Các kỹ thuật áp dụng

T 0C AS 35 0 C

2.2.2.Các kỹ thuật áp dụng

để sản xuất lượng giống lớn có chất lượng cao thì ựịi hỏi phải có hệ thống sản xuất giống. Theo sơ ựồ hệ thống sản xuất giống ở trên thì khởi nguồn của hệ thống là cơng nghệ ni cấy mô trong tạo nguồn cây giống sạch bệnh ban ựầu(Trần Văn Ngọc, Nguyễn Văn Uyển, Trương Văn Hộ, 1995).

2.2.2.1. Công nghệ nuôi cấy mô

Công nghệ nuôi cấy mô - tế bào thực vật là một trong những cơng nghệ quan trọng của Cơng nghệ Sinh học, nó là nền tảng ựể nghiên cứu và áp dụng các công nghệ khác trong lĩnh vực công nghệ sinh học thực vật. Công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật ựã ựược du nhập vào nước ta từ những năm 1960 tại miền Nam và vào ựầu những năm 1970 tại miền Bắc. Tuy nhiên chỉ từ cuối những năm 1980 trở lại ựây công nghệ mô - tế bào mới phát triển mạnh mẽ và nhanh chóng, nhiều phịng thắ nghiệm, nghiên cứu ựã ựược xây dựng và triển khai ở hầu khắp các tỉnh thành trong cả nước. Lĩnh vực áp dụng rộng rãi công nghệ nuôi cấy mô - tế bào thực vật là lĩnh vực nhân giống, bảo quản nguồn gen cây trồng (Trần Văn Ngọc, Nguyễn Văn Uyển, Trương Văn Hộ,1995). Rất nhiều ựối tượng cây trồng ựã ựược nhân bằng cơng nghệ ni cấy mơ trong ựó có cây khoai tây. Tại thời ựiểm công nghệ này mới ựược ứng dụng rộng rãi thì ựược coi như một bước ựột phá trong nhân nhanh giống khoai tây sạch bệnh.

Tại đà Lạt từ những năm 1980 ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô vào sản xuất giống khoai tây sạch bệnh là tiến bộ kỹ thuật ựặc biệt thành công. Với thành công này, các giống mới ựược nhân và phát triển rộng rãi với một tốc ựộ ựáng kinh ngạc: trong vịng 3 năm, 1980-1983, hầu như tồn bộ diện tắch trồng khoai tây của đà Lạt (400/ha/năm) ựã ựược phủ kắn bằng những giống mới nhập nội từ CIP, có khả năng thắch ứng và kháng mốc sương tốt. đây là tiến bộ kỹ thuật mang tắnh ựặc thù nhờ ựiều kiện khắ hậu ựặc biệt thuận lợi có thể nhân giống quanh năm với quy mô lớn và sáng kiến xây dựng mơ hình pilot nơng dân

Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 20 của Viện khoa học Việt Nam. Nhờ thành công này, năng suất khoai tây trung bình tại đà Lạt ựã tăng từ 8-9 tấn/ha trước 1980 lên 14-15 tấn/ha. Ngày nay, sản xuất giống và khoai tây thực phẩm sử dụng cây giống sạch bệnh từ nuôi cấy mô ựã là biện pháp kỹ thuật quen thuộc ựối với ựa số nông dân đà Lạt [52].

Mở rộng phát triển, cho ựến nay nhiều ựịa phương có thể duy trì và tự sản xuất giống khoai tây ở các cấp khác nhau phục vụ cho nhu cầu của mình, sản lượng năm sau cao hơn năm trước bắt nguồn từ ni cấy mơ. Tỉnh Thái Bình ựã sản xuất ựược 1,35 triệu củ giống siêu nguyên chủng, 50 tấn củ giống nguyên chủng và 700 tấn khoai tây giống cấp xác nhận. Trung tâm giống cây trồng Nam định ựã sản xuất ựược 1,2 triệu củ giống siêu nguyên chủng, 207 tấn nguyên chủng và 1.600 tấn khoai tây giống cấp xác nhận ựạt chất lượng tốt. Lạng Sơn là tỉnh miền núi và ựã áp dụng thành công công nghệ này. Trung tâm nghiên cứu ứng dụng Khoa học và Công nghệ - Sở Khoa học Công nghệ Lạng Sơn áp dụng quy trình trên diện tắch 1 ha nhà lưới, thời gian 2007-2008 ựã sản xuất ựược 700.000 tấn củ giống siêu nguyên chủng từ nuôi cấy mô. Tỉnh tiếp tục phấn ựấu sản xuất ựược 1.000 tấn giống xác nhận vào năm 2010, ựáp ứng nhu cầu trồng cho 60% diện tắch khoai tây[46].

Xong với công nghệ này là hệ số nhân cây giống chưa cao (ựạt khoảng 3- 4 lần/tháng) và ựiều quan trọng nhất là chi phắ cho xây dựng phịng ni cấy mơ cũng như máy móc vật tư rất lớn( Nguyễn Thị Kim Thanh, 1998).

2.2.2.2. Kỹ thuật nhân giống bằng bồn mạ

Việc kết hợp biện pháp nhân giống bằng nuôi cấy mô với các biện pháp

nhân giống khác làm tăng số lượng, bảo ựảm ựộ sạch bệnh và giảm giá thành cây giống,... ựáp ứng ựược số lượng cũng như tắnh thời vụ của cây khoai tây là hướng ựi hết sức ựúng ựắn ở tất cả các cơ sở sản xuất khoai tây giống sạch bệnh của nước ta. để tăng hệ số nhân giống cao hơn so với ni cấy mơ thì vấn ựề nhân cây bằng bồn mạ ựã ựược thực hiện và khá thành công ở đà Lạt với kỹ

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 21 thuật tạo bồn mạ. Nhưng trong ựiều kiện miền Bắc Việt Nam, nơi chiếm 95% diện tắch trồng khoai tây của cả nước, việc ứng dụng kỹ thuật trên còn những ựiểm hạn chế, như ựiều kiện thời tiết không thuận lợi khi ra cây nuôi cấy mô, Ầ. Từ một số nghiên cứu của Bộ môn Sinh lý Thực vật và Viện Sinh học Nông nghiệp - Trường đHNNI, kỹ thuật ra cây cấy mô và nhân nhanh cây trong bồn mạ ựã ựược cải tiến và hoàn thiện (đặng Thị Vân; Nguyễn Quan Thạch; Trần Khắc Thi, 1999; Nguyễn Quang Thạch, Nguyễn Xuân Trường, Nguyễn Thị Lý Anh, 2004). Tuy nhiên, hệ số nhân giống ở bồn mạ còn thấp (4 lần/tháng), cây sinh trưởng chậm. Do vậy việc ựáp ứng một số lượng cây giống lớn (hàng chục vạn cây) ựể trồng vào thời ựiểm nhất ựịnh vẫn là câu hỏi lớn cần trả lời.

2.2.2.3. Kỹ thuật thủy canh

Kỹ thuật thủy canh ựược nghiên cứu và ứng dụng trong sản xuất ựã ựược coi là một trong nhưng biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến ựem lại năng suất cao và hiệu quả kinh tế lớn trong sản xuất nông nghiệp. Ngành công nghiệp thuỷ canh thương mại của thế giới ựã tăng từ 4 ựến 5 lần trong 10 năm qua. Diện tắch canh tác bằng hệ thống thuỷ canh trên thế giới tăng mạnh mẽ: trong những năm 1940 chỉ là 10 ha thì ựến những năm 1970 ựã mở rộng khoảng 300 ha và những năm 80 ựã lên ựến 6,000 ha (Donnan, 1998). Tắnh ựến năm 2001, diện tắch này ước khoảng 20,000 ựến 25,000 ha ựạt giá trị sản xuất khoảng 6 - 8 tỷ USD.

Các nước sản xuất thương mại các sản phẩm từ công nghệ thuỷ canh lớn nhất là Hà lan (10,000 ha), Tây Ban Nha (4,000 ha), Canada (2000 ha), Nhật bản (1,000 ha), New Zealand (550 ha), Úc (500 ha), Anh (460 ha), Mỹ (400 ha) và Ý (400 ha). Những nước phát triển nhất về thuỷ canh ở châu Á bao gồm Singapore, đài Loan, Nhật bản, Trung Quốc, Hồng Kông, Hàn quốc, Malaysia.

Các cây trồng chủ yếu bằng hệ thống hydroponic là cây rau (cà chua, dưa chuột, ớt, cà, ựậu, xà lách, củ cải, hành lá); các loại hoa cắt (cúc, hồng, cẩm chướng, ựồng tiến); cây ăn quả (dâu tây, các loại dưa.)

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 22 Ở Hà lan, sản xuất bằng hydroponics chiếm khoảng 50 % tổng giá trị sản lượng quả và rau sản xuất trong nước.

Ở Canada hydroponic là phương pháp sản xuất rau phổ biến nhất trong nhà kắnh và chiếm khoảng 25 % tổng sản lượng rau của cả nước.

Ở Nhật các sản phẩm từ hydroponic ựược trả tăng từ 20-30 % so với các phẩm sản xuất truyền thống do tắnh an tồn và khơng sử dụng thuốc hoá học.

Về kỹ thuật thủy canh, Việt Nam ựi sau nhưng lại ựón ựầu trong việc áp dụng và phát triển. Trước giai ựoạn 1995, phương pháp trồng cây trong dung dịch chủ yếu ựược sử dụng tại các trường ựại học, các Viện nghiên cứu ựể nghiên cứu về dinh dưỡng khoáng của cây trồng. Từ năm 1995 với sự hợp tác và trợ giúp của công ty RD Hong Kong và Trung tâm nghiên cứu phát triển Rau Châu Á (AVRDC), phương pháp thuỷ canh tĩnh ựược du nhập vào Việt Nam với mục ựắch dùng ựể sản xuất rau an toàn. Các tác giả Nguyễn Quang Thạch (2005) , Võ Kim Oanh (2000), Vũ Quang Sáng (1999) ựã nghiên cứu ứng dụng và phát triển kỹ thuật này. Kết quả nghiên cứu khẳng ựịnh có thể sử dụng kỹ thuật này vào việc sản xuất rau an toàn ở Việt Nam cho năng suất cao hơn, phẩm chất tốt hơn. Ở các tỉnh phắa Nam phương pháp này cũng ựược áp dụng, rau ựược trồng theo phương pháp thuỷ canh hoàn toàn tự ựộng, ựược thiết kế bởi Phân viện Sinh học đà Lạt cùng trường đại học Bách khoa TP.HCM. Phương pháp này hứa hẹn sẽ ựem lại nguồn rau sạch thật sự cho người tiêu dùng. Phương pháp trồng rau thủy canh từ lâu ựã ựược nhiều quốc gia có nền nơng nghiệp cơng nghệ cao ứng dụng rộng rãi. Tuy nhiên, ở nước ta thì ựây vẫn là mơ hình mới, cịn xa lạ với nơng dân. Từ tháng 9 năm 2006, phương pháp trồng rau thuỷ canh ựược thử nghiệm tại Phân viện Sinh học đà Lạt. Hệ thống thuỷ canh này khơng cần cơng chăm sóc bởi hệ thống tự cung cấp nước tưới, chế ựộ dinh dưỡng cho cây rau hoàn toàn tự ựộng. Sau khi trồng thành công rau xà lách bằng phương pháp thuỷ canh, Phân viện Sinh học đà Lạt tiếp tục trồng khoai tây và cũng cho kết quả tốt [51].

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 23 Trên cây khoai tây, kỹ thuật thủy canh cũng ựã ựược áp dụng ựể nhân cây khoai tây cấy mô ựem lại kết quả khả quan với hệ số nhân ựạt 5-6 lần/tháng (Nguyễn Quang Thạch và cs, 2005). Song hạn chế của biện pháp này là chưa thể kiểm soát ựược dung dịch dinh dưỡng một cách tối ưu, rất khó tiến hành ựiều khiển tạo củ khoai tây và củ tạo ra bằng phương pháp này có tỷ lệ thối hỏng khá cao do củ bị ngâm trong môi trường nước. Tập trung nghiên cứu ựể khắc phục vấn ựề này thì Viện Sinh học Nông nghiệp Ờ Trường đại học Nông nghiệp Hà nội ựã lần ựầu tiên nghiên cứu, áp dụng kỹ thuật khắ canh vào công tác nhân giống và tạo củ giống khoai tây mini.

2.2.2.4. Công nghệ khắ canh

Công nghệ khắ canh (Aeroponics technology ) ựược nghiên cứu và phát triển lần ựầu tiên tại trường ựại học Pia của Italya bởi Tiến sĩ Franco Massantini. Hệ thống này bao gồm các ống phun dung dịch ựặt trong các thùng xốp nuôi cây. Tiếp nối cơng trình này, các nhà khoa học Israel ựã cải tiến và cho ra ựời hệ thống Ein Geidi System (EGS), hệ thống này có sự kết hợp giữa kỹ thuật NFT và kỹ thuật khắ canh, rễ cây vẫn nhúng trong dung dịch dinh dưỡng nhưng ựược làm hảo khắ thường xuyên. Tiếp sau ựó có hàng loạt các hệ thống tương tự ựược ra ựời như hệ thống Rainforest của Mỹ; hệ thống Schwalbach của úc. Hệ thống Aero-Gro System (AGS) ựược xem là hệ thống cải tiến gần nhất có sử dụng thêm kỹ thuật siêu âm ựể tạo các thể bụi dinh dưỡng cung cấp cho rễ cây. Kỹ thuật này ựược các nhà nghiên cứu Sinhgapore tiếp tục phát triển thành thiết bị Aero Green Technology ựược cấp bằng phát minh của mạng lưới nông nghiệp ựô thị Liên hợp quốc vào năm 2000 [45]. NASA ựã lắp ựặt tổ hợp thiết bị gồm hệ thống khắ canh và công nghệ màng dinh dưỡng ựể trồng cây trong khơng gian) (Raymond M. Wheeler, 2006).

Cơng nghệ này có những ưu ựiểm sau:

Mơi trường hồn tồn sạch bệnh, khơng cần dùng thuốc trừ sâu bệnh, chu trình khép kắn từ trồng ựến thu hoạch, tiết kiệm nước và dinh dưỡng do có thể ựiều khiển tự ựộng hóa ựược thời gian phun dinh dưỡng, cây sinh trưởng nhanh

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 24 và cho năng suất cao, ựiều khiển ựược môi trường ni trồng. Ngồi ra cịn có những lợi ắch: giảm chi phắ về nước 98%, giảm chi phắ về phân bón 95%, giảm chi phắ về thuốc bảo vệ thực vật 99%, tăng năng suất cây trồng lên 45% ựến 75%.