang phát triển lên các tỉnh Miền núi phía Bắc Tuy nhiên tốc độ mở rộng diện tích và tăng năng suất hàng năm không cao Ngoài những nguyên nhân chung trong sản xuất khoai tây ở Việt Nam đã được đề cập đến ở phần trên còn có những nguyên nhân sau:

- Khoai tây là cây trồng mới được đưa vào sản xuất nên chưa có bộ giống thích hợp Mặt khác người dân chưa có kinh nghiệm bảo quản giống khoai nên họ chưa chủ động được củ giống cho từng vụ.

- Nông dân ở miền núi có mức sống thấp nên việc đầu tư phân bón, thuốc trừ sâu là hết sức khó khăn, vì vậy khoai tây thường không được cung cấp đủ dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển.

- Hầu hết các tỉnh chưa có quy trình kỹ thuật trồng khoai tây phù hợp với điều kiện đặc thù của địa phương nên năng suất khoai tây chưa cao, chưa khuyến

khích được người sản xuất Theo Darwis et al., (2003)[71] thì trên mỗi loại đất

của từng vùng sinh thái, mỗi loại giống khoai tây cần nghiên cứu để có liều lượng, phương pháp bón phân và kỹ thuật canh tác thích hợp.

- Nông dân nhiều vùng dân tộc thiểu số chưa có thói quen trồng và ăn khoai tây, vì vậy nhiều nơi tiêu thụ khoai tây rất khó khăn.

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU KHOAI TÂY TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

1.3.1 Một số nghiên cứu về giống

1.3.1.1 Nghiên cứu về chọn tạo, nhập nội giống khoai tây

Năm 1971 Trung tâm khoai tây Quốc tế (CIP) ra đời, mục tiêu cơ bản của CIP là tăng năng suất, hiệu quả sản suất khoai tây một cách ổn định ở các khu vực đang phát triển, cải tiến sản xuất khoai tây ở các vùng nhiệt đới và bán nhiệt đới thấp cũng như các vùng cao và lạnh.

Có 7 vấn đề ưu tiên đã được CIP xác định, trong đó thu thập và bảo quản nguồn gen cây khoai tây, chọn tạo giống khoai tây là 2 hoạt động quan trọng Cho đến nay CIP đã thu thập và đưa vào bảo quản khoảng 1.500 mẫu khoai tây dại thuộc 93 loài, 3.694 mẫu khoai tây trồng thuộc 8 loài từ 10 nước châu Mỹ La Tinh và 7 nước khác CIP đã cung cấp giống khoai tây bản xứ của nước Anh tới các nhà nghiên cứu của 18 nước năm 1991, 20 nước năm 1992 và 23 nước năm 1993.

Trong các chương trình chọn tạo giống khoai tây, sử dụng các loài hoang dại đóng vai trò rất quan trọng, đặc biệt là chọn giống chống chịu sâu bệnh cũng

như điều kiện thời tiết bất thuận (Mori et al., 1994)[116] Trong những năm 90,

khoai tây là đối tượng ứng dụng nghiên cứu công nghệ sinh học đứng hàng thứ hai sau cây thuốc lá, các kỹ thuật sau đây đã được phổ biến trên thế giới (Nguyễn Văn Uyển, 1995)[50].

- Nuôi cấy túi phấn tạo các dòng 2.

- Nuôi cấy protoplast, lai xa bằng dung hợp protoplast giữa S.tuberosum và các dòng hoang dại.

- Tái sinh cây hoàn chỉnh từ protoplast, tế bào đơn.

- Chuyển gen trực tiếp bằng súng bắn gen hoặc thông qua vi khuẩnAgrobacterium (gen mã hoá cơ học virus Y, X, gen Bt).

Để giải quyết vấn đề thiếu giống tốt trong sản xuất ở các nước đang phát triển, từ năm 1976 CIP đã bắt đầu nghiên cứu lai tạo các tổ hợp hạt khoai tây lai có độ đồng đều cao, chống chịu tốt, đặc biệt là chống chịu với bệnh mốc sương để sử dụng làm vật liệu trồng trong sản xuất Đến năm 1990, một nhóm các nhà khoa học của CIP đã tạo được một số tổ hợp lai tốt như: HPS 7/67, HPS 2/67, Serana x LT.7… Hiện nay Ấn Độ, Trung Quốc, Chilê đã thành công trong sản suất hạt lai theo kỹ thuật của CIP Đặc biệt Ấn Độ đã sản suất thành công 500 kg hạt lai cung cấp cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu sang Việt Nam, Philippine…(Nguyen Van Viet, 1993)[118].

Bên cạnh Trung tâm nghiên cứu khoai tây Quốc tế, Hà Lan đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực chọn giống khoai tây, đến năm 1991 đã có 85 giống khoai tây được chọn tạo và sản xuất bởi nhiều công ty nổi tiếng của Hà Lan như The De.Z.P.C, Agroco…trong đó có nhiều giống năng suất cao đã xuất khẩu sang nhiều nước trên thế giới như Nicola, Diamant, Bintje…

Ở châu Á, nhiều nước đã xây dựng các chương trình chọn tạo giống khoai tây như Hàn Quốc có hai chương trình chọn giống khoai tây, một tại Trung tâm nghiên cứu Horticultural (HES) thuộc vùng đất thấp Sweon, chương trình bắt đầu từ năm 1962 với mục tiêu chọn ra các giống khoai tây chịu nóng, ngủ ngắn, năng suất cao Một chương trình tại Trung tâm nghiên cứu Alpine (AES) thuộc vùng núi cao Dackwamyung, từ năm 1978 tập trung nghiên cứu vào chọn dòng khoai tây có năng suất cao, kháng bệnh mốc sương, virus và chín sớm.

Năm 1902, Nhật Bản đã thiết lập chương trình chọn giống khoai tây Năm1916 công tác lai tạo bắt đầu được thực hiện và chọn được một số giống như sau: Năm 1938 chọn ra giống Benimaru, 1943 chọn tạo được giống Norin.1; năm1976 chọn ra giống Toyshirro; năm 1981 chọn ra giống Kohlaiogane dùng chếbiến thực phẩm và giống Korafubuki dùng cho chế biến tinh bột.

Như vậy, các nước trồng khoai tây đều rất chú trọng đến việc chọn tạo giống cho sản xuất, vì thiếu giống là yếu tố chính hạn chế năng suất và khả năng

phát triển cây khoai tây Tuy nhiên, việc tạo ra giống tốt được thực tế chấp nhận là rất khó khăn Ở vùng nhiệt đới, giống khoai tây nhất thiết phải thích ứng với yếu tố nhiệt độ cao, ẩm độ cao, độ dài ngày ngắn và mùa vụ gieo trồng ngắn, chống chịu với điều kiện sâu hại và sinh trưởng tốt khi ít được đầu tư (Renia,1992)[126] Giống chín sớm thường thích hợp với việc gieo trồng trên đất canh tác nhiều vụ hơn và ít thay đổi về năng suất dưới tác động của môi trường không thích hợp và sâu bệnh (Batt P J, 2001)[60].

Ở Việt Nam, từ năm 1966 việc nghiên cứu gieo trồng khoai tây vụ Đông đã được một số bộ môn của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam thực hiện trong 2 giai đoạn

* Giai đoạn 1: Từ năm 1966 đến năm 1980

Từ năm 1966 đến năm 1972 đa phần các công trình nghiên cứu là: Thời vụ trồng, mật độ cây, phân bón, tưới nước, phòng trừ bệnh mốc sương, trồng khoai tây trên đất ướt Giống khoai tây chính được trồng ở Việt Nam là giống Thường Tín (tên gốc là Ackensegen do Đức tạo ra năm 1929) Ưu điểm của giống này là bảo quản được giống trong điều kiện tự nhiên, ruột vàng, chất lượng khá nhưng do được trồng bằng củ qua nhiều năm nên giống đã nhiễm bệnh virus với tỉ lệ cao dẫn đến năng suất thấp.

Với mục đích xác định được giống khoai tây năng suất cao, phù hợp vớiđiều kiện sinh thái nhằm thay thế giống Thường Tín đã bị thoái hoá, năm 66 – 82Viện KHKTNN Việt Nam đã nhập khoảng 220 giống của Liên Xô (cũ), Ba Lan, Hung Ga Ri, Đức, Hà Lan Tiến hành khảo nghiệm và giới thiệu ra sản xuất giống Việt Đức 1 (Kardia của Đức) Việt Đức 2 (Mariella của Đức) giống khoai tây Pháp (Ackersegen phục tráng bằng in - vitro), Diamant, Nicola của Hà Lan Những giống này đã được trồng với diện tích 3000 – 4000 ha tuy năng suất cao nhưng tốc độ thoái hóa nhanh vì chúng mang gen Tuberosum thích hợp với vùng ôn đới ngày dài, số giờ chiếu sáng là 14h (Trương Văn Hộ và cs, 2002)[14].

* Giai đoạn 2: Từ 1980 đến nay

Giai đoạn này công tác nghiên cứu về cây khoai tây được trú trọng, đã có đề tài cấp nhà nước do Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam chủ trì, nhờ vậy năng suất cây khoai tây được nâng lên từng bước Giai đoạn trước năm1980 năng suất chỉ đạt 8 tấn/ha, cao nhất là 18 - 20 tấn/ha, từ 1981 đến nay năng suất bình quân đạt gần 12 tấn/ha, cao nhất đạt 35 - 40 tấn/ha (Trương Văn Hộ và cs, 2002)[14] Khi lúa gạo và ngô dồi dào thì khoai tây được nghiên cứu theo hướng chất lượng và hiệu quả Những công trình nghiên cứu khoai tây trong giai đoạn này là:

- Từ năm 1982 – 1989 Trung tâm Nghiên cứu cây có củ, Viện Khoa họcKỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam đã nhập khẩu và đánh giá:

+ 83 mẫu giống từ CIP và xác nhận một số dòng có triển vọng ở vùng đồng bằng Sông Hồng là I.1039; 378597.1; 385108.28; 385153.27.

+ 4580 dòng Go, đã chọn ra giống VC38.6 được phép khu vực hoá năm 1989.

+ 12 giống của Hà Lan trong đó xác định 2 giống cho năng suất cao phùhợp cho xuất khẩu.

- Năm 1983 – 1990: Trung tâm Khảo nghiệm Giống cây trồng Trung ương tiến hành khảo nghiệm 25 giống, kết luận Lipsi là giống tốt được Hội đồng Bộ Nông nghiệp công nhận là giống quốc gia năm 1990.

- Năm 1987 – 1989: các tác giả Trần Như Nguyện và cs, (1990)[23] đánh giá 30 giống khoai tây nhập từ CIP và Viện cây Lương thực và thực phẩm Úc, 28 giống nhập nội từ Viện nghiên cứu Thực vật Úc và 38 giống khoai tây nhập nội từ CIP đã kết luận có 3 giống là 378598.1; LT7; 407.3 có khả năng sinh trưởng đồng đều, ít nhiễm bệnh, thích nghi trong điều kiện khí hậu nóng, cho tỷ lệ củ thương phẩm và năng suất cao.

- Năm 1987 – 1992: Nguyễn Thị Nền và cs đánh giá 60 dòng, giống nhập từ CIP và châu Âu tại Trung tâm Nghiên cứu Thái Phiên - Đà Lạt kết luận giống I.1085 kháng bệnh mốc sương tốt, cho năng suất cao.

- Năm 1991 – 1992: Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm nghiên cứu biện pháp sản xuất khoai tây bằng hạt và sử dụng 2 giống thụ phấn tự do KT6 và KT12 phát triển ở nhiều vùng sản xuất Trong nghiên cứu sử dụng khoai tây hạt lai đã đánh giá 51 tổ hợp lai và kết luận có 4 tổ hợp cho năng suất cao ở đời Go là IP.88006; IP.88002; AVRDC.1287.19 x 14; IP.88005, trong đó tổ hợp IP.88002 cho năng suất cao ở đời G1.

- Năm 1991 – 1994: Lê Thị Thuấn và cs, (1995)[43] đánh giá 133 dòng nhập nội từ CIP và kết luận các dòng 385108.28; 385153.27; 379402.2 và Redpontiea có triển vọng nhất.

- Năm 1993 – 1996: Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm đánh giá 45 tổ hợp lai nhập từ CIP, thử nghiệm 5 tổ hợp có nhiều triển vọng nhất thuộc các tỉnh Thái Bình, Nam Hà, Hải Hưng, Hà Tây, Lào Cai.

- Năm 1994 - 2000: Trên cơ sở hợp tác với CIP và một số cơ quan trong nước, Trung tâm Nghiên cứu cây có củ (TTNCCCC) giữ vai trò chủ trì điều phối chương trình nghiên cứu và phát triển khoai tây hạt lai ở Việt Nam Trung tâm đã xây dựng công nghệ sản xuất giống khoai tây bằng hạt lai, trong đó chọn được 2 giống HH2 và HH7 đưa vào sản xuất, tăng diện tích khoai tây trồng bằng hạt lai từ 4 ha (năm 1993 – 1994) lên 3.200 ha (năm 1999 – 2000) và 3.500 ha (2000 –2001) Năng suất trung bình đời C0, C1, C2 là 15 tấn/ha, tăng 50% so với giốngThường tín Khoai tây hạt lai có ưu điểm là sạch bệnh, 100 g hạt thay thế cho1500 kg củ giống/ha nên tiết kiệm chi phí giống (Đào Huy Chiên, 2002)[3].

- Năm 1996 – 2000: TTNCCCC chọn được giống khoai tây KT3 có thời gian sinh trưởng ngắn (80 ngày), năng suất cao 25 – 30 tấn/ha, chống chịu bệnh virus tốt, tốc độ thoái hóa chậm, thời gian ngủ dài là 160 ngày (Đào Huy Chiên,2002)[3].

- Từ năm 1999 – 2003, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm, Trung tâm nghiên cứu Khoai tây – rau và hoa Đà Lạt đã nghiên cứu đánh giá hàng trăm tổ hợp lai có nguồn gốc từ Trung tâm khoai tây quốc tế CIP, chọn được một số tổ

hợp lai có triển vọng cho năng suất và tỷ lệ thương phẩm cao ngay từ đời đầu(Phạm Xuân Tùng và cs, 2003)[46].

Năm 2001 – 2002 tiến hành khảo nghiệm 27 tổ hợp lai có nguồn gốc từ CIP và 7 tổ hợp có nguồn gốc từ Trung tâm Rau, hoa Đà Lạt Năm 2003 khảo nghiệm 20 tổ hợp lai trong đó có 10 tổ hợp từ CIP, 10 tổ hợp của Trung tâm Rau, hoa Đà Lạt Kết quả có 3 tổ hợp lai TKH 284, TKH 20-3, TKH20-4 có độ đồng đều về dạng thân và dạng củ, thời gian sinh trưởng 85 – 90 ngày, ngay từ đời đầu cho tỷ lệ củ thương phẩm là 43 - 48%, năng suất cao 19 - 20 tấn/ha Tổ hợp lai TS-15 x TPS-13 mặc dù cho năng suất thấp hơn 17,3 tấn/ha nhưng tỷ lệ củ thương phẩm khá cao 54,6%, thời gian sinh trưởng ngắn 85 ngày được xác định là tổ hợp lai có triển vọng để sản xuất khoai tây thương phẩm ngay từ đời đầu Go (Trương Công Tuyện và cs, 2005)[48].

Như vậy, từ năm 1970 đến nay Việt Nam chủ yếu nhập nội giống và dòng khoai tây từ các nước châu Âu, CIP để khảo sát đánh giá và xác định được một số giống cho sản xuất như: Mariella, Lipsi… Tuy nhiên các giống này khi nhập vào Việt Nam thường bị rút ngắn thời gian sinh trưởng khoảng 30 – 50 ngày, đây là yếu tố hạn chế nhiều đến năng suất và phẩm chất khoai tây Mặt khác củ giống qua thời gian bảo quản dài (9 tháng) trong điều kiện nóng ẩm đã biểu hiện già sinh lý, ngoài ra chúng còn bị lây nhiễm virus trên đồng ruộng Sử dụng giống đã bị thoái hóa là nguyên nhân chính làm giảm năng suất khoai tây ở các đời sau Do đó tiến hành nhập nội theo chu kỳ 3 – 4 năm một lần cũng là một hướng giải quyết vấn để giống khoai tây ở nước ta (Trương Văn Hộ và cs, 1990)[12].

1.3.1.2 Nghiên cứu về biện pháp nhân giống khoai tây

* Nghiên cứu về biện pháp nhân giống vô tính ( in – vitro, tách mầm)

Công nghệ sản xuất củ giống qua nhiều thời kỳ: Sản xuất giống củ to, sản xuất giống củ nhỏ từ cắt mầm, sản xuất củ giống từ hạt khoai tây… Công nghệ chọn lọc, bảo quản khoai tây truyền thống kết hợp với phương pháp chọn lọc

quần thể đạt hiệu quả không cao Giống để trong nhà, thời gian bảo quản dài, tỷ lệ hao hụt cao 30 – 40% củ giống già sinh lý (Lê Hưng Quốc, 2006)[26] Để nâng cao hệ số nhân và khắc phục hiện tượng thoái hóa giống đã có nhiều nghiên cứu về phương pháp nhân giống vô tính khoai tây.

- Phương pháp nhân giống in-vitro: Nhiều tác giả nước ngoài nhận xét, cây khoai tây có hệ số nhân in-vitro rất lớn Các nhà khoa học Pháp chứng minh rằng có khả năng tạo được 25 triệu cây in-vitro/năm bắt nguồn từ 1 cây ban đầu, trong khi bằng phương pháp nhân giống thông thường chỉ được 10 cây Kỹ thuật này được áp dụng ở Pháp từ năm 1973, sau đó là Peru, Ecuado, và các nước trong khối ASEAN, Bangladesh Hàn Quốc sản xuất trên 1 triệu củ giống khoai tây in- vitro cung cấp cho các cơ sở trồng khoai thương phẩm (dẫn theo Trịnh Khắc Quang, 2000)[25].

Ở Philipines áp dụng công nghệ sản xuất củ nhỏ để sản xuất củ giống Công nghệ trên gồm 2 giai đoạn: giai đoạn đầu sản xuất một lượng lớn củ siêu nhỏ in-vitro (microtuber), tiếp theo là trồng củ siêu nhỏ để thu củ nhỏ in-vivo (minituber) với hệ số nhân giống là 10/1 nên đã cung cấp nhiều củ giống sạch

bệnh cho các cơ sở sản xuất khoai thương phẩm (Rasco et al., 1990)[124] Ở

Italia, các nhà khoa học đã áp dụng phương pháp tạo củ siêu nhỏ in-vitro để sản xuất củ khoai tây giống Củ siêu nhỏ được trồng với mật độ 30 củ/m2, cho thuhoạch 5,8 kg củ giống/m2 (Vecchio et al., 1991)[154].

Ở Việt Nam, nghiên cứu sản xuất khoai tây in-vitro được tiến hành từ năm1978, đến năm 1984 đã thực hiện thành công ở Đà Lạt Từ năm 1984 đến nay nông dân ở Đà Lạt trồng khoai tây bằng giống sản xuất in-vitro năng suất bình quân 35 - 40 tấn/ha có khi đạt được năng suất cao đến 60 tấn/ ha (Trương Văn Hộ và cs, 2002)[14] Trịnh Mạnh Dũng và cs, (1990)[8] đã đề xuất việc sản xuất của khoai tây nhỏ là giải pháp tối ưu cho thành phố Hồ Chí Minh và cho miền Bắc Theo tác giả thì củ càng nhỏ thì chi phí càng thấp, nhưng phải sạch bệnh, sức sống cao thì mới thuyết phục được người trồng.

Hoàng Thị Hiền và cs, (1997)[11] nghiên cứu áp dụng một số biện pháp kỹ thuật trồng củ giống nhỏ và siêu nhỏ Các tác giả khẳng định, đối với củ khoai tây kích thước nhỏ có khả năng sinh trưởng và cho năng suất không thua kém củ giống có kích thước lớn trong cùng một điều kiện chăm sóc.

Từ tác dụng của việc trồng khoai tây in-vitro, Hoàng Minh Tấn và cs, (1991)[30] nghiên cứu và công bố nhiều kết quả nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất khoai tây giống có kích thước nhỏ, sạch bệnh tiến tới hoàn chỉnh hệ thống khoai tây sạch bệnh có chất lượng cao ở Việt Nam.

Nguyễn Thị Kim Thanh, (2003)[37] cho rằng, khử trùng vật liệu khởi đầuin-vitro của các giống khoai tây trong HgCl2 0,1% trong 7 phút đều đạt tỷ lệ sống80% Sử dụng môi trường lỏng để nhân cây in-vitro là thích hợp và cho hệ số nhân cao (từ 2,07 đến 2,15 lần) Bổ sung 1 ppm GA vào môi trường cấy cho hệ số nhân từ 3,03 đến 3,13 lần, trạng thái chồi xanh và mập Bổ sung nước dừa vào môi trường cấy cho hệ số nhân chồi cao chất lượng tốt, nồng độ thích hợp là 10% hệ số nhân từ 2,08 - 2,16 lần sau 2 tuần nuôi cấy.

Mai Thị Tân và cs, (2001)[29] cho biết: Có thể sản xuất cây giống khoai tây trong điều kiện vụ Hè thu ở đồng bằng sông Hồng bằng cách nhân bồn mạ từ cây in-vitro và cây giâm ngọn trồng trên nền thuỷ canh (với giá thể trấu hun + dung dịch dinh dưỡng knop) đạt tỷ lệ sống từ 80 – 100% Cây khoai tây in-vitro và cây giâm ngọn đều có thể cho 2-3 lần cắt ngọn với lượng cây giống tăng từ 3-7 lần so với lượng cây ban đầu.

Giá thể thích hợp trồng cây in-vitro là mùn + trấu hun + phân chuồng cho số lượng củ nhiều, kích thước củ phù hợp Trồng cây khoai tây từ củ in-vitro mặc dù cho khối lượng bình quân củ cao nhưng số lượng củ giống thấp hơn nhiều so với cây trồng từ cấy mô ngọn cắt của chúng Trong 3 thời vụ nghiên cứu (18/12,28/12 và 8/1), trồng các vụ sớm có tổng thời gian sinh trưởng dài hơn, thời vụ trồng càng muộn thì số củ tạo thành cũng như khối lượng củ càng giảm (Nguyễn Quang Thạch và cs, 2005)[33].

Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành củ giống siêu bi trong ống nghiệm, Nguyễn Kim Thanh, (2004)[38] chỉ rõ: Ngắt ngọn làm tăng số lượng củ/cây và khối lượng trung bình củ dẫn đến làm tăng tỷ lệ củ có kích thước lớn vì ngắt ngọn kích thích sự bật mầm của mắt ngủ Quang chu kỳ 8 giờ chiếu sáng và16 giờ tối cho số lượng và kích thước củ lớn hơn các công thức khác Vị trí thân cũng tác động mạnh đến việc hình thành củ siêu bi Các cây hình thành từ tế bào lấy ở vị trí gần ngọn thì số củ/cây xuất hiện càng sớm, số lượng củ/cây cao nhưng tỷ lệ củ có đường kính lớn hơn 4mm lại cao nhất ở vị trí giữa thân Vì vậy kỹ thuật tạo củ siêu bi trong ống nghiệm cần tách các phần thân riêng để tạo điều kiện thuận lợi cho việc thu hoạch củ đồng đều.

Hiện nay hệ thống sản xuất khoai tây giống do Viện Công Nghệ sinh học nông nghiệp, trường Đại học Nông nghiệp I nghiên cứu và hoàn thiện đã chứng minh được khả năng hoàn toàn chủ động sản xuất khoai tây giống trong nước thay thế cho nhập ngoại Dựa vào các dẫn liệu đã được kiểm chứng để thiết lập hệ thống sản xuất giống khoai tây với qui mô đủ lớn đáp ứng hoàn toàn nhu cầu về giống khoai tây trong những năm tới kể cả khi diện tích trồng khoai lên tới 50.000 ha (Nguyễn Quang Thạch và cs, 2006)[35].

- Phương pháp tách, cắt mầm: Ở những vùng thiếu giống có thể dùng phương pháp cắt, tách mầm làm tăng hệ số nhân giống khoai tây Phương pháp nhân giống bằng cắt mầm là con đường nhân giống đơn giản và cho hiệu quả cao, được áp dụng ở đồng bằng Bắc bộ từ năm 1983 – 1986 cho kết quả tốt, năng suất

thu được từ 7,2 – 19,7 tấn/ha (Truong Van Ho et al., 1986)[145].

Nghiên cứu phương pháp cắt và xử lý củ giống khoai tây, Đặng Thị Huế và cs, 2004[15] đã kết luận: Không nhất thiết phải xử lý vết cắt củ giống bằng thuốc hóa học khác nhau Điều kiện tiên quyết bảo đảm cho sự thành công của vết cắt củ là phải chọn củ giống sạch bệnh, trẻ sinh lý, dùng dao mỏng, sạch để cắt củ và rửa sạch sau mỗi lần cắt Cắt củ giống để dính liền là biện pháp tốt nhất để giảm thiểu sự hao hụt về số lượng cũng như khối lượng củ, tăng hệ số nhân và nâng cao

chất lượng củ giống sau cắt Tùy vào cỡ củ có thể quyết định số lượng miếng cắt/củ nhưng phải đảm bảo ít nhất khối lượng miếng cắt là 30g.

Tóm lại: Phương pháp nhân giống khoai tây in-vitro, sản xuất củ siêu nhỏ và củ nhỏ có nhiều ưu điểm như: cho hệ số nhân giống cao, sản xuất được củ giống sạch bệnh Tuy nhiên biện pháp này đòi hỏi kỹ thuật cao và cần được sản xuất theo hệ thống từ phòng nuôi cấy mô, vườn ươm cây in-vitro, hệ thống nhà lưới cách ly để sản xuất củ siêu bi…Do đó ở miền núi đời sống của nông dân còn nghèo, nhiều nơi chưa hình thành vùng sản xuất khoai tây tập trung thì khó có thể áp dụng được.

* Biện pháp nhân giống khoai tây bằng hạt

Nghiên cứu trồng khoai tây bằng hạt được nhiều nước trên thế giới chú ý từ lâu Ấn Độ thực hiện nghiên cứu sản xuất hạt khoai tây để trồng lấy củ thương phẩm từ cuối những năm 1940 Kết quả cho thấy, hạt có nhiều tiềm năng sử dụng để nhân giống phục vụ sản xuất khoai tây thương phẩm Sản xuất khoai tây bằng hạt làm tăng hệ số nhân giống gấp 4 - 5 lần so với nhân giống củ vô tính và giảm chi phí giống tới 57% (Phạm Xuân Liêm, 1991)[20].

Sử dụng hạt khoai tây cho sản xuất được thực hiện theo 3 phương thức: (1)- Gieo hạt để thu ngay củ thương phẩm Đây là phương thức sản xuất củ thương phẩm bằng con đường ngắn nhất (CIP, 1987)[93] Tuy nhiên quần thể gieo hạt, (dù là quần thể thụ phấn tự do hay quần thể lai) luôn có sự phân ly tính trạng rất mạnh, sức sống, năng suất trung bình bị giảm so với các giống bố mẹ (Vũ Tuyên Hoàng và cs, 1999)[10] (2) - Gieo hạt để thu củ giống trong đời đầu tiên, vụ thứ 2 để sản xuất củ thương phẩm Phương thức này cho năng suất và chất lượng củ cao hơn nên được người sản xuất chấp nhận (3) - Gieo hạt để thu củ giống trong vụ đầu và sử dụng củ giống trong nhiều đời để sản xuất của thương phẩm Phương thức này làm tỷ lệ nhiễm bệnh cao giảm sức sống của cây dẫn đến giảm năng suất và chất lượng củ thương phẩm (CIP, 1987)[93].

Ở Việt Nam từ năm 1978, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm đã bắt đầu nghiên cứu công nghệ sản xuất khoai tây từ hạt Hạt khoai tây được sản xuất từ Đà Lạt, vụ thứ nhất gieo hạt để thu hoạch củ giống và vụ thứ 2 lấy củ giống đó trồng để thu củ thương phẩm Qua triển khai kết quả vào sản xuất, năm 1997 công nghệ sản xuất khoai tây bằng hạt với 2 giống thụ phấn tự do là KT6 và KT12 đã được Bộ Nông nghiệp cho phép khu vực hóa Năm 1998 được Bộ NN&PTNT công nhận là giống tiến bộ kỹ thuật Mật độ để sản xuất củ giống đã được xác định với giống KT6 là 24 – 30 cây/m2, năng suất đạt 9,3 – 10,1 tấn/ha, và số củthu được từ 304 – 337 củ/m2 (Phạm Xuân Liêm, 1991)[20] Nếu trồng với mật độcao có bổ sung dinh dưỡng hợp lý có thể cho năng suất 23 tấn củ giống/ha.

Trương Công Tuyện và cs, (2005)[49] nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật tác động đến năng suất và tỷ lệ củ thương phẩm ở khoai tây hạt lai ngay từ đời gieo hạt Go đã kết luận: Cỡ hạt giống là một trong những nhân tố có tác động lớn đến năng suất và tỷ lệ củ thương phẩm Nên dùng hạt có kích thước từ 800 –1000 hạt/g, chỉ trồng cây con tốt nhất khi có độ tuổi là 20 – 30 ngày Vì trồng ở độ tuổi cao thì chất lượng cây giống giảm, từ đó ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất và tỷ lệ củ thương phẩm.

Như vậy, sản xuất khoai tây bằng hạt làm tăng hệ số nhân, giảm chi phí sản xuất nhưng quần thể gieo hạt có sự phân ly tính trạng mạnh Để thu được năng suất cao và củ thương phẩm tương đối đồng đều thì sử dụng hạt lai cho kết quả tốt hơn hạt thụ phấn tự do, tuy nhiên chi phí cho việc sản xuất hạt lai rất cao Mặt khác kỹ thuật trồng lại phức tạp vì phải trải qua giai đoạn vườn ươm cũng là một khó khăn cho sản xuất khoai tây, đặc biệt là các hộ nông dân ở miền núi.

* Biện pháp trồng khoai tây ở vùng núi cao

Nhiều nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu hiện tượng già hóa khoai tây đều thống nhất: Củ khoai tây cần có thời gian bảo quản ngắn trong điều kiện nhiệt độ thấp Vì vậy có thể dùng biện pháp bảo quản lạnh để làm chậm quá trình già hóa củ giống, tạo giống trẻ sinh lý bằng cách trồng khoai tây vụ Xuân để rút ngắn

thời gian bảo quản giống, chọn giống có thời gian ngủ dài và sản xuất củ giống trên các cao nguyên để cung cấp cho vùng đồng bằng.

Sản xuất khoai tây ở vùng núi cao cung cấp giống cho vùng đồng bằng đã được áp dụng ở nhiều nước Hàn Quốc xây dựng hệ thống khoai tây quốc gia, chủ yếu dựa vào việc sản xuất giống trên vùng núi Alpine, độ cao 700m so với mặt biển, sau đó nhân thêm 3 vụ nữa để cung cấp giống cho nông dân trồng đã làm

cho năng suất khoai tây cả nước tăng 37% (Kim, Y.C., et al., 1986)[99].

Ở Việt Nam nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu hiện tượng già hóa của cây khoai tây và tìm ra biện pháp khắc phục hiện tượng này Theo Đào Huy Chiên, (1993)[2]; Phạm Xuân Tùng, (1993)[45] ở Sa Pa và Đà Lạt hoàn toàn có thể sản xuất khoai tây có chất lượng giống tốt, trẻ sinh lý để phục vụ cho sản xuất khoai tây ở đồng bằng bắc bộ Trần Văn Ngọc và cs, (1995)[22] đã nghiên cứu và đề xuất sơ đồ hệ thống nhân giống khoai tây tại Đà Lạt nhằm cung cấp giống cho vùng đồng bằng Bắc Bộ.

1.3.1.3 Hiện tượng thoái hóa giống khoai tây

Thoái hóa giống là hiện tượng khi sử dụng giống tại chỗ và trồng liên tiếp nhiều vụ cây sinh trưởng kém, cây thấp, lá xoăn, thân có vết loang lổ, dị dạng, củ nhỏ dẫn đến giảm năng suất (Vũ Triệu Mân, 1978; Nguyễn Văn Viết, 1991)[17], [52] Thoái hóa giống là một trong những nguyên nhân chính mà nông dân không chấp nhận những giống chất lượng thấp.

Beukema et al., (1990)[65] chứng minh rằng, sự thuần khiết của giống, tuổi

sinh lý và củ sạch bệnh là những nhân tố quan trọng nhất tác động đến năng suất và chất lượng củ Khoai tây là cây sinh sản vô tính, khi được trồng liên tục thì khả năng cho năng suất sẽ giảm vì giống thường hay bị nhiễm bệnh.

Theo Nguyễn Quang Thạch và cs, (1993)[32] thì có 2 nguyên nhân thoái hóa giống: thoái hóa bệnh lý (nhiễm virus) và thoái hóa sinh lý (củ giống bị già sinh lý do bảo quản lâu trong điều kiện nóng ẩm).

* Thoái hóa bệnh lý (nhiễm virus)

Hiện tượng thoái hóa giống khoai tây do virus đã được Parmentier phát hiện từ năm 1786 nhưng phải mất một thế kỷ sau người ta mới xác định được đặc tính của virus và khẳng định chúng là nguyên nhân gây ra thoái hóa khoai tây (Liviel, 1986)[163] Khoai tây là ký chủ của 60 loại virus khác nhau gây bệnh cho cây trồng, trong đó có 33 loại virus hại khoai tây, 6 loại virus gây hại điển hình là:

- PLRV (Potato Leaf Roll Virus): Gây bệnh cuốn lá, làm giảm năng suất từ40 – 90%.

- PVY (Potato Virus Y): Gây bệnh xoăn lá, khảm lá, lùn cây và làm giảmnăng suất 50 – 90%.

- PVA (Potato Virus A): Gây bệnh khảm lá làm biến dạng lá và giảm năngsuất 50%.

- PVX (Potato Virus X): Gây bệnh khảm lá nhưng không biến dạng, làmgiảm năng suất 10 – 20%.

- PVS (Potato Virus S): Triệu chứng ẩn, có thể làm giảm diện tích lá, gây đổ cây, giảm năng suất từ 10 – 15%.

- PVM (Potato Virus M): Gây bệnh cuốn lá nhẹ ở ngọn, khảm gân lá, giảmnăng suất từ 60 – 70%.

Ở Việt Nam bệnh virus xuất hiện ở khắp các vùng trồng khoai tây Tỷ lệ quan sát bằng triệu chứng bên ngoài đã xác định được có từ 14,6% đến gần 75% diện tích trồng khoai bị bệnh virus, nếu kiểm tra bằng huyết thanh và phương pháp khác tỷ lệ nhiễm virus đã lên tới 26,6% - 87,1% (Vũ Triệu Mân, 1986)[18] Kiểu truyền bệnh chủ yếu do rệp đặc biệt là rệp đào Myrus persucae sulr, ngoài ra còn truyền bằng cơ giới (Lê Hưng Quốc, 2006)[26] Theo Merlet, (1979)[164] nếu mật độ rệp cao thì sau 1 vụ có thể tỷ lệ bệnh có thể lên tới 80 – 100% Virus xâm nhập vào cây làm hệ thống ADN của tế bào thay đổi theo hướng làm nhiệm

vụ nhân bản virus, những cây đó trở thành nguồn lây bệnh cho củ, những cây

khác và những vụ tiếp theo nếu dùng củ này làm giống (Beukema et al.,

* Thoái hóa sinh lý

Cho tới thập kỷ 90, các nhà nghiên cứu sinh lý khoai tây, điển hình là Madec và Perenec, Trung tâm Cải lương giống Landermeau (Pháp) đã làm sáng tỏ hiện tượng thoái hóa sinh lý Họ đưa ra khái niệm tuổi sinh lý và sự già hóa của củ giống Củ khoai tây luôn có các hoạt động sống và thường diễn ra theo chiều hướng già hóa (Perenec, 1985)[165] Củ càng già nếu thời gian từ ngày hình thành trên cây mẹ đến lúc theo dõi càng lâu và nhiệt độ trong quá trình hành thành củ cũng như trong quá trình bảo quản càng cao (Crosnier, 1987)[161].

Tuổi sinh lý có tầm quan trọng như tình trạng bệnh lý của giống, vì nó ảnh hưởng đến sinh trưởng và sự hình thành năng suất khoai tây Củ trẻ thường có sức

sống mạnh hơn, chín muộn hơn, năng suất thường cao hơn (Caldiz et al.,

Tình trạng sinh lý của củ giống bị ảnh hưởng bởi điều kiện trồng trọt, thời gian và điều kiện bảo quản Nếu trồng khoai tây trong điều kiện ấm, bảo quản ở nhiệt độ cao củ giống bị già nhanh hơn khi được trồng ở vùng lạnh và bảo quản ở nhiệt độ thấp Giống có thời gian ngủ ngắn bước vào giai đoạn già sớm hơn giống có thời gian ngủ nghỉ dài Chính vì vậy, ở vùng Đông Nam Á, vì phải bảo quản lâu trong thời gian nhiệt độ cao nên củ giống bị già hóa nhanh và cho năng suất thấp (Crosnier, 1987)[161].

Kết quả nghiên cứu của Trương Văn Hộ và cs, (1990)[13] cho thấy, với điều kiện bảo quản trong gia đình sau 6 tháng củ giống đến tuổi trồng là tốt nhất, hao hụt về khối lượng thời điểm này là 10% Từ tháng thứ 7 đến tháng thứ 9 khoai tây phải chờ đến vụ trồng, củ nhăn nheo, mầm phát triển nhanh, trồng ra ngoài bị già yếu Trồng củ trẻ sinh lý năng suất cao hơn 40% so với trồng củ già.

Kết quả nghiên cứu của Trịnh Khắc Quang và cs, (2000)[25] cho biết, sức sinh trưởng và độ phủ luống ở đời 2 và đời 3 thấp hơn đời 1 Tỷ lệ nhiễm virus và bệnh mốc sương của đời 2 và đời 3 cao hơn đời 1 Nguyên nhân do củ giống có thời gian bảo quản quá dài (9 tháng) trong điều kiện nóng ẩm đã biểu hiện già sinh lý, chất lượng giảm sút là nguyên nhân quan trọng dẫn đến sức sinh trưởng và năng suất giảm ở các đời sau Ngoài ra sự lây nhiễm virus trên đồng ruộng cũng là nguyên nhân thoái hóa giống sau các vụ trồng.

Như vậy, hiện tượng thoái hóa bệnh lý là kết quả hoạt động mạnh mẽ của virus, chúng làm thay đổi các hoạt động sống của cây, làm giảm năng suất và phẩm chất khoai tây Bệnh virus không ngừng lây lan trong suốt quá trình trồng trọt, nó là căn bệnh rất nguy hiểm, không thể chữa được Thoái hóa sinh lý chủ yếu do tác động của môi trường, đặc biệt là điều kiện bảo quản củ giống Vì vậy trong sản xuất cần có biện pháp khắc phục hiện tượng thoái hóa giống.

1.3.2 Một số nghiên cứu về biện pháp kỹ thuật trồng khoai tây

1.3.2.1 Một số nghiên cứu về thời vụ trồng khoai tây

Để xác định số lượng thời vụ có thể trồng trọt và thời gian sinh trưởng,

Gzones dựa vào mô hình của Stol et al., 1991 và thấy rằng: Nhiệt độ bắt buộc

hàng ngày để xác định thời vụ gieo trồng là >50C và <300C, tổng tích ôn là15000C đến 30000C Khoai tây sinh trưởng không bình thường khi nhiệt độ thấphơn 50C và cao hơn 300C, khoai tây ngừng sinh trưởng khi nhiệt độ xuống dưới20C (Haverkort et al., 1997)[86].

Bên cạnh yếu tố nhiệt độ, cần xác định các yếu tố khác quyết định độ dài của thời vụ gieo trồng (Haverkort, 1991)[85] Năng suất khoai tây đạt tối đa khi

đất duy trì được độ ẩm (Ojala et al., 1990)[119] Như ở vùng Trung Phi nhiệt độ

thích hợp cho khoai tây sinh trưởng trong suốt cả năm nhưng môi trường (lượng mưa, ẩm độ không khí) và yếu tố sinh lý lý tưởng chỉ trong khoảng 100 ngày vì vậy khoai tây chỉ được trồng 1 vụ với giống có thời gian sinh trưởng là 100 ngày

(Haverkort A.J., et al., 1997)[86].

Cường độ chiếu sáng, độ dài ngày và điều kiện trồng trọt cũng là yếu tố ảnh hưởng đến việc xác định thời vụ gieo trồng Nơi cường độ chiếu sáng cao và nhiệt độ thích hợp cho cây trồng sinh trưởng, thì thời vụ dài hơn và hiển nhiên là

tiềm năng năng suất cao hơn Nghiên cứu của Kunkel et al., (1987)[103] ở Washington (USA), Van Keulen et al., (1995)[151] tiến hành ở hầu hết vùng

đông bắc Âu cho kết quả là, khoai tây được trồng ở những vụ có nhiệt độ và cường độ ánh sáng thích hợp năng suất có thể bằng hoặc cao hơn 140 tấn/ha Tuy nhiên vào mùa xuân, do gặp nhiệt độ và cường độ ánh sáng thấp nên năng suất khoai tây chỉ chỉ dao động từ 15 – 19 tấn/ha.

Tiềm năng năng suất và khối lượng chất khô thực tế của củ cao nhất ở vùng

có nhiệt độ như ở tây bắc Âu, tây bắc Mỹ (Stol et al., 1991)[140] Do điều kiện

thời tiết khí hậu thích hợp nên có thể trồng được nhiều vụ trong năm hơn Như ở Argentina có 4 vụ có thể trồng được khoai tây, vụ sớm (tháng 6-10), vụ trung bình sớm (7-11), trung bình muộn (10-4), và vụ muộn (12-6).

Vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới châu Mỹ la tinh, châu Phi, châu Á đều có

thể trồng khoai tây (Hijmans, 1999; Stol et al., 1991; Van Haren, 1998; Van Keulen et al., 1995)[88], [140], [150], [151], tuy nhiên vùng này có nhiệt độ cao,

ánh sáng ngày ngắn và nhiều điều kiện khí hậu không thích hợp khác nữa nên tỉ lệ giữa năng suất thực tế với tiềm năng năng suất là rất thấp và thời vụ gieo trồng

ngắn, chỉ trồng được 1 đến 2 vụ/năm (Caldiz, D.O., et al., 2001)[69] Thời vụ

gieo trồng ngắn không chỉ trồng được ít vụ mà năng suất cây trồng cũng không cao (Hunt, 1993)[92].

Ở Trung du và miền núi phía Bắc Việt Nam, khung thời vụ trồng khoai tây nằm trọn trong thời gian từ vụ lúa Mùa sang vụ lúa Xuân Khoai tây vụ Đông có thể trồng từ thượng tuần tháng 10 đến hạ tuần tháng 11 vẫn cho thu hoạch Thời vụ tốt nhất để trồng khoai tây là trung tuần tháng 10 đến trung tuần tháng 11 Thời vụ này có thể đáp ứng đầy đủ nhất về nhiệt độ, ánh sáng để cây khoai tây