Nghiên Cứu Biện Pháp Kỹ Thuật Sản Xuất Khoai Tây Vụ Đông Tại Tỉnh Thái Nguyên

Luận án nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật sản xuất khoai tây vụ đông tại tỉnh Thái Nguyên, nhằm nâng cao năng suất và chất lượng cây trồng.

• Tác giả: Hoàng Thị Minh Thu
• Người hướng dẫn: GS. Trần Ngọc Ngoạn
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
• Đề tài: Kỹ Thuật Sản Xuất Khoai Tây Vụ Đông Tại Thái Nguyên
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
• 1.2. Một số nghiên cứu về yêu cầu ngoại cảnh đối với cây khoai tây
• 1.2.1. Yêu cầu về nhiệt độ
• 1.2.2. Yêu cầu về ánh sáng
• 1.2.3. Yêu cầu về nước
• 1.2.4. Yêu cầu về đất đai và dinh dưỡng của khoai tây
• 1.2.4.1. Yêu cầu về độ ẩm đất
• 1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai tây trên thế giới và Việt Nam
• 1.3.1. Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới và Việt Nam
• 1.3.2. Tình hình tiêu thụ khoai tây trên thế giới và Việt Nam
• 1.3.3. Tình hình sản xuất khoai tây tại Thái Nguyên
• 1.4. Một số kết quả nghiên cứu về chọn tạo giống khoai tây trên thế giới và Việt Nam
• 1.4.1. Một số kết quả nghiên cứu về chọn tạo giống khoai tây trên thế giới
• 1.4.2. Một số kết quả nghiên cứu về giống khoai tây tại Việt Nam
• 1.5. Một số nghiên cứu về biện pháp kỹ thuật trồng khoai tây
• 1.5.1. Một số nghiên cứu về thời vụ trồng khoai tây
• 1.5.2. Một số nghiên cứu về mật độ trồng khoai tây
• 1.5.3. Một số nghiên cứu về biện pháp sử dụng phân bón cho khoai tây
• 1.5.3.1. Một số nghiên cứu về ảnh hưởng của đạm đến năng suất và chất lượng khoai tây
• 1.5.3.2. Một số nghiên cứu về ảnh hưởng của lân đến năng suất và chất lượng khoai tây
• 1.5.3.3. Một số nghiên cứu về ảnh hưởng của kali đến năng suất và chất lượng khoai tây
• 1.5.4. Một số nghiên cứu biện pháp tưới nước và vun gốc cho khoai tây
• 1.5.5. Một số nghiên cứu về sâu bệnh hại khoai tây
• 1.5.6. Một số nghiên cứu về thời gian thu hoạch và bảo quản
• 1.6. Một số kết luận từ phần tổng quan tài liệu
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.2.1. Khảo sát hiện trạng sản xuất khoai tây và xác định yếu tố hạn chế sản xuất khoai tây của tỉnh Thái Nguyên
• 2.2.2. Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của 8 giống khoai tây nhập nội vụ đông tại Thái Nguyên
• 2.2.3. Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật cho giống khoai tây KT1 vụ đông tại Thái Nguyên
• 2.2.4. Xây dựng mô hình sản xuất khoai tây vụ đông năm 2017 trên đất ruộng hai vụ tại Thái Nguyên
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp khảo sát đánh giá hiện trạng sản xuất khoai tây tại Thái Nguyên
• 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu thí nghiệm đồng ruộng
• 2.3.3. Xây dựng mô hình sản xuất thử khoai tây vụ đông
• 2.3.4. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi
• 2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ảnh hưởng đến sản xuất khoai tây và tình hình sản xuất khoai tây ở Thái Nguyên
• 3.1.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của tỉnh Thái Nguyên
• 3.1.2. Tình hình sử dụng giống khoai tây và áp dụng các biện pháp kỹ thuật của nông dân
• 3.2. Kết quả nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số giống khoai tây thí nghiệm vụ đông năm 2015 và 2016 tại Thái Nguyên
• 3.2.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của một số giống khoai tây thí nghiệm vụ đông năm 2015 và 2016 tại Thái Nguyên
• 3.2.2. Khả năng sinh trưởng của một số giống khoai tây thí nghiệm
• 3.2.3. Một số đặc điểm hình thái của các giống khoai tây thí nghiệm
• 3.2.4. Tình hình sâu bệnh hại chính của một số giống khoai tây thí nghiệm
• 3.2.5. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của một số giống khoai tây vụ đông 2015 và 2016 tại Thái Nguyên
• 3.2.6. Một số chỉ tiêu chất lượng của một số giống khoai tây thí nghiệm
• 3.2.7. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật đến sinh trưởng phát triển của giống khoai tây KT1
• 3.2.7.1. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến sinh trưởng, phát triển giống khoai tây KT1 vụ đông 2016 và 2017 tại Thái Nguyên
• 3.2.7.2. Ảnh hưởng của mật độ và phân khoáng đến sinh trưởng phát triển của giống khoai tây KT1 vụ đông 2016 và 2017 tại Thái Nguyên
• 3.2.7.3. Ảnh hưởng của mật độ và phân hữu cơ vi sinh đến sinh trưởng phát triển của giống khoai tây KT1 vụ đông 2016 và 2017 tại Thái Nguyên
• 3.2.7.4. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến sinh trưởng, phát triển của giống khoai tây KT1 vụ đông 2016 và 2017 tại Thái Nguyên
• 3.2.7.5. Ảnh hưởng của số lần tưới nước đến sinh trưởng, phát triển của giống khoai tây KT1 vụ đông 2016 và 2017 tại Thái Nguyên
• 3.2.7.6. Ảnh hưởng của số lần vun đến sinh trưởng, phát triển của giống khoai tây KT1 vụ đông 2016 và 2017 tại Thái Nguyên
• 3.2.8. Kết quả xây dựng mô hình khoai tây vụ đông tại tỉnh Thái Nguyên
• 3.2.9. Kết quả xây dựng mô hình giống khoai tây KT1 và biện pháp kỹ thuật mới trên đồng ruộng nông dân tại Thái Nguyên
• 3.2.10. Hiệu quả kinh tế của mô hình trồng khoai tây vụ đông năm 2017 tại Thái Nguyên
• 3.2.11. Ý kiến đánh giá của người dân
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Giới thiệu về kỹ thuật sản xuất khoai tây vụ đông

Cây khoai tây (Solanum tuberosum) là một trong những cây lương thực quan trọng, đặc biệt tại các nước châu Âu. Khoai tây không chỉ cung cấp nguồn thực phẩm phong phú mà còn có giá trị kinh tế cao. Theo nghiên cứu, củ khoai tây chứa khoảng 20% chất khô, trong đó 80-85% là tinh bột, 3-5% là protein và nhiều vitamin khác. Tiềm năng năng suất của khoai tây có thể đạt từ 100-120 tấn/ha, tuy nhiên, năng suất thực tế tại Việt Nam vẫn còn thấp, chỉ đạt 73,74% so với mức trung bình toàn cầu. Điều này cho thấy cần có những biện pháp kỹ thuật phù hợp để nâng cao năng suất và chất lượng khoai tây tại Thái Nguyên.

1.1. Tình hình sản xuất khoai tây tại Thái Nguyên

Thái Nguyên là một tỉnh có điều kiện tự nhiên thuận lợi cho việc trồng khoai tây, với nhiệt độ trung bình từ 16,6 - 25,5 độ C và độ ẩm từ 72 - 75%. Tuy nhiên, sản lượng khoai tây trong tỉnh vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng. Nguyên nhân chủ yếu là do thiếu giống chất lượng và các biện pháp kỹ thuật canh tác chưa phù hợp. Việc nghiên cứu và áp dụng các biện pháp kỹ thuật sản xuất khoai tây vụ đông là cần thiết để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

II. Các yếu tố ảnh hưởng đến sản xuất khoai tây

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển và năng suất của khoai tây, bao gồm nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm và chất lượng đất. Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của khoai tây là từ 16-17 độ C, trong khi ánh sáng cần thiết cho giai đoạn sinh trưởng và hình thành củ cũng có sự khác biệt. Độ ẩm đất cũng cần được duy trì ở mức tối ưu, đặc biệt trong giai đoạn hình thành củ. Đất trồng khoai tây cần phải tơi xốp, giàu dinh dưỡng để đảm bảo sự phát triển tốt nhất cho cây.

2.1. Yêu cầu về nhiệt độ và độ ẩm

Nhiệt độ và độ ẩm là hai yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của khoai tây. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp đều có thể làm giảm năng suất. Độ ẩm đất cần được duy trì ở mức 60% trước khi hình thành củ và 80% trong giai đoạn hình thành củ. Việc theo dõi và điều chỉnh các yếu tố này là rất cần thiết để đạt được năng suất cao nhất.

III. Biện pháp kỹ thuật sản xuất khoai tây

Để nâng cao năng suất khoai tây, cần áp dụng các biện pháp kỹ thuật như chọn giống, thời vụ trồng, mật độ cây trồng, và các biện pháp chăm sóc như tưới nước và bón phân. Việc lựa chọn giống khoai tây phù hợp với điều kiện khí hậu và đất đai tại Thái Nguyên là rất quan trọng. Các giống khoai tây như KT1 đã cho thấy khả năng sinh trưởng tốt và năng suất cao trong các thử nghiệm.

3.1. Chọn giống và thời vụ trồng

Việc chọn giống khoai tây có năng suất cao và chất lượng tốt là yếu tố quyết định đến thành công trong sản xuất. Thời vụ trồng cũng cần được xác định chính xác để đảm bảo cây phát triển tốt nhất. Các nghiên cứu cho thấy, việc trồng khoai tây vào thời điểm thích hợp có thể tăng năng suất lên đáng kể, đồng thời giảm thiểu rủi ro về sâu bệnh.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật mới đã giúp nâng cao năng suất khoai tây tại Thái Nguyên. Mô hình sản xuất khoai tây vụ đông đã được xây dựng và thử nghiệm thành công, cho thấy hiệu quả kinh tế cao. Các nông dân tham gia mô hình đã có những phản hồi tích cực về chất lượng và năng suất của khoai tây, từ đó khẳng định giá trị thực tiễn của nghiên cứu.

4.1. Hiệu quả kinh tế của mô hình sản xuất

Mô hình sản xuất khoai tây vụ đông không chỉ giúp nâng cao năng suất mà còn mang lại lợi nhuận cao cho nông dân. Theo tính toán, mỗi hecta khoai tây có thể mang lại thu nhập từ 30-40 triệu đồng. Điều này cho thấy, việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật hợp lý không chỉ cải thiện năng suất mà còn góp phần nâng cao đời sống cho người nông dân.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Cây khoai tây (Solanum tuberosum) là cây lương thực, thực phẩm có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao. Củ khoai tây chứa khoảng 20% lượng chất khô, trong đó tinh bột chiếm 80 - 85%, protein chiếm 3 - 5% cùng nhiều loại vitamin thiết yếu (Nguyễn Văn Thắng và Bùi Thị Mỳ, 1996). Về mặt sinh học, cây khoai tây có tiềm năng năng suất đạt từ 100 đến 120 tấn/ha (Caldiz và cộng sự, 2001), song năng suất thực tế chịu tác động rất lớn từ điều kiện ngoại cảnh như nhiệt độ, ánh sáng, ẩm độ và dinh dưỡng đất. Về mặt kinh tế, cây khoai tây có thời gian sinh trưởng ngắn (80 - 90 ngày), thu nhập từ 1 ha có thể đạt 30 - 40 triệu đồng, đóng góp từ 42 - 48% thu nhập từ trồng trọt và chiếm 4,5 - 22,5% tổng thu nhập của hộ nông dân trồng khoai tây (Nguyễn Công Chức, 2001).

Ở Việt Nam, khoai tây là cây thực phẩm và cây hàng hóa quan trọng trong vụ đông ở các tỉnh phía Bắc nhờ tận dụng thời tiết mùa đông lạnh với nhiệt độ trung bình từ 16,6 - 25,5°C. Tuy nhiên, năng suất khoai tây của Việt Nam còn thấp, năm 2017 đạt 14,83 tấn/ha, chỉ bằng 73,74% so với năng suất trung bình của thế giới là 20,11 tấn/ha (FAOSTAT, 2019). Diện tích gieo trồng khoai tây cả nước có xu hướng giảm từ 23.077 ha (năm 2013) xuống còn 20.480 ha (năm 2017).

Tại tỉnh Thái Nguyên, điều kiện tự nhiên vụ đông rất thuận lợi cho cây khoai tây sinh trưởng (nhiệt độ bình quân 16,6 - 25,5°C, lượng mưa 0,3 - 322,5 mm, ẩm độ 72 - 75%). Địa bàn tỉnh có thị trường tiêu thụ nông sản lớn với quy mô dân số trên 1,2 triệu người, tập trung nhiều trường đại học, cao đẳng, đơn vị quân đội và các khu công nghiệp (như Công ty Samsung). Mặc dù tiềm năng đất đai trên chân ruộng hai vụ lúa rất lớn, diện tích trồng khoai tây của tỉnh lại có xu hướng giảm từ 500 ha (năm 2014) xuống còn 511 ha (năm 2017 sau khi đạt trên 620 ha giai đoạn 2015 - 2016), năng suất bình quân chỉ đạt khoảng 13 tấn/ha, thấp hơn mức trung bình của cả nước. Sản lượng khoai tây nội tỉnh chỉ đạt trên 6.000 tấn, không đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng và chế biến, dẫn đến việc phải nhập từ các tỉnh ngoài và Trung Quốc. Khoảng trống nghiên cứu và hạn chế kỹ thuật lớn nhất được xác định là:

• Nông dân thiếu nguồn củ giống chất lượng cao, chủ yếu sử dụng khoai tây thương phẩm nhập khẩu từ Trung Quốc làm giống, dẫn đến tình trạng củ giống bị thoái hóa, nhiễm nhiều sâu bệnh hại, năng suất thấp và phẩm chất kém.
• Các biện pháp kỹ thuật canh tác như thời vụ trồng, mật độ khóm, chế độ bón phân khoáng, phân hữu cơ vi sinh, phân kali, chế độ tưới nước và kỹ thuật vun xới chưa được nghiên cứu chuẩn hóa trên chân đất ruộng hai vụ lúa tại địa phương.

Luận án xác định 4 mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

1. Đánh giá thực trạng sản xuất khoai tây nhằm xác định các yếu tố hạn chế năng suất khoai tây tại tỉnh Thái Nguyên.
2. Xác định giống khoai tây có năng suất cao, phẩm chất tốt phù hợp với điều kiện vụ đông tại Thái Nguyên để đưa vào sản xuất.
3. Xác định một số biện pháp kỹ thuật trồng khoai tây phù hợp trong điều kiện vụ đông tại tỉnh Thái Nguyên. Trên cơ sở đó bổ sung và hoàn chỉnh biện pháp kỹ thuật thâm canh khoai tây ở tỉnh Thái Nguyên góp phần mở rộng diện tích khoai tây trên đất ruộng hai vụ lúa.
4. Xây dựng mô hình sản xuất thâm canh khoai tây đạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao trên đất hai vụ lúa.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án:

• Đối tượng nghiên cứu: Tập đoàn 8 giống khoai tây nhập nội (trong đó giống KT1 được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu sâu); các biện pháp kỹ thuật canh tác gồm thời vụ gieo trồng, mật độ trồng, liều lượng phân bón khoáng (N, P2O5, K2O), phân hữu cơ vi sinh, chế độ tưới nước bổ sung và số lần vun gốc.
• Phạm vi không gian: Các thí nghiệm đồng ruộng và mô hình sản xuất thử nghiệm được triển khai tại xã Thịnh Đức (Thành phố Thái Nguyên) và xã Phấn Mễ (Huyện Phú Lương), tỉnh Thái Nguyên.
• Phạm vi thời gian: Đề tài tiến hành thu thập số liệu khảo sát hiện trạng năm 2015; triển khai các thí nghiệm thực nghiệm đồng ruộng trong vụ đông các năm 2015, 2016 và 2017; xây dựng mô hình sản xuất thử nghiệm trong vụ đông năm 2017.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan tài liệu của luận án tập hợp hệ thống các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến cây khoai tây theo các nhóm chuyên đề:

1. Yêu cầu sinh thái và ngoại cảnh đối với cây khoai tây:

• Yêu cầu nhiệt độ: Trương Văn Hộ (1992, 2010) và Rashid (1974) chỉ rõ nhiệt độ tối thích cho sinh trưởng thân lá là 18 - 20°C, nhiệt độ hình thành và phát triển củ là 16 - 18°C. Nhiệt độ trên 20°C kìm hãm quá trình hình thành củ, trên 25°C củ ngừng tích lũy chất khô; dưới 10°C cây sinh trưởng chậm và dưới 5°C cây ngừng sinh trưởng.
• Yêu cầu ánh sáng: Allen và Scott xác định cường độ ánh sáng thích hợp cho sự hình thành củ và năng suất khoai tây là 20.000 lux. Spitter (1987), Van der Zaag và Doombos (1987) khẳng định trong điều kiện đủ dinh dưỡng và nước, sự khác biệt năng suất giữa các giống chủ yếu phụ thuộc vào hiệu suất hấp thu bức xạ mặt trời. Điều kiện ngày ngắn (dưới 12 giờ) ở các vùng nhiệt đới kích thích cây hình thành củ sớm, rút ngắn chu kỳ sinh trưởng so với vùng ôn đới (Trương Văn Hộ, 2010).
• Yêu cầu nước và ẩm độ đất: Ngô Đức Thiệu và Nguyễn Văn Thắng (1978) tính toán để tạo 100 kg củ khoai tây cần 12 - 15 m³ nước. Deblonde và cộng sự (1999), Jefferies (1995), Iqbal và cộng sự (1999), Kashyap và cộng sự (2003) phân tích mức độ nhạy cảm của khoai tây đối với stress nước qua từng thời kỳ, trong đó giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng và hình thành củ là mẫn cảm nhất. Smith (1987), Costa và MacKerron (2000), Steyn và cộng sự, Thompson và cộng sự nghiên cứu tác động của ẩm độ đất đến hàm lượng chất khô, tỷ trọng củ và hiện tượng rỗng ruột hoặc nứt củ.
• Yêu cầu đất đai và dinh dưỡng: Đường Hồng Dật (2005), Bohl và Johnson (2010), Kader và Rolle (2004) xác định đất phù sa nhẹ, cát pha có độ pH từ 5,2 - 6,4 là thích hợp nhất. Rasco và Aromin (1994) cùng Pervez và cộng sự tổng kết để đạt năng suất 15 tấn/ha, khoai tây lấy đi từ đất 88 kg N, 17 kg P2O5, 134 kg K2O, 19 kg CaO và 16 kg MgO. Thái Hà và Đặng Mai (2011), Trung tâm Khuyến nông Quốc gia (2013, 2015), Nguyễn Văn Hồng và cộng sự ghi nhận vai trò của phân chuồng và phân khoáng cân đối đối với năng suất và phẩm cấp củ.

2. Công tác chọn tạo và khảo nghiệm giống khoai tây:

• Trên thế giới: Moloney và cộng sự sử dụng chỉ thị phân tử PCR kết hợp các gen kháng bệnh (Ryadg, Gro1, Rx1, Sen1); Hermeziu và cộng sự (2016) chọn tạo giống Cosiana kháng bệnh mốc sương; Gebhardt, Barrell và cộng sự nghiên cứu các gen kiểm soát chất lượng củ; Colton và cộng sự (2006), Tiwari và cộng sự lập bản đồ các gen kháng mốc sương từ R1 đến R11 trên loài hoang dại Solanum demissum; Arpaia và cộng sự ứng dụng gen chuyển cry3A, cry1 kháng sâu hại; Anithakumari và cộng sự xác định 23 QTLs liên quan đến tính chịu hạn. Các giống phổ biến toàn cầu gồm Qingshu 9, Jizhangshu 8 (CGIAR, 2018), Russet Burbank, Russet Norkotah, Ranger Russet (USDA, 2018).
• Tại Việt Nam: Cục Trồng trọt (2013, 2017) đánh giá các giống chủ lực như Solara, Sinora, Atlantic, Marabel, Diamant, VT2. Nguyễn Đạt Thoại (2011) khảo nghiệm giống Sinora và Marabel tại Điện Biên; Trịnh Văn Mỵ (2016), Đinh Xuân Tú và cộng sự chọn lọc các dòng kháng mốc sương (1-187, 4-35, 4-170, CV9); Viện Sinh học Nông nghiệp thu thập nguồn gen khoai tây dại; Đỗ Thị Thu Hà và cộng sự (2012), Vũ Thị Hằng và cộng sự (2012), Hoàng Thị Giang và cộng sự ứng dụng kỹ thuật dung hợp tế bào trần; Nguyễn Quang Thạch và cộng sự (1991, 2013) phát triển công nghệ khí canh sản xuất củ giống sạch bệnh.

3. Biện pháp kỹ thuật canh tác:

• Thời vụ: Ekelöf và cộng sự phân tích ảnh hưởng của thời vụ đến chất lượng chế biến giống Atlantic; Nguyễn Thị Hương và cộng sự nghiên cứu thời vụ cho cây giống khí canh; Nguyễn Văn Hồng và cộng sự xác định khung thời vụ vụ đông tại đồng bằng sông Hồng.
• Mật độ: Berga và cộng sự, Alvin và cộng sự, Smith (1987), Trương Văn Hộ (2005), Nguyễn Văn Viết và cộng sự (1995) làm rõ mối quan hệ giữa mật độ trồng, số thân/đơn vị diện tích với kích cỡ củ thương phẩm và hàm lượng tinh bột.

Khoảng trống nghiên cứu mà luận án lựa chọn: Mặc dù các kỹ thuật canh tác khoai tây đã được nghiên cứu tại vùng đồng bằng sông Hồng và Lâm Đồng, tại vùng trung du miền núi phía Bắc nói chung và tỉnh Thái Nguyên nói riêng, việc đánh giá khả năng thích ứng của các giống khoai tây nhập nội mới kết hợp với việc xây dựng đồng bộ quy trình canh tác (thời vụ, mật độ, phân bón khoáng, phân vi sinh, liều lượng kali, số lần tưới nước, số lần vun xới) trên chân đất ruộng hai vụ lúa vẫn chưa có công trình nghiên cứu có hệ thống và đầy đủ dữ liệu thực nghiệm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết của luận án dựa trên các nguyên lý sinh thái học nông nghiệp và sinh lý cây trồng: mối quan hệ tương tác giữa kiểu gen và môi trường (G × E); động thái tích lũy sinh khối và diện tích tán lá che phủ đất (DTTLCPĐ); quy luật cân đối dinh dưỡng khoáng (N-P-K); nhu cầu nước theo các giai đoạn sinh trưởng của cây trồng có củ.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đồng ruộng kết hợp điều tra xã hội học nông thôn:

1. Phương pháp khảo sát hiện trạng: Điều tra thu thập số liệu bằng phiếu điều tra cấu trúc tại các hộ nông dân trồng khoai tây trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên trong năm 2015, tập trung vào cơ cấu đất đai, cơ cấu giống, mức độ đầu tư vật tư phân bón, thời vụ gieo trồng, mật độ khoảng cách, chế độ tưới tiêu và kỹ thuật vun gốc.

2. Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng: Các thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD - Randomized Complete Block Design) với 3 lần lặp lại trên đất ruộng hai vụ lúa tại xã Thịnh Đức (TP. Thái Nguyên) và xã Phấn Mễ (huyện Phú Lương):

• Thí nghiệm 1: So sánh khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng của 8 giống khoai tây nhập nội (trong đó có giống KT1) trong vụ đông năm 2015 và 2016.
• Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của 4 thời vụ trồng đối với giống KT1 trong vụ đông năm 2016 và 2017.
• Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ trồng kết hợp với liều lượng phân bón khoáng (N:P:K) đối với giống KT1 trong vụ đông năm 2016 và 2017.
• Thí nghiệm 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ trồng kết hợp với phân hữu cơ vi sinh đối với giống KT1 trong vụ đông năm 2016 và 2017.
• Thí nghiệm 5: Nghiên cứu ảnh hưởng của các liều lượng phân kali đối với giống KT1 trong vụ đông năm 2016 và 2017.
• Thí nghiệm 6: Nghiên cứu ảnh hưởng của số lần tưới nước bổ sung đối với giống KT1 trong vụ đông năm 2016 và 2017.
• Thí nghiệm 7: Nghiên cứu ảnh hưởng của số lần vun luống đối với giống KT1 trong vụ đông năm 2016 và 2017.

3. Phương pháp xây dựng mô hình sản xuất thử nghiệm: Triển khai mô hình áp dụng giống mới KT1 cùng gói kỹ thuật canh tác hoàn chỉnh trên quy mô hộ nông dân tại huyện Phú Lương và Thành phố Thái Nguyên trong vụ đông năm 2017.

4. Nguồn tư liệu và phương pháp theo dõi chỉ tiêu:

• Các giai đoạn sinh trưởng (mọc mầm, phát triển thân lá, hình thành củ, phát triển củ, thu hoạch).
• Động thái tăng trưởng chiều cao cây, số thân chính/khóm, mức độ che phủ đất.
• Mức độ nhiễm các đối tượng sâu bệnh hại chính: bệnh mốc sương (Phytophthora infestans), bệnh héo xanh vi khuẩn (Ralstonia solanacearum), bệnh virút, bọ trĩ, rệp theo thang điểm quy chuẩn ngành.
• Các yếu tố cấu thành năng suất: số củ/khóm, khối lượng củ/khóm, tỷ lệ củ thương phẩm (đường kính củ đạt yêu cầu).
• Năng suất lý thuyết (NSLT) và năng suất thực thu (NSTT).
• Chỉ tiêu chất lượng củ: phân tích tỷ lệ chất khô, hàm lượng tinh bột, hàm lượng đường khử và đánh giá cảm quan chất lượng lát rán.
• Hiệu quả kinh tế: tính toán tổng thu, tổng chi phí đầu tư và lãi thuần của từng công thức thí nghiệm và mô hình sản xuất.

5. Phương pháp xử lý số liệu: Toàn bộ số liệu thu thập được xử lý thống kê sinh học bằng phần mềm SAS (SAS System Version 8, Cary, NC) để phân tích phương sai (ANOVA) và so sánh sự sai khác giữa các giá trị trung bình bằng phép thử Duncan hoặc LSD ở các mức xác suất p < 0,05 và p < 0,01.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương này trình bày toàn diện cơ sở sinh học và thực tiễn của đề tài. Tác giả phân tích các yêu cầu sinh thái của khoai tây: ngưỡng nhiệt độ phát triển thân lá (18 - 20°C) và hình thành củ (16 - 18°C); cơ chế phản ứng với quang chu kỳ ngày ngắn; nhu cầu ẩm độ đất theo thời kỳ (trước tạo củ cần 60%, thời kỳ củ phát triển mạnh cần 80%); đặc tính đất canh tác tơi xốp, tầng mặt dày, độ pH từ 5,2 - 6,4.

Về tình hình sản xuất, tác giả tổng hợp số liệu từ FAOSTAT giai đoạn 2013 - 2017: diện tích khoai tây thế giới đạt 19,30 triệu ha năm 2017, năng suất 20,11 tấn/ha và sản lượng 388,91 triệu tấn. Châu Á có diện tích lớn nhất (10,21 triệu ha) và sản lượng cao nhất (195,67 triệu tấn), nhưng năng suất đạt 19,17 tấn/ha; trong khi Châu Đại Dương đạt năng suất cao nhất (41,08 tấn/ha). Tại Việt Nam, diện tích năm 2017 đạt 20.480 ha, năng suất 14,83 tấn/ha, sản lượng 303.675 tấn.

Năm	Diện tích thế giới (triệu ha)	Năng suất thế giới (tấn/ha)	Sản lượng thế giới (triệu tấn)	Diện tích Việt Nam (ha)	Năng suất Việt Nam (tấn/ha)	Sản lượng Việt Nam (tấn)
2013	19,29	19,39	374,07	23.077	14,53	335.309
2014	18,88	20,14	380,26	21.650	14,75	319.338
2015	18,91	19,91	376,58	20.463	14,64	299.578
2016	19,08	19,62	374,25	19.866	14,69	291.831
2017	19,30	20,11	388,91	20.480	14,83	303.675

Tại Thái Nguyên, bảng số liệu thống kê cho thấy diện tích trồng năm 2014 là 500 ha, năm 2015 là 625 ha, năm 2016 là 622 ha và năm 2017 là 511 ha; năng suất toàn tỉnh dao động quanh mức 12,62 - 13,38 tấn/ha; sản lượng dao động từ 6.310 - 8.322 tấn. Chương này cũng phân tích chi tiết tình hình thị trường tiêu thụ, kết quả chọn tạo giống khoai tây trong và ngoài nước, và tổng quan các nghiên cứu thực nghiệm về thời vụ, mật độ, phân khoáng N-P-K, phân hữu cơ, chế độ tưới nước, kỹ thuật làm đất và vun luống.

Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết nguồn vật liệu nghiên cứu:

• Nguồn gốc giống khoai tây KT1: Được Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Cây có củ (Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm) tuyển chọn từ tập đoàn 27 dòng kháng virút nhập nội từ Trung tâm Khoai tây Quốc tế (CIP) năm 2005. Giống có nguồn gốc từ Peru, mã số CIP 388611.22 (mã số Việt Nam là 1-05), chọn lọc từ tổ hợp lai MEX-32 × XY. Giống đã được kiểm tra sạch 24 loại virút gây hại chính trước khi nhập nội.
• 7 giống khoai tây nhập nội đối chứng và so sánh trong tập đoàn khảo nghiệm.
• Vật tư phân bón: Phân chuồng hoai mục, phân đạm urê, supe lân, kali clorua, phân hữu cơ vi sinh.

Chương này trình bày các bước khảo nghiệm thực địa, thiết kế 7 thí nghiệm chuyên đề theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với 3 lần lặp lại, quy chuẩn kích thước ô thí nghiệm, kỹ thuật rạch hàng, bón lót, đặt củ giống, chăm sóc và thu hoạch. Phương pháp điều tra hiện trạng 2015 bằng bảng hỏi được chuẩn hóa. Tiêu chuẩn xác định tỷ lệ củ thương phẩm, quy trình phân tích hóa nghiệm các chỉ tiêu chất lượng củ (chất khô, tinh bột, đường khử) và công thức hạch toán kinh tế (tổng chi, tổng thu, lãi thuần) được quy định chặt chẽ, kèm phương pháp phân tích thống kê trên phần mềm SAS.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 trình bày toàn bộ số liệu thực nghiệm thu được qua các năm nghiên cứu:

1. Điều kiện tự nhiên và hiện trạng sản xuất khoai tây ở Thái Nguyên: Kết quả điều tra nông hộ năm 2015 cho thấy cơ cấu cây trồng vụ đông trên đất 2 vụ lúa tại Thái Nguyên chưa phát huy hết tiềm năng. Về cơ cấu giống, nông dân chủ yếu trồng giống khoai tây trôi nổi nhập từ Trung Quốc chiếm tỷ lệ lớn. Đa số hộ bón phân chưa cân đối (thừa đạm, thiếu kali), thời vụ trồng phân tán từ tháng 10 đến tháng 12, mật độ gieo trồng không đồng đều, kỹ thuật vun xới và tưới rãnh giữ ẩm chưa được thực hiện đúng quy trình kỹ thuật.

2. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của 8 giống khoai tây thí nghiệm (2015 - 2016):

• Thời gian sinh trưởng: Giống KT1 có thời gian sinh trưởng thuộc nhóm trung bình (85 - 90 ngày), phù hợp hoàn toàn với khung thời vụ đông trên đất hai vụ lúa.
• Khả năng sinh trưởng và đặc điểm hình thái: Giống KT1 có thân đứng đến nửa đứng, lá màu xanh nhạt, hoa màu trắng, chiều cao cây đạt mức khá, số thân chính/khóm đạt từ 4,2 - 5,1 thân, độ che phủ tán lá nhanh. Củ có dạng hình oval, mắt củ nông, vỏ củ màu vàng, ruột củ màu vàng.
• Tình hình sâu bệnh hại: Giống KT1 nhiễm nhẹ đối với bệnh mốc sương và bệnh héo xanh vi khuẩn, chống chịu khá với bệnh virút; mức độ nhiễm sâu hại chính (rệp, bọ trĩ) ở mức trung bình thấp.
• Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực thu: Số củ/khóm của giống KT1 đạt từ 6,5 - 8,2 củ, khối lượng củ/khóm đạt 480 - 560 g, tỷ lệ củ thương phẩm đạt 75 - 82%. Năng suất thực thu của giống KT1 đạt 31 - 32 tấn/ha trong cả hai vụ đông 2015 và 2016, cao hơn rõ rệt so với giống đối chứng Solara (20 - 25 tấn/ha) và các giống khảo nghiệm khác.
• Chất lượng củ: Giống KT1 đạt hàm lượng chất khô 21 - 23%, hàm lượng tinh bột 14 - 17%, hàm lượng đường khử thấp (< 0,22%), không bị đổi màu sau khi rán lát, đáp ứng tốt cho cả nhu cầu ăn tươi và chế biến công nghiệp.

3. Kết quả hoàn thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống khoai tây KT1:

• Thời vụ trồng: Khảo nghiệm 4 thời vụ trồng (20/10, 01/11, 10/11 và 20/11) trong hai năm 2016 và 2017 xác định thời vụ trồng tốt nhất là từ ngày 01/11 đến 10/11. Ở khung thời vụ này, tỷ lệ mọc mầm đạt cao nhất (> 95%), sinh trưởng thân lá thuận lợi, mức độ nhiễm bệnh mốc sương thấp và năng suất thực thu đạt cao nhất.
• Mật độ trồng và liều lượng phân bón khoáng: Mật độ 5 khóm/m² kết hợp mức bón phân khoáng: 15 tấn phân chuồng + 180 kg N + 180 kg P2O5 + 180 kg K2O/ha cho năng suất thực thu cao nhất, tỷ lệ củ thương phẩm đạt cao và hiệu quả kinh tế vượt trội so với các công thức bón thấp hoặc quá cao.
• Mật độ trồng và phân hữu cơ vi sinh: Xác định được sự tương tác tích cực giữa mật độ trồng 5 khóm/m² với phân hữu cơ vi sinh giúp cây sinh trưởng khỏe, cải thiện tỷ lệ củ thương phẩm và tăng năng suất củ.
• Liều lượng phân kali: Trong thí nghiệm nghiên cứu các mức bón kali trên nền phân 15 tấn phân chuồng + 150 kg N + 150 kg P2O5/ha, công thức bón 180 kg K2O/ha cho năng suất củ thực thu cao nhất, tăng tích lũy chất khô và tinh bột trong củ, đồng thời mang lại tỷ suất lợi nhuận cao nhất.
• Số lần tưới nước bổ sung: Nghiên cứu các chế độ tưới nước rãnh bổ sung xác định chế độ tưới 3 lần trong vụ (vào các thời điểm: 15 ngày sau trồng - giai đoạn cây con mọc đều; 45 ngày sau trồng - giai đoạn hình thành và phát triển củ; 75 ngày sau trồng - giai đoạn củ phình to) giúp duy trì ẩm độ đất thích hợp, năng suất củ thực thu cao hơn có ý nghĩa thống kê so với công thức đối chứng không tưới hoặc chỉ tưới 1 - 2 lần.
• Số lần vun luống: Thí nghiệm xác định chế độ vun xới 2 lần/vụ (lần 1 sau trồng 15 ngày kết hợp bón thúc đợt 1; lần 2 sau trồng 45 ngày kết hợp bón thúc đợt 2) là tối ưu. Chế độ này giúp luống đất tơi xốp, giữ ẩm tốt, hạn chế củ bị trồi lộ ánh sáng gây xanh vỏ, giảm sâu bệnh và đạt tỷ lệ củ thương phẩm cao nhất.

4. Kết quả xây dựng mô hình sản xuất thử nghiệm (vụ đông 2017): Mô hình sản xuất giống KT1 áp dụng gói kỹ thuật mới triển khai tại huyện Phú Lương và Thành phố Thái Nguyên trên chân đất ruộng 2 vụ lúa cho kết quả: cây sinh trưởng tốt, năng suất thực thu đạt 30,5 - 31,8 tấn/ha. Sơ bộ hạch toán kinh tế cho thấy mô hình trồng khoai tây KT1 mang lại lãi thuần cao hơn gấp 2,5 - 3,0 lần so với cây trồng đối chứng truyền thống (ngô vụ đông). Đánh giá của người dân tham gia mô hình cho thấy sự đồng thuận cao về khả năng thích ứng và hiệu quả kinh tế của giống và quy trình kỹ thuật.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lý luận và khoa học:

• Cung cấp dẫn liệu khoa học có hệ thống về khả năng thích ứng, đặc tính nông sinh học, khả năng chống chịu sâu bệnh và tiềm năng năng suất của giống khoai tây nhập nội KT1 trong điều kiện sinh thái vụ đông tại vùng trung du miền núi phía Bắc.
• Xác lập cơ sở khoa học về tác động tương hỗ giữa mật độ gieo trồng, chế độ bón phân khoáng (N-P-K cân đối, đặc biệt là vai trò của kali), chế độ tưới nước bổ sung và kỹ thuật vun xới đối với quá trình tích lũy chất khô và hình thành năng suất củ trên chân đất ruộng hai vụ lúa.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn:

• Tuyển chọn thành công giống khoai tây KT1 cho sản xuất vụ đông tại tỉnh Thái Nguyên. Giống có thời gian sinh trưởng 85 - 90 ngày, sinh trưởng khỏe, mức độ nhiễm bệnh mốc sương và héo xanh nhẹ, năng suất đạt 31 - 32 tấn/ha, củ hình oval, ruột vàng, chất lượng tốt (hàm lượng chất khô 21 - 23%, tinh bột 14 - 17%, đường khử < 0,22%, không đổi màu sau rán), đáp ứng yêu cầu cho ăn tươi và chế biến.
• Xây dựng được gói quy trình kỹ thuật canh tác đồng bộ cho giống khoai tây KT1 vụ đông trên đất ruộng hai vụ lúa tại tỉnh Thái Nguyên:
  • Thời vụ gieo trồng: Trồng tốt nhất từ ngày 01/11 đến ngày 10/11 hàng năm.
  • Mật độ gieo trồng: Duy trì mật độ 5 khóm/m² (khoảng cách củ cách củ 30 cm, hàng cách hàng 35 - 40 cm trên luống kép hoặc luống đơn phù hợp).
  • Phân bón khoáng: Bón 15 tấn phân chuồng + 180 kg N + 180 kg P2O5 + 180 kg K2O/ha. Về phân kali, mức bón tối ưu là 180 kg K2O/ha trên nền phân chuồng và phân đạm, lân cân đối.
  • Chế độ tưới nước: Tưới nước rãnh bổ sung 3 lần vào các thời điểm 15 ngày, 45 ngày và 75 ngày sau trồng.
  • Chế độ vun xới: Thực hiện vun luống 2 lần/vụ vào thời điểm 15 ngày và 45 ngày sau trồng kết hợp bón phân thúc.

Kiến nghị của luận án:

• Cho phép mở rộng áp dụng giống khoai tây KT1 và quy trình kỹ thuật thâm canh đã hoàn thiện vào sản xuất vụ đông trên đất ruộng hai vụ lúa tại các địa phương trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên và các tỉnh có điều kiện sinh thái tương tự ở vùng Đông Bắc.
• Đề nghị tiếp tục nghiên cứu các biện pháp bảo quản củ giống khoai tây KT1 qua hè (bảo quản kho lạnh, tán xạ) nhằm chủ động nguồn giống sạch bệnh tại chỗ phục vụ sản xuất.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

• Phạm vi khảo nghiệm thực địa và mô hình thử nghiệm mới được thực hiện tập trung tại hai địa bàn đại diện của tỉnh Thái Nguyên là Thành phố Thái Nguyên và huyện Phú Lương trên chân đất ruộng hai vụ lúa; chưa bao quát hết các tiểu vùng sinh thái khác (vùng núi cao, vùng đất bãi ven sông).
• Giống khoai tây KT1 tuy có nhiều ưu điểm về năng suất và chất lượng ruột củ nhưng có nhược điểm hình thái là vỏ mỏng, màu sắc vỏ củ không thật sáng bóng, dễ bị trầy xước vỏ khi thu hoạch và vận chuyển nếu không áp dụng kỹ thuật thu hái cẩn thận.
• Đề tài tập trung giải quyết khâu kỹ thuật ngoài đồng ruộng vụ đông, chưa đi sâu giải quyết hoàn chỉnh công nghệ bảo quản giống quy mô nông hộ trong điều kiện nhiệt độ cao mùa hè tại miền Bắc.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

• Tiếp tục khảo nghiệm diện rộng giống KT1 tại các tiểu vùng sinh thái khác của vùng trung du và miền núi phía Bắc để đánh giá tính ổn định năng suất.
• Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ bảo quản củ giống KT1 qua mùa hè bằng phương pháp kho lạnh kết hợp kho tán xạ sinh học nhằm giảm tỷ lệ hao hụt khối lượng và duy trì sức sống của mầm củ giống.
• Hoàn thiện chuỗi liên kết sản xuất hàng hóa và tiêu thụ sản phẩm củ tươi cho các nhà máy chế biến thực phẩm.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo khoa học có giá trị cụ thể đối với các nhóm đối tượng:

• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành Khoa học cây trồng, Nông học, Trồng trọt: Cung cấp phương pháp luận chuẩn mực về bố trí thí nghiệm thực nghiệm đồng ruộng nhiều yếu tố (RCBD), phương pháp đánh giá các chỉ tiêu nông sinh học, các chỉ tiêu hóa sinh phẩm chất củ khoai tây và kỹ thuật xử lý số liệu thống kê nông học bằng phần mềm SAS.
• Cán bộ kỹ thuật khuyến nông và ngành nông nghiệp địa phương: Cung cấp bộ thông số kỹ thuật định lượng chi tiết (ngày trồng, khoảng cách, công thức phân bón, số lần tưới, số lần vun luống) để chuyển giao trực tiếp cho nông dân thâm canh khoai tây vụ đông trên đất ruộng hai vụ lúa.
• Cơ quan quản lý nông nghiệp và hoạch định chính sách: Cung cấp luận cứ thực tiễn phục vụ việc xây dựng kế hoạch chuyển đổi cơ cấu cây trồng vụ đông, quy hoạch vùng sản xuất khoai tây hàng hóa tập trung, liên kết chuỗi giá trị nông sản tại tỉnh Thái Nguyên và các tỉnh trung du miền núi phía Bắc.

Câu hỏi thường gặp

Giống khoai tây KT1 có nguồn gốc từ đâu và mang những đặc điểm nông sinh học chủ yếu nào?

Giống khoai tây KT1 được Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Cây có củ (Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm) tuyển chọn từ tập đoàn 27 dòng nhập nội từ Trung tâm Khoai tây Quốc tế (CIP) năm 2005. Giống có nguồn gốc từ Peru, mã số CIP 388611.22, mã số Việt Nam là 1-05, chọn lọc từ tổ hợp lai MEX-32 × XY. Giống KT1 có thời gian sinh trưởng 85 - 90 ngày, thân nửa đứng, hoa màu trắng, củ hình oval, mắt nông, vỏ và ruột củ màu vàng. Giống có khả năng nhiễm nhẹ với bệnh mốc sương và héo xanh, chịu nhiệt khá, đạt năng suất thực thu 31 - 32 tấn/ha, hàm lượng chất khô 21 - 23%, hàm lượng tinh bột 14 - 17%, đường khử < 0,22%, không bị đổi màu sau rán lát.

Thời vụ gieo trồng nào cho kết quả tốt nhất đối với giống khoai tây KT1 vụ đông tại Thái Nguyên?

Kết quả thí nghiệm trong hai năm 2016 và 2017 xác định khung thời vụ trồng tối ưu cho giống KT1 tại Thái Nguyên là từ ngày 01/11 đến ngày 10/11. Trồng trong khung thời gian này giúp cây đạt tỷ lệ mọc mầm cao nhất, cây sinh trưởng thân lá khỏe, thời kỳ tạo củ gặp điều kiện nhiệt độ thuận lợi, giảm thiểu mức độ gây hại của bệnh mốc sương và đạt năng suất củ thương phẩm cao nhất.

Liều lượng phân khoáng và mật độ gieo trồng tối ưu cho giống khoai tây KT1 được xác định như thế nào?

Mật độ gieo trồng tối ưu là 5 khóm/m² (tương đương khoảng 50.000 khóm/ha). Mức phân bón khoáng mang lại năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất là 15 tấn phân chuồng + 180 kg N + 180 kg P2O5 + 180 kg K2O/ha. Đối với phân kali chuyên biệt, mức bón tối ưu được xác định là 180 kg K2O/ha trên nền phân chuồng và phân đạm, lân cân đối.

Chế độ tưới nước và kỹ thuật vun luống cho giống khoai tây KT1 được quy định ra sao?

• Chế độ tưới nước: Thực hiện tưới nước rãnh bổ sung 3 lần trong suốt vụ sinh trưởng: lần 1 vào 15 ngày sau trồng (cây con mọc đều, bén rễ); lần 2 vào 45 ngày sau trồng (thời kỳ hình thành và phát triển củ); lần 3 vào 75 ngày sau trồng (thời kỳ củ phình to tích lũy chất khô).
• Chế độ vun luống: Thực hiện vun luống 2 lần/vụ: lần 1 vào 15 ngày sau trồng kết hợp bón thúc đợt 1; lần 2 vào 45 ngày sau trồng kết hợp bón thúc đợt 2, giúp hạn chế ánh sáng chiếu trực tiếp vào củ làm xanh vỏ và giảm sâu bệnh.

Thực trạng sản xuất khoai tây tại tỉnh Thái Nguyên trước nghiên cứu có những hạn chế chính nào?

Qua khảo sát năm 2015, diện tích trồng khoai tây của tỉnh có xu hướng sụt giảm và năng suất bình quân chỉ đạt khoảng 13 tấn/ha (thấp hơn mức trung bình cả nước). Nguyên nhân chính là do thiếu nguồn giống chất lượng cao, người dân chủ yếu trồng giống thương phẩm nhập khẩu từ Trung Quốc bị nhiễm sâu bệnh và thoái hóa; các biện pháp kỹ thuật canh tác như thời vụ trồng phân tán, bón phân mất cân đối (thừa đạm, thiếu kali), kỹ thuật tưới nước giữ ẩm và vun luống chưa đáp ứng đúng yêu cầu sinh lý của cây.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của nghiên cứu sinh Hoàng Thị Minh Thu đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu đặt ra, giải quyết thành công bài toán tuyển chọn giống và hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác khoai tây vụ đông tại tỉnh Thái Nguyên. Nghiên cứu đã xác định được giống khoai tây nhập nội KT1 có năng suất cao (31 - 32 tấn/ha), chất lượng củ tốt cho cả ăn tươi và chế biến, đồng thời xác lập gói kỹ thuật đồng bộ về thời vụ trồng (01/11 - 10/11), mật độ (5 khóm/m²), mức phân bón cân đối N-P-K và kali, chế độ tưới nước 3 lần và vun luống 2 lần trên chân đất ruộng hai vụ lúa. Kết quả thực nghiệm và mô hình sản xuất thử nghiệm năm 2017 chứng minh hiệu quả kinh tế vượt trội của khoai tây KT1 so với cây ngô vụ đông truyền thống, cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn vững chắc để mở rộng diện tích khoai tây hàng hóa tại các tỉnh trung du miền núi phía Bắc.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Tăng năng suất cây trồng là mục tiêu quan trọng nhất của mọi tiến bộ kỹ thuật về giống và canh tác. Dân số ngày càng tăng kéo theo nhu cầu lương thực không ngừng tăng lên, trong khi đất canh tác bị thu hẹp và để ứng phó với biến đổi khí hậu, chúng ta cần phải thường xuyên chọn tạo giống cây trồng phù hợp với điều kiện ngoại cảnh luôn thay đổi, đồng thời áp dụng các biện pháp kỹ thuật thâm canh tăng năng suất. Giống có vai trò rất quan trọng, góp phần nâng cao năng suất và sản lượng cây trồng.

Năng suất cây trồng có thể tăng lên một cách đáng kể nếu chọn được giống có tiềm năng năng suất cao và ổn định. Hiện nay các giống khoai tây đang phổ biến trong sản xuất tại Việt Nam nói chung và Thái Nguyên nói riêng chủ yếu là nhập nội. Do vậy trước khi đưa vào sản xuất ở một vùng nào đó cần đánh giá khả năng thích ứng của giống với các điều kiện sinh thái khác nhau, đồng thời áp dụng các biện pháp kỹ thuật phù hợp. Khi nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật cho khoai tây, nhiều tác giả đã kết luận khoai tây trồng an toàn trong thời tiết vụ đông ở miền Bắc nước ta (từ 15/10 trở đi) và có thể trồng thêm khoai tây vụ xuân.

Tuy nhiên, việc xác định thời vụ trồng khoai tây còn phụ thuộc vào yếu tố đất đai và khí hậu từng vùng (Trương Văn Hộ, 1992) [15]. Các kết quả nghiên cứu cho thấy mật độ và khoảng cách trồng, số thân trên một đơn vị diện tích có ảnh hưởng rất rõ rệt đến năng suất và chất lượng khoai tây. Khoai tây được trồng bằng phương pháp làm đất tối thiểu, mật độ và khoảng cách trồng được khuyến cáo như sau: Trồng 2 hàng cách mép luống 30 - 35 cm, hàng cách hàng 35 - 40 cm; củ cách củ 30 cm, tương đương 5 - 6 vạn củ giống/ha (Trung tâm Khuyến nông Quốc gia, 2013) [147]. Khoai tây là một trong những loại cây trồng cho năng suất cao, do đó đòi hỏi nhiều chất dinh dưỡng cho quá trình sinh trưởng và phát triển.

Lượng phân bón cho khoai tây phụ thuộc vào loại đất, độ phì nhiêu của đất, tình trạng luân canh và canh tác, giống và thời gian sinh trưởng của khoai tây, độ ẩm và mật độ trồng (Smith, 6 1987) [123]. Khi trồng khoai tây giống mới theo hướng thâm canh để có năng suất, hiệu quả cao nhất thiết phải bón phân. Cần thực hiện tưới rãnh nhẹ để khoai tây nhanh mọc trong trường hợp đất bị khô. Thực hiện vun xới 2 lần kết hợp bón thúc.

Thường xuyên tưới nước giữ ẩm cho khoai tây, tốt nhất bằng biện pháp tưới rãnh (Trung tâm Khuyến nông Quốc gia, 2015) [148]. Như vậy, để trồng khoai tây đạt hiệu quả kinh tế cao thì mỗi vùng sinh thái cần nghiên cứu để tìm ra bộ giống tốt và biện pháp canh tác phù hợp. Một số nghiên cứu về yêu cầu ngoại cảnh đối với cây khoai tây 1. Yêu cầu về nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự phát triển của cây và năng suất củ.

Nhiệt độ trong vụ trồng bình quân 16°C - 18°C là thích hợp và cho năng suất cao nhất. Khi nhiệt độ cao, cây khoai tây bị giảm sự đồng hóa, tăng dị hóa; nhiệt độ ban đêm cao sẽ làm giảm sản lượng chất khô của cây. Sự phát triển tối ưu của cây khoai tây khi nhiệt độ ban ngày 20°C, ban đêm 14°C. Nếu nhiệt độ ban ngày ở mức 21°C - 24°C, ban đêm 10°C hoặc thấp hơn một chút, khoai tây cũng có năng suất cao.

Nhưng khi nhiệt độ bình quân dưới 10°C sẽ làm giảm sự sinh trưởng của cây, dưới 5°C cây ngừng sinh trưởng. Cây khoai tây có ba giai đoạn: Giai đoạn phát triển thân lá, giai đoạn hình thành củ và giai đoạn phình to củ. Mỗi giai đoạn có yêu cầu nhiệt độ khác nhau. Từ mọc đến phát triển thân lá, cây khoai tây cần nhiệt độ tương đối cao, thay đổi từ 16°C - 24°C, ở giai đoạn này thân lá phát triển đầy đủ thì năng suất củ mới cao.

Giai đoạn hình thành củ cần nhiệt độ thấp hơn. Rashid năm 1974 có nhận xét, củ khoai tây hình thành nhanh nhất ở nhiệt độ ban ngày 20°C - 21°C và ban đêm 14°C. Giai đoạn phình củ cần nhiệt độ thấp hơn kết hợp với ngày dài và cường độ ánh sáng cao (Trương Văn Hộ, 2010) [17]. Nhiệt độ không khí thích hợp nhất cho củ khoai tây phát triển từ 18-19 0C và nhiệt độ đất 16- 170C.

nếu nhiệt độ từ 200C trở lên quá trình hình thành củ của khoai tây bắt đầu bị kìm hãm. Nhiệt độ lên cao quá 25 0C sẽ trở ngại cho quá trình hình thành và phát triển củ. Trong thời kỳ hình thành củ, nhiệt độ cao kéo dài gây ra hiện tượng củ không được tích lũy chất khô một cách đầy đủ, dẫn đến năng suất và chất lượng giống giảm rõ rệt ở các đời sau. 7 Như vậy, cây khoai tây sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao trong điều kiện nhiệt độ thấp.

Nhiệt độ thích hợp cho thân lá phát triển là 18 - 20 0C, thân củ phát triển là 18 - 190C. Tuy nhiên, nhiệt độ quá thấp làm cây bị chết rét, còn nhiệt độ cao thì củ hình thành kém, nhanh thoái hóa và bệnh virút phát triển mạnh. Để nâng cao năng suất và chất lượng củ khoai tây cần nghiên cứu để có thời vụ thích hợp với từng vùng. Yêu cầu về ánh sáng Khoai tây là cây ưa sáng, năng suất khoai tây phụ thuộc vào khả năng hấp thu và hiệu quả của việc sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp nên chất khô của củ và chỉ số thu hoạch.

Cường độ ánh sáng thích hợp cho sự hình thành củ và năng suất khoai tây là 20.000 lux (Allen and Scott. Trong điều kiện khí hậu giống nhau, không thiếu nước hoặc dinh dưỡng và không xuất hiện sâu bệnh hại thì sự khác nhau về sinh trưởng, phát triển và năng suất là do khả năng hấp thu ánh sáng khác nhau giữa các giống (Spitter, 1987; Van der Zaag and Doombos JH, 1987) [124], [132]. Độ dài ngày ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng phát triển của cây khoai tây. Ở điều kiện ngày dài trên 14 giờ chiếu sáng/ngày của mùa xuân và mùa hè ở các nước ôn đới, thời gian sinh trưởng của cây khoai tây dài tới hơn 4 tháng gần 5 tháng, có thời gian phát triển thân lá dài, sau đó mới đến giai đoạn hình thành củ và phình to củ.

Người ta thấy rằng cây khoai tây trong điều kiện dài ngày có hàm lượng hoomon gibberellin cao, nên đã làm chậm sự hình thành củ. Do thời gian sinh trưởng dài nên năng suất khoai tây ở vùng ôn đới khá cao, về tiềm năng nhiều nơi tới 100 - 120 tấn củ/ha, nhiều nước đạt năng suất bình quân 35 - 40 tấn/ha. Những nước vùng nhiệt đới trồng khoai tây trong điều kiện ngày ngắn, dưới 12 giờ/ngày nên hình thành củ sớm ngay khi thân lá còn trong giai đoạn đang phát triển. Vì vậy, thời gian sinh trưởng ngắn, chỉ trên dưới 3 tháng, nên năng suất củ thấp, tiềm năng năng suất không cao.

Những giống khoai tây ở vùng ôn đới đem trồng ở Việt Nam sẽ rút ngắn khoảng 30% thời gian trồng ở vùng ôn đới (Trương Văn Hộ, 2010) [17]. Trong điều kiện ngày dài, cây khoai tây ra hoa, kết quả nhiều hơn ngày ngắn. Nếu ở nhiệt độ thấp trong điều kiện ngày dài hoặc ngắn, khoai tây đều ra củ sớm. Về cường độ ánh sáng với khoai tây, ánh sáng có cường độ mạnh sẽ làm 8 cho quá trình quang hợp tăng lên, cây phát triển thuận lợi.

Nếu cường độ ánh sáng yếu, trời nhiều mây âm u kéo dài, cây quang hợp kém, năng suất khoai tây thấp. Mặt khác cường độ ánh sáng quá cao cũng gây ra tạo củ sớm, ra hoa nhanh dẫn đến thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất củ thấp. Yêu cầu về nước Nước là một trong những yếu tố quyết định đến sự sinh trưởng, phát triển của cây khoai tây, đến năng suất và chất lượng của củ khoai tây. Muốn cây khoai tây có hiệu suất quang hợp cao, đất phải đủ ẩm để cho bộ rễ hút đủ lượng nước cần thiết và chất khoáng để điều tiết nhiệt độ của cây.

Nếu đất khô hạn, lá khô sẽ bị héo, khí khổng khép lại, hiệu suất quang hợp của cây sẽ giảm sút. Nếu thiếu nước kéo dài trầm trọng thì cây sẽ chết. Nếu quá nhiều nước sẽ gây nên yếm khí, trong đất thiếu O2 sẽ làm cho bộ rễ bị chết, đồng thời những khí khổng trên vỏ củ bị trương nước sẽ là nơi để vi khuẩn và nấm xâm nhập làm thối củ (Trương Văn Hộ, 2010) [17]. Trong suốt thời gian sinh trưởng, phát triển cây khoai tây cần rất nhiều nước.

Theo một số nghiên cứu, một héc ta khoai tây cho năng suất củ từ 19-33 tấn/ha thì cần từ 2. Để tạo ra 100 kg củ khoai tây cần 12 - 15 m 3 nước (Ngô Đức Thiệu và Nguyễn Văn Thắng, 1978) [41]. Nghiên cứu của Deblonde et al., (1999) [70] chỉ rõ, năng suất và yếu tố cấu thành năng suất bị tác động mạnh bởi tổng lượng nước tưới. Tuy nhiên tác động của hạn đến cây trồng phụ thuộc vào thời gian, giai đoạn và mức độ nghiêm trọng của khô hạn (Jefferies, 1995) [96].

Hạn thường tác động mạnh ở 3 giai đoạn: sinh trưởng, phình to củ và chín. Thiếu nước ở giai đoạn cuối của thời gian sinh trưởng sinh dưỡng làm cho khoai tây có năng suất thấp nhất, thiếu nước ở giai đoạn chín thì củ khoai tây lại to nhất (Fabeiro et al. Nghiên cứu của Iqbal et al., (1999) [94] cũng cho kết quả là, hạn xuất hiện vào giai đoạn chín làm giảm năng suất ít nhất, xuất hiện sớm sẽ ảnh hưởng mạnh nhất đến năng suất, tiếp theo là giai đoạn hình thành củ. Điều đó được Kashyap et al., (2003) [99] giải thích rằng, hầu hết các giai đoạn nhạy cảm với sự thiếu nước là ở thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng nên thiếu nước ở giai đoạn này ảnh hưởng đến năng suất mạnh nhất.

9 Như vậy, nước rất cần thiết cho sinh trưởng, phát triển và tạo năng suất của cây khoai tây. Thiếu nước ở giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng ảnh hưởng nhiều nhất đến năng suất. Vì vậy trong điều kiện ở miền Bắc Việt Nam, vụ đông thường có lượng mưa thấp và biến động giữa các vùng khá lớn nên cần nghiên cứu chế độ tưới nước hợp lý cho khoai tây trong từng điều kiện cụ thể.