CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài + Chọn giống cây trồng hay thực vật nói chung (Plant breeding) là một lĩnh vực quan trọng của sản xuất nông nghiệp; mục đích là tạo ra ngày càng nhiều giống cây trồng mới có năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu được các điều kiện bất thuận (sâu bệnh, hạn, úng, nóng, rét, …). Về thực chất đó là sự tiến hóa của thực vật do con người điều khiển, được hình thành từ trong thực tiễn trồng trọt qua hàng ngàn năm. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là sự phát triển của di truyền học suốt 100 năm nay đã tạo ra hàng loạt các giống cây trồng mới.
Mỗi vùng có điều kiện tiểu khí hậu đặc trưng, do đó cần có bộ giống tốt phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội và tập quán canh tác. Một giống tốt phải đạt được một số yêu cầu sau: - Sinh trưởng, phát triển tốt trong điều kiện khí hậu, đất đai và điều kiện canh tác tại địa phương. - Cho năng suất cao, ổn định qua các năm khác nhau trong giới hạn biến động của thời tiết. - Có khả năng chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh bất thuận và sâu bệnh.
- Có chất lượng đáp ứng yêu cầu sử dụng. Lựa chọn được bộ giống chất lượng để đưa vào sản xuất ở mỗi vùng, mỗi địa phương nhằm đảm bảo sự thích nghi và phù hợp của giống đó với điều kiện cụ thể nơi sản xuất là một việc rất quan trọng. + Thời vụ là một trong những yếu tố quan trọng trong sản xuất trồng trọt. Kiểu gen tốt chỉ được biểu hiện trong một phạm vi nhất định của môi trường.
Trong chế độ canh tác, làm đúng ở thời vụ tối ưu có thể nâng cao được năng suất 10 - 15% trong điều kiện tác động đồng thời của các yếu tố thâm canh khác. Vì vậy, nghiên cứu và thực hiện chế độ thời vụ đối với mỗi e 5 loại cây trồng, loại giống, mỗi công thức luân canh trong từng vùng khí hậu đất đai là vấn đề phải được coi trọng. Xác định được thời vụ thích hợp cho từng giống sẽ phát huy được tối đa tiềm năng cho năng suất của giống. Cùng một vùng sinh thái, cùng một tổ hợp giống và biện pháp kỹ thuật chăm sóc giống nhau thì thời vụ gieo trồng khác nhau sẽ biểu hiện khả năng sinh trưởng, phát triển và cho năng suất khác nhau,chất lượng sản phẩm khác nhau.
Vì vậy, nghiên cứu và thực hiện chế độ thời vụ đối với mỗi loại cây trồng, loại giống, … trong từng vùng khí hậu, đất đai là vấn đề cần được nghiên cứu một cách kỹ lưỡng. + Quan hệ giữa đất, phân bón và cây trồng là mối quan hệ qua lại và có tính chất tương hỗ. Mỗi loại cây trồng khác nhau có nhu cầu dinh dưỡng rất khác nhau. Cùng một loại cây, thậm chí cùng một giống nhưng nếu trồng trên các loại đất khác nhau thì cũng cần có những chế độ phân bón khác nhau.
Vì vậy, bón phân hợp lý là bón phân dựa trên đặc điểm sinh lý và nhu cầu dinh dưỡng của cây, tính chất của từng loại đất và điều kiện mùa vụ cụ thể, tức là sử dụng phân bón theo 4 đúng (đúng chủng loại, liều lượng, tỷ lệ và đúng lúc). Tác dụng tích cực của phân bón đến năng suất và phẩm chất của cây trồng cũng như môi trường đất và nước chỉ thể hiện khi được sử dụng một cách cân đối và hợp lý. Tổng quan tài liệu 1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của cây khoai tây Cây khoai tây (Solanum tuberosum L.) có nguồn gốc ở vùng cao thuộc dãy núi Andes, Nam Mỹ.
Cây khoai tây đã từ Nam Mỹ du nhập vào Tây Ban Nha vào khoảng năm 1570 và Anh Quốc vào năm 1590. Sau đó, nó được lan truyền khắp châu Âu và tiếp theo là châu Á (Hawkes, 1994)[24]. Thế kỷ 17, người Châu Âu đã bắt đầu ăn khoai tây và nó đã trở thành một cây lương thực quan trọng của thế giới. e 6 Trên thế giới, cây khoai tây được coi là cây lương thực có tầm quan trọng đứng hàng thứ tư sau lúa mì, lúa nước và ngô (FAOSTAT, 2018)[29].
Cây khoai tây vốn là một cây ưa lạnh có nguồn gốc ở vùng cao nhiệt đới (từ 1000 m trở lên). Trải qua quá trình chọn lọc và thuần hoá, nó có thể được trồng ở các vùng khí hậu khác nhau bao gồm các vùng ôn đới, á nhiệt đới và nhiệt đới với các điều kiện sinh thái nông nghiệp khác nhau từ vùng đồng bằng đến vùng núi cao (Struik and Wiersema, 1999)[26]. Năm 1971, Trung tâm khoai tây Quốc tế (CIP) được thành lập, nhiệm vụ là nghiên cứu, phát triển khoai tây trên thế giới, đặc biệt ở vùng nhiệt đới. Đến cuối thế kỷ XX, nhiều nước vùng Châu á - Thái Bình Dương đã phát triển khoai tây đáng kể, trong đó Trung Quốc là nước dẫn đầu thế giới về sản lượng khoai tây.
Ở Việt Nam khoai tây được đưa vào những năm 1890 do những nhà truyền giáo người Pháp đem đến. Dựa vào chỉ tiêu phân loại thì loài khoai tây có 8 nhóm thuộc loại trồng và 91 nhóm thuộc loại dại. Căn cứ vào nhiễm sắc thể thì khoai tây khá đa dạng, có từ nhị bội thể đến lục bội thể, có từ 24 đến 72 nhiễm sắc thể (Bulletin 6, 1986)[22]. Các nhóm giống khoai tây Solanum với số nhiễm sắc thể cơ bản là x = 12 (loài S.
Trong loại bội thể thì lục bội là rất hiếm, nhiều nhất là tứ bội, sau đó đến nhị bội. CIP đã phân tích 5.165 mẫu giống thì nhị bội chiến 14,8%, tam bội 6,0%, tứ bội 78,5% và ngũ bội là 0,7%. So với những cây lương thực chính trên thế giới thì cây khoai tây có nguồn gen phong phú và đa dạng hơn nhiều. Cây lấy hạt như ngô, lúa và lúa mì chúng chỉ có dưới 8 nhóm giống.
So với cây lấy củ như sắn, khoai lang thì không có cây nào có nguồn gen đa dạng như cây khoai tây. Chính đây là ưu thế của cây khoai tây mà các nhà khoa học đang khai thác để tạo ra những giống khoai tây có năng suất, chất lượng cao, chống chịu sâu bệnh và thích nghi với những môi trường sinh thái khác nhau. Giá trị dinh dưỡng của khoai tây Theo (Beukema, 1990)[21] cho rằng: sử dụng 100g khoai tây có thể đảm bảo ít nhất 8% nhu cầu protein, 3% năng lượng, 10% Fe, 10% B1 và 20- 50% nhu cầu Vitamin C cho người trong một ngày. Bên cạnh đó, khoai tây còn chứa những vi chất dinh dưỡng giá trị, đăc biệt các vitamin bao gồm: Vitamin B1 0,08mg (8%), vitamin B2 0,03mg (2%), vitamin B3 1,1mg (7%), vitamin B6 (19%), vitamin C 20mg (33%) cùng với những khoáng chất như canxi 12mg, sắt 1,8mg, magie 23mg, photpho 57mg, kali 421mg, natri 6mg.
Trong thành phần của củ khoai tây có khoảng 75% là nước, 17,7% tinh bột, 0,9% đường, 1 - 2% protein và 0,7% là các axit amin. Theo (Hồ Hữu An, Đinh Thế Lộc, 2005)[10]: củ khoai tây được sử dụng làm thực phẩm dưới dạng xào, luộc, rán, chiên, làm xúp, làm miến, chế biến tinh bột, làm mứt, bánh, … (P. Vander Zaag, 1976)[27] cho biết: cây khoai tây sinh lợi hơn bất kỳ cây trồng nào khác vì nó cho năng suất về năng lượng và protein là cao nhất. Năng suất Protein và năng lượng của một số cây lương thực Năng suất Năng suất Loại cây Tỷ lệ Protein Kcal/100gr năng lượng Protein trồng (%) (kcal/ngày/ha) (kg/ngày/ha) Khoai tây 90,82 48,64 2,0 1,1 Sắn 185,87 45,12 0,7 0,2 Khoai lang 138,30 48,93 1,5 0,5 Đậu đỗ 400,24 11,72 22,0 0,6 Lúa 420,90 35,10 7,0 0,6 Ngô 138,91 38,97 9,5 0,8 (Nguồn: P.
Vander Zaag, 1976)[27] Ngoài việc dùng khoai tây làm lương thực và thực phẩm, ở các nước phát triển còn sử dụng khoai tây làm thức ăn cho gia súc trong chăn nuôi, dùng trong công nghiệp dệt, sợi, giấy,. đặc biệt trong công nghiệp sản xuất axit hữu cơ (axit lactic, axit xitric), các dung môi hữu cơ (butanol, xeton) theo (Chủ biên PGS.TS Tạ Thu Cúc, 2007)[2]. Tình hình nghiên cứu, sản xuất khoai tây trên thế giới Cây khoai tây là một trong những cây lương thực chính của thế giới, xếp thứ tư sau lúa, lúa mỳ và ngô. Do có giá trị về nhiều mặt nên cây khoai tây được trồng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới, từ 71o vĩ tuyến Bắc đến 40o vĩ tuyến Nam.
Theo công bố của Tổ chức nông lương quốc tế (FAO) và Trung tâm khoai tây quốc tế (CIP) cho thấy tình hình sản xuất khoai tây của thế giới đã có những bước tiến đáng kể. Với sự ra đời của Trung tâm nghiên cứu khoai tây thế giới (CIP) năm 1972, cây khoai tây được quan tâm cải tiến giống để phù hợp với các nước nhiệt đới và bán nhiệt đới. Cho đến nay, CIP đã thu thập và bảo quản khoảng 1500 mẫu khoai tây hoang dại thuộc 93 loài khác nhau được thu thập từ 20 nước và 3694 mẫu khoai trồng thuộc 8 loài ở khắp các nước trên thế giới. CIP cũng đã cung cấp cho các nhà nghiên cứu của nhiều nước những mẫu giống khoai tây bản xứ (CIP, 1986)[23].
Nghiên cứu và sử dụng các loài hoang dại đóng vai trò quan trọng trong việc chọn giống khoai tây; các loài khoai tây hoang dại có sức sống mạnh, có nhiều gen chống chịu quý. Từ năm 1976 CIP đã bắt tay vào nghiên cứu lai tạo các tổ hợp hạt lai khoai tây có độ đồng đều cao, chống chịu bệnh mốc sương phục vụ cho sản xuất. Ở Ban Lan và Hungari, các nhà chọn tạo giống ở các Viện nghiên cứu quốc gia chịu trách nhiệm về sản xuất giống tiền gốc (prebasic seed). Ở Hungari 100% các vật liệu khởi đầu là từ nhân giống invitro.
Ở Ba Lan gần 100% các vật liệu khởi đầu là từ nhân giống invitro. Ở tất cả các nước khác thuộc Châu Âu, việc sản xuất giống tiền gốc đều được tư nhân hoá. Ở Scotland, các củ nhỏ đã được xác định là sạch bệnh được cung cấp do người sản xuất giống tiền gốc có đăng ký. Giống có thể được trồng trên đồng ruộng hoặc sản xuất ra các củ nhỏ mới ở trong nhà lưới.
e 9 Ở Denmarks, các vật liệu invitro do các phòng thí nghiệm được giao nhiệm vụ sản xuất, các vật liệu này do những người sản xuất được chọn lọc tiến hành trồng trọt. Ở Pháp, Liên đoàn những người trồng khoai tây chịu trách nhiệm sản xuất các vật liệu in vitro. Ở Đức, các nhà chọn tạo giống chịu trách nhiệm về sản xuất giống tiền gốc với mức độ 95% từ in vitro.