* Trên thế giới
+ Một số kết quả nghiên cứu khoai tây trên thế giới
Khoai tây là cây trồng có giá trị dinh dưỡng cao và có hiệu quả kinh tế nên được nhiều cơ quan của nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm thúc đẩy việc nghiên cứu phát triển khoai tây về giống, tìm hiểu sâu bệnh hại. Những chương trình này giúp khoai tây được phát triển và nhân rộng ở nhiều nước.
Với sự ra đời của Trung tâm nghiên cứu khoai tây thế giới (CIP) năm 1972, cây khoai tây được quan tâm cải tiến giống để phù hợp với các nước nhiệt đới và bán nhiệt đới. Cho đến nay, CIP đã thu thập và bảo quản khoảng 1500 mẫu khoai tây hoang dại thuộc 93 loài khác nhau được thu thập từ 20 nước và 3694 mẫu khoai trồng thuộc 8 loài ở các nước hắp trên thế giới. CIP cũng đã cung cấp cho các nhà nghiên cứu của nhiều nước những mẫu giống khoai tây bản xứ. Nghiên cứu và sử dụng các loài hoang dại đóng vai trò quan trọng trong việc chọn giống khoai tây. Các loài khoai tây hoang dại có sức sống mạnh, có nhiều gen chống chịu quý. Để xây dựng nền nông nghiệp bền
tốt, do đó từ năm 1976 CIP đã bắt tay vào nghiên cứu lai tạo các tổ hợp hạt lai khoai tây có độ đồng đều cao, chống chịu bệnh mốc sương phục vụ cho sản xuất.
Hà Lan là nước có đóng góp quan trọng trong chọn tạo giống khoai tây. Các giống khoai tây và sản phẩm sản xuất từ khoai tây của Hà Lan được xuất khẩu sang nhiều nước trên thế giới. Để các giống khoai tây ngày càng có nhiều ưu điểm hơn, khoa chọn giống cây trồng của trường Đại học Nông nghiệp Wagenigen của Hà Lan đã tập trung nghiên cứu để lai tạo và chuyển gen kháng bệnh mốc sương từ loài hoang dại Solanum nigium vào khoai tây trồng. Năm 1989, Bộ Nông nghiệp Bolivia thực hiện dự án nghiên cứu và phát triển cải tiến giống khoai tây cho phù hợp với cộng đồng người da đỏ, dự án được thực hiện với sự tham gia của 20 viện khoa học. Kết quả đã chọn được 10 dòng chống chịu mốc sương (Waston G Estrada – N, 1992).
Tại Nhật Bản, năm 1902 chương trình chọn giống khoai tây được thiết lập. Năm 1916, bắt đầu lai tạo giống, qua nhiều năm đã tạo ra được một số giống khoai tây dùng để chế biến tinh bột và chế biến thực phẩm.
Tại Ấn Độ, từ năm 1960 đến nay Viện nghiên cứu khoai tây miền trung Ấn Độ đã nghiên cứu ra hàng loạt các giống khoai tây cho năng suất cao, kháng bệnh như: Kufri, Sindhuri...
Cùng với sự phát triển của công nghệ sinh học các giống mới được chọn tạo và phục tráng giống sạch bệnh bằng kỹ thuật nuôi cấy đỉnh sinh trưởng (meristem).
Hiện nay, các trung tâm sản xuất giống khoai tây nổi tiếng ở châu Âu như Hanvec ở Bretagre (Pháp), Bioplan ở Hamburg (Đức) là những điển hình về việc làm sạch virus khoai tây bằng nuôi cấy meristem và nhân giống in vitro để cung cấp cho sản xuất. Tại Đan Mạch, từ năm 1970 bằng phương pháp nuôi cấy meristem đã tạo được cây hoàn toàn sạch virus cho 50 giống khoai tây.
+ Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới
Khoai tây là cây có giá trị dinh dưỡng cao và có vai trò kinh tế rất to lớn. Vì vậy, cây khoai tây được trồng rộng rãi trên thế giới với 130 nước khác nhau, kéo dài từ 710 vĩ độ Bắc đến 400 vĩ độ Nam.
Khoai tây là một loại lương thực không hạt số một trên thế giới, là một phần không thể thiếu trong hệ thống lương thực toàn cầu. Trong bối cảnh giá ngũ cốc tăng mạnh trên phạm vi toàn thế giới thì khoai tây - loại cây trồng vốn có vị trí khiêm tốn được các nhà khoa học gọi là “lương thực cho tương lai” được xem là chìa khoá giải quyết vấn đề đói lương thực do giá lương thực tăng cao.
Vị trí quan trọng của cây khoai tây được khẳng định hàng đầu ở nhiều nước châu Âu (Liên Xô cũ, Hà Lan, Đức), Nam Mỹ và châu Mỹ Latinh. Mức tiêu thụ khoai tây ở đây đạt bình quân 33 – 35 kg/người/năm. Riêng ở Đức, mức tiêu thụ đứng hàng đầu thế giới (140 – 144 kg/người/năm).
Đối với các nước có nền công nghiệp phát triển thì xu hướng chung là giảm dần diện tích trồng khoai tây và tăng sản lượng bằng cách sử dụng các giống khoai tây mới có năng suất cao, chống chịu tốt cộng với việc áp dụng tổng hợp các biện pháp kỹ thuật hiện đại. Còn ở các nước đang phát triển, do mức độ gia tăng về dân số, nhu cầu lương thực, thực phẩm ngày càng tăng lên, cùng với lúa, lúa mì và ngô, khoai tây góp phần quan trọng để đảm bảo an toàn lương thực cho con người. Xu hướng chung ở các nước này là tăng sản lượng bằng cả tăng diện tích và năng suất. Nguyên nhân làm hạn chế năng suất khoai tây ở các nước đang phát triển đó là sự hạn chế về tài chính. Người trồng khoai tây ở các nước này hầu hết là nghèo không đủ tiền mua phân hoá học, thuốc bảo vệ thực vật và đặc biệt là họ không có khă năng để mua củ giống có chất lượng tốt vì chi phí cho củ giống là chi lớn nhất trong tổng chi phí tiền mặt mà người trồng khoai tây phải đầu tư.
tựu về giống khoai tây mới mà nhiều nước đã tăng năng suất của nước mình như Argentina, Brazin, Mỹ, Colobia.
Ở Hàn Quốc, việc thay thế các giống khoai có chất lượng tốt đã làm tăng năng suất khoai tây trong những năm 1970 từ 11 tấn/ha lên 20 tấn/ha (Hortan, (1988).
Tuy nhiên, ở hầu hết các nước châu Á, châu Phi và châu Mỹ Latinh nông dân thường sử dụng giống theo tập quán canh tác cũ là sử dụng một phần sản phẩm phụ làm giống nhưng lại không được chọn lọc và bảo quản đúng kĩ thuật. Do đó, đã làm giảm nghiêm trọng chất lượng củ giống, giống đem trồng thường bị thoái hoá, già sinh lý, nhiễm virus.
Theo công bố của Tổ chức nông lương quốc tế (FAO) và Trung tâm khoai tây quốc tế (CIP) cho thấy tình hình sản xuất khoai tây của thế giới từ năm 1990 đến 2007 đã có những bước tiến đáng kể. Sản lượng khoai tây thế giới từ 279.32 (1990) tăng lên 320.67 triệu tấn (2007). Diện tích trồng các năm ổn định xung quanh khoảng 19 triệu ha.
Bảng 2.1 Sản lượng khoai tây trên thế giới từ năm 1990 – 2007
Năm 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 Các nước Triệu tấn Phát triển 195.22184.64168.69193.59169.25182.04163.58171.79155.25 Đang phát triển 84.09 93.44 102.38117.71131.41146.51152.41157.77159.12 Thế giới 279.32278.09271.07311.31300.67328.55315.98329.56314.37 Năm 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 Các nước Triệu tấn Phát triển 183.13199.31177.47174.63165.93166.93160.97159.99155.53 Đang phát triển 84.86 101.95108.50128.72135.15145.92152.11160.12165.13 Thế giới 257.25301.27285.97303.36301.08312.85313.09320.11320.67 (Nguồn:FAOSTAT)
Theo thống kê FAO (2004 – 2005), diện tích trồng khoai tây toàn thế giới có xu hướng giảm dần, từ 20.028.896 ha xuống 18.652.381 ha. Năng suất tăng rõ vào năm 2004 và 2005, nhưng tăng không nhiều. Do đó, tổng sản lượng tăng không đáng kể. Lượng khoai tây giống được sản xuất cho trồng trọt nhiều hơn.
Năm Diện tích (ha) Năng suất (tấn/ha) Tổng sản lượng (tấn)
Khoai tây giống (tấn) 2000 20.028.896 16,40 328.654.784 36.370.912 2001 19.632.768 15,92 312.507.892 35.196.285 2002 19.064.291 16,62 316.860.423 34.829.689 2003 18.972.088 16,64 315.750.538 36.218.515 2004 18.753.576 17,62 330.518.796 35.468.643 2005 18.652.381 17,26 321.974.152 36.470.736 (Nguồn:FAOSTAT)
Châu Á và Châu Âu là những vùng sản xuất khoai tây lớn nhất thế giới, đóng góp hơn 80% sản lượng khoai tây năm 2007. Diện tích trồng khoai tây của châu Á là lớn nhất hơn 9 triệu ha (2006) và hơn 8 triệu ha (2007), sau đó đến châu Âu và vùng có diện tích trồng thấp nhất là Bắc Mỹ (xung quanh 600.000 ha). Trong khi đó lượng khoai tây sản xuất tại châu Phi và Mỹ La tinh lại rất thấp. Bắc Mỹ tuy diện tích trồng thấp nhất trong các châu lục nhưng do trình độ thâm canh cao nên là nơi đạt năng suất cao nhất (hơn 40 tấn/ha).
Tầm quan trọng của củ cây khoai tây trong đảm bảo an ninh lương thực, giảm đói nghèo được thể hiện ở việc Liên Hợp Quốc đã quyết định chọn 2008 là năm khoai tây thế giới.
* Ở Việt Nam:
Khoai tây được nhập vào Việt Nam năm 1890, đến năm 2010 là 120 năm. Từ năm 1890, khoai tây được quan tâm và đã có đề tài nghiên cứu cấp nhà nước mà viện Khoa học và kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam là cơ quan chủ trì. Nhờ vậy mà năng suất khoai tây đã được nâng cao, trước đây thường là 8 tấn/ha, cao nhất là từ 18->22 tấn/ha. Từ năm 1981 đến nay, năng suất bình quân đạt 12 tấn/ha, cao nhất đạt 35-45 tấn/ha. Có thời điểm khoai tây đã xuất sang Nga (Có năm tới 1000 tấn). Khi lương thực lúa gạo và ngô dồi dào thì khoai tây được nghiên cứu theo hướng chất lượng và hiệu quả. Các công
Khai thác sử dụng nguồn gen khoai tây: Từ năm 1966 đến 1982, viện đã nhập khoảng 220 giống khoai tây của Liên Xô cũ, Ba Lan, Hunggary, Cộng hòa dân chủ Đức, Hà Lan... để khảo nghiệm. Kết quả đã xác định và giới thiệu một số giống ra sản xuất như giống Việt Đức 1 (Kardia của Đức), Việt Đức 2 ( Mariella của Đức), Khoai Pháp, Của Hà Lan có giống Nicola, Diamant. Những giống tiến bộ này đã đưa vào sản xuất với diện tích 3.000 - 4.000ha/năm. Chúng có năng suất, chất lượng cao và mẫu mã củ đẹp, có thể sử dụng chế biến và xuất khẩu. Tuy nhiên những giống khoai tây này lại thoái hóa nhanh do chúng mang gen Tuberosum ( Nguồn gốc ở Chi Lê), thích hợp với vùng ôn đới ngày có 14 giờ chiếu sáng. Để có được giống phù hợp với điều kiện Việt nam, Viện đã hợp tác với Trung tâm khoai tây quốc tế (CIP), tiến hành chương trình chọn tạo giống sử dụng gen khoai tây của CIP, phối hợp giữa gen Tuberosum (ôn đới) và Andigena (nhiệt đới), gen Andigena có nguồn gốc từ Peru và các nước lân cận. Từ năm 1982 đến năm 2001, Viện đã tiếp nhận 190 tổ hợp gen, đã tạo ra hành chục vạn con lai để chọn lọc và đã chọn được những giống khoai tây mới: VC38,6; KT2; KT3...giống khoai tây hạt lai Hồng Hà 2, Hồng Hà 7 đưa vào sản xuất.
Nghiên cứu sản xuất khoai tây bằng hạt lai: Trồng khoai tây bằng củ tuy có độ thuần cao, chất lượng khoai cao, nhưng lượng củ giống để chồng khá cao (1ha thường phải sử dụng 2 tấn củ tươi), chi phí về giống chiếm 70% tổng chi phí. Năm 1992 Viện Khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việ Nam cùng với viện Cây lương thực và cây thực phẩm Thái Bình và một số tỉnh đã nghiên cứu thử nghiệp trồng cây khoai tây bằng hạt lai. Năm 1996, cây khoai tây bằng hạt lai đã được sản xuất tiếp nhận, cứ 100g hạt thay 2 tấn củ để trồng 1ha, năng suất cao, có hiệu quả, song chất lượng còn chưa đồng đều. Từ năm 1995 đến năm 2001 diện tích trồng cây khoai tây lai hàng năm đạt hơn 3.000ha.
Nghiên cứu sản xuất và bảo quản giống: Đây là công việc rất khó khăn xong cũng rất cần thiết cho người sản xuất khoai tây. Góp phần giải quyết công việc này, Viện đã tiến hành nghiên cứu một số công đoạn để có cơ sở xây dựng hệ thống giống: Bảo quản khoai tây giống bằng hệ thống kho lạnh; Bảo quản khoai tây trong nhà dân thời gian tới 9 tháng, mùa hè nóng 25-350C, độ ẩm trên 90%, thì tỷ lệ hao hụt tới 40% , mầm mọc sớm nên giống già sinh lý làm giảm năng suất. Mặt khác, do bảo quản quá lâu nên côn trùng và nấm bệnh có điều kiện tấn công củ giống, phải phun hóa chất để phòng trừ làm ô nhiểm khu dân cư. Để khác phục tình trạng trên, Viện được Ủy Ban khoa học kỹ thuật Hà Lan – Việt Nam (KWT) tiến hành bảo quản khoai tây giống bằng kho lạnh ở nhiệt độ 40C, độ ẩm 85% (là thông số kỹ thuật tối ưu bảo quản khoai tây giống), tỷ lệ hao hụt dưới 5%, khi trồng, năng suất trồng giống kho lạnh cao hơn năng suất trồng giống kho tán lạnh (để trong nhà dân) tới 50%, sản xuất có hiệu quả. Từ năm 1996 đến 2001 phát triển được 58 kho, bảo quản được gần 1.800 tấn giống.
Nhân giống bằng invitro: Trong các giải pháp nhân giống khoai tây vô tính thì công nghệ nhân giống bằng invitro có nhiều ưu thế. Từ năm 1978, qua nghiên cứu thử nghiệm của nhiều nhà khoa học, nhiều cơ quan của nhiều vùng sinh thái, đến năm 1984 đã thành công ở vùng Đà Lạt. Từ năm 1984 đến nay, người dân ở Đà Lạt trồng khoai tây bằng giống sản xuất từ invitro năng suất bình quân từ 35-40 tấn/ha, bền vững. Xong diện tích trồng khoai tây ở đây còn ít, khoảng 300-500 ha. Công nghệ này còn đang được ứng dụng để sản xuất vật liệu bố mẹ để sản xuất hạt khoai tây lai và bảo quản những nguồn gen quý hiếm của khoai tây. Đây là công nghệ do Trung tâm công nghệ sinh học Miền nam chủ trì, Viện khoa học kỹ thuật Việt Nam là cơ quan phối hợp.
Sản xuất giống khoai tây vụ xuân: Từ năm 1985, Viện đã nghiên cứu trồng khoai tây vụ xuân ở đồng bằng sông Hồng, để thu hoạch vào tháng 4 nhằm rút ngắn thời gian bảo quản trong kho tán xạ từ 9 tháng còn 6 tháng để
xuất vụ xuân có tỷ lệ hao hụt cao hơn bảo quản bằng kho lạnh nhưng ít hơn khoai vụ đông, mầm trẻ, khi trồng có năng suất cao hơn tương tự giống trồng từ kho lạnh, cao hơn giống từ vụ đông gần 50% . Giống nhập từ Hà Lan có năng suất cao, ổn định và đồng đều hơn giống vụ đông phá ngủ bằng GA3.
Từ khi thử nghiệm đến nay đã hình thành mô hình hệ thống giống khoai tây sản xuất vụ xuân với quy mô 1.000 tấn giống và 1.200 tấn khoai thương phẩm có chất lượng cao ở ĐBSH.
Nghiên cứu thử nghiệm trồng khoai tây ở các vùng sinh thái: Vùng nóng là ở TP HCM (1982-1984) với những giống có gen nguồn gốc nhiệt đới như giống DT02, LT7, B71, năng suất có thể đạt 10-12 tấn/ha nhưng hiệu quả kinh tế thì không cao như các loại rau nhiệt đới như bắp cải nhiệt đới. Ở vùng cao nguyên và vùng núi miền Bắc (1987-1990) trồng được khoai tây với cả nguồn gốc ôn đới và nhiệt đới. Tiềm năng năng suất cao hơn ở ĐBSH, nhưng nhiều sâu bệnh và cỏ dại hơn.
Theo dự báo chiến lược lương thực của tổ chức Nông Lương Quốc tế (FAO) thì thế kỉ 21 này khi mức sống của con người nâng lên thì nhu cầu sử dụng khoai tây cũng tăng. Với chiều hướng này, cây khoai tây sẽ còn bước tiếp trên hành trình nông nghiệp Việt Nam.
PHẦN III ĐẶC ĐIỂM ĐỊA BÀN NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU