Chương 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về cây cà chua 1. Nguồn gốc, phân bố và phân loại của cây cà chua Cà chua (Lycopersicon esculentum Mill.) có nguồn gốc ở Peru, Ecuador, Bolivia. Những loài cà chua hoang dại gần gũi với cà chua trồng trọt ngày nay vẫn còn được tìm thấy ở dọc theo dãy núi Anđơ (Peru), Ecuador, Bolivia.
Các nhà thực vật học De Candolle (1884), Mulle (1940), Luckwill (1943), Breznev (1955), đều thống nhất cho rằng cây cà chua có nguồn gốc ở bán đảo Galanpagos bên bờ biển Nam Mỹ ở Peru, Ecuador, Chilê. Tuy nhiên, Mêxicô là đất nước đầu tiên trồng trọt hóa cây cà chua (Trần Khắc Thi và cs, 2003). Theo FAO, diện tích trồng cà chua trên thế giới trong năm 2018 khoảng 5.004,555 ha với khoảng 182 triệu tấn cà chua được sản xuất ra. Trong đó Trung Quốc là nước sản xuất cà chua lớn nhất, chiếm khoảng một phần tư sản lượng toàn cầu, tiếp theo là Ấn Độ và Hoa Kỳ.
Tại Việt Nam, cà chua được xếp vào loại rau có giá trị kinh tế cao, diện tích trồng lên đến chục ngàn ha chủ yếu tập trung ở vùng đồng bằng, trung du Bắc Bộ (Hà Nội, Hà Bắc, Hải Phòng) và miền Nam, tập trung chủ yếu ở Lâm Đồng (Đơn Dương, Đức Trọng, Lâm Hà), Tiền Giang, Long An. Nhiều giống cà chua lai ghép chất lượng tốt được phát triển mạnh ở Đà Lạt, Lâm Đồng. Về mặt phân loại, cà chua thuộc họ cà (Solanaceae), chi Lycopersicon gồm 12 loài tất cả đều có nguồn gốc ở Châu Mỹ. Đã có nhiều tác giả đã đưa ra các phân loại cà chua, nhưng cho đến nay hệ thống phân loại của I.
Libner Nonnecker (1989) được sử dụng rộng rãi nhất. Chi Lycopersicon có 2 chi phụ dựa vào màu sắc quả đỏ là chi phụ Eulycopersicon (quả đỏ): quả thường không có lông, màu đỏ hoặc đỏ - vàng, hạt to, hoa to, chùm hoa không có lá bao. Và 3 chi phụ Eriopersicon: quả không bao giờ chín đỏ, luôn có màu xanh, có sọc tía, có lông, chùm hoa có lá bao, hạt nhỏ. Đặc điểm thực vật học của cây cà chua 1.
Rễ Theo Thompson (1927) hệ rễ cà chua thuộc loại rễ chùm, trong điều kiện đồng ruộng rễ cà chua có thể ăn rộng tới 1,3m và sâu tới 1m. Với khối lượng rễ như vậy, cà chua được xếp vào cây chịu hạn. Khả năng tái sinh của rễ cà chua mạnh. Khi rễ bị đứt, rễ phụ phát triển mạnh vì thế chúng ta có thể nhổ cây con từ vườn ươm ra trồng ngoài ruộng sản xuất mà không sợ cây con bị ảnh hưởng.
Bộ rễ ăn nông hay sâu, phát triển mạnh hay yếu đều liên quan đến mức độ phân cành và phát triển của các bộ phận trên mặt đất. Do đó muốn có bộ rễ như ý muốn ta chỉ việc tỉa cành bấm ngọn thích hợp (dẫn theo Nguyễn Viết Khoa, 2012). Cây cà chua là cây dài ngày, có rễ chùm, ăn sâu và phân nhánh mạnh, khả năng phát triển rễ phụ rất lớn (Đặng Đào Ý Đoan, 2014). Đặc điểm hình thái của rễ cà chua ảnh hưởng đến khả năng hấp thu kali: Đặc điểm hình thái rõ ràng nhất biểu hiện bằng chiều dài rễ.
Khi chiều dài rễ tăng sinh nhanh chóng, hệ thống rễ lớn có khả năng thâm nhập rộng vào đất và gia tăng diện tích bề mặt hấp thu đồng thời gia tăng hiệu quả thu nhận kali.Vì vậy tốc độ phát triển rễ, chiều dài rễ và diện tích bề mặt rễ có vai trò vô cùng quan trọng đối với hiệu quả thu nhận kali ở cây cà chua. Cần xây dựng hệ thống rễ khoẻ mạnh giúp cây cà chua gia tăng diện tích bề mặt hấp thu kali cũng như các nguyên tố dinh dưỡng khác một cách hiệu quả cho cây sinh trưởng và phát triển cân đối, mang lại năng suất cao. Đặc điểm sinh lý của rễ cà chua ảnh hưởng đến khả năng hấp thu kali: Đặc điểm sinh lý ở rễ cây cà chua được chứng minh bằng dòng chảy K ròng cao kết hợp với pH thấp xung quanh bề mặt rễ. Dòng chảy kali cao kết hợp với 4 khả năng trao đổi cation K của rễ cao đã dẫn đến sự tích lũy kali đáng kể trong apoplast và trên bề mặt rễ do đó hàm lượng kali ở vùng cách bề mặt rễ từ 1 đến 3 mm sẽ bị suy giảm (Tạ Thu Cúc, 2001).
Kali tích lũy trên bề mặt rễ có thể đóng vai trò là một nhóm kali thuận lợi cho việc hấp thụ kali của cây cà chua bởi vì kali kém di động trong đất. Kết quả chỉ ra rằng sự thiếu hụt kali trong đất là một yếu tố chọn lọc dẫn đến thực vật phát triển các đặc điểm để đạt được hiệu quả của việc thu nhận kali. Tốc độ thu nhận chất dinh dưỡng tốc độ thu nhận chất dinh dưỡng cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả hấp thu kali ở cà chua. Khi sức đệm kali và nồng độ kali trong dung dịch được kiểm soát hiệu quả, kiểu hình khác nhau của các loại cà chua sẽ phản ảnh sự khác nhau về khả năng điều khiển tốc độ di chuyển kali đến bề mặt rễ bằng cách khuếch tán hoặc khả năng hấp thu kali trong rễ của các loại này (Tạ Thu Cúc và cs, 2000).
Tốc độ thu nhận chất dinh dưỡng phụ thuộc vào cả việc cung cấp chất dinh dưỡng cho bề mặt rễ và sự hấp thu tích cực của rễ. Việc cung cấp chất dinh dưỡng cho bề mặt rễ phụ thuộc vào nồng độ dinh dưỡng trong dung dịch đất, khả năng đệm chất dinh dưỡng của đất, tốc độ vận chuyển dinh dưỡng đến bề mặt rễ bằng cách khuếch tán hoặc theo dòng chảy khối lượng. Khả năng hấp thụ kali của rễ và sự gia tăng chiều dài rễ là những cơ chế chi phối tạo điều kiện cho hiệu quả thu nhận kali ở cà chua. Vì vậy để cây cà chua phát triển cân đối và có năng suất cao thì cần xây dựng hệ thống rễ khoẻ.
Thân Thân tròn, thẳng đứng, mọng nước, phủ nhiều lông, khi cây lớn gốc thân dần dần hóa gỗ. Thân mang lá và phát hoa. Ở nách lá là chồi nách. Chồi nách ở các vị trí khác nhau có tốc độ sinh trưởng và phát dục khác nhau, thường chồi nách ở ngay dưới chùm hoa thứ nhất có khả năng tăng trưởng mạnh và phát dục sớm so với các chồi nách gần gốc.
5 Tùy khả năng sinh trưởng và phân nhánh các giống cà chua được chia làm 4 dạng hình: - Dạng sinh trưởng hữu hạn (determinate) - Dạng sinh trưởng vô hạn (indeterminate) - Dạng sinh trưởng bán hữu hạn (semideterminate) - Dạng lùn (dwart) Căn cứ vào đặc điểm sinh trưởng chiều cao cây có thể phân ra 3 loại: loại lùn (dưới 65cm), loại trung bình (từ 65cm – 120cm), loại cao (từ 120cm – 200 cm). Trong quá trình phát triển, cây cà chua sẽ mọc rất nhiều chồi nách làm cho cây rậm rạp nên cần có kỹ thuật tỉa nhánh để cho cây tập trung dinh dưỡng nuôi quả (Tạ Thu Cúc, 2001). Lá Lá cà chua thuộc loại lá kép lông chim lẻ, mỗi lá kép có từ 3 - 4 đôi lá chét, ở ngọn có một lá riêng biệt gọi là lá đỉnh. Mỗi lá chét có răng cưa sâu, nông khác nhau tùy giống, biến chủng.
Trên mặt lá còn có một lớp lông tơ. Lá là một trong những đặc điểm để phân biệt giữa các giống. Dựa vào phiến lá dày hay mỏng, to hay nhỏ, có răng cưa sâu hay nông, màu sắc lá. Hoa Theo Tạ Thu Cúc (1985), hoa cà chua thuộc loại hoa hoàn chỉnh, hoa tự phấn là chủ yếu.
Cấu tạo hoa: - Đài hoa: có 5 - 7 đài hoa hoặc nhiều hơn với kích thước đài hoa tùy thuộc vào giống. - Cánh hoa: số lượng cánh hoa phù hợp với số lượng đài hoa và phần gốc của hoa gắn liền với nhau. Trước khi hoa nở, cánh hoa có màu vàng xanh, khi hoa nở cánh hoa có màu vàng tươi, sau đó cánh hoa héo có màu vàng úa thì hoa rụng. 6 - Nhị: nhị có cuống ngắn, đính vào gốc hoa, các giống cà chua thường có > 8 nhị đực hợp thành 2 - 3 bó nhị.
Khi hoa nở, nhị bình thường có màu vàng tươi, sau 24 - 48 giờ thì màu sắc của nhị biến đổi và phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường bên ngoài. - Nhụy: chiều cao của nhụy so với nhị là đặc trưng của giống hay còn gọi là hiện tượng so le, nghĩa là bao giờ nhụy cũng thấp hơn nhị. Quả và hạt Quả: Quả cà chua thuộc loại quả mọng bao gồm: vỏ, thịt quả, vách ngăn, giá noãn. Quả thường có 2, 3 hay nhiều ngăn hạt.
Hình dạng và màu sắc quả phụ thuộc vào từng giống. Ngoài ra màu sắc quả chín còn phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ, phụ thuộc vào hàm lượng caroten và lycopen. Ở nhiệt độ 300C trở lên, sự tổng hợp lycopen bị ức chế, trong khi đó sự tổng hợp β caroten không mẫn cảm với tác động của nhiệt, vì thế trong mùa nóng cà chua có màu quả chín vàng hoặc đỏ vàng. Trọng lượng quả cà chua dao động rất lớn từ 3 – 200 gam phụ thuộc vào giống (Nguyễn Hồng Minh, 2000).
Hạt cà chua nhỏ, dẹp, có nhiều lông. Bên ngoài hạt bao bọc bởi 1 lớp acid amin, lớp này nếu rửa không kỹ sẽ rất dễ hút ẩm, khó bảo quản, mặt khác trong dịch tế bào chứa trong quả có chứa chất kiềm hãm sự nảy mầm của hạt (Nguyễn Hồng Minh, 2000).3 Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh của cây cà chua 1. Nhiệt độ Cà chua chịu được nhiệt độ cao nhưng rất mẫn cảm với nhiệt độ thấp. Khoảng nhiệt độ cho cây sinh trưởng và phát triển là 15 - 35oC.
Cà chua có thể nảy mầm ở nhiệt độ 15 - 30oC, nhưng thích hợp nhất là từ 25 - 30oC. Ở giai đoạn nảy mầm nhiệt độ thấp < 15oC thì thời gian nảy mầm kéo dài, tỷ lệ nảy mầm thấp. Thời gian nảy mầm kéo dài, hạt giống nằm trong đất lâu, dễ bị sâu 7 bệnh phá hại, hư thối và giữa các cá thể sinh trưởng không đồng đều. Nếu nhiệt độ quá cao > 30oC thì tỉ lệ nảy mầm thấp (Tạ Thu Cúc và cs, 2000).
Nhiệt độ thích hợp cho sự ra hoa là 20- 25oC. Sau khi gieo 15-22 ngày, nếu điều kiện nhiệt độ ban đêm xuống tới 100C- 130C thì cà chua ra hoa sớm và tăng số hoa/chồi. Trong thời kỳ quả chín, nhiệt độ và ánh sáng có ảnh hưởng rất lớn đến sự hình thành các sắc tố quả, chủ yếu là lycopen và caroten. Nhiệt độ thích hợp nhất cho quả chín là 220C.