4. ðối tượng và phạm vi nghiờn cứu
1.6.5. Nghiờn cứu bảo tồn và khai thỏc nguồn gen
*Thu thập và ủỏnh giỏ nguồn gen
Theo kết quả ủiều tra, kiểm kờ tài nguyờn khoai mụn - sọ tại cỏc nước vựng Chõu Á- Thỏi Bỡnh Dương của Dự ỏn TANSAO (2000)( dẫn theo Lebot, et.al.2000) [55] cho thấy, ở 5 nước thuộc khu vực Thỏi Bỡnh Dương ủó thu thập 982 giống khoai mụn - sọ, trong ủú Papuanew Guinea ủến 700 giống, tỉ lệ giống ủịa phương chiếm tới 95 %. Tại 6 nước ở khu vực đụng Nam Á cú ủến 922 giống khoai mụn - sọ, trong ủú Việt Nam cú 350 giống, kế ủến Trung Quốc: 296 giống. Ở mức ủộ giống cõy trồng, những nghiờn cứu ủỏnh giỏ sự ủa dạng nguồn gen cõy khoai mụn - sọ cũn nhiều tồn tại chưa cú một sự phõn loại hoàn chỉnh cỏc giống ( Kay, 1973 [49]; Ghani, 1984 [34]). Cõy khoai mụn - sọ là cõy nhõn giống vụ tớnh, tuy nhiờn khả năng biến dị của cỏc dũng vụ tớnh xảy ra khỏ mạnh mẽ, thờm vào ủú là sự chọn lọc trong sản xuất, khi người ta di cư và sử dụng những giống phự hợp cho từng vựng canh tỏc, vỡ vậy cú thể tồn tại hàng
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nụng nghiệpẦẦẦ 29 nghỡn giống khoai mụn - sọ . Hiện tượng tạp bội thể hiện rừ ở cỏc giống khoai mụn - sọ Ấn độ là một vớ dụ cho thấy khả năng biến dị kiểu gen khụng thể bị bỏ qua( Yen và CS, 1991) [73]. để nhận biết cỏc giống khoai mụn - sọ, người ta cú thể dựa vào cỏc ủặc ủiểm hỡnh thỏi và thời gian sinh trưởng của giống, màu sắc ruột củ cỏi, chỏm củ, dọc lỏ và phiến lỏ cũng ủược sử dụng ủể phõn biệt cỏc giống khoai ( Sastrapradia và CS, 1981 [64]; Plucknett, 1984 [61]; Diazuli, 1984 [32], Wilson, 1990 [71]). Davis and Gilmartin (1985)(dẫn theo Lebot and Aradhya,1992) [53] nhấn mạnh ý nghĩa quan trọng của những mụ tả hỡnh thỏi trong lựa chọn ủặc ủiểm phõn loại giống cõy trồng ở mức ủộ dưới loài, ủồng thời cũng là những ủiểm ủỏng chỳ ý ủối với nhà nghiờn cứu Nụng học và chọn tạo giống. đối với cõy khoai mụn - sọ, nhiều nhà nghiờn cứu ủó sử dụng những ủặc ủiểm hỡnh thỏi ủể xỏc ủịnh cỏc nhúm giống và ủỏnh giỏ sự ủa dạng về mặt di truyền.
Ở Hawaii, Tackson và CS (1979) (dẫn theo Tanimoto, T., and T. Matsumoto, 1986 ) [69] ủó phõn loại 82 giống khoai mụn - sọ thành cỏc nhúm theo ủặc ủiểm hỡnh thỏi. Vớ dụ: Nhúm Piko cú ủặc ủiểm phiến lỏ mỏng và vết lừm của thuỳ lỏ cắt tới dọc lỏ. Nhúm Mana bao gồm tất cả cỏc giống cú củ cỏi phõn nhúm ở ủỉnh. Nhúm Manini ủược phõn biệt ở màu sắc củ là màu trắng và nhúm Ulaula bỡi màu hồng ở phần gốc của dọc lỏ.
Ở Nhật Bản, Kumazawa và CS, (1956) [50] ủó thu thập ủược 158 giống khoai mụn - sọ ở Nhật Bản và 42 giống khoai tại đài Loan và một vài hũn ủảo chớnh ở Trung Quốc. Cỏc giống khoai mụn - sọ ủó ủược phõn loại thành 15 nhúm dựa vào cỏc ủặc ủiểm hỡnh thỏi. Tuy nhiờn cỏc giống khoai mụn do Kumazawa và CS, (1956) thu thập và nghiờn cứu ủó khụng bảo tồn ủược giống . Vào năm 1982 Takayanagi và CS, ủó thu thập lại cỏc giống khoai mụn - sọủang ủược trồng tại Nhật Bản và 88 giống khoai ủó ủược phõn loại thành cỏc nhúm theo khoỏ phõn loại của Kumazawa và CS, (1956). Sau này Hirai và CS, (1989) [40] phõn loại cỏc giống khoai ủó thu thập ủược dựa vào ủặc ủiểm hỡnh thỏi và
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nụng nghiệpẦẦẦ 30 mẫu phõn tớch ủiện li thành phần Prụtờin củ, kết quả phõn nhúm cỏc giống ủó cho thấy phương phỏp của Kumazawa và CS, (1956) ủó sử dụng là thớch hợp. Ghani (1984) ủưa ra khoỏ phõn biệt cỏc giống khoai mụn - sọ ủược thu thập ở Malaysia. Dựa vào thời gian sinh trưởng và ủăc ủiểm hỡnh thỏi, tỏc giả ủó phõn thành 4 nhúm: Nhúm I, cú thời gian sinh trưởng 9 Ờ 11 thỏng, cõy cao 80 Ờ 110 cm, dọc lỏ to, mập, thẳng ủứng hoặc nghiờng, lỏ hỡnh mũi tờn; Nhúm II, thời gian sinh trưởng 6 Ờ 8 thỏng, cao cõy 50 Ờ 70 cm, dọc lỏ nhỏ, thẳng ủứng hoặc nghiờng lỏ hỡnh mũi tờn hoặc hỡnh tim; Nhúm III, cú thời gian sinh trưởng 5 -6 thỏng, cao cõy 30 - 50 cm, dọc lỏ bộ, mảnh khảnh, khụng chụm, lỏ nhỏ và hỡnh tim; Nhúm IV, cú thời gian sinh trưởng khụng xỏc ủịnh ủược, dọc lỏ và lỏ ăn ủược, củ tiờu biến khụng ăn ủược. Từ bốn nhúm giống xỏc ủịnh ban ủầu, tỏc giả ủó ủưa ra một khoỏ phõn loại cỏc giống khoai mụn - sọ, cú 28 giống ủó ủược nhận biết chớnh xỏc. Cú thể núi ủõy là tài liệu rất tốt giỳp cho cụng tỏc phõn loại cỏc giống khoai mụn - sọ ở Việt Nam.
Nghiờn cứu ủa dạng di truyền bờn trong loài Colocasia esculenta trờn 201 mẫu giống khoai mụn - sọ bằng phương phỏp phõn tớch ủẳng men (isozyme) kết hợp phương phỏp ủỏnh giỏ ủặc ủiểm hỡnh thỏi nụng học của Trung tõm Tài nguyờn Thực vật cho thấy, tập ủoàn khoai mụn - sọ nghiờn cứu cú sự ủa dạng di truyền cao, ớt mẫu giống trựng lặp. Một số nhúm giống cú ủặc tớnh quớ ủó ủược phỏt hiện chẳng hạn như: Nhúm khoai lủi ngắn ngày, năng suất cao (nhúm 35, 58), Nhúm khoai mụn miền nỳi, chất lượng cao (13, 33), Mụn củ dài, ruột tớm, ngắn ngày (67)... Miền nỳi phớa Bắc cú sự ủa dạng di truyền cao hơn cỏc vựng sinh thỏi khỏc ở Việt Nam(Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Nguyễn Văn Viết,2004) [10].
*Bảo tồn nguồn gen
Hoạt ủộng bảo tồn khoai mụn - sọ trờn thế giới ủược thực hiện từ lõu nhưng thực sự ủược quan tõm nhiều bắt ủầu từ những năm 1990 tới nay. Phương phỏp chớnh hiện nay vẫn là bảo quản, lưu giữ exsitu, dưới dạng tập ủoàn nguồn
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nụng nghiệpẦẦẦ 31 gen trờn ủồng ruộng, trồng trong chậu vại tại cỏc cơ quan nghiờn cứu (Nguyễn Thị Ngọc Huệ và CS. 2006) [12].
Hiện nay phương phỏp nuụi cấy mụ ủược xem như là một cụng cụ quan trọng ủể nhõn giống sạch bệnh, bảo quản dài hạn nguồn gen và cũng là phương tiện ủể trao ủổi giống ủối với những cõy nhõn giống vụ tớnh, trong ủú cú cõy khoai mụn - sọ. Ở Solomon, người ta dựng chồi ủỉnh của cõy khoai làm thực liệu nuụi cấy mụ ủể nhõn giống sạch bệnh và bảo quản dài hơn (Arditti and Strauss, 1979 [2]; Jackson, 1980 [48]). Một số tỏc giả ủó ủề cập ủến tận dụng khả năng ra hoa, kết hạt ủể cú thể làm giàu nguồn gen và cú hạt giống tiến tới bảo quản trong ngõn hàng gen hạt (Shaw, 1975
[65];Wilson,1990[71];Pardales,1981 [60]).
Dự ỏn toàn cầu Ộ Tăng cường cơ sở khoa học bảo tồn ủa dạng sinh học Nụng nghiệp trờn ủồng ruộngỢ do Viện Tài nguyờn Di truyền Thực vật chủ trỡ với 10 nước tham gia, trong ủú cú Việt Nam giai ủoạn 1999 - 2003 ủó kết luận, cõy khoai mụn - sọ là ủối tượng cõy ngắn ngày cú thể bảo tồn on- farm bền vững tại cỏc vựng sản xuất truyền thống ở cỏc nước ủang phỏt triển trờn thế giới. Ở Việt Nam kết quả nghiờn cứu của Nguyễn Thị Ngọc Huệ và CS (2006) [12] cho thấy, nguồn gen mụn - sọ ủược bảo tồn khỏ tốt trong cỏc vườn gia ủỡnh và tại một số vựng cú truyền thống sản xuất khoai mụn - sọ như huyện Yờn Thuỷ và đà Bắc tỉnh Hoà Bỡnh, huyện Nho Quan tỉnh Ninh Bỡnh , huyện Thuận Chõu tỉnh Sơn La, huyện Tràng định tỉnh Lạng Sơn và huyện Thạch An tỉnh Cao Bằng... Tại cỏc vựng nghiờn cứu, người nụng dõn trồng và duy trỡ cỏc giống khoai mụn - sọ khỏc nhau. Việc trồng giống gỡ phụ thuộc vào ủiều kiện ủịa hỡnh, ủất ủai, thị trường và theo giỏ trị sử dụng.
Ở nước ta, những tài liệu nghiờn cứu về nguồn gen cõy khoai mụn - sọcũn rất ớt. Nguồn gen cõy khoai mụn - sọủược thu thập nghiờn cứu từ những năm 60
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nụng nghiệpẦẦẦ 32 nhưng chỉ dừng lại ở mức ủộ mụ tả sơ bộ hỡnh thỏi cỏc nhúm khoai nước, khoai sọ ủịa phương (như khoai Lủi, khoai đốm, khoai Mồng Hương...), chưa quan tõm ủến nhúm khoai mụn. Sau ủú dừng lại khụng thấy cú tài liệu nào nghiờn cứu tiếp, mói tới năm 1993. Viện khoa học Kỹ thuật Nụng nghiệp Việt Nam (VASI) ủược sự tài trợ của Trung tõm Nghiờn cứu Quốc tế, Canada và cú sự cố vấn kỹ thuật của Trung tõm khoai tõy Quốc tế, hợp tỏc với cỏc cơ quan nghiờn cứu khỏc ở Việt Nam ủó tiến hành thu thập, bảo quản và ủỏnh giỏ tập ủoàn quỹ gen khoai mụn - sọ núi riờng và cõy cú củ núi chung. Hiện tại, Quỹ gen khoai mụn - sọ ủược bảo quản bằng cỏc phương phỏp ex - situ, in - situ và bảo quản trong ống nghiệm ủối với những giống khoai mụn miền nỳi. Tổng số gần 400 mẫu giống khoai mụn - sọ ủược thu thập thời gian qua ủó và ủang ủược ủỏnh giỏ cú hệ thống bởi Trung tõm Tài nguyờn Thực vật. Nhiều nguồn gen quớ từ tập ủoàn ủược phỏt hiện và ủề xuất cho cỏc chương trỡnh sử dụng khỏc nhau. Tuy nhiờn do thời gian qua chưa ủầu tư ủỳng mức nờn nghiờn cứu, ủỏnh giỏ cỏc ủặc ủiểm hỡnh thỏi Ờ nụng học cũn nhiều bất cập chưa chọn lọc ủược nhiều nguồn gen tốt giới thiệu cho sản xuất khai thỏc sử dụng. Cho ủến năm 2006 mới cú cỏc giống KS5, KMC1, KMN1 chọn lọc từ tập ủoàn ủược giới thiệu cho sản xuất.
1.7. điều kiện tự nhiờn Ờ kinh tế, xó hội và tỡnh hỡnh nghiờn cứu, sản xuất khoai mụn - sọở Bỡnh định.
1.7.1. điều kiện tự nhiờn tỉnh Bỡnh định
- Vị trớ ủịa lý: Tỉnh Bỡnh định thuộc vựng Duyờn hải Nam Trung Bộ (DHNTB) cú toạ ủộ ủịa lý: từ 130 30/ 45// ủến 140 42/ 15// vĩ ủộ Bắc, từ 1030 36/ 30// ủến 1090 18/ 15// kinh ủộ đụng.
- địa giới: Phớa Bắc giỏp tỉnh Quảng Ngói, phớa Nam giỏp tỉnh Phỳ Yờn, phớa Tõy giỏp tỉnh Gia Lai, phớa đụng giỏp biển đụng. Bỡnh định là một trong
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nụng nghiệpẦẦẦ 33 năm vựng trọng ủiểm kinh tế miền Trung, cú hệ thống giao thụng tương ủối phỏt triển (ủường sắt, quốc lộ 1A, quốc lộ 19, cảng biển, cảng hàng khụng) nối liền Bỡnh định với cỏc tỉnh phớa bắc, phớa Nam và là cữa ngừ của vựng Tõy Nguyờn, vựng Nam Lào, vựng đụng Bắc Thỏi Lan, vựng đụng Bắc Campuchia. Cảng hàng khụng Phự Cỏt, cảng biển Qui Nhơn giữ một vị trớ quan trọng trong giao lưu kinh tế nội ủịa và quốc tế của tỉnh
- đặc ủiểm ủịa chất và ủịa hỡnh : Bỡnh định cú lịch sử ủịa chất phức tạp và ủịa hỡnh khỏ phong phỳ. Cỏc loại ủỏ và mẫu chất hỡnh thành ủất ở Bỡnh định cú thể gộp thành 3 nhúm chớnh: nhúm ủỏ macma (granit, bazan...), nhúm ủỏ trầm tớch và biến chất (ủỏ cỏt, phiến thạch...), nhúm trầm tớch ủệ tứ (phự sa cổ, phự sa mới...). địa hỡnh Bỡnh định bị phõn cắt mạnh, dốc và phức tạp. Hướng dốc chủ yếu từ Tõy sang đụng, nỳi và ủồng bằng xen kẽ nhau do một số dóy nỳi Trường sơn kộo dài xuống biển tạo thành. Cú thể chia thành 3dạng chớnh:
- địa hỡnh nỳi trung bỡnh, nỳi thấp (ủộ cao 500 Ờ 1.000 m, chia cắt sõu, ủại bộ phận sườn nỳi cú ủộ dốc >20 0 ): 249.866 ha, chiếm 41,5 % diện tớch tự nhiờn - địa hỡnh ủồi gũ bỏn sơn ủịa ( cú ủộ dốc chủ yếu 10 Ờ 15 0 ): 159.276 ha, chiếm 26,4 % diện tớch tự nhiờn
- địa hỡnh ủồng bằng và ven biển: 193.403 ha, chiếm 31,2 % diện tớch tự nhiờn
- đặc ủiểm khớ hậu: Bỡnh định nằm trong vĩ ủộ nhiệt ủới, nờn chịu ảnh hưởng của khớ hậu nhiệt ủới núng ẩm giú mựa, cú chế ủộ bức xạ phong phỳ và nền nhiệt ủộ cao, cú hai mựa rừ rệt: mựa khụ và mựa mưa. Mựa mưa kộo dài từ thỏng 9 ủến thỏng 12 hàng năm, mựa khụ từ thỏng 1 ủến thỏng 8
+ Nhiệt ủộ: Chế ủộ nhiệt của Bỡnh định thể hiện khỏ ủăc trưng của kiểu khớ hậu nhiệt ủới gớo mựa . Nhiệt ủộ bỡnh quõn hàng năm khỏ cao 27 0c, khụng cú sự khỏc biệt lớn giữa cỏc ngày, cỏc thỏng và cỏc năm kế cận; trong năm
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nụng nghiệpẦẦẦ 34 khụng cú thỏng cú nhiệt ủộ bỡnh quõn thấp dưới 150c, khụng cú nhiệt ủộ tối thấp tuyệt ủối <7 0c. 0 100 200 300 400 500 600 700 0 50 100 150 200 250 300
Nhiệt độ trung bình (OC) 23,1 24,1 25,3 27,4 29,1 29,9 29,8 29,8 28,6 26,9 25,4 23,7 ẩm độ trung bình (%) 82,5 82,8 83,4 83,1 79,3 74,2 72,1 71,4 78,4 83,4 84,2 83,4 L−ợng m−a (mm) 56 28 44,8 45,8 90,6 68,8 70,6 61,3 238,9 580,5 465,7 206,4 Số ngày m−a (ngày) 8 5 6 4 10 6 8 14 18 25 17 27 Bốc hơi trung bình (mm) 59,5 69,4 76 86,4 89,6 117,9 147,6 127,7 75,6 57 65,7 68,2 Số ngày s−ơng mù (ngày) 4,8 6 6,8 0,8 0,2 0 0 0 0 0 0 0 Số giờ nắng (giờ) 148,2 179,9 234,1 247,4 254,5 228,8 236 219,6 187,7 158,1 120,1 108,6
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Hỡnh 1.1. Hỡnh vẽ diễn biến một số yếu tố khớ hậu tại Bỡnh định( 1990 Ờ 2007) + Lượng mưa: Trung bỡnh hàng năm lượng mưa ở Bỡnh định là 1.921 mm ( biến ủộng từ 1.600 Ờ 3.000 mm). Khu vực phớa Bắc và Tõy Bắc mưa nhiều hơn phớa Nam. Mựa mưa tập trung từ thỏng 9 ủến thỏng 12, chiếm gần 73 % tổng lượng mưa trong năm, mưa lớn thường xảy ra trong thỏng 10, 11 gõy lũ lụt làm thiệt hại rất lớn về kinh tế. Cỏc vựng nỳi cao phớa Tõy mựa mưa ủến sớm hơn, lương mưa, cường ủộ mưa thường lớn hơn so cỏc huyện ở ủồng bằng. Mựa khụ kộo dài từ thỏng 1 ủến thỏng 8, lượng mưa chỉ bằng 15 Ờ 20 % lượng mưa cả năm. Thỏng 2 Ờ 4 khụ kiệt, thỏng 5 Ờ 7 thường cú mưa tiểu món.
+ độẩm khụng khớ: độ ẩm trung bỡnh năm là 80,2 %, trong mựa khụ ủộ
ẩm biến ủộng từ 71,4 Ờ 72,1 % (thấp nhất là thỏng 7 Ờ 8); mựa mưa từ 83,4 Ờ 84,2 %. Từ thỏng 2 ủến thỏng 3 cú những ngày mưa phựn và sương mự nờn ủộ ẩm khụng khớ cao (82,8 Ờ 83,4 %)Ầ
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nụng nghiệpẦẦẦ 35 * Số giờ nắng: Tổng số giờ nắng trung bỡnh của nhiều năm là 2.325,8 giờ. Số giờ nắng giảm dần từ ủồng bằng lờn vựng nỳi. Thời kỳ nắng nhiều nhất cũng là thời kỳ khụ hạn nhất. Từ thỏng 3 ủến thỏng 8, mỗi thỏng cú trờn 200 giờ nắng * Bức xạ: Tổng lượng bức xạ ở Bỡnh định khỏ cao 145 Ờ 150 Kcal/cm2/năm. Trong khi ở Hà Nội chỉ ủạt 113 Kcal/cm2/năm và thành phố Hồ Chớ Minh là 138,8 Kcal/cm2/năm.
+ đặc ủiểm thổ nhưỡng: Theo kết quả ủiều tra, ủỏnh giỏ, phõn hạng ủất
ủai tỉnh Bỡnh định theo phương phỏp quốc tế FAO Ờ UNESCO của hội khoa học ủất Việt Nam thực hiện năm 1997, toàn tỉnh cú 9 nhúm ủất, chia thành 14 ủơn vị phõn loại. đất ủồng bằng 197.035 ha, chiếm 32,7 % diện tớch tự nhiờn. đất ủồi nỳi 405.520 ha, chiếm 67,3 % diện tớch tự nhiờn, trong ủú tầng ủất dày từ trung bỡnh trở lờn 120.000 ha, ủộ ủốc dưới 150 là 105.000 ha, khỏ thớch hợp với cỏc loại cõy trồng cạn, cõy lõu năm. đõy là loại ủất cú thể phỏt triển cõy khoai mụn - sọ.
* Nhúm ủất cỏt (AR: Arenosols): Diện tớch 13.570 ha, chiếm 2,3 % tổng diện tớch tự nhiờn, phõn bố tập trung ở cỏc huyện Phự Cỏt, Phự Mỹ, Hoài Nhơn, thành phố Qui Nhơn. Nhúm ủất này cú khả năng thoỏt nước tốt, giữ nước kộm, rất nghốo dinh dưỡng. Những vựng ủất cỏt cố ủịnh sử dụng trồng phi lao phũng hộ, cõy ăn quả, cõy màu và trồng ủiều
* đất xỏm (AC: Acrisols): Diện tớch 425.835 ha, chiếm 70,7 % tổng diện tớch ủất