4. Đối tượng và phạm vi nghiờn cứu
1.3.1.Một số nghiờn cứu về giống
1.3.1.1. Hiện tượng thoỏi húa giống khoai tõy và hiện tượng ngủ nghỉ
* Hiện tượng thoỏi húa giống
Hiện tượng thoỏi húa giống là hiện tượng khi sử dụng giống tại chỗ và trồng liờn tiếp nhiều vụ cõy sẽ sinh trưởng kộm, cõy thấp, lỏ xoăn, thõn cú vết loang lổ, dị dạng, củ nhỏ dẫn đến giảm năng suất (Vũ Triệu Mõn, 1978; Nguyễn Văn Viết, 1991)[13], [31]. Thoỏi húa giống là một trong những nguyờn nhõn chớnh mà nụng dõn khụng chấp nhận những giống chất lượng thấp.
Sự thuần khiết của giống, tuổi sinh lý và củ sạch bệnh là những nhõn tố quan trọng nhất tỏc động đến năng suất và chất lượng củ. Khoai tõy là cõy sinh sản vụ tớnh, khi được trồng liờn tục thỡ khả năng cho năng suất sẽ giảm vỡ giống thường hay bị nhiễm bệnh.
Theo Nguyễn Quang Thạch và cs, (1993)[20] thỡ cú 2 nguyờn nhõn thoỏi húa giống: thoỏi húa bệnh lý (nhiễm virus) và thoỏi húa sinh lý (củ giống bị già sinh lý do bảo quản lõu trong điều kiện núng ẩm).
Hiện tượng thoỏi húa giống khoai tõy do virus đó được Parmentier phỏt hiện từ năm 1786 nhưng phải mất một thế kỷ sau người ta mới xỏc định được đặc tớnh của virus và khẳng định chỳng là nguyờn nhõn gõy ra thoỏi húa khoai tõy. Khoai tõy là ký chủ của 60 loại virus khỏc nhau gõy bệnh cho cõy trồng, trong đú cú 33 loại virus hại khoai tõy, 6 loại virus gõy hại điển hỡnh là:
- PLRV (Potato Leaf Roll Virus): Gõy bệnh cuốn lỏ, làm giảm năng suất từ 40 – 90%.
- PVY (Potato Virus Y): Gõy bệnh xoăn lỏ, khảm lỏ, lựn cõy và làm giảm năng suất 50 – 90%.
- PVA (Potato Virus A): Gõy bệnh khảm lỏ làm biến dạng lỏ và giảm năng suất 50%.
- PVX (Potato Virus X): Gõy bệnh khảm lỏ nhưng khụng biến dạng, làm giảm năng suất 10 – 20%.
- PVS (Potato Virus S): Triệu chứng ẩn, cú thể làm giảm diện tớch lỏ, gõy đổ cõy, giảm năng suất từ 10 – 15%.
- PVM (Potato Virus M): Gõy bệnh cuốn lỏ nhẹ ở ngọn, khảm gõn lỏ, giảm năng suất từ 60 – 70%.
Ở Việt Nam bệnh virus cú ở khắp cỏc vựng trồng khoai tõy. Tỷ lệ quan sỏt bằng triệu chứng bờn ngoài đó đạt 14,6% – gần 75%, nếu kiểm tra bằng huyết thanh và phương phỏp khỏc tỷ lệ nhiễm virus đó lờn tới 26,6% - 87,1% (Vũ Triệu Mõn, 1986)[14]. Kiểu truyền bệnh chủ yếu do rệp đặc biệt là rệp đào Myrus persucae sulr, ngoài ra cũn truyền bằng cơ giới (Lờ Hưng Quốc, 2006)[18].
* Thoỏi húa sinh lý
Tỡnh trạng sinh lý của củ giống bị ảnh hưởng bởi điều kiện trồng trọt, thời gian và điều kiện bảo quản. Nếu củ khoai tõy được trồng trong điều kiện ấm, bảo quản ở nhiệt độ cao sẽ cho củ giống già hơn khi được trồng ở vựng lạnh và bảo quản ở nhiệt độ thấp. Giống cú thời gian ngủ ngắn bước vào giai đoạn già sớm hơn giống cú thời gian ngủ nghỉ dài. Chớnh vỡ vậy, ở vựng Đụng Nam Á, vỡ phải bảo quản lõu trong thời gian nhiệt độ cao nờn củ giống bị già húa nhanh và cho năng suất thấp.
Kết quả nghiờn cứu của Trương Văn Hộ và cs, (1990)[7] cho thấy, với điều kiện bảo quản trong gia đỡnh sau 6 thỏng củ giống đến tuổi trồng là tốt
nhất, hao hụt về khối lượng thời điểm này là 10%. Từ thỏng thứ 7 đến thỏng thứ 9 khoai phải nằm chờ đến vụ trồng, củ nhăn nheo, mầm phỏt 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 nghiờn cứu của Trịnh Khắc Quang và cs (2000)[17] 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. Nguyờn nhõn do củ giống cú thời gian bảo quản quỏ dài (9 thỏng) trong điều kiện núng ẩm đó biểu hiện già sinh lý, chất lượng giảm sỳt là nguyờn nhõn quan trọng dẫn đến sức sinh trưởng và năng suất giảm ở cỏc đời sau. Ngoài ra sự lõy nhiễm virus trờn đồng ruộng cũng là nguyờn nhõn thoỏi húa giống sau cỏc vụ trồng.
Như vậy hiện tượng thoỏi húa bệnh lý là kết quả hoạt động mạnh mẽ của virus, chỳng làm thay đổi cỏc hoạt động sống của cõy, làm giảm năng suất và phẩm chất khoai tõy. Bệnh virus khụng ngừng lõy lan trong suốt quỏ trỡnh trồng trọt, nú là căn bệnh rất nguy hiểm, khụng thể chữa được. Thoỏi húa sinh lý chủ yếu đo tỏc động của mụi trường, đặc biệt là điều kiện bảo quả củ giống. Vỡ vậy trong sản xuất cần cú biện phỏp khắc phục hiện tượng thoỏi húa giống.
* Hiện tượng ngủ nghỉ của củ giống
Khoai tõy là cõy trồng được nhiều vụ trong năm, tuy nhiờn một trong những yếu tố hạn chế đến việc tăng vụ sản xuất khoai tõy là củ khoai tõy khi mới thu hoạch về thường khụng nảy mầm ngay (thời gian ngủ nghỉ).
Vỏ củ khoai tõy khi già bao gồm 5 – 15 lớp tế bào. Vào thời kỳ khoai tõy chớn sinh lý, vỏ củ chắc cú chức năng bảo vệ củ nờn hầu như khụng thấm húa chất, lipit và cỏc chất lỏng khỏc, ngoài ra cỏc chất khớ và nước cũng khú di chuyển qua được. Đõy cũng là một trong những nguyờn nhõn dẫn đến sự ngủ nghỉ của cõy khoai tõy.
Trong cỏc mầm ngủ của củ khoai tõy, sự tổng hợp ADN và ARN và protein bị ức chế, khụng thấy cú sự phõn chia, sự dón của tế bào. Mặt khỏc củ giống cú phản ứng đối với sự phỏ ngủ bằng cỏc chất kớch thớch sinh trưởng ngoại sinh, chứng tỏ sự ngủ nghỉ được kiểm tra bởi cơ chế hoormon. Sự cõn
bằng giữa cỏc chất ức chế sinh trưởng (axit Absxixic) và chất khởi động (Gibberellin) quyết định sự bắt đầu và kết thỳc ngủ nghỉ. Sự kết thỳc ngủ của cõy khoai tõy gắn liền với việc giảm nồng độ axit Absxixic và tăng nồng độ Gibberellin.
Như vậy cú 2 nguyờn nhõn chủ yếu dẫn đến hiện tượng ngủ nghỉ của khoai tõy là: Sự bền vững, ngăn cản thấm khớ, nước của lớp vỏ củ và sự cõn bằng hoormon trong củ. Do đú để phỏ ngủ cho khoai tõy người ta cú thể tỏc động cỏc yếu tố lý, húa nhằm xúa bỏ đồng thời hoặc từng nguyờn nhõn ngủ nghỉ kể trờn.
1.3.1.2. Nghiờn cứu về chọn tạo, nhập nội giống khoai tõy
Năm 1971 Trung tõm khoai tõy Quốc tế (CIP) ra đời, mục tiờu cơ bản của CIP là tăng năng suất, tớnh ổn định, hiệu quả sản suất khoai tõy ở cỏc vựng đang phỏt triển, cải tiến sản xuất khoai tõy ở cỏc vựng nhiệt đới và bỏn nhiệt đới thấp cũng như cỏc vựng cao và lạnh.
Cú 7 vấn đề ưu tiờn đó được CIP xỏc định, trong đú cú thu thập và bảo quản nguồn gen cõy khoai tõy, chọn tạo giống khoai tõy là 2 hoạt động quan trọng. Cho đến nay CIP đó thu thập và đưa vào bảo quản khoảng 1.500 mẫu khoai tõy dại thuộc 93 loài, 3.694 mẫu khoai tõy trồng thuộc 8 loài từ 10 nước chõu Mỹ La Tinh và 7 nước khỏc. CIP đó cung cấp giống khoai tõy bản xứ của nước Anh tới cỏc nhà nghiờn cứu của 18 nước năm 1991, 20 nước năm 1992 và 23 nước năm 1993.
Trong cỏc chương trỡnh chọn tạo giống khoai tõy, việc sử dụng cỏc loài hoang dại đúng vai trũ hết sức quan trọng, đặc biệt là chọn giống chống chịu sõu bệnh cũng như điều kiện thời tiết bất thuận. Trong những năm 90, khoai tõy là đối tượng ứng dụng nghiờn cứu cụng nghệ sinh học đứng hàng thứ hai sau cõy thuốc lỏ, cỏc kỹ thuật sau đõy đó được phổ biến trờn thế giới (Nguyễn Văn Uyển, 1995)[29].
- Nuụi cấy tỳi phấn tạo cỏc dũng 2.
- Nuụi cấy protoplast, lai xa bằng dung hợp protoplast giữa S.tuberosum và cỏc dũng hoang dại. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Tỏi sinh cõy hoàn chỉnh từ protoplast, tế bào đơn.
(gen mó hoỏ cơ học virus Y, X, gen Bt).
Để giải quyết vấn đề thiếu giống tốt trong sản xuất ở cỏc nước đang phỏt triển, từ năm 1976 CIP đó bắt đầu nghiờn cứu lai tạo cỏc tổ hợp hạt khoai tõy lai cú 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 nhúm cỏc nhà khoa học của CIP đó 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, Chilờ đó thành cụng trong sản suất hạt lai theo kỹ thuật của CIP. Đặc biệt Ấn Độ đó sản suất thành cụng 500 kg hạt lai cung cấp cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu sang Việt Nam, Philippine…(Nguyen Van Viet, 1993)[51].
Bờn cạnh Trung tõm nghiờn cứu khoai tõy Quốc tế, Hà Lan đúng vai trũ quan trọng trong lĩnh vực chọn giống khoai tõy, đến năm 1991 đó cú 85 giống khoai tõy được chọn tạo và sản xuất bởi nhiều cụng ty nổi tiếng của Hà Lan như The De.Z.P.C, Agroco…trong đú cú nhiều giống năng suất cao đó xuất khẩu sang nhiều nước trờn thế giới như Nicola, Diamant, Bintje…
Ở chõu Á, nhiều nước đó xõy dựng cỏc chương trỡnh chọn tạo giống khoai tõy như Hàn Quốc cú hai chương trỡnh chọn giống khoai tõy, một tại Trung tõm nghiờn cứu Horticultural (HES) thuộc vựng đất thấp Sweon, chương trỡnh bắt đầu từ năm 1962 với mục tiờu chọn ra cỏc giống khoai tõy chịu núng, ngủ ngắn, năng suất cao. Một chương trỡnh tại Trung tõm nghiờn cứu Alpine (AES) thuộc vựng nỳi cao Dackwamyung, từ năm 1978 tập trung nghiờn cứu vào chọn dũng khoai tõy cú năng suất cao, khỏng bệnh mốc sương, virus và chớn sớm.
Năm 1902, Nhật Bản đó thiết lập chương trỡnh chọn giống khoai tõy. Năm 1916 cụng tỏc lai tạo đó bắt đầu được thực hiện và đó chọn được một số giống như sau: Năm 1938 chọn ra giống Benimaru, 1943 chọn tạo được giống Norin.1, năm 1981 chọn ra giống Korafubuki dựng cho chế biến tinh bột. Năm 1976 chọn ra giống Toyshirro, năm 1981 chọn ra giống Kohlaiogane dựng để chế biến thực phẩm.
Như vậy cỏc nước trồng khoai tõy đều rất chỳ trọng đến việc chọn tạo giống cho sản xuất vỡ thiếu giống là yếu tố chớnh hạn chế năng suất và khả năng phỏt triển cõy khoai tõy. Tuy nhiờn việc tạo ra được giống tốt được thực tế chấp nhận là vấn đề hết sức khú khăn. Ở vựng nhiệt đới, thỡ giống khoai tõy nhất thiết phải thớch ứng được với yếu tố nhiệt độ cao, ẩm độ cao, độ dài ngày
ngắn và mựa vụ gieo trồng ngắn, khả năng chống chịu với điều kiện sõu hại cao và sinh trưởng tốt khi ớt được đầu tư. Giống chớn sớm thường thớch hợp với việc gieo trồng trờn đất nhiều mựa vụ hơn và ớt thay đổi về năng suất dưới tỏc động của mụi trường khụng thớch hợp và sõu bệnh. Thậm chớ mựa vụ khụng thể trồng được giống chớn muộn.
Ở Việt Nam, từ năm 1966 việc nghiờn cứu gieo trồng khoai tõy vụ Đụng đó được một số bộ mụn của Viện Khoa học Kỹ thuật Nụng 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 cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu là: Thời vụ trồng, mật độ cõy, phõn bún, tưới nước, phũng trừ bệnh mốc sương, trồng khoai tõy trờn đất ướt... Giống khoai tõy chớnh được trồng ở Việt Nam là giống Thường Tớn (tờn gốc là Ackensegen do Đức tạo ra năm 1929). Ưu điểm của giống này là bảo quản được giống trong điều kiện tự nhiờn, ruột vàng, chất lượng khỏ nhưng do được trồng bằng củ qua nhiều năm nờn giống đó nhiễm bệnh virus với tỉ lệ cao dẫn đến năng suất thấp.
Với mục đớch xỏc định được giống khoai tõy năng suất cao, phự hợp với điều kiện sinh thỏi nhằm thay thế giống Thường Tớn đó bị thoỏi hoỏ, năm 66 – 82 Viện KHKTNN Việt Nam đó nhập khoảng 220 giống của Liờn Xụ (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 tõy Phỏp (Ackersegen phục trỏng bằng in - vitro), Diamant, Nicola của Hà Lan. Những giống này đó được đưa vào sản xuất với diện tớch 3000 – 4000 ha cú năng suất cao tuy nhiờn tốc độ thoỏi húa nhanh vỡ chỳng mang gen Tuberosum thớch hợp với vựng ụn đới ngày dài, số giờ chiếu sỏng là 14h (Trương Văn Hộ, Nguyễn Kim, 2002) [10].
* Giai đoạn 2: Từ 1980 đến nay
Giai đoạn này cõy khoai tõy khoai tõy được quan tõm, đó cú đề tài cấp nhà nước do Viện Khoa học Kỹ thuật Nụng nghiệp Việt Nam chủ trỡ, nhờ vậy năng suất cõy khoai tõy đó được nõng cao. Giai đoạn trước chỉ đạt 8 tấn/ha, năng suất cao nhất là 18 - 20 tấn/ha, từ 1981 đến nay năng suất bỡnh quõn đạt gần 12 tấn/ha, cao nhất đạt 35 - 40 tấn/ha (Trương Văn Hộ, Nguyễn Kim, 2002)[10]. Khi lỳa gạo và ngụ dồi dào thỡ khoai tõy được nghiờn cứu theo hướng chất lượng và hiệu quả. Những cụng trỡnh nghiờn cứu khoai tõy trong giai
đoạn này là:
- Từ năm 1982 – 1989 Trung tõm Nghiờn cứu cõy cú củ, Viện Khoa học Kỹ thuật Nụng nghiệp Việt Nam đó nhập khẩu và đỏnh giỏ:
+ 83 mẫu giống từ CIP và xỏc nhận một số dũng cú triển vọng ở vựng đồng bằng Sụng Hồng là I.1039; 378597.1; 385108.28; 385153.27.
+ 4580 dũng Go, đó chọn ra giống VC38.6 được phộp khu vực hoỏ năm 1989.
+ 12 giống của Hà Lan trong đú xỏc định được 2 giống cho năng suất cao phự hợp cho xuất khẩu.
- Năm 1983 – 1990: Trung tõm Khảo nghiệm Giống cõy trồng Trung ương đó tiến hành khảo nghiệm 25 giống, kết luận Lipsi là giống tốt được Hội đồng Bộ Nụng nghiệp cụng nhận là giống quốc gia năm 1990.
- Năm 1987 – 1989: cỏc tỏc giả Trần Như Nguyện và cs, (1990)[16] đỏnh giỏ 30 giống khoai tõy nhập từ CIP và Viện cõy Lương thực, Thực phẩm Úc, 28 giống nhập nội từ Viện nghiờn cứu Thực vật Úc và 38 giống khoai tõy nhập nội từ CIP đó kết luận cú 3 giống là 378598.1; LT7; 407.3 cú khả năng sinh trưởng đồng đều, ớt nhiễm bệnh, thớch nghi trong điều kiện khớ hậu núng, cho tỷ lệ củ thương phẩm và năng suất cao.
- Năm 1987 – 1992: Nguyễn Thị Nền và cỏc cộng sự đó đỏnh giỏ 60 dũng, giống nhập từ CIP và chõu Âu tại Trung tõm Nghiờn cứu Thỏi Phiờn - Đà Lạt kết luận giống I.1085 khỏng bệnh mốc sương tốt, cho năng suất cao.
- Năm 1991 – 1992: Viện Nghiờn cứu cõy Lương thực và Thực phẩm đó đỏnh giỏ 51 tổ hợp lai kết luận cú 4 tổ hợp cú năng suất cao ở đời Go là IP.88006; IP.88002; AVRDC.1287.19 x 14; IP.88005, trong đú cú IP.88002 cho năng suất cao ở đời G1.
- Năm 1991 – 1994: Lờ Thị Thuấn và cs [25] đỏnh giỏ 133 dũng nhập nội từ CIP và kết luận cỏc dũng 385108.28; 385153.27; 379402.2 và Redpontiea cú triển vọng nhất.
- Năm 1993 – 1996: Viện Nghiờn cứu cõy Lương thực và cõy Thực phẩm đỏnh giỏ 45 tổ hợp lai nhập từ CIP, thử nghiệm 5 tổ hợp cú nhiều triển vọng nhất thuộc cỏc tỉnh Thỏi Bỡnh, Nam Hà, Hải Hưng, Hà Tõy, Lào Cai. Năm 1997 hai tổ hợp lai HPS2/67 và HPS/67 đó được Hội đồng Khoa học Bộ Nụng nghiệp và Phỏt triển nụng thụn cụng nhận là giống tiến bộ kỹ thuật.
- Năm 1994 - 2000: Trờn cơ sở hợp tỏc với CIP và một số cơ quan trong nước Trung tõm Nghiờn cứu cõy cú củ (TTNCCCC) giữ vai trũ chủ trỡ điều phối chương trỡnh
nghiờn cứu và phỏt triển khoai tõy hạt lai ở Việt Nam. Trung tõm đó xõy dựng cụng nghệ sản xuất khoai tõy bằng hạt khoai tõy lai, trong đú chọn được 2 giống HH2 và HH7 đưa vào sản xuất, tăng diện tớch khoai tõy lai từ 4 ha (93 – 94) lờn 3.200 ha (99 – 2000), 3.500 ha (2000 – 2001), năng suất trung bỡnh đời C0, C1, C2 là 15 tấn/ha tăng 50% so với giống Thường tớn. Khoai tõy hạt lai cú ưu điểm là sạch bệnh, tiết kiệm chi phớ giống 100 g hạt thay thế cho 1500 kg củ giống/ha (Đào Huy Chiờn, 2002)[1]