Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu giá thể, dinh dưỡng, pH tăng củ khoai tây giống G0 - Nguyễn Thế Nhuận

Nghiên cứu thông số giá thể dinh dưỡng pH và chu kỳ tăng củ nhỏ khoai tây giống G0, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất giống chất lượng cao.

• Tác giả: Nguyễn Thế Nhuận
• Người hướng dẫn: Nguyễn Quang Thạch
• Trường học: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
• Đề tài: Nghiên cứu xác định các thông số cơ bản về giá thể, dinh dưỡng, pH và quang chu kỳ làm cơ sở cho việc tăng củ nhỏ khoai tây giống thế hệ G0
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• Tính cấp thiết của đề tài
• Mục tiêu và yêu cầu của đề tài
• Mục tiêu chung
• Mục tiêu cụ thể
• Đối tượng nghiên cứu
• Phạm vi nghiên cứu
• Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• Ý nghĩa khoa học
• Ý nghĩa thực tiễn
• Những đóng góp mới của luận án
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Giới thiệu chung về cây khoai tây
• 1.1.1. Nguồn gốc và sự phát triển của cây khoai tây
• 1.1.2. Yêu cầu ngoại cảnh đối với cây khoai tây
• 1.1.2.1. Yêu cầu về nhiệt độ
• 1.1.2.2. Yêu cầu về ánh sáng
• 1.1.2.3. Yêu cầu về nước
• 1.2. Sản xuất giống khoai tây trên thế giới và tại Việt Nam
• 1.2.1. Sản xuất giống khoai tây trên thế giới
• 1.2.2. Một số hệ thống sản xuất khoai tây giống tiêu biểu trên thế giới
• 1.2.2.1. Hệ thống sản xuất khoai tây giống ở vùng Andes, Nam Mỹ
• 1.2.2.2. Hệ thống sản xuất khoai tây giống ở Châu Âu và Bắc Mỹ
• 1.2.2.3. Hệ thống sản xuất giống khoai tây ở một số nước châu Á
• 1.2.3. Sản xuất giống khoai tây tại Việt Nam
• 1.2.3.1. Hệ thống sản xuất khoai tây giống ở Đà Lạt (1500 m so với mặt biển)
• 1.2.3.2. Hệ thống sản xuất khoai tây giống ở Đồng bằng Bắc bộ
• 1.2.3.3. Hệ thống khoai tây giống dựa vào nguồn khoai tây giống nhập khẩu
• 1.2.3.4. Khoai tây ăn nhập từ Trung Quốc dùng làm củ giống trồng
• 1.3. Kỹ thuật sản xuất củ giống khoai tây mini thế hệ G0
• 1.3.1. Kỹ thuật sản xuất củ giống khoai tây mini tại một số nước trên Thế giới
• 1.3.2. Kỹ thuật sản xuất củ giống khoai tây mini tại Việt Nam
• 1.3.3. Ưu và nhược điểm của sản xuất củ giống khoai tây mini bằng công nghệ khí canh
• 1.3.3.2. Nhược điểm
• 1.4. Giá thể và những nghiên cứu giá thể sản xuất củ giống khoai tây mini
• 1.4.1. Giá thể và những yêu cầu cơ bản về giá thể
• 1.4.2. Những nghiên cứu về giá thể trong sản xuất củ giống khoai tây mini
• 1.5. Các nghiên cứu về dinh dưỡng cho sản xuất củ giống khoai tây mini
• 1.6. Các nghiên cứu về N (đạm) trong sản xuất củ giống khoai tây mini
• 1.7. Các nghiên cứu về P (lân) trong sản xuất củ giống khoai tây mini
• 1.8. Các nghiên cứu về K (kali) trong sản xuất củ giống khoai tây mini
• 1.9. Ảnh hưởng của pH đến sản xuất củ giống khoai tây mini
• 1.10. Ảnh hưởng của quang chu kỳ đến sản xuất củ giống khoai tây mini
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.1.4. Nước để pha dung dịch dinh dưỡng và nước tưới
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.2.1. Nội dung 1: Nghiên cứu giá thể phù hợp để sản xuất cây giống khoai tây sau cấy mô và giá thể cho sản xuất củ giống khoai tây mini
• 2.2.2. Nội dung 2: Nghiên cứu xác định công thức dinh dưỡng và ảnh hưởng của một số yếu tố dinh dưỡng (N, P, K) đến sản xuất củ giống khoai tây mini từ cây giống khoai tây sau cấy mô
• 2.2.3. Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng pH dung dịch dinh dưỡng và quang chu kỳ đến số lượng củ giống khoai tây mini trồng trên giá thể
• 2.2.4. Nội dung 4: Ảnh hưởng của sốc dinh dưỡng và pH trong điều khiển tăng số củ khoai tây mini trồng từ cây giống sau cấy mô trên giá thể
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Những vấn đề chung
• 2.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 2.3.2.1. Thí nghiệm 1: Xác định giá thể tối ưu cho sản xuất cây giống khoai tây sau cấy mô
• 2.3.2.2. Thí nghiệm 2: So sánh lựa chọn giá thể phù hợp cho sản xuất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô
• 2.3.2.3. Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của các nghiệm thức dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô
• 2.3.2.4. Thí nghiệm 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ N trong dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô
• 2.3.2.5. Thí nghiệm 5: Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ P trong dung dịch dưỡng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô
• 2.3.2.6. Thí nghiệm 6: Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ K trong dung dịch dưỡng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô
• 2.3.2.7. Thí nghiệm 7: Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ N và P trong dung dịch dưỡng đến sinh trưởng và phát triển của khoai tây và năng suất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô
• 2.3.2.8. Thí nghiệm 8: Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ N và K trong dung dịch dưỡng đến sinh trưởng và phát triển của khoai tây và năng suất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô
• 2.3.2.9. Thí nghiệm 9: Ảnh hưởng của pH dinh dưỡng khác nhau đến khả năng tạo củ khoai tây mini trồng từ cây giống sau cấy mô trên giá thể
• 2.3.2.10. Thí nghiệm 10: Ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng đến khả năng tạo củ khoai tây mini trồng từ cây giống sau cấy mô trên giá thể
• 2.3.2.11. Thí nghiệm 11: Ảnh hưởng của việc sốc dinh dưỡng (giảm nồng độ N) đến khả năng tạo củ khoai tây mini trồng từ cây giống sau cấy mô trên giá thể
• 2.3.2.12. Thí nghiệm 12: Ảnh hưởng thời điểm sốc dinh dưỡng (giảm nồng độ N) đến khả năng tạo củ khoai tây mini trồng từ cây giống sau cấy mô trên giá thể
• 2.3.2.13. Thí nghiệm 13: Ảnh hưởng thời gian sốc dinh dưỡng (giảm nồng độ N) đến khả năng tạo củ khoai tây mini trồng từ cây giống sau cấy mô trên giá thể
• 2.3.2.14. Thí nghiệm 14: Ảnh hưởng của quá trình sốc dinh dưỡng và pH đến khả năng tạo củ khoai tây mini trồng từ cây giống sau cấy mô trên giá thể
• 2.3.3. Chỉ tiêu theo dõi
• 2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu
• 2.3.5. Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu
• 2.3.5.1. Địa điểm nghiên cứu
• 2.3.5.2. Thời gian nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu xác định giá thể phù hợp cho sản xuất cây giống khoai tây sau cấy mô và giá thể cho sản xuất củ giống khoai tây mini
• 3.1.1. Lựa chọn giá thể phù hợp cho sản xuất cây giống khoai tây sau cấy mô
• 3.1.1.1. Một số chỉ tiêu vật lý của các giá thể
• 3.1.1.2. Ảnh hưởng của giá thể đến sinh trưởng và bộ rễ của cây giống khoai tây sau cấy mô
• 3.1.2. Lựa chọn giá thể phù hợp cho sản xuất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô
• 3.1.2.1. Một số chỉ tiêu vật lý của các giá thể
• 3.1.2.2. Ảnh hưởng của giá thể đến tỷ lệ cây sống, chiều cao cây trong sản xuất củ giống khoai tây mini từ cây giống khoai tây sau cấy mô
• 3.1.2.3. Ảnh hưởng của các loại giá thể đến số lượng thân chính/cây
• 3.1.2.4. Ảnh hưởng của các loại giá thể đến sự hình thành tia củ
• 3.1.2.5. Ảnh hưởng của các loại giá thể đến số lượng các loại củ và năng suất trong sản xuất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô
• 3.1.2.6. Mức độ nhiễm một số loại sâu, bệnh hại chính
• 3.2. Nghiên cứu xác định công thức dinh dưỡng và ảnh hưởng của một số yếu tố dinh dưỡng (N, P, K) đến sản xuất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô
• 3.2.1. Ảnh hưởng của các công thức dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô
• 3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ N trong dung dịch dưỡng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô
• 3.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ P trong dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô
• 3.2.4. Ảnh hưởng của nồng độ K trong dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô
• 3.2.5. Ảnh hưởng của nồng độ N và P trong dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng và phát triển của khoai tây và năng suất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô
• 3.2.6. Ảnh hưởng của nồng độ N và K trong dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng và phát triển của khoai tây và năng suất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô
• 3.3. Ảnh hưởng pH dung dịch dinh dưỡng và quang chu kỳ đến khả năng tạo củ giống khoai tây mini trồng từ cây giống sau cấy mô trên giá thể
• 3.3.1. Ảnh hưởng của pH dung dịch dinh dưỡng khác nhau đến khả năng tạo củ khoai tây mini trồng từ cây giống sau cấy mô trên giá thể
• 3.3.2. Ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng đến khả năng tạo củ khoai tây mini trồng từ cây giống sau cấy mô trên giá thể
• 3.4. Ảnh hưởng của sốc dinh dưỡng và pH trong điều khiển tăng số củ khoai tây mini trồng từ cây giống khoai tây sau cấy mô trên giá thể
• 3.4.1. Ảnh hưởng của việc sốc dinh dưỡng (giảm nồng độ N) đến khả năng tạo củ giống khoai tây mini trồng từ cây giống khoai tây sau cấy mô trên giá thể
• 3.4.2. Ảnh hưởng thời điểm xử lý sốc dinh dưỡng đến khả năng tạo củ giống khoai tây mini trồng từ cây giống khoai tây sau cấy mô trên giá thể
• 3.4.3. Ảnh hưởng thời gian sốc dinh dưỡng đến số lượng củ giống khoai tây mini trồng từ cây giống sau cấy mô trên giá thể
• 3.4.4. Ảnh hưởng của việc sốc dinh dưỡng và pH trong dung dịch dinh dưỡng đến khả năng tạo củ giống khoai tây mini trồng từ cây giống sau cấy mô trên giá thể
• 3.5. Kết quả kiểm tra bệnh héo xanh và một số loại virus bằng phương pháp Elisa kit
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giá thể dinh dưỡng và pH trong nghiên cứu khoai tây G0

Nghiên cứu tập trung vào việc xác định giá thể dinh dưỡng phù hợp cho sản xuất cây giống khoai tây sau cấy mô. Các thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của pH và giá thể trồng trọt đến sự sinh trưởng và phát triển của cây. Kết quả cho thấy, giá thể có khả năng giữ nước tốt và độ thoáng khí cao giúp cây phát triển rễ mạnh mẽ. pH tối ưu cho sự phát triển của khoai tây G0 nằm trong khoảng 5.5-6.5. Điều này khẳng định tầm quan trọng của việc kiểm soát điều kiện pH trong quá trình trồng trọt.

1.1. Ảnh hưởng của giá thể đến sinh trưởng cây

Các loại giá thể dinh dưỡng khác nhau được thử nghiệm để xác định hiệu quả trong việc hỗ trợ sinh trưởng cây giống khoai tây. Giá thể phối trộn từ mụn xơ dừa và trấu hun cho kết quả tốt nhất về tỷ lệ cây sống và chiều cao cây. Điều này cho thấy sự cần thiết của việc lựa chọn giá thể trồng trọt phù hợp để tối ưu hóa quá trình sản xuất cây giống.

1.2. Tác động của pH đến quá trình tăng củ

Nghiên cứu chỉ ra rằng pH ảnh hưởng đáng kể đến quá trình hình thành củ khoai tây. pH quá cao hoặc quá thấp đều làm giảm khả năng tạo củ. Kết quả này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc duy trì điều kiện pH tối ưu trong suốt chu kỳ trồng trọt.

II. Chu kỳ tăng củ và dinh dưỡng thực vật

Nghiên cứu xác định chu kỳ tăng củ và ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng như N, P, K đến sự phát triển của khoai tây G0. Kết quả cho thấy, nồng độ N và P trong dinh dưỡng thực vật ảnh hưởng trực tiếp đến số lượng và kích thước củ. Quá trình tăng củ được tối ưu hóa khi cung cấp đủ lượng dinh dưỡng cần thiết. Điều này khẳng định vai trò quan trọng của việc quản lý thông số dinh dưỡng trong sản xuất khoai tây giống.

2.1. Ảnh hưởng của N P K đến tăng trưởng củ

Các thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của nồng độ N, P, K đến tăng trưởng củ cho thấy, nồng độ N cao giúp tăng số lượng củ, trong khi P và K cải thiện kích thước và chất lượng củ. Điều này cho thấy sự cần thiết của việc cân bằng dinh dưỡng thực vật trong quá trình trồng trọt.

2.2. Quang chu kỳ và tăng củ

Nghiên cứu cũng xem xét ảnh hưởng của quang chu kỳ đến quá trình tăng củ. Kết quả chỉ ra rằng, thời gian chiếu sáng dài hơn giúp tăng số lượng củ và năng suất tổng thể. Điều này khẳng định tầm quan trọng của việc kiểm soát quang chu kỳ trong sản xuất khoai tây giống.

III. Ứng dụng thực tiễn và kết luận

Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho việc sản xuất khoai tây giống G0 hiệu quả. Các kết quả về giá thể dinh dưỡng, pH, và chu kỳ tăng củ có thể được áp dụng trực tiếp vào thực tiễn sản xuất. Điều này giúp tối ưu hóa quy trình trồng trọt, nâng cao năng suất và chất lượng củ giống. Nghiên cứu cũng mở ra hướng đi mới trong việc cải thiện kỹ thuật trồng trọt khoai tây tại Việt Nam.

3.1. Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu đóng góp vào việc hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến phát triển củ khoai tây. Các kết quả này có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực nghiên cứu khoai tây.

3.2. Ứng dụng thực tiễn

Các kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trực tiếp vào sản xuất khoai tây G0, giúp nâng cao hiệu quả kinh tế và chất lượng sản phẩm. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh nhu cầu về giống khoai tây chất lượng cao ngày càng tăng.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Công trình nghiên cứu khoa học được trình bày trong luận án tiến sĩ nông nghiệp với đề tài "Nghiên cứu xác định các thông số cơ bản về giá thể, dinh dưỡng, pH và quang chu kỳ làm cơ sở cho việc tăng củ nhỏ khoai tây giống thế hệ G0", do nghiên cứu sinh Nguyễn Thế Nhuận thực hiện tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam (cơ sở đào tạo sau đại học) và Trung tâm Nghiên cứu Khoai tây, Rau & Hoa (Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam), thuộc chuyên ngành Khoa học cây trồng (mã số 96 20 110), dưới sự hướng dẫn khoa học của NGND.GS.TS. Nguyễn Quang Thạch và TS. Nguyễn Đăng Nghĩa, hoàn thành và bảo vệ năm 2020.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Khoai tây (Solanum tuberosum L.) là cây lương thực - thực phẩm đứng thứ tư trên thế giới sau lúa nước, lúa mì và ngô. Tại Việt Nam, diện tích gieo trồng năm 2018 đạt 20.600 ha với sản lượng 313 nghìn tấn. Tuy nhiên, rào cản lớn nhất của ngành sản xuất khoai tây trong nước là hệ thống sản xuất giống mới chỉ đáp ứng được khoảng 20–25% (hoặc 20–30%) nhu cầu. Việc nhập khẩu củ giống sạch bệnh từ châu Âu hay Úc có chi phí rất cao (khoảng 1.200 USD/tấn về đến cảng Cát Lái), trong khi việc sử dụng củ giống thương phẩm nhập tiểu ngạch từ miền Nam Trung Quốc (khoảng 100.000 tấn/năm, trong đó 30% dùng làm giống) tiềm ẩn rủi ro lây lan dịch bệnh và thoái hóa giống.

Củ giống nhỏ thế hệ G0 (khoai tây mini / minitubers) đóng vai trò trung gian quyết định cho toàn bộ chuỗi nhân giống. Các kỹ thuật sản xuất G0 hiện hữu tồn tại nhiều hạn chế:

1. Phương pháp địa canh truyền thống: Trồng cây sau cấy mô trên đất khử trùng trong nhà màng đạt năng suất rất thấp, chỉ từ 1,5–2,0 củ/cây đối với giống Atlantic và 2,0–3,0 củ/cây đối với giống PO3; khi thử nghiệm trồng trên giá thể mụn xơ dừa với cách bón phân truyền thống, cây chỉ phát triển thân lá và năng suất chỉ đạt 1,0–1,5 củ/cây.
2. Công nghệ khí canh (aeroponics): Mặc dù cho số lượng củ cao (32,5–36 củ/cây), nhưng đòi hỏi chi phí đầu tư cơ sở hạ tầng lớn (khoảng 24.000 USD cho hệ thống sản xuất 80.000 củ/năm), kỹ thuật quản lý nghiêm ngặt và nhạy cảm cao với nhiệt độ môi trường bất thuận.

Do đó, khoảng trống nghiên cứu được đặt ra là xác định các thông số kỹ thuật về giá thể, công thức dinh dưỡng tưới nhỏ giọt, pH, quang chu kỳ và các biện pháp xử lý gây sốc sinh lý (sốc dinh dưỡng giảm đạm kết hợp sốc pH) nhằm tối ưu hóa số lượng và năng suất củ mini G0 trên giá thể với chi phí thấp và dễ áp dụng.

Mục tiêu nghiên cứu

1. Mục tiêu chung: Xác định các thông số cơ bản về giá thể, dinh dưỡng, pH và quang chu kỳ làm cơ sở cho việc xây dựng các biện pháp kỹ thuật làm tăng số củ nhỏ (khoai tây mini) khoai tây giống thế hệ G0.
2. Mục tiêu cụ thể:
   • Xác định tỷ lệ phối trộn giá thể thích hợp cho sinh trưởng của cây giống sau cấy mô (root cutting) và giá thể phù hợp cho sản xuất củ giống khoai tây mini.
   • Xác định công thức dinh dưỡng và nồng độ các nguyên tố N, P, K phù hợp cho sản xuất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô trên giá thể.
   • Xác định ảnh hưởng của pH dung dịch dinh dưỡng và quang chu kỳ đến khả năng hình thành củ giống khoai tây mini trên giá thể.
   • Xác định các thông số kỹ thuật tạo sốc dinh dưỡng (giảm nồng độ N) và sốc pH trong việc điều khiển làm tăng số củ khoai tây mini.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu:
  1. Giống khoai tây Atlantic: Thời gian sinh trưởng 90 ngày, chín sớm, bắt đầu tạo củ từ 30 ngày sau trồng, tiềm năng năng suất 25–30 tấn/ha, phù hợp cho chế biến chip công nghiệp, được Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận chính thức theo Quyết định số 305/QĐ-TT-CLT ngày 04/12/2008.
  2. Giống khoai tây PO3: Thời gian sinh trưởng 95–100 ngày, bắt đầu tạo củ từ 35 ngày sau trồng, tiềm năng năng suất 25–30 tấn/ha, kháng khá với bệnh mốc sương (Phytophthora infestans), dùng cho ăn tươi, chiếm 30–40% diện tích khoai tây tại Lâm Đồng, được công nhận theo Quyết định số 402/QĐ-BNN-T ngày 12/02/2007.
• Phạm vi không gian: Nhà màng cách ly, trồng trong bồn xi măng, hệ thống tưới dinh dưỡng nhỏ giọt tại Trung tâm Nghiên cứu Khoai tây, Rau & Hoa (Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng).
• Phạm vi thời gian: Thực hiện liên tục trong 5 năm, từ năm 2014 đến năm 2019.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trước trong và ngoài nước

Tổng quan tài liệu của luận án đã hệ thống hóa các kết quả nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam qua các công trình tiêu biểu:

• Nguồn gốc và sinh thái cây khoai tây: Ingram và McLoud xác định nhiệt độ tối ưu cho phát triển thân lá và rễ là 22–24°C, nhiệt độ hình thành củ tiềm năng là 14–16°C. Đường Hồng Dật (2005) nêu rõ yêu cầu ánh sáng ngày dài ở giai đoạn phát triển thân lá và ngày ngắn ở giai đoạn tạo củ. Ngô Đức Thiện (1978) chứng minh độ ẩm đất tối ưu giai đoạn trước ra nụ là 60% và giai đoạn sau đó là 80%.
• Hệ thống sản xuất củ giống trên thế giới: Nghiên cứu của Pereira và Daniels (2003), Struik và Wiersema (1999), Beukema và Vander Zaag (1990) về vùng sản xuất giống có mật độ rệp thấp ở vùng núi cao (Andes, Trung Quốc từ 2000–3000 m, Philippines từ 1600–2500 m). Wenhe (2003) mô tả hệ thống nhân giống 1 vụ tại miền Bắc và 2 vụ tại miền Trung Trung Quốc. Lommen và Struik (1992) chuẩn hóa 5 thông số quản lý trong sản xuất củ mini.
• Kỹ thuật nhân giống củ mini G0:
  • Địa canh và giá thể truyền thống: Grigoriadou và Leventakis (1999) đạt 1,85–2,52 củ/cây; Corrêa và cộng sự (2008) đạt 7,0–8,31 củ/cây khi can thiệp kỹ thuật vào giai đoạn tạo tia củ; Miglavs (1987), Wiersema và cộng sự (1987), Muro và cộng sự (1997), Ranalli và cộng sự (1994) nghiên cứu các hỗn hợp than bùn, cát, vermiculite, perlite.
  • Thủy canh: Chang và cộng sự (2008, 2011, 2012) nghiên cứu thủy canh cho năng suất 4,5–7,5 củ/cây với pH 5,0–7,2.
  • Khí canh: Richard (1983) khởi xướng khí canh; Farran và Mingo (2006) đạt 13,4 củ/cây (800 củ/m²); Mateus-Rodriguez và cộng sự (2013) đạt 45 củ/cây; Trung tâm Khoai tây Quốc tế (CIP) đạt 100 củ/cây. Tuy nhiên, Banadysev (2012), Mbiyu và cộng sự (2012) chỉ ra nhược điểm chi phí đầu tư và vận hành quá cao của khí canh.
• Nghiên cứu sản xuất củ giống tại Việt Nam: Uyen và Vander Zaag (1985), Trần Văn Ngọc và cộng sự (1995) về hệ thống nhân củ giống tại Đà Lạt; Nguyễn Quang Thạch và cộng sự (1991, 2004, 2006), Hoàng Minh Tấn và cộng sự (1993), Nguyễn Thị Kim Thanh và cộng sự (1996), Đặng Thị Vân và cộng sự (1999) về ứng dụng khí canh và nhân giống sạch bệnh tại Đồng bằng Bắc Bộ; Phạm Xuân Tùng và cộng sự (2010) về quy trình địa canh bón phân truyền thống tại Đà Lạt.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Luận án tập trung giải quyết khoảng trống kỹ thuật giữa hai phương pháp: khắc phục năng suất thấp, tỷ lệ củ không đồng đều của phương pháp địa canh/giá thể truyền thống, đồng thời tránh được chi phí đầu tư đắt đỏ, kỹ thuật vận hành phức tạp và rủi ro nhiệt độ của công nghệ khí canh. Luận án xây dựng quy trình canh tác trên giá thể mụn xơ dừa kết hợp hệ thống tưới dinh dưỡng hoàn chỉnh và lần đầu tiên áp dụng giải pháp tác động sinh lý bằng cách tạo sốc dinh dưỡng (giảm nồng độ đạm) và sốc pH ở thời điểm thích hợp để kích thích tối đa số lượng củ mini G0 trên cây.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

• Lý thuyết cảm ứng hình thành củ (tuberization): Quá trình chuyển hóa từ sinh trưởng sinh dưỡng sang sinh trưởng sinh thực (hình thành tia củ và phình củ) ở cây khoai tây chịu sự chi phối chặt chẽ của tỷ lệ carbohydrate/nitơ nội sinh, cân bằng hormone thực vật, quang chu kỳ (ngày ngắn kích thích tạo củ) và các tác nhân ngoại cảnh (stress dinh dưỡng, pH môi trường rễ).
• Học thuyết dinh dưỡng khoáng cây trồng: Nhu cầu cân đối giữa N, P, K và các nguyên tố trung - vi lượng trong từng pha sinh trưởng; trong đó nồng độ đạm (N) cao duy trì sinh trưởng thân lá, việc chủ động cắt giảm đột ngột nguồn đạm (sốc N) đóng vai trò như một tín hiệu sinh hóa kích hoạt quá trình chuyển vị vật chất và phân hóa mầm củ hàng loạt.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Luận án sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm định lượng trong nông học, bố trí các thí nghiệm đơn yếu tố và đa yếu tố theo các khối ngẫu nhiên:

• Kiểu bố trí thí nghiệm: Hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD) và Khối hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD) với 3 đến 4 lần lặp lại.
• Hệ thống 14 thí nghiệm thực tế:
  1. Thí nghiệm 1: Xác định giá thể tối ưu cho sản xuất cây giống khoai tây sau cấy mô (phối trộn mụn xơ dừa, đất đen, đất đỏ).
  2. Thí nghiệm 2: So sánh lựa chọn giá thể sản xuất củ giống khoai tây mini từ cây giống sau cấy mô (mụn xơ dừa, trấu hun, cát, mụn dừa + trấu hun).
  3. Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của các nghiệm thức dinh dưỡng khoáng tổng hợp đến sinh trưởng và năng suất củ mini.
  4. Thí nghiệm 4, 5, 6: Ảnh hưởng đơn yếu tố của nồng độ N, nồng độ P, nồng độ K trong dung dịch dinh dưỡng.
  5. Thí nghiệm 7, 8: Ảnh hưởng tương tác của nồng độ N x P và N x K.
  6. Thí nghiệm 9: Ảnh hưởng của các mức pH dung dịch dinh dưỡng khác nhau.
  7. Thí nghiệm 10: Ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng (quang chu kỳ: tự nhiên 12h, 10h, 8h/ngày).
  8. Thí nghiệm 11, 12, 13: Nghiên cứu tạo sốc dinh dưỡng thông qua tỷ lệ giảm nồng độ N (giảm 0%, 25%, 50%, 75%, 100%), thời điểm xử lý sốc (20, 25, 30, 35 ngày sau trồng) và thời gian duy trì sốc (24, 48, 72 giờ).
  9. Thí nghiệm 14: Ảnh hưởng kết hợp giữa sốc dinh dưỡng (giảm 100% N) và sốc pH (pH 4,0) ở các khoảng thời gian khác nhau.

Nguồn tư liệu, kỹ thuật phân tích và chỉ tiêu theo dõi

• Chỉ tiêu vật lý giá thể: Dung trọng, tỷ trọng, độ xốp tổng số, khả năng giữ nước (KNGN).
• Chỉ tiêu nông sinh học: Tỷ lệ sống (%), chiều cao cây (cm), số thân chính/cây, tốc độ tăng trưởng số lá (lá/tuần), diện tích lá (cm²/tuần), số lượng tia củ/cây.
• Chỉ tiêu năng suất củ: Số củ trung bình/cây, khối lượng trung bình củ (g/củ), năng suất củ (củ/m²), tỷ lệ củ tiêu chuẩn đạt cấp G0 đường kính <30 mm (%).
• Kiểm định chất lượng bệnh học: Xét nghiệm vi khuẩn héo xanh (Ralstonia solanacearum) và các loại virus gây hại khoai tây trên mẫu mô và mẫu củ bằng phương pháp chẩn đoán huyết thanh học ELISA kit.
• Xử lý số liệu: Phân tích phương sai (ANOVA), kiểm định F (F-test), so sánh trung bình nghiệm thức bằng kiểm định LSD hoặc Duncan, tính toán hệ số biến động CV(%) và thiết lập phương trình hồi quy tương quan.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng kết toàn diện lịch sử thuần hóa, di thực và phân bố của cây khoai tây trên thế giới và tại Việt Nam. Trình bày chi tiết các đặc điểm sinh thái về nhiệt độ, cường độ ánh sáng, độ ẩm và nước tưới. Phân tích thực trạng sản xuất giống tại các nước phát triển (Bắc Mỹ, châu Âu với hệ thống chứng nhận nghiêm ngặt từ cấp hạt nhân nuclear, pre-elite, elite đến certified) và các nước đang phát triển (Andes, châu Á, châu Phi).

Phân tích sâu cấu trúc hệ thống nhân giống khoai tây tại Việt Nam, bao gồm hệ thống nhân nhanh tại Đà Lạt (sử dụng ngọn cắt cấy mô ra rễ) và hệ thống khí canh tại miền Bắc. Đánh giá ưu nhược điểm của công nghệ khí canh và tổng quan vai trò của các loại giá thể hữu cơ (than bùn, mụn xơ dừa, vỏ trấu), vai trò của các nguyên tố đa lượng N, P, K, vi lượng, pH dung dịch và cảm ứng quang chu kỳ ngày ngắn đối với sự hình thành củ khoai tây.

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

Chương II mô tả chi tiết nguồn gốc vật liệu thực vật (giống Atlantic và PO3 sạch bệnh được nuôi cấy in vitro), các loại giá thể nguyên liệu (mụn xơ dừa đã xử lý tanin/lignin, trấu hun, cát, đất đỏ bazan, đất đen than bùn). Thiết lập hệ thống cung cấp dinh dưỡng dạng dung dịch gồm hai bồn mẹ cô đặc (thùng A và thùng B) chứa đầy đủ các muối khoáng tinh khiết hòa tan và hệ thống châm phân, tưới nhỏ giọt tự động.

Trình bày quy trình chi tiết của 14 thí nghiệm khoa học, phương pháp thu thập mẫu, công thức tính toán các chỉ tiêu sinh trưởng thân lá, chỉ tiêu rễ, tia củ, phân loại củ sau thu hoạch và quy trình kiểm tra virus, vi khuẩn héo xanh theo tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-52:2011/BNNPTNT.

Chương III: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương III trình bày toàn bộ số liệu thực nghiệm thu được qua 5 năm nghiên cứu:

1. Nghiên cứu xác định giá thể

• Giai đoạn sản xuất cây giống sau cấy mô (root cutting): Giá thể phối trộn theo tỷ lệ thể tích 1 mụn xơ dừa + 1 đất đen (than bùn) + 1 đất đỏ đạt các chỉ tiêu vật lý tối ưu về khả năng giữ nước và độ thoáng khí, giúp cây con phát triển bộ rễ mạnh nhất, thân cứng cáp, tạo độ kết dính thích hợp cho việc cơ giới hóa làm bầu (máy dập bầu khoai tây) thay thế hoàn toàn bầu lá chuối truyền thống.
• Giai đoạn trồng sản xuất củ giống mini: Giá thể 100% mụn xơ dừa cho tỷ lệ cây sống cao nhất, số thân chính/cây nhiều, số tia củ phân hóa tối ưu, năng suất củ vượt trội và hạn chế tối đa nấm bệnh trong đất so với trấu hun hay cát.

2. Nghiên cứu xác định công thức và nồng độ dinh dưỡng khoáng (N, P, K)

• Xác định công thức dinh dưỡng tối ưu cho cây khoai tây mini trên giá thể mụn xơ dừa gồm: $$\text{202 ppm N} - \text{66,5 ppm P} - \text{313,5 ppm K} - \text{160 ppm Ca} - \text{36 ppm Mg} - \text{48 ppm S}$$ kết hợp vi lượng ($\text{4,0 ppm Fe}; \text{0,66 ppm Cu}; \text{0,22 ppm Zn}; \text{0,5 ppm Mn}; \text{0,26 ppm B}$), duy trì mức $\text{EC} = 1,0\text{ dS/m}$ và $\text{pH} = 6,0$.
• Phân tích tương quan đơn yếu tố và tương tác đa yếu tố ($N \times P$, $N \times K$) chứng minh nồng độ đạm quyết định tốc độ tăng trưởng chiều cao và diện tích lá; kali thúc đẩy kích thước và tỷ lệ củ đạt chuẩn; lân hỗ trợ phát triển hệ rễ và số lượng mầm củ ban đầu.

3. Ảnh hưởng của pH và quang chu kỳ

• pH dung dịch: Mức pH 6,0 duy trì thường xuyên trong dịch tưới giúp cây hấp thu khoáng chất cân đối nhất.
• Quang chu kỳ: Xử lý quang chu kỳ ngày ngắn với 10 giờ chiếu sáng/ngày thúc đẩy quá trình quang hợp tích lũy chất khô về củ, ức chế sinh trưởng ngọn vô hiệu, làm tăng rõ rệt số củ/cây và năng suất củ/m² ở cả hai giống Atlantic và PO3 so với điều kiện chiếu sáng tự nhiên (12 giờ/ngày).

4. Tác động của biện pháp gây sốc dinh dưỡng và sốc pH

Luận án chứng minh việc can thiệp sinh lý bằng giải pháp gây sốc có tác động quyết định đến việc gia tăng đột biến số lượng củ mini G0:

• Phương thức sốc: Cắt giảm hoàn toàn nồng độ đạm (giảm 100% N, đưa về 0 ppm N) đồng thời hạ pH dung dịch xuống mức 4,0.
• Thời gian xử lý: Duy trì liên tục trong vòng 48 giờ.
• Thời điểm can thiệp:
  • Sau trồng 30 ngày đối với giống Atlantic (bắt đầu chu kỳ tạo củ).
  • Sau trồng 35 ngày đối với giống PO3.
• Hiệu quả: Xử lý sốc kích hoạt sự phân hóa tia củ hàng loạt, nâng năng suất thu hoạch lên 308 củ/m² ở giống Atlantic và 369 củ/m² ở giống PO3. Đáng chú ý, mật độ cây giống trồng ban đầu giảm xuống chỉ còn bằng 1/3 so với quy trình không áp dụng xử lý sốc.

Thông số / Chỉ tiêu kỹ thuật	Quy trình địa canh cũ (Phạm Xuân Tùng và cs, 2010)	Quy trình mới của Luận án (Nguyễn Thế Nhuận, 2020)
Giá thể vườn ươm cây giống	Đất khử trùng, bọc bầu lá chuối thủ công	Phối trộn 1 mụn dừa : 1 đất đen : 1 đất đỏ (dập máy)
Giá thể trồng tạo củ G0	Đất khử trùng trong bồn xi măng	100% mụn xơ dừa đã xử lý tanin/lignin
Phương thức bón phân	Bón lót và bón thúc đất truyền thống	Tưới nhỏ giọt công thức dinh dưỡng chuẩn (EC 1,0; pH 6,0)
Xử lý quang chu kỳ	Tự nhiên (12h chiếu sáng/ngày)	Ngày ngắn (10h chiếu sáng/ngày)
Giải pháp kích thích tạo củ	Không xử lý	Sốc giảm 100% N + pH 4,0 trong 48h (30 DAP / 35 DAP)
Năng suất củ thu hoạch	100–200 củ/m² (1,5–3,0 củ/cây; 100 cây/m²)	308 củ/m² (Atlantic) và 369 củ/m² (PO3)
Mật độ cây giống sử dụng	100 cây/m²	Giảm xuống còn 1/3 mật độ cũ

5. Đánh giá độ sạch bệnh của củ giống G0 thu hoạch

Kết quả xét nghiệm bằng phương pháp ELISA kit khẳng định 100% các lô củ giống thu hoạch từ hệ thống giá thể mụn xơ dừa kết hợp tưới nhỏ giọt đều âm tính hoàn toàn với vi khuẩn héo xanh (Ralstonia solanacearum) và các loại virus gây hại khoai tây chính, đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn cấp củ siêu nguyên chủng G0 theo QCVN 01-52:2011/BNNPTNT.

Chương IV: Kết luận và đề nghị

• Kết luận: Tóm tắt 4 kết luận kỹ thuật cốt lõi về giá thể làm bầu cây giống (1 mụn xơ dừa : 1 đất đen : 1 đất đỏ), giá thể sản xuất củ giống (100% mụn xơ dừa), công thức dung dịch dinh dưỡng hoàn chỉnh (202N - 66,5P - 313,5K...), quang chu kỳ 10 giờ/ngày và quy trình tạo sốc giảm 100% N kết hợp pH 4,0 trong 48 giờ.
• Đề nghị: Khuyến cáo áp dụng đồng bộ quy trình công nghệ mới vào thực tiễn sản xuất củ giống khoai tây G0 tại Đà Lạt và các cơ sở nghiên cứu, sản xuất giống trên cả nước; đề xuất tiếp tục thử nghiệm quy trình trên các giống khoai tây mới nhập nội khác.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học

1. Cung cấp hệ thống dữ liệu khoa học định lượng chuẩn xác về động thái sinh trưởng, sự hình thành rễ, phân hóa tia củ và phát triển củ nhỏ khoai tây thế hệ G0 dưới tác động của từng thành phần giá thể, nồng độ khoáng N, P, K, chế độ pH và quang chu kỳ ngày ngắn trong điều kiện nhà màng tại Đà Lạt.
2. Là công trình khoa học đầu tiên tại Việt Nam chứng minh và xác lập bản chất của việc ứng dụng kỹ thuật gây sốc dinh dưỡng (cắt giảm hoàn toàn nồng độ đạm) kết hợp sốc pH môi trường rễ (hạ pH xuống 4,0) trong khoảng thời gian xác định (48 giờ) tại các thời điểm sinh trưởng then chốt (30 ngày sau trồng với Atlantic, 35 ngày sau trồng với PO3) để điều khiển cây chuyển hóa năng lượng, kích thích phân hóa mầm củ tập trung và tăng năng suất củ mini trên giá thể rắn.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

1. Hoàn thiện công nghệ sản xuất cây giống: Tìm ra công thức giá thể phối trộn (1 mụn xơ dừa : 1 đất đen : 1 đất đỏ) có độ kết dính cơ học cao, thay thế hoàn toàn việc gói bầu bằng lá chuối thủ công trước đây, cho phép ứng dụng máy dập bầu tự động để sản xuất cây giống sau cấy mô ở quy mô công nghiệp với chi phí thấp và độ đồng đều cao.
2. Quy trình sản xuất củ G0 năng suất cao, chi phí thấp: Xây dựng thành công quy trình canh tác củ mini G0 trên giá thể 100% mụn xơ dừa với hệ thống tưới nhỏ giọt dinh dưỡng, mang lại năng suất cao (308 củ/m² với Atlantic và 369 củ/m² với PO3), củ giống sạch bệnh 100% đạt chuẩn QCVN 01-52:2011/BNNPTNT. Quy trình này cung cấp giải pháp thay thế cho công nghệ khí canh vốn có chi phí đầu tư thiết bị và vận hành quá cao.
3. Tiết kiệm vật liệu nhân giống: Nhờ kỹ thuật tạo sốc giúp tăng mạnh số lượng củ trên từng cây, mật độ cây giống sau cấy mô đưa ra trồng giảm xuống chỉ còn 1/3 so với trước, giảm chi phí sản xuất cây mô ban đầu.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Các thí nghiệm chuyên sâu của luận án được tiến hành giới hạn trên hai đối tượng giống cụ thể là Atlantic (chuyên chế biến) và PO3 (chuyên ăn tươi) trong điều kiện sinh thái đặc thù của nhà màng tại Đà Lạt, Lâm Đồng; chưa bao quát toàn bộ các giống khoai tây khác đang canh tác tại các vùng sinh thái khác nhau.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Luận án đề xuất tiếp tục mở rộng nghiên cứu thử nghiệm và hiệu chỉnh các thông số dinh dưỡng, thông số tạo sốc pH và sốc đạm trên các giống khoai tây mới nhập nội, giống khoai tây chế biến khác, cũng như hoàn thiện hơn nữa quy trình cơ giới hóa đồng bộ từ khâu dập bầu, chăm sóc đến thu hoạch củ giống G0.

---

Giá trị tham khảo

• Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên ngành Khoa học cây trồng, Nông học, Sinh học thực vật: Luận án là tài liệu tham khảo về phương pháp thiết kế thí nghiệm nông học đa yếu tố, kỹ thuật điều khiển sinh trưởng và cảm ứng ra hoa/tạo củ thông qua tác động dinh dưỡng và môi trường rễ. Các chương tổng quan tài liệu và phương pháp nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu chuyên khảo về cây khoai tây.
• Đối với các viện nghiên cứu, trung tâm giống cây trồng và doanh nghiệp sản xuất nông nghiệp: Quy trình kỹ thuật về giá thể dập bầu cơ giới hóa, công thức pha chế dung dịch dinh dưỡng tưới nhỏ giọt, và quy trình xử lý sốc N - pH là cẩm nang thực hành trực tiếp để tổ chức sản xuất củ giống khoai tây mini thế hệ G0 sạch bệnh quy mô lớn, giúp hạ giá thành sản xuất củ giống so với việc nhập khẩu hoặc đầu tư hệ thống khí canh đắt tiền.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Tỷ lệ phối trộn giá thể nào được xác định là tối ưu cho giai đoạn ươm cây giống khoai tây sau cấy mô?
Tỷ lệ phối trộn tối ưu theo thể tích là 1 phần mụn xơ dừa : 1 phần đất đen (than bùn) : 1 phần đất đỏ. Hỗn hợp này đạt độ xốp, độ giữ ẩm thích hợp cho rễ phát triển và có tính kết dính cơ học cao, cho phép ứng dụng máy dập bầu cơ giới thay thế bầu lá chuối thủ công.

2. Công thức dinh dưỡng khoáng tổng hợp chuẩn được tác giả đề xuất cho sản xuất củ mini trên giá thể mụn xơ dừa gồm những thành phần nào?
Công thức bao gồm: 202 ppm N; 66,5 ppm P; 313,5 ppm K; 160 ppm Ca; 36 ppm Mg; 48 ppm S; cùng các vi lượng 4,0 ppm Fe; 0,66 ppm Cu; 0,22 ppm Zn; 0,5 ppm Mn; 0,26 ppm B. Dung dịch được duy trì ở ngưỡng độ dẫn điện $\text{EC} = 1,0\text{ dS/m}$ và $\text{pH} = 6,0$.

3. Chế độ quang chu kỳ nào cho hiệu quả tạo củ giống khoai tây mini tốt nhất?
Xử lý quang chu kỳ ngày ngắn với thời gian chiếu sáng 10 giờ/ngày cho kết quả tạo củ và năng suất củ/m² tốt nhất trên cả hai giống Atlantic và PO3 so với chế độ chiếu sáng tự nhiên (12 giờ/ngày).

4. Kỹ thuật tạo sốc dinh dưỡng và sốc pH để tăng số lượng củ mini được thực hiện với các thông số cụ thể nào?
Kỹ thuật được thực hiện bằng cách: Giảm 100% nồng độ đạm (0 ppm N) trong dung dịch dinh dưỡng kết hợp điều chỉnh pH dung dịch về 4,0, duy trì liên tục trong 48 giờ. Thời điểm xử lý là 30 ngày sau trồng đối với giống Atlantic và 35 ngày sau trồng đối với giống PO3.

5. Hiệu quả năng suất thu được sau khi áp dụng quy trình sốc dinh dưỡng và sốc pH đạt mức bao nhiêu?
Năng suất củ thu được đạt 308 củ/m² đối với giống Atlantic và 369 củ/m² đối với giống PO3, củ đạt chuẩn sạch bệnh G0, trong khi lượng cây giống mô cần trồng giảm xuống chỉ còn bằng 1/3 so với phương pháp không xử lý.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn Thế Nhuận đã giải quyết trọn vẹn yêu cầu khoa học và thực tiễn trong việc tăng số lượng và năng suất củ giống khoai tây mini thế hệ G0 tại Việt Nam. Bằng việc kết hợp giá thể 100% mụn xơ dừa, hệ thống tưới nhỏ giọt dinh dưỡng chuẩn hóa, quang chu kỳ ngày ngắn (10 giờ/ngày) và kỹ thuật gây sốc giảm 100% N kết hợp pH 4,0 trong 48 giờ, nghiên cứu đã nâng cao năng suất thu hoạch đạt 308–369 củ/m² củ sạch bệnh hoàn toàn. Kết quả này mở ra giải pháp kỹ thuật có tính ứng dụng cao, chi phí hợp lý nhằm thay thế công nghệ khí canh đắt đỏ và thúc đẩy phát triển hệ thống sản xuất giống khoai tây chất lượng cao trong nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trên thế giới, khoai tây được xếp là cây lương thực thực phẩm quan trọng hàng thứ 4 sau lúa nước, lúa mì và ngô. Theo thống kê của Tổ chức Nông lương Thế giới (FAOSTAT, 2019)[49], diện tích khoai tây trên thế giới năm 2017 đạt 19,30 triệu ha, năng suất trung bình đạt 20,11 tấn/ha, với tổng sản lượng 388,2 triệu tấn. Trong đó, diện tích khoai tây châu Âu chiếm 29,1% và sản lượng chiếm 31,9%, diện tích châu Á chiếm 51,9% và sản lượng chiếm 48,8% (FAOSTAT, 2016)[48].

Khoai tây chiên lát (chips) là sản phẩm chế biến rất phổ biến, mỗi năm đem lại doanh thu 29,0 tỷ đô–la Mỹ (2018), chiếm 35,5 % tổng doanh thu của các loại thực phẩm ăn nhanh (snacks) toàn cầu (Wikipedia, 2018)[131], dự kiến sẽ đạt 35 tỷ đô-la Mỹ vào năm 2024. Ở Việt Nam, những năm 1970-1980, cùng với việc mở ra cơ cấu vụ Đông ở đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) và để góp phần giải quyết vấn đề thiếu lương thực, cây khoai tây được chú trọng đưa thành cây lương thực quan trọng của vụ Đông. Năm 1979, diện tích khoai tây cả nước tăng đột biến từ chỉ vài ngàn hecta lên trăm ngàn hecta. Tuy nhiên, diện tích khoai tây giảm nhanh chóng trong những năm sau đó.

Năm 2018, tổng diện tích khoai tây ở Việt Nam đạt 20.600 ha với năng suất trung bình đạt 15,9 tấn/ha và sản lượng đạt 313. Chất lượng khoai tây giống là yếu tố quan trọng, quyết định đến năng suất. Việc sử dụng lâu dài củ giống được sản xuất trên đồng ruộng góp phần tích tụ mầm bệnh đặc biệt là virus, dẫn đến thoái hóa giống và làm giảm năng suất, chất lượng khoai tây (Beata Wasilewska-Nascimento và cộng sự, 2020)[128]. Trong những năm qua, việc sử dụng củ nhỏ khoai tây giống (khoai tây mini) vào sản xuất giống đã cách mạng hóa ngành hàng sản xuất khoai tây do rút ngắn chu kỳ sản xuất giống trên đồng ruộng, đồng thời tạo ra số lượng lớn khoai tây giống sạch bệnh cung cấp cho sản xuất (Wróbel, 2014)[132].

Củ giống khoai tây mini là sản phẩm thu được từ việc sản xuất giống trên nguồn cây giống có nguồn gốc in vitro bằng phương thức canh tác trên giá thể khác nhau (Gildemacher và 2 cộng sự, 2009)[58]. Hầu hết các nước sản xuất khoai tây trên thế giới hiện nay đều có hệ thống sản xuất giống được tổ chức một cách bài bản và đây cũng là vấn đề tiên quyết cho sản xuất khoai tây của mỗi nước. Trong hệ thống này, việc tổ chức, quản lý và sản xuất củ giống khoai tây mini thế hệ G0 (mini tubers) có vai trò quyết định cho cả hệ thống. Giống G0 là cấp giống được sản xuất từ vật liệu sạch bệnh và trong điều kiện hoàn toàn cách ly với nguồn gây bệnh virus, là cấp giống trung gian, chuyển tiếp từ nhân giống trong nhà kính, nhà màng cách ly sang nhân giống ngoài đồng ruộng cách ly, vì vậy giống G0 đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống sản xuất giống khoai tây, nó ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình nhân giống trên đồng ruộng về số lượng và chất lượng giống cung cấp cho sản xuất.

Đối với ngành hàng sản xuất khoai tây tại Việt Nam hiện nay, khó khăn lớn nhất là phát triển hệ thống sản xuất giống khoai tây, trong thời gian qua đã có nhiều cơ quan tham gia nghiên cứu, xây dựng và phát triển hệ thống sản xuất giống, tuy vậy mới chỉ đáp ứng được khoảng 20-30% nhu cầu nguồn giống cho sản xuất.