Nghiờn cứu về giống khoai tõy

2. Muc đích và yờu cõ̀u

1.4.1. Nghiờn cứu về giống khoai tõy

1.4.1.1. Nghiờn cứu về khả năng 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 xuất khoai tõy ở cỏc vựng đang phỏt triển, cải tiến sự phự hợp của 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 nhập 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 bảo quản khoảng 1.500 mẫu khoai tõy dại thuộc 93 loài khỏc nhau, 3.694 mẫu khoai tõy trồng thuộc 8 loài khỏc nhau

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 n- ước 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 (Mori et al,. 1994) [48]. 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, người ta đó sử dụng cỏc kỹ thuật sau đõy:

- Nuụi cấy tỳi phấn tạo cỏc dũng 2

- Nuụi cấy protoplast, lai xa bằng dung dịch protoplast giữa S.tubersum và cỏc dũng hoang dại.

- Tỏi sinh cõy hoàn chỉnh từ protoplast, tế bào đơn.

- Chuyển gen trực tiếp bằng sỳng bắn gen hoặc thụng qua vi khuẩn Agrobacterium (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 LT7…Hiện nay Ấn Độ, Trung Quốc, Chilờ đó thành cụng trong sản xuất hạt lai theo khoai tõy của CIP. Đặc biệt ấn Độ đó sản xuất thành cụng 500 kg hạt lai cung cấp cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu sang Việt Nam , Philippine… (Nguyen Van Viet , 1993) (dõ̃n theo Lờ S ỹ Lợi, 2007) [13].

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

trong đú cú nhiều giống năng suất cao đó xuất khẩu sang nhiều nước trờn thế giới như Nicola, Diamant…

Ở Chõu Á, Hàn Quốc cú hai chương trỡnh chọn giống khoai tõy, một tại Horticultural Experiment Station (HES) thuộc vựng đất thấp Sweon, chương trỡnh bắt đầu từ năm 1962 với mục tiờu chọn ra cỏc giống khoai tõy chịu núng, thời gian ngủ ngắn, năng suất cao. Một chương trỡnh tại Alpine Experment Station (AES) thuộc vựng nỳi cao Dackamyung, 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. Năm 1938 chọn ra giống Bennimaru, năm 1943 chọn tạo được giống Norin.1, năm 1976 chọn ra giống Toyshirro, năm 1981 chọn ra giống Korafubuki dựng chế biến thực phõ̉m và giụ́ng Korafubuki dùng cho chờ́ biờ́n tinh bụ̣t.

Như vọ̃y, cỏc nước trồng khoai tõy đều rất chỳ trọng đến việc chọn tạo giụ́ng cho sản xu ất, vỡ thiếu giống là yếu tố chớnh hạn chế năng suất và khả năng phát triờ̉n cõy khoai tõy. Tuy nhiờn, viợ̀c tạo ra được giụ́ng tụ́t được thực tờ́ chṍp nhọ̃n là vṍn đờ̀ hờ́t sức khó khăn . Ở vựng nhiệt đới thỡ giống khoai tõy nhất thiết phải thớch hợp 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 (Renia, 1992) [49]. Giống chớn sớm thường thớch hợp với việc gieo trồng trờn đất nhiều mựa vụ hơn và ớt thay đổi về năng suất dưới sự tỏc động của mụi trường khụng thích hợp và sõu bợ̀nh (Patt P. J, 2001) [40].

Ở Việt Nam, từ năm 1966 việc nghiờn cứu gieo trồng khoai tõy vụ thu 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 1966 - 1980

Từ năm 1966 đến năm 1972 phõ̀n lớn cỏc cụng trỡnh nghiờn c ứu 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 củ qua nhiều năm nờn giống đó nhiễm bệnh virus với tỷ 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, từ năm 1966 1982 Viợ̀n KHKTNN Việt Nam đó nhập khoảng 220 giụ́ng của Liờn Xụ (cũ), Ba Lan, Hungari, Đức, Hà Lan. Tiờ́n hành khảo nghiợ̀m và giới thiợ̀u ra sản xuṍt giụ́ng Viợ̀t Đức 1 (Kardia của Đức ), Viợ̀t Đức 2 (Mariella của Đức ), giống khoai tõy Pháp (Ackersegen phục trỏng bằng in vitro ), Diamant, Nicola của Hà Lan . Những giụ́ng này đã được trụ̀ng với diợ̀n tích 3000 – 4000 ha tuy năng suṍt cao nhưng tụ́c đụ̣ thoái hóa nhanh vì chúng mang gen Tuberosum thích hợp với vùng ụn đới dài ngày , sụ́ giờ chiờ́u sáng là 14h (Trương Văn Hụ̣ và cs, 2002) [11].

* Giai đoạn 2 từ 1980 đờ́n nay

Giai đoạn này cụng tác nghiờn cứu vờ̀ cõy khoai tõy đó đư ợc quan tõm, đó cú đề tài cấp Nhà nước do Viện KHKTNN Viợ̀t Nam chủ trỡ, nhờ vậy năng suất cõy khoai tõy đó được nõng lờn từng bước . Giai đoạn trước năm 1980 năng suṍt ch ỉ 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 Hụ̣ và cs, 2002) [11]. Khi lương thực 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 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.

+ Giống Ackersegen mới nhập từ Phỏp đó xỏc định cú nhiều ưu điểm hơn hẳn Thường tớn ruột vàng.

- 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 Nguyợ̀n và cs , (1990), [20] 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 cs (dõ̃n theo Lờ Sỹ Lợi , 2007) [13] đó đỏnh giỏ 60 dũng, giống nhập từ CIP và Chõu Âu tại Trung tõm Nghiờn cứu Thỏi Phiờn - Đà Lạt đó kết luận giống I.1085 khỏng bệnh mốc sương tốt, cho năng suất cao.

- Năm 1991 - 1992: Viện nghiờn cứu Cõy lương thực và Cõy thực phẩm nghiờn cứu biợ̀n pháp sản xuṍt khoai tõy bằng hạt và sử dụng 2 giụ́ng thụ phṍn tự do KT6 và KT12 phỏt triển ở nhiều vựng sản xuất . Trong nghiờn cứu sử dụng khoai tõy hạt lai đã đánh giá được 51 tụ̉ hợp lai và kờ́t luọ̃n 4 tổ hợp

cho 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 Thuṍn và cs, (1995) [29] 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 đó 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.

Trong giai đoạn 1994 – 2000: Trờn cơ sở hợp tác với CIP và mụ̣t sụ́ cơ quan trong nước , Trung tõm nghiờn cứu cõy có củ (TTNCCCC) giữ vai trò chủ trỡ điều phối chương trỡnh nghiờn cứu và phát triờ̉n khoai tõy hạt lai ở Viợ̀t Nam. Trung tõm đã xõy dựng cụng nghợ̀ sản xuṍt giụ́ng khoai tõy bằng hạt lai, trong đó chọn được 2 giụ́ng HH2 và HH7 đưa vào sản xuṍt, tăng diợ̀n tích khoai tõy trụ̀ng bằng hạt lai từ 4 ha năm (1993 – 1994) lờn 3.200 ha (năm 1999 – 2000) và 3.500 ha (2000 – 2001). Năng suṍt trung bình đời G0, G1, G2 là 15 tṍn/ha tăng 50% sơ với giụ́ng Thường Tín. Khoai tõy hạt lai có ưu điờ̉m là sạch bệnh , 100g hạt thay thờ́ cho 500kg củ g iụ́ng/ha nờn tiờ́t kiợ̀m chi phí giụ́ng (Đào Huy Chiờn, 2002) [2].

Năm 1996 – 2000: TTNCCCC chon được giụ́ng khoai tõy KT3 với cỏc đặc tớnh quý như thời gian sinh trưởng ngắn (80 ngày), năng suất 25 - 30 tấn/ha chống chịu được virus tốt, tốc độ thoỏi hoỏ giống chậm, thời gian ngủ dài 160 ngày (Đào Huy Chiờn, 2002) [2].

Từ năm 1993 – 2003: Viợ̀n cõy lương thực và Cõy thực phõ̉m , Trung tõm nghiờn cứu Khoai tõy – rau và hoa Đà Lạt đã nghiờn cứu đánh giá hàng trăm tụ̉ hợp lai có nguụ̀n gụ́ c từ Trung tõm khoai tõy quụ́c tờ́ CIP , chọn được mụ̣t sụ́ tụ̉ hợp lai có triờ̉n vọng cho năng suṍt và tỷ lợ̀ thương phõ̉m cao ngay từ đõ̀u (Phạm Xuõn Tựng và cs, 2003) [30].

Như vậy từ năm 1970 đến nay, Việt Nam chủ yếu nhập nội giống và dũng khoai tõy từ cỏc nước Chõu Âu và CIP để khảo sỏt đỏnh giỏ và đó xỏc định được một số giống cho sản xuất như : Mariella, Lipsi…Tuy nhiờn các giụ́ng này khi nhọ̃p vào Viợ̀t Nam thường bị rút ngắn thời gian sinh trưởng khoảng 30 – 50 ngày, đõy là yờ́u tụ́ hạn chờ́ năng suṍt và phõ̉m chṍt khoai tõy . Mặt khác củ giụ́ng qua thời gian bảo quản dài trong điờ̀u kiợ̀n nóng õ̉m đã biờ̉u hiợ̀n già sinh lý , ngoài ra chỳng cũn bị lõy nhiễm virus trờn đồng ruộng . Sử dụng giụ́ng đã bị thoỏi húa là nguyờn nhõn làm giảm năng suất khoai tõy ở cỏc đời sau. Do đó tiờ́n hành nhọ̃p nụ̣i theo chu kỳ 3 – 4 năm mụ̣t lõ̀n cũng là mụ̣t hướng giải quyờ́t vṍn đờ̀ giụ́ng khoai tõy ở nước ta (Trương Văn Hụ̣ và cs, 1990) [9].

1.4.1.2. Nghiờn cứu vờ̀ biợ̀n pháp nhõn giụ́ng khoai tõy

. * Nhõn giống khoai tõy bằng thõn, chồi, ngọn ngoài đồng ruộng

Cụng nghệ sản xuất củ giống qua nhiều thời kỳ: sản xuất giống củ to, sản xuất giống củ nhỏ từ cỏc mầm, sản xuất củ giống từ hạt khoai tõy… Cụng nghệ chọn lọc, bảo quản khoai tõy truyền thống kết hợp với phương phỏp chọn lọc quần thể đạt hiệu quả khụng cao. Giống để trong nhà, thời gian bảo quản dài, tỷ lệ hao hụt cao 30% - 40%, củ giống già sinh lý (Lờ Hưng Quụ́c, 2006) [22]. Để nõng cao hệ số nhõn và khắc phục hiện tượng thoỏi hoỏ giống, đã cú nhiều nghiờn cứu về phương phỏp nhõn giống vụ tớnh khoai tõy.

- Dựa vào đặc tớnh trẻ sinh lý của cõy khoai tõy, cỏc nhà nghiờn cứu cho rằng cú thể khai thỏc tiếp khả năng nhõn giống cõy khoai tõy bằng phương phỏp cắt ngọn. Tức là trồng cõy với mật độ cao mà người ta gọi là kỹ thuật “làm luống mạ”. Việc sử dụng cõy khoai tõy trờn luống mạ để tiếp tục khai thỏc ngọn đã làm h ệ số nhõn cõy khoai tõy tăng đỏng kể. Đõy là phương phỏp được ỏp dụng khỏ phổ biến đốớ với cỏc nước đang phỏt triển và chưa phỏt triển , trong đó có Viợ̀t Nam (Lờ Hưng Quụ́c , 2006) [22]. Tuy nhiờn phương phỏp này chỉ ỏp dụng cú hiệu quả ở những nơi cú điều kiện khớ hậu

mỏt mẻ. Đối với Việt Nam, phương phỏp này ỏp dụng tốt nhất tại Đà Lạt - Lõm Đồng. Hơn nữa việc xõy dựng giống cần phải gần nơi trồng trọt vì cõy giống cồng kềnh, mỏng manh nờn khó vận chuyển và bảo quản.

Với những vựng thiếu giống, cú thể sử dụng phương phỏp tỏch mầm, cắt mầm để làm tăng hệ số nhõn giống khoai tõy sạch bệnh. Phương phỏp nhõn giống bằng cắt mầm là con đường nhõn giống đơn giản và cho hiệu quả cao. Phương phỏp này đú được ỏp dụng ở 12 huyện của 3 tỉnh ở vựng Đồng Bằng Bắc Bộ: Hà Nội, Hải Hưng và Hà Sơn Bỡnh trong 3 năm từ 1983 đến 1986 đều cho kết quả tốt, năng suất thu được khỏ cao (từ 7,2 tấn/ha đến 19,7 tấn/ha) (Truong Van Ho, et al., 1986) [50]. Phương phỏp nhõn giống bằng tỏch mầm và cắt mầm tuy đã gúp ph ần làm tăng hệ số nhõn giống khoai tõy nhưng chất lượng cõy giống khụng đảm bảo sạch bệnh vì trong quá trình tách, cắt mầm, bệnh virus dễ dàng lõy lan qua vết thương.

*. Nhõn giụ́ng khoai tõy bằng hạt

Nghiờn cứu trụ̀ng khoai tõy bằng hạt đã được các nước trờn thờ́ giới chú ý từ lõu . Ấn Độ nghiờn cứu sản xuất hạt kh oai tõy trụ̀ng lṍy củ thương phõ̉m được thực hiợ̀n từ cuụ́i những năm 1940. Kờ́t quả cho thṍy , hạt cú nhiều tiềm năng sử dụng đờ̉ nhõn giụ́ng phục vụ sản xuṍt khoai tõy thương phõ̉m . Sản xuṍt khoai tõy bằng hạt làm tăng hợ̀ sụ́ nhõn giụ́ng gṍp 4 – 5 lõ̀n so với nhõn giụ́ng củ vụ tính mà giảm chi phí tới 57% (Phạm Xuõn Liờm, 1991) [14]

Viợ̀c sử dụng hạt khoai tõy cho sản xuṍt được thực hiợ̀n theo 3 phương thức: (1)- Gieo hạt đờ̉ thu ngay củ thương phõ̉m. Đõy là phương thức sản xuṍt củ thương phẩm bằng con đường ngắn nhất (CIP, 1987) [44]. Tuy nhiờn quõ̀n thờ̉ gieo hạt luụn có sự phõn ly tính trạng rṍt mạnh , sức sụ́ng, năng suṍt trung bỡnh bị giảm so với cỏc giống bố mẹ (Vũ Tuyờn Hoàng và cs, 1999) [7]. (2)- Gieo hạt đờ̉ thu củ giụ́ng trong đời đõ̀u tiờn , vụ thứ 2 để sản xuất củ thương phõ̉m. Phương thức này cho năng suṍt và chṍt lượng củ cao hơn nờn được người sản xuṍt chṍp nhọ̃n . (3)- Gieo hạt đờ̉ thu củ giụ́ng tron g nhiờ̀u đời đờ̉

sản xuất củ thương phẩm . Phương thức này làm tỷ lợ̀ nhiờ̃m bợ̀nh cao giảm sức sụ́ng của cõy dõ̃n đờ́n giảm năng suṍt và chṍt lượng củ thương phõ̉m (CIP, 1987)[44].

Ở Việt Nam từ năm 1978, Viợ̀n cõy lương thực và cõy thực phõ̉m đã bắt đõ̀u nghiờn cứu cụng nghợ̀ sản xuṍt khoai tõy từ hạt . Hạt khoai tõy được sản xuất từ Đà Lạt, vụ thứ nhất gieo hạt để thu hoạch củ giống và vụ thứ 2 lṍy củ giống đú trồng để thu củ thương phẩm . Qua triờ̉n khai kờ́t quả vào sản xuṍt, năm 1997 cụng nghợ̀ sản xuṍt khoai tõy bằng hạt với 2 giụ́ng thụ phṍn tự do là KT 6 và KT 12 đã được Bụ̣ nụng nghiợ̀p cho phép khu vực hóa . Năm 1998 được bụ̣ NN&PTNT cụng nhọ̃n là giụ́ng tiờ́n bụ̣ kỹ thuọ̃t.

Trương Cụng Tuyợ̀n và cs , (2005) [32], nghiờn cứu mụ̣t sụ́ biợ̀n pháp kỹ thuật tỏc động đến năng suất và tỷ lệ củ thương phẩm ở khoai tõy hạt lai ngay từ đời gieo hạt G0 đã kờ́t luọ̃n: Cỡ hạt giụ́ng là mụ̣t trong những nhõn tụ́