Việt Nam
1.4.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ ghép trên thế giới
Ghép là một kỹ thuật nhân giống lâu đời được ứng dụng nhiều trên cây ăn quả mà không được chú trọng trên cây rau cho đến năm 1927, khi sản xuất rau bị gây hại nặng nề bởi các bệnh héo vi khuẩn, nấm và tuyến trùng.
Theokinh nghiệm dân gian các nông dân ở Nhật Bản và Hàn Quốc đã sử dụng phương pháp ghép để tránh bệnh héo khô (nấm Fusarium) trên cây dưa hấu. Phương pháp này mở ra một hướng mới để phòng trừ 68% các bệnh hại trên cây rau (theo nhiều nghiên cứu 68% trường hợp bị bệnh trên cây rau là các bệnh bắt nguồn từ đất) (Takahashi. 1984) [25]. Ví dụ như ghép dưa hấu trên bầu bí để chống bệnh héo xanh, chịu nhiệt độ thấp, hạn hán và tránh các bệnh héo do rối loạn sinh lý. Ghép cà chua trên cây cà tím để chống bệnh héo vi khuẩn, bệnh héo vàng (Pyrenochacta lycopersici) tuyến trùng, bệnh lở cổ rễ (Verticilium dahliae)...
Các nghiên cứu nhằm phát triển gốc ghép và tổ hợp ghép
- Những nghiên cứu về gốc ghép cho cây họ cà được bắt đầu nghiên cứu từ năm 1952 bởi Yamakawa, ông đã ghép thử cây cà tím lên cây cà dại để chống bệnh Verticilium V.F và nhận thấy cây cà ghép sinh trưởng phát triển tốt, không bị bệnh, đồng thời kỹ thuật ghép không ảnh hưởng đến năng suất hay chất lượng quả [26]
- Đến năm 1977, trên cơ sở nghiên cứu các nguồn gen di truyền của các loài dại và bán hoang dại và mối quan hệ của các loài trong cùng họ, Tiến sĩ Masuda đã sử dụng các giống cà tím khác nhau thuộc loài Solanum integrifolium, Solanum torvum và Solanum melongena là gốc ghép cho cà chua nhằm chống bệnh héo vi khuẩn (Ralstonia solanacearum). Ông đã thu được kết quả khả quan khi cây cà chua ghép sinh trưởng phát
triển tốt và chống được bệnh, trong đó gốc cà Solanum integrifolium được nhận định là gốc ghép thích hợp nhất [27]. Tuy nhiên kết quả này không được Modal S.N (1982) công nhận vì theo các nghiên cứu khác thì gốc cà
Solanum torvumcho nhiều hứa hẹn về khả năng tương hợp nhau giữa gốc ghép và cành ghép, thể hiện ở năng suất quả và thời gian cho thu hoạch của cây ghép lớn hơn các cây khác. Kết quả này được chứng minh ở Malaysia bởi Lum và Wong (1978), ở Brunei bởi Peregrine và Bin Ahmad (1982) và ở Ấn Độ, Băngladesh bởi Chadha (1990) [16].
- Từ các loại cà dại, qua chọn lọc nhiều loại cà trồng đã được dùng làm gốc ghép cho cà chua như giống Hiranasu, Taibyo V.F.BF–Okisu 101 là những giống làm gốc ghép đại trà ở Nhật Bản [26].
- Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển rau Châu Á (AVRDC) khuyến cáo các giống cà tím EG203, EG219, EG190 có khả năng làm gốc ghép cho cà chua nhằm kháng bệnh héo xanh vi khuẩn [21].
- Các giống cà chua có khả năng chịu bệnh cũng được sử dụng làm gốc ghép, các dòng cà chua kháng bệnh được đánh giá bởi Nobuaka và cộng sự (1998). Trong số 19 dòng gốc ghép nhận thấy các dòng gốc ghép LS89, Ch S_C cho tỷ lệ cây sống cao nhất nhưng một lượng nhỏ cây con bị nhiễm tuyến trùng, các dòng gốc ghép TS379, Gasa-H, DuenH có khả năng chống được bệnh héo xanh vi khuẩn (Ralstonia solanacearum) và tuyến trùng [26].
- Trong nền đất bị nhiễm Pyrunochaeta lycopersici cây cà chua vẫn có thể sinh trưởng phát triển mà không cho năng suất, để đảm bảo năng suất của cà chua, gốc ghép KNVFFr được sử dụng và cây ghép đã cho năng suất 50% ở giai đoạn đầu và 30% ở giai đoạn cuối [22].
Bên cạnh các nghiên cứu về gốc ghép, các nghiên cứu về các tổ hợp ghép khác nhau cũng đã được tiến hành bởi sự biểu hiện khả năng chống chịu của các loại gốc ghép phụ thuộc rất nhiều vào tổ hợp ghép.
- Masuda cho biết các loại gốc ghép khác nhau cho kết quả khác nhau với cùng một ngọn ghép và ngược lại. Năng suất cà chua quả nhỏ Santa cao nhất khi được ghép trên gốc Pusa.P và thấp nhất là gốc Ts28. Sự khác nhau về cành ghép có thể làm giảm khả năng lây nhiễm của vi khuẩn
Pseudomanas solanacearum như giống cà chua FMTT22 bị hại do vi khuẩn Pseudomanas solanacearum ít hơn và cho năng suất cao hơn giống Know you seed 301 trên cùng một gốc ghép là HW 7996 [27].
Các nghiên cứu về hoàn thiện quy trình sản xuất cây con tổ hợp ghép cà chua
Quy trình nhân giống là một trong những khâu quan trọng quyết định giá thành cây giống ghép và hiệu quả kinh tế của sản xuất cà chua ghép.
Theo AVRDC, thì tỷ lệ sống của cây con sau ghép phụ thuộc rất nhiều vào tình trạng của cây trước khi ghép và điều kiện môi trường. Cây cà tím được sử dụng làm gốc ghép cho tỷ lệ sống cao nhất khi cây con đạt 5-6 lá thật, trước giai đoạn này nếu ghép thân cây bị nhỏ và độ dính của 2 đoạn thân rất kém [20]. Cây vàng xanh nhợt cũng làm tỷ lệ cây sống sau ghép thấp. Cây cần phải tích lũy một lượng cacbonhydrat nhất định để chuẩn bị cho một vài ngày ngừng trao đổi chất để tạo được cây ghép khỏe mạnh cần thiết phải có cành ghép và gốc ghép khỏe.
Theo kinh nghiệm của Cửu BảoTĩnh Tâm (1992) thì hỗn hợp bầu gieo cây con rất quan trọng nên dùng 2 phần đất + 3 phần phân chuồng + 1 phần đường thô [16]
Cây con cà chua khi ghép yêu cầu điều kiện ngoại cảnh ôn hòa trong quá trình phục hồi sau ghép, nhiệt độ 22-25oC, độ ẩm 80%, tỷ lệ ánh sáng
50% (3-4 klux) thích hợp cho quá trình phân chia tế bào để hình thành các mô sẹo. Nhiệt độ không khí quá cao hoặc ẩm độ thấp sẽ làm cây cà chua bị thoát nước nhanh chóng cây dễ bị héo.
Các nghiên cứu về khả năng chịu ngập úng của cây cà chua ghép
- Đánh giá khả năng chịu mưa và ngập lụt của các loại gốc ghép, các nhà nghiên cứu ở AVRDC đã sử dụng 2 giống cà chua FMTT22 và FMT268 ghép trên 8 loại gốc ghép, trong đó có 4 gốc cà chua và 4 gốc cà tím. Trong điều kiện mưa nhỏ 4,2 mm và ngập trong 4 ngày ở thời điểm sau trồng 54 ngày, toàn bộ gốc ghép cà tím cho năng suất cây ghép vượt trội hơn gốc ghép cà chua 1-20% và cho thời gian thu hoạch kéo dài hơn 15-20 ngày. Nếu gặp mưa to 184 mm hoặc bão vào thời điểm 70-72 ngày sau trồng thì toàn bộ cây cà chua ghép trên cà chua bị chết, trong khi cây cà chua ghép trên cà tím vẫn cho thu hoạch tốt [19].
- Vincent Ezin, Robert De La Pena và Adam Ahanchede (2010) đã nghiên cứu về khả năng chịu ngập úng của 4 kiểu gen cà chua LA1579, CA4, CLN2498E, và LA1421. Cây 3 tuần tuổi được cấy vào bình nhựa (22 cm, đường kính và chiều cao 50 cm) chứa 15 kg đất sét mùn đất và giữ trong nhà kính dưới ánh sáng mặt trời với nhiệt độ 15-32ºC (ban ngày) và 10- 22ºC (ban đêm). Cây được 45 ngày tuổi sẽ gây ngập nhân tạo ở mức 0, 2, 4, 8 ngày. Kết quả cho thấy CLN2498E và CA4 kiểu gen được đánh giá cao về khả năng chịu ngập úng và năng suất, và LA1421 ở mức trung bình, và LA1579 có khả năng chịu ngập úng kém nhất [30]
1.4.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ ghép ở Việt Nam
Ở Việt Nam, các nghiên cứu chi tiết về kỹ thuật ghép cà chua trên gốc cà tím đã được công bố trong “ Kết quả nghiên cứu ghép và trồng cà chua ghép tại đồng bằng sông Hồng” của Viện Nghiên cứu Rau quả. Kết quả này đã được Hội đồng khoa học của bộ NN-PTNT cho phép áp dụng trong cả
nước từ năm 2003. Kết quả cho thấy: Cà tím là gốc ghép phù hợp nhất cho cây cà chua trong điều kiện trái vụ ở miền Bắc Việt Nam thể hiện ở:
- Tỷ lệ sống của cây cà chua khi ghép lên gốc cà tím là cao nhất đạt >98% cao hơn hẳn các loại gốc ghép khác (chỉ đạt 50-60%).
- Năng suất của cây cà chua ghép không sai khác đáng kể so với cây cà chua không ghép trong cùng một điều kiện canh tác, năng suất đạt 36,9 tấn/ha với cây cà chua ghép và 39,9 tấn/ha với cây cà chua không ghép (trong điều kiện đất không có nguồn bệnh)
- Khả năng chống bệnh và chống úng của cây cà chua ghép trên gốc cà tím cao hơn hẳn cây cà chua không ghép, vì vậy trồng cà chua ghép cho hiệu quả kinh tế cao hơn cà chua thường từ 30-50% trong ñiều kiện trái vụ. - Cây cà chua và cà tím cho tỷ lệ cây sống cao nhất khi tiến hành ghép ở giai
đoạn cây 4-6 lá thật, nhiệt độ không khí từ 20-22o
C và ẩm độ >88%.
- Kỹ thuật ghép không ảnh hưởng nhiều đến dạng quả cũng như các thành phần sinh hoá trong quả cà chua [16].
Các kết quả tương tự cũng được công bố bởi Vũ Thanh Hải và Nguyễn Văn Đĩnh, Tạp chí bảo vệ thực vật [8], trên hai tổ hợp ghép là MV1/EG203 và HT7/EG203. Khi cho lây nhiễm các giống cà chua đang được trồng khá phổ biến tại HTX Lương Nỗ - Đông Anh- Hà Nội. Hai giống cà chua MV1 và HT7 có chỉ số bệnh héo xanh là 100%, và tất cả các cây lây nhiễm đều bị chết. Điều này chứng tỏ rằng cả 2 giống đều là những giống mẫn cảm với bệnh héo xanh. Nhưng khi được ghép trên gốc cà được chọn lọc EG203 thì chỉ số bệnh của cây ghép hai giống cà chua MV1 và HT7 tương ứng là 8% và 0% cho thấy cây ghép cà chua trên cà EG203 có khả năng kháng bệnh này. Ngoài ra, những cây ghép sau khi bị ngập úng 3 ngày đêm hoàn toàn không bị héo trong khi đó cây không ghép có tỷ lệ héo là 100%. Hơn nữa những cây
ghép 15 ngày sau ngập úng hoàn toàn khỏe mạnh còn cây không ghép MV1 và HT7 có tỷ lệ chết tương ứng là 53% và 80%.
Các loại gốc ghép khác nhau cũng được phòng Nghiên cứu Cây thực phẩm, Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam nghiên cứu và cho kết quả: giống cà chua Kim cương đỏ được ghép trên 9 loại gốc ghép khác nhau, các gốc cà chua là TI-ARC 128, TIARC 130, HW7996 và các gốc cà tím là: cà tím EG203, Cà tím Mũi Né, Cà tím Kalenda, Cà tímEast – West, cà tím Cao Lãnh. Tổ hợp ghép cà chua trên gốc cà chua TI-ARC 128 cho năng suất cao nhất đạt 56 tấn/ha, trong khi năng suất cà chua ghép trên gốc cà tím chỉ đạt năng suất từ 41-46 tấn/ha. Tuy nhiên tỷ lệ cây bị nhiễm bệnh của cà chua/cà chua là 5,7 % trong khi cà chua ghép trên cà tím EG203 không có cây nhiễm bệnh.
Các nghiên cứu về tổ hợp ghép được Viết Thị Tuất (2005) nghiên cứu tại công ty Đầu tư và Phát triển Nông nghiệp Hà Nội (HSC) và cho kết quả: trong 4 tổ hợp ghép cà chua cà chua được sử dụng làm ngọn ghép trên gốc cà tím EG203 tổ hợp ghép cà chua VL2910, VL2000, VL2004, P375 thì giống cà chua P375 cho ưu thế vượt trội hơn hẳn các giống cà chua khác về khả năng sinh trưởng, khả năng chống chịu với một số bệnh hại như sương mai, đốm quả, đặc biệt là chất lượng quả của tổ hợp ghép cà chua P375 ghép trên gốc cà tím EG203 có màu sắc quả khi chín cũng như độ chắc quả cao hơn các giống cà chua khác [29]
Nguyễn Thu Hiền và Nguyễn Trọng Mai (2005) cũng khẳng định ảnh hưởng của các giống cà chua làm ngọn ghép khác nhau đến năng suất của cây cà chua ghép là rất khác nhau. Trong các giống cà chua ghép TN005, HS902, BM136 trồng tại HTX Lễ Pháp, Đông Anh, Hà Nội thì giống HS902 cho năng suất cao nhất 34,2 tấn/ha, tiếp theo là giống cà chua BM136 và cuối cùng là TN005 [28].
Các kết quả nghiên cứu về công nghệ ghép cà chua đã được triển khai mở rộng ra sản xuất từ năm 2000 tại các tỉnh phía Nam và năm 2004 tại các tỉnh phía Bắc. Với phương pháp mới này diện tích trồng cà chua ghép tại các tỉnh phía Nam không ngừng tăng lên từ 38 ha năm 2002 đã lên đến 4700 ha năm 2007, cà chua ghép đạt năng suất bình quân hơn 54 tấn/ha, tăng năng suất tới 80% chất lượng quả tốt, trồng được quanh năm, đặc biệt tránh được bệnh héo xanh vi khuẩn. Quy trình ghép cà chua trên gốc cà chua đã được Hội đồng Khoa học của Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận chính thức năm 2004 và giải thưởng VIFOTEC năm 2005.
Tuy nhiên việc ứng dụng công nghệ mới này ở miền Bắc gặp nhiều khó khăn vì gốc ghép cà chua không có khả năng chịu ngập lụt, trong khi điều kiện khí hậu miền Bắc Việt Nam thường xuyên có mưa bão từ tháng 6 đến tháng 9 hàng năm. Vì vậy, việc nghiên cứu hoàn thiện công nghệ ghép cà chua trên gốc cà tím và một số giống cà khác là một trong những hướng nghiên cứu mới hoàn toàn phù hợp với điều kiện sinh thái các vùng chuyên canh cà chua ở miền Bắc Việt Nam.
Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng, thời gian và địa điểm nghiên cứu
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là 3 giống cà được sử dụng làm gốc ghép cho cà chua do Viện nghiên cứu Rau quả (thị trấn Trâu Quỳ - Gia Lâm - Hà Nội) cung cấp gồm:
- Giống cà chua Savior - Giống cà chua Hawaii 96 - Giống cà tím EG203
2.1.2. Thời gian, địa điểm nghiên cứu
- Thời gian từ tháng 8/2013 đến tháng 11/2013
- Địa điểm tại khu nhà lưới thí nghiệm của khoa Sinh - KTNN, trường ĐHSP Hà Nội 2.
2.2. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1. Đánh giá khả năng sinh trƣởng của một số giống dùng làm gốc ghép cho cây cà chua
Thí nghiệm được bố trí trên 3 giống cà (2 giống cà chua, 1 giống cà tím), đo các chỉ tiêu ở các thời điểm cây 34, 41 và 48 ngày tuổi, mỗi giống 40 cây
- CT1: Giống cà chua Savior - CT2: Giống cà chua Hawaii 96 - CT3: Giống cà tím EG203
Chỉ tiêu theo dõi:
- Chiều cao cây (cm): Chiều cao cây xác định bằng phương pháp đo trực tiếp từ cổ rễ đến đỉnh sinh trưởng của mỗi giống.
- Chiều dài lá (cm): Chiều dài lá xác định bằng phương pháp đo trực tiếp chiều dài của lá lớn nhất từ cuống lá đến ngọn lá.
- Số lá (lá): Số lá được xác định bằng phương pháp đếm tổng số lá trên cây. - Đường kính thân (cm): Đo bằng thước kỹ thuật ở điểm cổ rễ đầu tiên.
2.2.2. Đánh giá khả năng sinh trƣởng của một số giống sử dụng làm gốc ghép cho cây cà chua trong điều kiện gây ngập nhân tạo
Hạt của 3 giống cà: cà chua Savior, cà chua Hawaii 96, cà tím EG203 được gieo trong khay có nền đất phù sa tơi xốp, đã được phơi ải một tuần. Kỹ thuật trồng, chăm sóc, bón phân và phòng trừ sâu bệnh theo hướng dẫn của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn [1].
Khi cây được 30 ngày tuổi, chuyển cây vào chậu có đường kính 20 cm, cao 50 cm, để trong nhà lưới dưới ánh sáng mặt trời tự nhiên.
Khi cây được 48 ngày tuổi, gây ngập nhân tạo cho cây trong 3 khoảng thời gian khác nhau, với mỗi công thức thí nghiệm là 10 cây:
- Công thức 1 (ĐC): không gây ngập nhân tạo (0 ngày). - Công thức 2: gây ngập nhân tạo trong 2 ngày.
- Công thức 3: gây ngập nhân tạo trong 4 ngày. - Công thức 4: gây ngập nhân tạo trong 8 ngày.
Mức nước duy trì khoảng 5cm từ trên mặt đất trong suốt thời kỳ. Sau đó, rút hết lượng nước và theo dõi các chỉ tiêu cần quan tâm.
Chỉ tiêu theo dõi:
Các chỉ tiêu về sinh trưởng: được đo hàng tuần trước và sau khi gây ngập