Góp phần nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất củ bi giống khoai tây

Góp phần nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất củ bi giống khoai tây từ củ siêu bi In vitro

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

  

GÓP PHẦN NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH

SẢN XUẤT CỦ BI GIỐNG KHOAI TÂY (Solanum tuberosum L.) TỪ CỦ SIÊU BI IN VITRO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

  

GÓP PHẦN NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH

SẢN XUẤT CỦ BI GIỐNG KHOAI TÂY (Solanum tuberosum L.) TỪ CỦ SIÊU BI IN VITRO

Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 08/2006

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY HO CHI MINH CITY

DEPARMENT OF BIOTECHNOLOGY

***000***

TO RESEACH THE PRODUCTION PROCEDURE OF

MINITUBER POTATOES (SOLANUM TUBEROSUM L.) FROM MICROTUBER IN VITRO

Graduation thesis Major: Biotechnology

LỜI CẢM ƠN

Những gì con có được nay hôm nay và sẽ có trong tương lai, tất cả đều do công ơn sinh thành và dưỡng dục của ba mẹ Con xin thành kính ghi khắc trong lòng công ơn của ba mẹ để trên đường đời con luôn sống tốt và có ý nghĩa hơn như những gi ba mẹ đã dạy

Em xin chân thành cảm ơn:

Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nông Lâm Tp HCM đã tạo mọi điều kiện cho em trong suốt thời gian học tập tạI trường và trong suốt thời gian làm đề tài

Phòng Công Nghệ Sinh Học - Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt đã tạo mọi điều kiện tốt nhất trong suốt thời gian làm đề tài tại phòng

Các thầy cô trong Bộ môn Công Nghệ Sinh Học và các thầy cô đã trực tiếp giảng dạy trong suốt 4 năm qua

Cảm ơn thầy Nguyễn Tiến Thịnh đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt khoảng thời gian làm đề tài

Th.S Hoàng Thị Mỹ Linh, Kĩ sư Trần Thanh Hân cùng tất cả các cô chú trong phòng Công Nghệ Sinh Học đã tận tình giúp đỡ, động viên em trong khoảng thời gian em thực tập tại phòng

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn những người bạn của tôi đã giúp đớ tôi trong suốt thời gian học tập tại trường và thời gian làm đề tài Chúc các bạn đạt được những điều mình mơ ước

Tp HCM _tháng 7/2006 Phan Thị Ngọc Hà

TÓM TẮT

Phan Thị Ngọc Hà, Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2006 “GÓP PHẦN NGHIÊN CỨU THIẾT LẬP QUY TRÌNH SẢN XUẤT CỦ BI GIỐNG KHOAI

TÂY (Solanum tuberosum) TỪ CỦ SIÊU BI IN VITRO ”

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Tiến Thịnh

Đề tài được thực hiện tại phòng Công Nghệ sinh Học thuộc Viện phản ứng hạt nhân Đà Lạt trên đối tượng cây khoai tây giống O7 được nuôi cấy tại phòng Công nghệ sinh học Trong đề tài chúng tôi tiến hành 3 thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng của BAP, Chitosan, Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi ống nghiệm ở các nồng độ khác nhau., đồng thời tiến hành 4 thí nghiệm nghiên cứu quá trình tạo củ bi khoai tây bằng hệ thống thuỷ canh trên cát ở các điều kiện thí nghiệm khác nhau

Những kết quả đạt được:

Trong thí nghiệm về tạo củ siêu bi ống nghiệm, chúng tôi nhận thấy các đốt mầm đơn cây khoai tây nuôi cấy in vitro giống O7 được dùng tạo củ in vitro trong những môi trường có bổ sung BAP, Chitosan, Vanadium với nồng độ khác nhau, kết quả cho thấy khi bổ sung BAP với nồng độ 3mg/l cho kết quả tốt nhất, giúp 100% đốt mầm tạo vi củ, củ to và đồng đều hơn so với các nghiệm thức khác

Trong thí nghiệm tạo củ bi trên hệ thống thuỷ canh, các nghiệm thức: mật độ trồng 12 12cm, sử dụng công thức thuỷ canh 1, tần số tưới dinh dưỡng 3 lần / tuần và phun BAP lên lá và thời kì hình thành tia củ với nồng độ 5mg/l cho kết quả tốt hơn hẳn các nghiệm thức khảo sát còn lại

PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1 Tổng quan về cây khoai tây 3

1.1 Nguồn gốc – phân loại 3

1.4 Tình hình sâu bệnh trên cây khoai tây 11

1.4.1 Các loại sâu hại cây khoai tây 11

1.4.2.4 Bệnh thối củ trong thời gian giữ giống 14

1.5 Một số giống khoai tây được trồng ở nước ta 15

1.5.1 Giống khoai tây hạt lai 15

1.5.2 Giống khoai tây củ 15

1.6 Công tác giống khoai tây 16

1.6.1 Công tác giống khoai tây theo phương pháp truyền thống - sử dụng củ làm giống 17

1.6.2 Phương pháp trồng khoai tây bằng hạt 17

1.6.3 Sử dụng phương pháp nuôi cấy mô 18

1.6.3.1 Phục tráng giống khoai tây bàng phương pháp nuôi cấy đỉnh sinh trưởng 18

1.6.3.2 Tạo phôi và cây con đơn bội bằng cách nuôi cấy túi phấn 19

1.6.4 Phương pháp sản xuất củ giống mini sạch bệnh 19

2 Giới thiệu chung về kỹ thuật thuỷ canh 20

2.1 Tình hình sản xuất thuỷ canh trong nước và thế giới 21

2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến nuôi trồng thuỷ canh 24

2.3.1 Ảnh hưởng của dinh dưỡng khoáng 24

2.3.2 Ảnh hưởng của các loại môi trường dinh dưỡng và cách pha chế dung dịch dinh dưỡng đến nuôi trồng thuỷ canh 24

2.3.2.1 Ảnh hưởng của các loại môi trường dinh dưỡng 24

2.3.2.2 Ảnh hưởng của cách pha chế đến nuôi trồng thuỷ canh 25

2.3.3 Ảnh hưởng của điều kiện bên ngoài đến việc hấp thu dinh dưỡng của cây trồng trong hệ thống thuỷ canh 26

2.4.4 Perlite 27

2.4.5 Verrmiculite 27

2.4.6 Clay Pebblex 28

2.5 Phân loại hệ thống thuỷ canh 28

PHẦN III: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 29

1 Thời gian và địa điểm 29

2 Trang thiết bị vật liệu 29

3.1 Môi trường sử dụng trong thí nghiệm tạo củ siêu bi 30

3.2 Môi trường sử dụng trong thí nghiệm tạo củ bi 31

4 Vật liệu 31

5 Quy trình thực hiện thí nghiệm 31

6 Bố trí thí nghiệm 32

6.1 Thí nghiệm về tạo củ siêu bi ống nghiệm 32

6.1.1 Thí nghiệm về ảnh hưởng của BAP lên quá trình tạo củ siêu bi 32

6.1.2 Thí nghiệm về ảnh hưởng của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi 32

6.1.3 Thí nghiệm về ảnh hưởng của Chitosan lên quá trình tạo củ siêu bi 32

6.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của các công thức dinh dưỡng lên quá trình tạo củ bi ở cây khoai tây 34

6.3 Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của tần số cung cấp dinh dưỡng lên quá trình tạo củ bi ở cây khoai tây 35

6.4 Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của mật độ trồng lên quá trình tạo củ của

cây khoai tây 36

6.5 Thí nghiệm 5: Ảnh hưởng của BAP lên quá trình tạo củ bi ở cây khoai tây 38

7 Xử lý kết quả 39

PHẦN IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40

4.1 Thí nghiệm 1: 40

4.1.1 Thí nghiệm về ảnh hưởng của BAP lên quá trình tạo củ siêu bi 40

4.1.2 Thí nghiệm về ảnh hưởng của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi 42

4.1.3 Thí nghiệm về ảnh hưởng của Chitosan lên quá trình tạo củ siêu bi 45

4.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của các công thức dinh dưỡng lên quá trình tạo củ bi ở cây khoai tây 47

4.3 Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của tần số cung cấp dinh dưỡng lên quá trình tạo củ bi ở cây khoai tây 49

4.4 Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của mật độ trồng lên quá trình tạo củ của cây khoai tây 51

4.5 Thí nghiệm 5: Ảnh hưởng của BAP lên quá trình tạo củ bi ở cây khoai tây 53

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

C0 Môi trường tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 0 mg/l

C50 Môi trường tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 50 mg/l

C100 Môi trường tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 100 mg/l

C150 Môi trường tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 150 mg/l

C200 Môi trường tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 200 mg/l

C500 Môi trường tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 500 mg/l

C1000 Môi trường tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 1000 mg/l

V0 Môi trường tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 0 mg/l

V20 Môi trường tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 20 mg/l

V50 Môi trường tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 50 mg/l

V100 Môi trường tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 100 mg/l

V150 Môi trường tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 150 mg/l

V200 Môi trường tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 200 mg/l

B1 Môi trường tạo củ siêu bi chứa nồng độ BAP 2 mg/l

B2 Môi trường tạo củ siêu bi chứa nồng độ BAP 2.5 mg/l

B3 Môi trường tạo củ siêu bi chứa nồng độ BAP 3 mg/l

T1 Thí nghiệm tạo củ bi với tần số tưới 1 lần/tuần

T2 Thí nghiệm tạo củ bi với tần số tưới 2 lần/tuần

T3 Thí nghiệm tạo củ bi với tần số tưới 3 lần/tuần

M1 Thí nghiệm tạo củ bi với mật độ trồng 55 cm

M2 Thí nghiệm tạo củ bi với mật độ trồng 88 cm

M3 Thí nghiệm tạo củ bi với mật độ trồng 1212 cm

BA0 Thí nghiệm tạo củ bi với nồng độ BAP 0 mg/l

BA1 Thí nghiệm tạo củ bi với nồng độ BAP 2 mg/l

BA2 Thí nghiệm tạo củ bi với nồng độ BAP 5 mg/l

BA3 Thí nghiệm tạo củ bi với nồng độ BAP 10 mg/l

BAP Benzyladenine (6 – benzyl - aminopurine)

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1.Tình hình sản xuất thuỷ canh của các nước trên thế giới 21 Bảng 2.2 Nồng độ một số dung dịch thường được sử dụng trong

thí nghiệm trồng cây bằng hệ thống thuỷ canh 25

Bảng 3.1 Mô tả thí nghiệm về ảnh hưởng của BAP lên quá trình

Bảng 3.4 Mô tả thí nghiệm về ảnh hưởng của các công thức dinh dưỡng

lên quá trình tạo củ bi 35

Bảng 3.5 Mô tả thí nghiệm về ảnh hưởng của tần số cung cấp dinh dưỡng

lên quá trình tạo củ bi 36

Bảng 3.6 Mô tả thí nghiệm về ảnh hưởng của mật độ trồng lên quá trình

tạo củ siêu bi 43

Bảng 4.3 Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của Chitosan lên quá trình

tạo củ siêu bi 45

Bảng 4.4 Kết quả thí nghiệm về ảnh hưởng của các công thức dinh dưỡng

lên quá trình tạo củ bi 47

Bảng 4.5 Kết quả thí nghiệm về ảnh hưởng của tần số cung cấp

dinh dưỡng lên quá trình tạo củ bi 49

Bảng 4.6 Kết quả thí nghiệm về ảnh hưởng của mật độ trồng lên

quá trình tạo củ bi 51

Bảng 4.7 Kết quả thí nghiệm về ảnh hưởng của BAP lên quá trình

tạo củ bi 54

DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 4.1 Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm ảnh hưởng của BAP

lên sự tạo củ siêu bi ống nghiệm 40

Biểu đồ 4.2 Biểu đồ thể hiện trọng lượng củ trung bình trong thí nghiệm

ảnh hưởng của BAP lên sự tạo củ siêu bi 41

Biểu đồ 4.3 Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng

của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi 43

Biểu đồ 4.4 Biểu đồ thể hiện trọng lượng củ trung bình trong thí nghiệm

về ảnh hưởng của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi 44

Biểu đồ 4.5 Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng

của Chitosan quá trình tạo củ siêu bi 46

Biểu đồ 4.6 Biểu đồ thể hiện trọng lượng củ trung bình trong thí nghiệm

về ảnh hưởng của Chitosan lên quá trình tạo củ siêu bi 46

Biểu đồ 4.7 Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hưởng của

các công thức dinh dưỡng lên quá trình tạo củ bi 48

Biểu đồ 4.8 Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hưởng của tần số

cung cấp dinh dưỡng lên quá trình tạo củ bi 50

Biểu đồ 4.9 Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hưởng của

mật độ trồng lên quá trình tạo củ bi 52

Biểu đồ 4.10 Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hưởng của BAP

lên quá trình tạo củ bi 54

Sơ đồ 1.1 Phân loại hệ thống thủy canh 28

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 Cây khoai tây 7 Hình 3.1 Mật độ trồng 37 Hình 4.1 Ảnh hưởng của BAP lên sự tạo củ siêu bi 42 Hình 4.2.Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hưởng của

các công thức dinh dưỡng lên quá trình tạo củ bi 49

Hình 4.3 Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hưởng của

tần số cung cấp dinh dưỡng lên quá trình tạo củ bi 51

Hình 4.4 Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hưởng của

mật độ trồng lên quá trình tạo củ bi 53

Hình 4.5 Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hưởng của

BAP lên quá trình tạo củ bi 55

PHẦN I: GIỚI THIỆU

1 Đặt vấn đề

Trên thế giới khoai tây được xem là cây lương thực quan trọng sau lúa, bắp, đại mạch và tiểu mạch Đây là một loại cây cho củ có giá trị dinh dưỡng cao, dễ trồng, thời gian sinh trưởng ngắn, có năng suất khá cao nên được trồng rất phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới

Ở Việt Nam khoai tây được xem như một loại rau cao cấp, vừa có giá trị lương thực vừa có giá trị thực phẩm Khoai tây được trồng phổ biến nhất ở Thường Tín (Hà Đông), Từ Sơn (Hà Bắc), Trà Lĩnh (Cao Bằng), SaPa, một số vùng ngoại thành Hà Nội, Đà Lạt

Khoai tây được xem là một sản phẩm vụ đông quan trọng Mặc dù diện tích gieo trồng cả nước khoảng 20000 đến 40000 ha, năng suất trung bình 20 – 27 tấn/ha, nhưng hàng năm nước ta vẫn phải nhập khẩu hàng chục tấn khoai tây từ các nước Theo GS-TS Nguyễn Quang Thạch - viện trưởng Viện sinh học nông nghiệp cho biết :”Vấn đề nan giải đặt ra cho việc phát triển cây khoai tây hiện nay không phải là thiếu diện tích canh tác mà là chúng ta không đủ giống có chất lượng để cung ứng vào sản xuất”

Khoai tây thường được trồng bằng củ, hàng năm phải tốn một lượng củ rất lớn dùng để làm giống làm giảm về sản lượng và thu nhập Một vấn đề được đặt ra là làm sao để tạo ra được một lượng lớn cây giống sạch bệnh với tốc độ nhanh, chất lượng tương đối đồng đều và đồng nhất về mặt di truyền mà vẫn đảm bảo phát triển bình thường trong khoảng thời gian ngắn

Với thực trạng trên, hiện nay phòng Công nghệ sinh học thuộc Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt đang nghiên cứu hoàn thiện quy trình nhân giống khoai tây theo quy trình chặt chẽ từ nhân nuối cấy mô, nhân nhanh cây sạch trong phòng thí nghiệm, tạo hạt nhân tạo, tạo củ siêu bi trong ống nghiệm đến trồng cây cấy mô trong nhà kính để sản xuất ra củ mini (củ bi) Để góp phần hoàn thiện quy trình này, chúng tôi đã tiến hành đề tài “GÓP PHẦN NGHIÊN CỨU THIẾT LẬP QUY TRÌNH SẢN XUẤT CỦ BI GIỐNG KHOAI

TÂY (Solanum tuberosum L.) TỪ CỦ SIÊU BI IN VITRO”

Nghiên cứu hệ thống sản xuất khoai tây giống sạch bệnh, hy vọng trong thời gian tới chúng ta sẽ chủ động được khoai tây giống trong nước với năng suất, chất lượng cao, đặc biệt sẽ đưa cây khoai tây trở thành một nghề mũi nhọn cho nông dân

2 Mục đích – yêu cầu

2.1 Mục đích của nghiên cứu

Hoàn thiện quy trình tạo củ siêu bi khoai tây trong ống nghiệm

Tối ưu hoá các thông số kỹ thuật của hệ thống thuỷ canh cây khoai từ củ siêu bi để sản xuất củ bi

Hoàn thiện công nghệ nhân giống khoai tây theo quy trình từ phòng thí nghiệm ra vườn thực nghiệm để sản xuất khoai tây bi

2.2 Yêu cầu của nghiên cứu

Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số chất hoá học lên quá trình tạo củ siêu bi khoai tây

Xác định công thức dinh dưỡng thích hợp cho hệ thống thuỷ canh cho năng suất tạo củ bi cao

Xác định tần số cung cấp các thành phần dinh dưỡng cho năng suất tạo củ bi cao

Xác định mật độ trồng thích hợp để đạt năng suất cao và tạo củ đồng đều với kích thước phù hợp (3-9g / củ)

Nghiên cứu sự ảnh hưởng của BAP đến năng suất tạo củ của cây khoai tây

2.3 Hạn chế của đề tài

Vì thời gian làm đề tài có hạn nên chúng tôi không bố trí được các thí nghiệm khảo sát khả năng tạo củ bi của các mẫu khoai tây in vitro dạng hạt nhân tạo và cây khoai tây in vitro; chưa thực hiện các thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng của các chất lên sự tạo củ siêu bi ống nghiệm ở các nồng độ thấp để tìm ra nồng độ thích hợp nhất

PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1 Tổng quan về cây khoai tây Nguồn gốc và phân loại Nguồn gốc

Cây khoai tây có nguồn gốc hoang dại từ Trung và Nam Mỹ, đặc biệt là vùng Chile và những đảo quanh vùng Khí hậu ở Nam Mỹ có đặc điểm là mát, hơi lạnh và mưa

nhiều Từ một loại khoai tây ban đầu (Solanum tuberosum L.) đến nay người ta đã tạo ra

khoảng hơn 5 ngàn giống với phẩm chất khác nhau Ngày nay hầu như cây khoai tây có mặt ở khắp nơi trên thế giới, đặc biệt là sau khi cứu dân Châu Âu khỏi nhiều trận đói do thiên tai và tai hoạ chiến tranh gây ra, khoai tây mới được con người tiếp nhận rộng rãi và thu hút các nhà khoa học ở nhiều thời đại tập trung nghiên cứu

Giống khoai tây Ackesegen lần đầu tiên được người Pháp đưa vào Việt Nam từ những năm 1940 Ban đầu được trồng chủ yếu ở huyện Thường Tín (Hà Đông) nên thường được gọi là giống Thường Tín Những năm 1960 diện tích khoai tây ở nước ta có khoảng vài ngàn ha nhưng đến những năm 1970 tăng nhanh đến khoảng 110.000 ha Từ những năm 1980 diện tích giảm nhanh chỉ còn khoảng trên dưới 20.000 ha và lại có xu hướng tăng trong những năm gần đây

Có khoảng 200 loài khoai tây hoang dại Tất cả các loài đều được tìm thấy ở lục địa Châu Mỹ, từ bình độ thấp đến núi cao 4000m so với mặt nước biển Hầu hết các loại khoai tây dại đều có củ, chúng được người da đỏ trồng ở Châu Mỹ từ Mexico (Trung Mỹ) đến Chile (Nam Mỹ)

Cây khoai tây thuộc họ Solanaceae, chi Solanum Dựa theo số nhiễm sắc thể là X=12 mà các loại khoai tây trồng trọt được chia ra 8 loại theo 4 nhóm sau:

Nhóm nhị bội thể (2n=2X=24) gồm 4 loài:

S xajanhuiri S goniocalyx S phureja S stenotonum

Nhóm tam bội thể (2n=3X=36) gồm hai loài:

S xchaucha S xjuzeperukii

Nhóm tứ bội thể (2n=4X=48) có một loài với hai loài phụ:

S tuberosum ssp tuberosum S tuberosum ssp andigena

Nhóm ngũ bội thể (2n=5X=60) có một loài:

S xanrtilobum

Trong 8 loài khoai tây trồng ở trên chỉ có Solanum tuberosum ssp là được trồng

rộng rãi trên thế giới Hầu hết các loại khoai tây trồng là cây tứ bội thể (2n=4X=48) còn các loài khác chỉ trồng ở các nước có người da đỏ, nơi tổ tiên của loài khoai tây, đã có hàng ngàn giống được tìm thấy ở đây

Giá trị kinh tế và dinh dưỡng Giá trị kinh tế

Cây khoai tây vừa có giá trị lương thực vừa có giá trị thực phẩm Trên thế giới khoai tây được coi là cây lương thực quan trọng sau lúa, bắp, tiểu mạch và đại mạch Khoai tây còn là nguồn nguyên liệu quan trọng phục vụ cho ngành công nghiệp chế tạo tơ nhân tạo, nước hoa, bột khoai tây, bột hồ vải trong công nghiệp dệt, sản xuất rượu…ngoài ra khoai tây còn dùng làm thức ăn gia súc rất tốt: chăn nuôi heo, bò sữa

Nhờ có công dụng về nhiều mặt, mức tiêu thụ khoai tây ở các nước trên thế giới khá lớn:

Các nước Tây Bắc Âu 100kg/người/năm

Diện tích khoai tây so với cây lương thực ở một số nước: Thuỵ Sĩ, Đức: 33.1%; Hungari, Đan Mạch: 5.1 – 10%

Năng suất: Hà Lan: 35 – 40 tấn/ha; Đức: 27 – 35 tấn/ha; Bỉ, Mỹ: 25 – 30 tấn/ha Ở Việt Nam, khoai tây được coi như một loại rau cao cấp dùng làm thực phẩm những nơi trồng khoai tây sớm nhất: Thường Tín (Hà Đông), Từ Sơn (Hà Bắc), Trà Lĩnh (Cao Bằng), Văn Lâm (Hải Hưng), và một số vùng ngoại thành Hà Nội, Đà Lạt

Khoai tây là sản phẩm vụ đông quan trọng, đặc biệt là ở những vùng như đồng bằng sông Hồng và miền Bắc Việt Nam (sản xuất 85% ở Việt Nam) và ở Đà Lạt (trồng quanh năm - chiếm khoảng 15% sản lượng) Khoai tây cung cấp nguồn thực phẩm cân bằng và tăng thu nhập trên một đơn vị diện tích canh tác trong vòng 3 tháng cao hơn lúa, ngô hay khoai lang Do đó diện tích trồng khoai tây tăng lên rất nhanh:

Ca 9 – 64mg

Hàm lượng đạm là một trong những thành phần quan trọng để đánh giá phẩm chất của củ khoai tây Thường hàm lượng protein trong củ không quá 1 – 2%, nhưng gần đây bằng con đường chọn giống đã nâng hàm lượng protein lên 3 - 3.6%

Chất độc solanin: trong điều kiện bình thường chứa 0.0017 – 0.01% trong củ, chủ yếu là ở vỏ Khi khoai tây nảy mầm solanin xâm nhập vào thịt củ, tỷ lệ lớn hơn 0.015% có thể gây ngộ độc cho người

Thân dưới mặt đất (tia củ) phát sinh từ đốt thân nằm dưới mặt đất Tia củ (thân ngầm) dài thẳng, đầu mút hơi phình to, có tính hướng âm, ưa bóng tối Củ chính là bộ phận phình to ở đầu cuối của tia củ, chứa nhiều tinh bột và các chất dinh dưỡng khác

Mắt củ: được hình thành là do những lá không được phát triển Khi củ nảy mầm, ở những mắt đó sẽ mọc mầm và rễ, các mắt mầm xếp theo hình xoắn ốc giống như lá xếp trên thân Mắt củ tập trung ở phần đỉnh củ, ở phần giữa và gốc thưa mắt hơn

Phần củ đính với thân gọi là rốn củ, đối diện rốn củ là đỉnh củ Hình dạng củ: tròn, tròn dài, tròn dẹp

Màu sắc củ: trắng, vàng, tím, hồng Thịt củ: trắng, vàng

Đặc điểm về hình dạng, màu sắc củ … là do giống, nhưng các điều kiện ngoại cảnh và trồng trọt cũng có ảnh hưởng

Khoai tây có quả mọng, tròn hoặc hình trứng, có màu ngà ngà xanh, khi chín có màu vàng nhạt Trong quả chứa nhiều hạt nhỏ nằm xen trong chất cơm nhơn nhớt, hạt chứa nhiều dầu

1.3.2 Đặc điểm sinh lý 1.3.2.1 Thời kỳ ngủ

Củ khoai tây sau thu hoạch phải trải qua một thời gian nhất định mới nảy mầm được Thời gian đó người ta gọi là thời gian ngủ nghỉ của khoai tây (thuộc loại ngủ sinh lý), khoảng thời gian này dài hay ngắn tuỳ thuộc vào giống, điều kiện cất giữ (nhiệt độ, ẩm độ, ánh sáng, chế độ khí), thời gian ngủ nghỉ của khoai tây khoảng từ 2-5 tháng

1.3.2.2 Thời kỳ nảy mầm

Sau thời kỳ ngủ nghỉ, củ khoai tây bước vào giai đoạn nảy mầm, mầm đó sẽ phát triển thành thân lá Trước khi nảy mầm xung quanh chân thân mầm xuất hiện màu xanh do hoạt động của chất solanin (khi có ánh sáng chiếu vào) Ở xung quanh gốc mầm bắt đầu xuất hiện những nốt sần đỏ, đó là nơi phát sinh rễ và thân ngầm (tia củ)

1.3.2.3 Thời kỳ hình thành tia củ

Sau khi trồng 10-15 ngày, các mầm mọc lên khỏi mặt đất và sau khi trồng 20-25 ngày phần dưới mặt đất sẽ hình thành rễ và tia củ Tia củ dài có màu trắng và thẳng, phát triển theo chiều ngang Khi tia củ phát triển đến mức độ nhất định thì không phát triển dài ra nữa mà tập trung chất dinh dưỡng vào đầu cuối của tia củ, củ to dần và bắt đầu quá trình tạo củ khoai tây

1.3.2.4 Thời kỳ củ phát triển

Sau khi hình thành tia củ (sau khi trồng 20-25 ngày) do sự tích tụ chất dinh dưỡng mà củ lớn dần, tốc độ phát triển của củ mạnh nhất là từ sau khi trồng 40-60 ngày trở đi và củ tiếp tục phát triển cho đến lúc thu hoạch

Sự phát triển của củ chịu sự ảnh hưởng lớn bởi điều kiện ngoại cảnh, điều kiện trồng trọt Nhiệt độ cao, ẩm độ thấp, thiếu dinh dưỡng, vun không kín tia củ, … làm củ lớn chậm, giảm phẩm chất và năng suất

1.3.3 Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh 1.3.3.1 Nhiệt độ

Sau khi củ qua giai đoạn ngủ nghỉ, khoai tây bắt đầu nảy mầm, nhiệt độ thích hợp cho nảy mầm là 21 – 240C, nhiệt độ thích hợp cho thân lá phát triển là 20 - 210C, cho sự tạo củ là 15 - 200C, tốt nhất là 170C Sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm càng lớn càng có lợi cho sự tạo củ vì duy trì cường độ quang hợp, giảm cường độ hô hấp do đó sản phẩm quang hợp được ít bị tiêu hao, tích luỹ vào củ

Nếu nhiệt độ cao trong thời kì hình thành thân củ, đặc biệt là giai đoạn sắp thu hoạch sẽ phát sinh hiện tượng thoái hoá làm giảm năng suất Điều này được chứng minh ở thí nghiệm của Rudeiko 1958: khi nhiệt độ trung bình ngày đêm từ 19 - 210C tỷ lệ củ bị thoái

Vì vậy cần bố trí thời vụ thích hợp, cụ thể cho từng vùng, từng vụ mới đảm bảo thu hoạch được năng suất củ cao, phẩm chất củ tốt

Nhiều tài liệu nghiên cứu ở nước ngoài cho thấy cây khoai tây chỉ ra hoa ở điều kiện 12 – 16 giờ chiếu sáng trong một ngày, còn thời gian chiếu sáng trong một ngày dưới 12 giờ thì chỉ thích hợp cho việc tạo củ Vì vậy mà chúng ta rất ít thấy khoai tây ở Việt Nam ra hoa và tạo quả đặc biệt là ở vùng đồng bằng Bắc Bộ Đây cũng là khó khăn cho kỹ thuật lai tạo giống bằng con đường hữu tính

1.3.3.3 Nước

Các thời kì sinh trưởng khác nhau yêu cầu độ ẩm đồng ruộng khác nhau:

Thời kì mới trồng không cần độ ẩm đất cao vì thời kì này cây còn nhỏ, rễ phát triển ít, chất dinh dưỡng chủ yếu cung cấp cho cây là chất dinh dưỡng trong củ mẹ

Khi thân lá và củ phát triển thì mới cần độ ẩm đất cao: 70 - 80% vì thân lá phát triển mạnh thì sự thoát hơi nước mạnh, hơn nữa rễ khoai tây chỉ tập trung ở tầng đất 0 - 30cm cho nên trong vụ nắng tưới nước đầy đủ thì năng suất tăng lên và ngược lại nước trong đất

dư thừa cũng dẫn đến năng suất giảm, khả năng chống chịu sâu bệnh giảm, phẩm chất củ kém

1.3.3.4 Đất đai và dinh dưỡng

Khoai tây thích hợp với đất có độ chặt 1,1 – 1,2g/cm3, nghĩa là thích hợp với loại đất thịt nhẹ, cát pha, đất đỏ bazan, có pH = 5,8 - 6,3, không thích hợp với loại đất nhiều sét, thành phần cơ giới nặng, luôn luôn ngập úng, không thoát nước Thích hợp nhất là loại đất cát pha và đất thịt nhẹ do đảm bảo được đầy đủ chế độ thoáng khí của đất trồng vì bộ rễ khoai tây có khả năng hô hấp trong đất rất cao, lớn hơn những cây trồng khác hàng chục lần, nhất là giai đoạn củ đang phát triển

Mặt khác bộ phận sử dụng làm thực phẩm của cây là củ (thân ngầm) nằm sâu trong đất, các củ khoai tây này có phát triển tốt hay không (tức khả năng cho năng suất và tỷ lệ củ thương phẩm cao hay thấp) phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó yếu tố đất đai (đất nặng hay nhẹ, đất tơi xốp thoáng khí hay đất bí, yếm khí…) có ý nghĩa rất lớn, nhiều khi có ý nghĩa quyết định đối với năng suất và phẩm chất của khoai tây

Khoai tây yêu cầu dinh dưỡng cao, cả phân hữu cơ lẫn vô cơ, mỗi loại phân có vai trò khác nhau:

N: là nguyên tố cơ bản trong phân tử protein để hình thành tế bào mới, cấu tạo nên các bộ phận rễ, thân, lá, củ

P: bón lân đầy đủ xúc tiến quá trình sinh trưởng thân lá, tăng số củ, trọng lượng củ, khả năng chống chịu sâu bệnh, tăng năng suất, phẩm chất

K: có tác dụng xúc tiến sự tăng trưởng của bộ lá, kéo dài trời gian làm việc của tầng lá giữa và gốc, tăng khả năng vận chuyển vật chất về củ, tăng năng suất, phẩm chất

1.4 Tình hình sâu bệnh trên cây khoai tây 1.4.1 Các loại sâu hại cây khoai tây

1.4.1.1 Sâu xám (Agrotisypsilon)

Sâu xám là loại sâu ăn tạp, sâu non và bướm (bọ trưởng thành) hoạt động vào ban đêm, đặc biệt là sâu non, sáng lại chui xuống gần gốc cây ẩn nấp Sâu cắn đứt cành lá hoặc cắn ngang thân lúc còn non, làm khuyết cây giảm mật độ cây / đơn vị diện tích

Khi sâu ở tuổi 4, cây đã già thì chui xuống đất cắn củ, đục thành từng lỗ hoặc từng rãnh trên củ

Phòng trừ: Khi phát hiện có sâu thì kết hợp bắt và xịt: Sherpa 1%, Basudin 10G: 1/600, Sumi , Sumicidin, Map-Permethrin 50EC, Cascade 5EC Đất phảI đước bừa kĩ, làm vệ sinh đồng ruộng, làm mất nơi ẩn nấp của sâu non, bướm

1.4.1.2 Sâu khoang (Prodenia litura Fabricius)

1.4.1.3 Sâu xanh (Heliothis armigera Hueb)

Phá hoại chủ yếu lá non

Phòng trừ: Dùng các loại thuốc: Sumi 5EC, Atabron 5EC, nomolt 5EC, Politrin 440EC: 15 – 20ml/8 lit, Sumicidin 10Nd:8-10ml/8 lit

1.4.1.4 Rệp sáp trắng (Pseudococcuscitri Risso)

Khi còn non có màu hồng, lớn lên được phủ một lớp sáp trắng như vôi ở bên ngoài, lúc này rất ít di động Rệp sáp chủ yếu hại củ giống ở trong kho, chích hút nhựa trong mầm khoai ở phần gốc mầm và các nốt rễ trên mầm làm cho mầm teo đi, củ giống bị chai cứng lại trồng không mọc được

Phòng trừ; Dùng thuốc có tác dụng nội hấp (lưu dẫn), nhiều loại thuốc tiếp xúc cũng có kết quả cao nhưng phải phun kĩ

1.4.2 Bệnh hại cây khoai tây

1.4.2.1 Bệnh mốc sương (Phytophthora infestans)

Bệnh thường xuất hiện vào lúc ẩm độ cao, có sương mù, t0 từ 20 - 240C, bệnh xuất hiện trên lá, thân Lúc đầu là những vệt xám nhỏ nâu nhạt nâu đen Lá và thân cây bị bệnh nếu gặp trời khô, nhiệt độ cao thân lá khô giòn, nếu trời ẩm thì cây bị thối

Ở củ: nấm bệnh xâm nhập vào củ qua cây, củ bị bệnh lõm vào làm cho củ bị chai cứng và có màu nâu, củ bị thối

1.4.2.2 Bệnh héo xanh (Pseudomonas solanacearum)

Bệnh thường phát sinh khi cây sinh trưởng tốt, gặp điều kiện khí hậu ấm và ẩm phát triển càng nhanh

Phòng trừ:

Chọn giống, lai tạo giống

Đảm báo ẩm độ thích hợp cho từng giai đoạn sinh trưởng của khoai tây Loại bỏ cây bị bệnh

Bón NPK cân đối Luân canh

Phun thuốc: Povral M45, Ridomil M45, phun khi cây mọc đều, cao 10 - 15cm, cứ 10 ngày phun 1 lần

1.4.2.3 Bệnh virus

Bệnh virus phổ biến ở nước ta gồm có các dòng X,Y,K,S,A,M,E,…và trên đồng ruộng biểu hiện nhiều triệu chứng khác nhau như: cuốn lá, xoăn lá, cây lùn, đen gân, khảm (hoa, lá) hầu hết các dòng virus khoai tây đều có thể ẩn triệu chứng, chỉ thấy năng suất giảm dần, khả năng sinh trưởng kém và triệu chứng không ổn định mà thay đổi nhiều theo giống, chế độ dinh dưỡng, điều kiện ngoại cảnh

Bệnh virus cũng có triệu chứng dễ nhầm lẫn với bệnh sinh lý như thiếu N, P, K…Trong các dòng virus, có dòng biểu hiện bên ngoai, có dòng không biểu hiện bên ngoài nên khó nhận biết, chỉ thấy năng suất giảm dần, khả năng sinh trưởng kém, vì vậy chúng ta phải dùng các biện pháp kỹ thuật để phát hiện

Các biện pháp kỹ thuật thường được dùng để phát hiện bệnh virus trên khoai tây: phương pháp cây chỉ thị, huyết thanh học, kính hiển vi điện tử Trong điều kiện nước ta phương pháp cây chỉ thị có một vị trí đặc biệt quan trọng, vì không đòi hỏi kỹ thuật cao, tương đối đơn giản ít tốn kém mà vẫn khá chính xác

Virus X (PVX): giảm năng suất 10%

Rất phổ biến, làm giảm năng suất, biểu hiện trên cây: có những đốm khảm dạng tròn, cây lùn, hoặc khảm nhẹ (khảm nằm giữa các gân lớn trên lá) làm lá nhăn Nhưng phổ biến nhất là ở dạng ẩn: điều kiện ánh sáng yếu kéo dài thì cho những đốm tròn màu

xanh nhạt ở lá, những đốm này mất đi trong điều kiện ánh sáng mạnh, sau dạng ẩn là dạng khảm nhẹ

Virus Y: làm giảm năng suất cao, 80%

Triệu chứng: khảm mạnh, vùng khảm có màu xanh nhạt vàng so với màu xanh đậm bình thường của lá, kèm theo gân lõm, thịt lá nổi lên, cây lùn đi Loại này ít khi gây bệnh đơn độc mà thường kết hợp với các loại virus khác

PVA: làm giảm năng suất 40%

Trong điều kiện nóng, nhiệt độ cao thường ẩn hoàn toàn Cây lùn, củ nhỏ

PVM: Các lá non xoăn, lá biến dạng

Bệnh virus khoai tây là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng thoái hoá giống, làm cho năng suất ngày càng giảm Mức độ gây hại tuỳ theo giống, điều kiện thời tiết, chế độ dinh dưỡng, tuỳ thuộc loại virus

Biện pháp phòng trừ: tại Việt Nam cũng như những quốc gia trồng khoai tây trên thế giới áp dụng nhiều biện pháp để loại trừ virus ra khỏi đồng ruộng:

Chọn tạo giống kháng bệnh virus

Xử lí nhiệt, kết hợp nuôi cấy đỉnh sinh trưởng để tẩy sạch virus Luân canh hợp lí

Bón cân đốI N, P, K

Phun thuốc trừ một số loại sâu là môi giới truyền bệnh

1.4.2.4 Bệnh thối củ trong thời gian giữ giống

Bệnh thối khô (nấm Fusarium)

Bệnh thối ướt (vi khuẩn Pectobacterium)

Các bệnh này làm hao hụt tổn thất lượng lớn củ giống trong thời gian cất giữ Biện pháp hạn chế:

Chọn củ nguyên vẹn

Trong thời gian giữ giống cần kiểm tra thường xuyên để loài trừ ngay những củ giống bị bệnh, phun thuốc trừ nấm bệnh kịp thời để tránh lan sang các củ khác

1.5 Một số giống khoai tây được trồng ở nước ta 1.5.1 Giống khoai tây hạt lai

Từ 41 tổ hợp, khoai tây hạt lai được trung tâm khoai tây Quốc Tế viện trợ năm 1992, đã chọn ra 5 tổ hợp lai ưu tú nhất, đưa đi thử nghiệm và tuyển chọn ở các vùng sinh thái miền Bắc và sản xuất thử nghiệm trên ruộng lúa nông dân Kết quả đã xác định được 2 tổ hợp tốt nhất là HPS2/67 đặt tên là Hồng Hà 2 và tổ hợp HPS7/67 đặt tên là Hồng Hà 7

Hồng Hà 2: thời gian sinh trưởng ở G0 (đời thứ nhất từ hạt lai) là 80 – 105 ngày, G1của giống này khoảng 85 ngày Thân lá phát triển trung bình, phân cành trung bình, tia củ ngắn, củ tập trung đạt 4-5 củ/khóm Củ ruột vàng đậm, chất lượng ngon đạt tiêu chuẩn chế biến Năng suất đạt 30 tấn/ha

Hồng Hà 7: thời gian sinh trưởng ở G0 từ 90 – 115 ngày, còn ở G1 và G2 khoảng 90 – 95 ngày Thân lá phát triển tốt, phân cành trung bình, tia củ dài, củ ra không tập trung, đạt 7-8 củ/khóm Củ ruột vàng nhạt, chất lượng đạt tiêu chuẩn chế biến Là giống dài ngày hơn Hồng Hà 2 nhưng năng suất Hồng Hà 7 đạt cao hơn từ 30 – 32 tấn/ha

1.5.2 Giống khoai tây củ Khoai tây Hà Lan:

Diamand: vỏ màu vàng nhạt, ruột vàng, củ hình ovan, mầm củ giống màu trắng Nicol: vỏ màu vàng, ruột vàng, củ dài, mầm củ giống màu tím

Cả hai giống đều có thời gian sinh trưởng từ 80 – 90 ngày, chống chịu khá, chất lượng củ ngon, năng suất từ 25 – 30 tấn/ha

Khoai tây Đức:

Rosant: thân lá phát triển nhanh, cây to cao xanh tốt, nhiều củ, củ hình ovan có màu hồng,

mắt củ nông màu hồng, năng suất đạt 27 tấn/ha

K3207: cây to cao xanh tốt, nhiều củ, củ to hình ovan màu vàng nhạt, ruột củ vàng, mắt

củ nông, phẩm chất ngon, năng suất đạt 27 tấn/ha

 Một số giống trồng phổ biến ở miền Nam:

URGENTA: có nguồn gốc từ Đức, thời gian sinh trưởng từ 75 – 90 ngày Cây mọc

thẳng, chiều cao trung bình 50 – 60cm Củ có hình bầu dục, ít mắt, vỏ củ màu tím nhạt, ruột vàng Năng suất cao vào mùa khô, bình quân 9 – 15 tấn/ha

COSIMA: có nguồn gốc ở Đức, thời gian sinh trưởng 90 – 110 ngày Cây mọc

thẳng cao khoảng 60 – 80cm, lá xanh đậm, bông tím Củ có hình bầu dục, mắt củ sâu, vỏ củ hơi nhăn màu vàng nhạt, ruột vàng, phẩm chất tốt mùa mưa năng suất thấp hơn vụ nắng, binh quân 10 – 15 tấn/ha

DESIREE: có nguồn gốc từ Pháp, thời gian sinh trưởng 80-90 ngày Cây thấp,

thẳng cao khoảng 60 – 70cm, lá to màu xanh đậm, hoa tím nhạt, thân ít phân cành Củ bầu dục màu hồng hơi nhăn, ruột vàng, ít mắt, mắt sâu Năng suất đạt 15 – 20 tấn/ha

O6: Giống lai của trung tâm khoai tây Quốc Tế có tên B-712402 Thân lá to khoẻ,

cứng, diện tích lá cao, quang hợp tốt Củ hình bầu dục hơi tròn màu vàng láng, củ to đều, mắt sâu trung bình, ruột vàng Củ tập trung quanh gốc, tia củ ngắn, củ nhỏ nhiều, trồng mật độ dày Bảo quản tỷ lệ hư hao ít, năng suất đạt 15 – 20 tấn/ha

O7: thời gian sinh trưởng 90 – 100 ngày, lá to màu xanh đậm Củ hình bầu dục, vỏ

hồng hơi sần sùi, củ có mầm to khoẻ, ruột vàng Tia củ dài, củ phát triển rộng, trồng thưa hơn giống O6 Bảo quản ít hư hao tự nhiên, năng suất đạt 25 – 30 tấn/ha

MARIENLA: thời gian sinh trưởng 80 – 100 ngày Thân lá phát triển nhanh, khoẻ, cứng,

có khả năng chống các bệnh virus cao, bệnh phytophthora Củ hình bầu dục, tròn to vỏ

màu vàng nhạt, củ ít mầm nhưng mầm to mập, ruột vàng Bảo quản ít hư hao tự nhiên, năng suất khá cao và ổn định 15 – 20 tấn/ha

1.6 Công tác giống khoai tây

Khoai tây là cây nhân giống theo phương pháp truyền thống sử dụng củ làm giống nên rất dễ bị lây lan các bệnh do virus từ thế hệ này qua thế hệ khác Morel và Martin (1955) là những người đầu tiên dùng phương pháp nuôi cấy đỉnh sinh trưởng để thu được cây khoai tây sạch bệnh không chứa virus Đến nay kỹ thuật này được dùng phổ biến ở Mỹ, Pháp, Liên Xô (cũ), Anh, Hà Lan, Đan Mạch, Đức, Tiệp Khắc, Phần Lan…Một vấn đề được đặt ra sau khi thu hoạch các dòng khoai tây sạch bệnh là bảo vệ các dòng này không bị tái nhiễm Tốc độ tái nhiễm ở nước ta rất nhanh do ở đâu cũng có rệp mang bệnh Giống Atzimba đã được kiểm tra rất nghiêm khắc ở trung tâm khoai tây quốc tế (CIP) và xác nhận không mang một bệnh virus nào, sau khi trồng một số vụ ở Đà Lạt đã nhiễm virus X đến 60% số cá thể và virus Y đến 14% cá thể (Phan Đình Lân 1980), tình

hình cũng tương tự ở đồng bằng sông Hồng Do đó không thể duy trì giống khoai tây bằng phương pháp trồng ngoài đồng ruộng vì chỉ sau một vài vụ khoai tây sẽ bị thoái hoá nghiêm trọng, không đủ tiêu chuẩn để nhân lên làm giống cho sản xuất Phương pháp duy nhất để duy trì giống khoai tây trong điều kiện nước ta là bảo quản trong ống nghiệm bằng phương pháp cấy mô Ý kiến này cũng được Hershan nêu ra năm 1978 và một ngân hàng giống khoai tây cấy mô sạch bệnh với 5000 giống đã được thiết lập tại trung tâm khoai tây quốc tế ở Lima, Peru Hiện nay công tác giống khoai tây mở ra một hướng mới với phương pháp tạo củ trong ống nghiệm, đây cũng là phương pháp duy trì giống sạch bệnh hiệu quả vì củ siêu bi ống nghiệm không chứa mầm bệnh, việc nhân giống đỡ hao tốn, nhân giống dễ dàng

Một số kỹ thuật về công tác giống khoai tây:

1.6.1 Công tác giống khoai tây theo phương pháp truyền thống - sử dụng củ làm giống

Đây là phương pháp thông dụng được nông dân trồng khoai tây chọn là phương pháp làm giống từ lâu đời Vào lúc cây được 30 – 35 ngày hoặc cùng lắm là 50 ngày tuổi, dùng que dài đánh dấu những cây bị bệnh, sinh trưởng kém Trước khi thu hoạch 5 – 7 ngày thu những cây được đánh dấu, cất riêng để ăn hoặc sử dụng cho chăn nuôi Những cây còn lại thu để riêng chọn làm giống cho vụ sau Thu và phơi hong cho khô ngay tại ruộng, nhẹ tay tránh xây xát Củ chọn làm giống cần chọn củ có trọng lượng 30 – 40 kg/củ, củ tròn đều không bị dị hình Sau đó các củ được chọn làm giống được để trên các giàn cao ráo thoáng mát, có thể dùng một số thuốc trừ sâu bệnh hoặc hoá chất để bảo quản

Phương pháp này dễ tiến hành không đòi hỏi kỹ thuật cao nên người nông dân có thể thực hiện để giữ giống cho vụ sau Nhưng để giống bằng củ không chọn lọc kỹ sẽ dễ bị lây sâu bệnh từ vụ này sang vụ khác, vì gặp khó khăn khi vận chuyển giống đi xa vì khối lượng lớn

1.6.2 Phương pháp trồng khoai tây bằng hạt

Đây là một công nghệ sản xuất giống mới ở Việt Nam, được trung tâm nghiên cứu cây khoai tây tại Đà Lạt tiến hành nghiên cứu xây dựng từ năm 1978 – 1980, được viện

cây lương thực và thực phẩm phát triển rộng rãi tại đồng bằng sông Hồng trong giai đoạn 1980 – 1986 Với đời cây trực tiếp từ hạt năng suất khoai tây có thể đạt 15 – 20 tấn/ha, với đời củ giống cấp 1 và 2 năng suất bình quân đạt 20 – 30 tấn/ha Trồng khoai tây bằng hạt có những lợi điểm: không chứa nguồn bệnh và hầu hết các loại virus do không truyền qua hạt, cần một lượng nhỏ so với củ, tiếc kiệm được chi phí vận chuyển, tiền giống…

1.6.3 Sử dụng phương pháp nuôi cấy in vitro

1.6.3.1 Phục tráng giống khoai tây bằng phương pháp nuôi cấy đỉnh sinh trưởng

Khoai tây rất dễ bị nhiễm các loại sâu bệnh đặc biệt là bệnh do virus làm giảm sức sống và năng suất của cây, các bệnh do virus này có thể lây lan từ thế hệ này sang thế hệ khác làm thoái hoá giống Morel và Martin (1955) là những người đầu tiên dùng phương pháp nuôi cấy đỉnh sinh trưởng để thu được cây khoai tây sạch bệnh Đến nay kỹ thuật nuôi cây in vitro cây khoai tây đã phát triển mạnh, trong đó phương pháp nuôi cấy đỉnh sinh trưởng phát triển mạnh mẽ ở hầu hết các nước trồng khoai tây

Phương pháp tiến hành:

Xử lý nhiệt: Trồng khoai tây vào chậu đất trong điều kiện nhiệt độ và ánh sáng bình thường Khi mầm cao khoảng 15cm cắt phần ngọn dài 6-8cm, bỏ hai lá dưới cấy vào li thuỷ tinh chứa đất vô trùng, đậy bằng một cái li khác tránh cho chồi và đất mất nước trong vòng 10 ngày cho chồi ra rễ Sau từ 3-4 tuần chuyển cây qua điều kiện chiếu sáng 3000-4000 lux, chế độ chiếu sáng 16h/ngày, nhiệt độ 360C vào ban ngày và 330C vào ban đêm Sau hai tuần cắt bỏ chồi ngọn để chồi nách phát triển Sau 6 tuần xử lí nhiệt lấy phần ngọn chồi nách để tách đỉnh sinh trưởng

Tách đỉnh sinh trưởng: chồi được cắt bỏ bớt lá và đặt trên giấy thấm ẩm trong hộp petri kín để tránh mất nước Nếu trong giai đoạn tạo chồi cây được nuôi cấy cẩn thận thì việc khử trùng chồi là không cần thiết, nếu cần có thể khử trùng mẫu trong dung dịch khử trùng có nồng độ thấp, trong khoảng thời gian ngắn Thao tác tách đỉnh được thực hiện trong tủ cấy vô trùng, dưới kinh lúp có độ phóng đại X25 Đỉnh sinh trưởng được tách với độ dài 0.6mm và cấy trên môi trường MS đặc có bổ sung IAA 0.05mg/l, GA30.1mg/l, myo-inositol 1000mg/l, nuôi cấy ở 230C, chế độ chiếu sáng 16h/ngày Sau vài tuần khi cây cao khoảng 3cm có thể cấy qua môi trường mới Khi cây có nhiều lá, cắt

đoạn và nhân lên nhiều cây, đồng thời chuẩn đoán virus trên các cây chỉ thị như

Gomphrena globosa (virus X), Chenopodium amaranticolor (virus S và X), Solanum demissum (virus Y) Khi chắc chắn cây khoai tây không mang virus thì sẽ được đưa vào

nhân giống đại trà

1.6.3.2 Tạo phôi và cây con khoai tây đơn bội bằng cách nuôi cấy túi phấn

Việc tạo các cây khoai tây đơn bội thông qua phương pháp nuôi cấy túi phấn có thể việc trồng khoai tây bằng củ thành trồng khoai tây bằng hạt và còn có thuận lợi khác là cây trồng không bị virus như trồng từ củ

Thí nghiệm được tiến hành trên một dòng nhị bội H3-703 được chọn từ một quần thể lớn từ sự thụ phấn chéo giữa thể đơn bội Hồng Hà 236 và Hồng Hà 439 Việc chọn lọc dựa trên khả năng tạo phôi in vitro của cây mẹ Chồi hoa được thu từ cây đang tăng trưởng trong nhà kính, các chồi hoa sẽ được vô trùng, tui phấn được lấy ra và nuôi cấy trên môi trường vô trùng

Trong quá trình nuôi cấy túi phấn về mặt tế bào học thì hạt phấn bắt đầu lần phân chia đầu tiên sau 2-4 ngày nuôi cấy và tiếp tục phát triển thành các cấu trúc đa bào, thoát ra khỏi lớp màng của hạt phấn sau 8-10 ngày Sự phát triển thành phôi trọn vẹn diễn ra sau 19-22 ngày cấy trên môi trường đặc Môi trường tốt nhất cho sự phát triển của phôi là môi trường MS có bổ sung zeatin 10-6M và nước dừa 10%

1.6.4 Phương pháp sản xuất củ giống mini sạch bệnh

Là tiến bộ kỹ thuật trong sản xuất khoai tây ở Việt Nam và một số nước trên thế giới Hợp tác với CIP từ năm 1991, trung tâm nghiên cứu cây thực phẩm Đà Lạt đã tiến hành nghiên cứu và xây dựng quy trình công nghệ sản xuất củ giống mini sạch bệnh, nhờ điều kiện khí hậu ở Đà Lạt có thể ứng dụng kỹ thuật nuôi cây mô nhân nhanh giống khoai tây sạch bệnh quanh năm Công nghệ này cho phép sản xuất với khối lượng lớn củ giống mini sạch bệnh các giống khoai tây có chất lượng cao cho một hệ thống sản xuất, cung cấp giống có phẩm chất tốt ở Việt Nam

Sơ đồ sản xuất:

Nhân giống trong ống nghiệm

cắt một đoạn thân có lá Nhân trên khay cát

Nhân trên luống mạ với đất nhiều dinh dưỡng Cấy vào bầu đất 15 – 20 ngày

Cây đạt tiêu chuẩn đưa ra đồng ruộng Khoai tây củ nhỏ

2 Giới thiệu chung về kỹ thuật thuỷ canh (Hydroponics)

Đất là giá thể tự nhiên, là môi trường cung cấp đầy đủ các yếu tố cần thiết cho cây trồng sinh trưởng và phát triển Mặt khác đất cũng là nơi cư trú của các loại vi sinh vật gây bệnh, côn trùng gây hại – đó là những tác nhân hạn chế sự phát triển của cây trồng

Thuỷ canh là kỹ thuật trồng cây không dùng đất mà dùng các dung dịch dinh dưỡng Đây là một trong những phương pháp canh tác tiên tiến nhất trong nền sản xuất hiện đại

Các nghiên cứu về thuỷ canh cho thấy sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng không nhất thiết dùng đất nhưng các chất khoáng và dinh dưỡng trong đất lại rất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển đó Bằng hệ thống thuỷ canh, cây trồng có thể tăng trưởng và phát triển mạnh do được cung cấp khoáng chất trực tiếp thông qua hệ thống rễ luôn được tiếp xúc trực tiếp với môi trường dinh dưỡng Ngoài ra trong hệ thống nhà lưới có thể điều chỉnh nhiệt độ môi trường, độ ẩm và chế độ chiếu sáng phù hợp cho phép có thể trồng cây ở bất cứ thời điểm nào trong năm

Vì vậy bằng phương pháp thuỷ canh chúng ta có thể nghiên cứu cây trồng chính xác hơn và có thể sản xuất với năng suất và phẩm chất tốt hơn

Tình hình sản xuất thuỷ canh trong nước và thế giới Tình hình thế giới

Trước sự phát triển của khoa học kỹ thuật, kỹ thuật thuỷ canh không ngừng được cải tiến Những tiến bộ trong việc cải tạo hệ thống thuỷ canh những năm gần đây đã được áp dụng rộng rãi ở Châu Âu, đặc biệt là ở Anh, Đức, Hà Lan,… Thí dụ ở Hà Lan, diện tích nhà kính sử dụng cho trồng cây không dùng đất đã tăng từ khoảng 515 ha năm 1982 lên 800 ha năm 1983, ước chừng khoảng 1000 ha năm 1984 (Van Or, 1982 và thông báo cá nhân) và trên 2000 ha năm 1986 (ISOSC, 1986) Tuy nhiên, không chỉ ở Châu Âu mà Hoa Kỳ cũng có lịch sử lâu dài đi tiên phong trong việc sử dụng kỹ thuật thuỷ canh, Nhật bản có công nghiệp nhà kính đặc biệt lớn đạt mức 27.079 ha năm 1977 (Shimidu, 1979) trong đó có 135 ha trồng thuỷ canh Việc thương mại hoá thuỷ canh đã được áp dụng hầu hết ở các nước phát triển có khí hậu ôn hoà và không ngừng tại đó, kỹ thuật thuỷ canh đã mở rộng sang các nước có điều kiện khí hậu và kinh tế kém thuận lợi hơn như Kuwait, Malaysia,… Tóm lại, kỹ thuật thuỷ canh đã phát triển đến một trình độ cao và trở thành thương mại hoá để thu dược nhiều lợi nhuận hơn từ trồng trọt Vì vậy, kỹ thuật thuỷ canh được coi là công nghệ trồng cây của thế kỷ 21

Bảng 2.1:Tình hình sản xuất thuỷ canh của các nước trên thế giới

TT Tên nước Năm Diện tích

Cây trồng 1

2 3 4 5 6 7 8 9

10

Hà Lan

Tây Ban Nha Canada Pháp Nhật Bản Israen Bỉ Đức

Newzealand

Úc

1987 2001 1996 2001 1987 2001 1996 1984 1996 1996 1996 1996 2001 1996

3500 1.000 1.000 4.000 100 1.574 1.000 293 650 600 650 200 550 500

- Cà chua, dưa leo, ớt, hoa cắt cành, cà tím, đậu, rau diếp

- Cà chua, dưa leo, ớt cà tím, dâu tây, rau diếp, hoa cúc, cảI củ

- Rau diếp, dưa leo, ớt - Cà chua

- Cà chua, dưa leo, rau diếp - Dưa leo, ớt

- Dưa leo, ớt, cà chua, cà tím, hoa cắt cành - Cà chua, hành lá, rau diếp, dưa hương, dưa leo

- Hoa cắt cành, dâu tây, cà chua

- Ớt, dưa chili, dưa leo, dưa tây, rau diếp, Asian vegetables

- Cà chua, dưa leo, rau diếp, hoa cắt cành,