Đặt vấn đề Khoai tây (Solanum tuberosum), thuộc họ Cà (Solanaceae). Ở nước ta, cây khoai tây là loài cây nông nghiệp quan trọng chỉ đứng sau lúa nước và ngô. Khoai tây có thời gian sinh trưởng ngắn và chứa 80% là nước, khoai tây còn rất giàu carbohydrate và hàm lượng cao protein, chất xơ. Khoai tây giàu chất dinh dưỡng có thể bổ sung năng lượng và đem lại một số lợi ích sức khỏe cho cơ thể.
Ở Việt Nam, khoai tây được trồng nhiều ở các tỉnh miền Bắc, Vùng Bắc Trung bộ, Tây Nguyên. Khoai tây là một trong những cây thực phẩm quan trọng và đem lại hiệu quả kinh tế cao. Thời gian sinh trưởng và phát triển của cây chỉ vào khoảng từ 80 – 100 ngày, cây khoai tây đã cho giá trị thu nhập cao gấp từ 2 đến 3 lần giá trị thu nhập so với cây lúa. Cây khoai tây là loại cây lương thực trồng vụ đông nhưng cũng nhạy cảm với các điều kiện về thời tiết, khí hậu, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật,… Do đó khi khoai tây phát triển mạnh sẽ kéo theo tăng diện tích trồng trọt và cả áp lực về sâu bệnh, phân bón.
Tuy nhiên, người nông dân vẫn chưa thực sự tìm hiểu và sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, phân bón theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Đó là nguyên nhân chính dẫn tới sản phẩm rau không an toàn ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng. Gây lãng phí và ảnh hưởng xấu đến môi trường đất, nguồn nước, sinh thái. Để khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường (đất, nước,.) do sử dụng phân bón hóa học quá mức, hiện nay đã và đang có nhiều nghiên cứu ứng dụng phân bón sinh học trong sản xuất nông nghiệp đặc biệt là khoai tây.
Đây là một trong những biện pháp cải thiện đất giúp khoai tây phát triển tốt, hạn chế sâu bệnh, đạt năng suất ổn định, cho chất lượng tốt, làm giảm ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, giá thành của các loại phân bón sinh học này vẫn còn cao. Để hạn chế việc sử dụng phân bón hóa học, thúc đẩy sử dụng phân bón sinh học thì cần hạ giá thành. Do đó, việc nghiên cứu và tìm ra các loại vi khuẩn cộng sinh có khả năng sinh trưởng, phát triển cây trồng là một nhu cầu cấp thiết.
1 Qua tìm hiểu, nhận thấy một số mẫu giống vi sinh vật cộng sinh có khả năng sinh tổng hợp IAA, cố định đạm, phân giải lân,…, rất có lợi đối với cây trồng. Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu sử dụng VSV cộng sinh với các cây trồng nuôi cấy mô, giúp cây trồng phát triển tốt mà không cần bổ sung các chất dinh dưỡng, chất điều tiết sinh trưởng từ bên ngoài, còn có thể giảm lượng các chất dinh dưỡng hay chất điều hòa sinh trưởng trong môi trường nuôi cấy mô… Các vi sinh vật này cộng sinh trong điều kiện in vitro qua các lần cấy chuyển cũng như ngoài môi trường tự nhiên chúng sẽ phát huy tác động có lợi lâu dài. Vì vậy, đây sẽ là hướng ứng dụng rất lớn đặc biệt cho các cây trồng nông nghiệp và lâm nghiệp. Trong sản xuất trồng trọt khoai tây, hệ vi sinh vật nội sinh trong cây khoai tây đóng một vai trò quan trọng đối với quá trình phát triển của cây khoai tây.
Do đó, việc nghiên cứu hệ vi sinh vật nội sinh trong cây khoai tây có thể góp phần tìm ra giải pháp sản xuất tốt hơn. Vì những lý do trên mà đề tài ‟Khảo sát một số đặc điểm sinh học và ảnh hưởng của một số mẫu giống vi sinh vật nội sinh đến sinh trưởng của cây khoai tây in vitro” được thực hiện nhằm mục đích đánh giá hiệu quả của các vi sinh vật nội sinh tác động đến khả năng sinh trưởng và phát triển của cây khoai tây, giúp tăng năng suất cây trồng, giúp giảm lượng phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật và góp phần bảo vệ môi trường.2 Mục đích và yêu cầu Đánh giá được khả năng sinh tổng hợp IAA, cố định đạm, phân giải lân trên 14 mẫu giống vi sinh vật nội sinh trong cây khoai tây. Đánh giá khả năng kích thích nảy mầm của các mẫu giống VSV lên một số loại hạt giống. Nghiên cứu ảnh hưởng của các mẫu giống VSV cộng sinh đến khả năng sinh trưởng, phát triển của cây khoai tây Solara in vitro.3 Ý nghĩa Đề tài là cơ sở để chọn lọc các mẫu giống VSV có lợi giúp tăng khả năng sinh trưởng và phát triển của cây khoai tây in vitro.
Ngoài ra, còn làm tăng tốc độ nảy mầm của các loại hạt giống khác làm rút ngắn thời gian nảy mầm và sinh trưởng. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Nguồn gốc, sự phân bố cây khoai tây Khoai tây (Solanum tuberosum) là cây trồng cổ đại, được tìm thấy ở phía nam Chile (Nam Mỹ). Cây khoai tây được đưa đến Tây Ban Nha từ Nam Mỹ (1570) rồi phổ biến ra nhiều nước và 100 năm sau khoai tây có mặt ở khắp các nước trên châu Âu. Năm 1600, tại Pháp hai nhà thực vật học người Thụy Sỹ C.Bauhin mang khoai tây tới và 1773 được trồng trọt phổ biến.
Năm 1610, khoai tây xuất hiện tại Ấn Độ, Trung Quốc (1700) và Nhật Bản (1766). Cuối thế kỷ 17, Khoai tây lan rộng ra khắp Châu Âu như Áo, Italia, Đức…. Khoảng sau 1870, khoai tây được trồng trọt trên quy mô lớn và tới thế kỉ XIX lan rộng khắp các châu lục. Ở Việt Nam, Pháp đưa khoai tây vào trồng trọt (1890) tại một số vùng như: Tú Sơn-Hải Phòng (1901), Trà Lĩnh-Cao Bằng (1907), Thường Tín-Hà Tây (1917).
Hiện nay, khoai tây trồng phổ biến tại các vùng đồng bằng sông Hồng, Đà Lạt (Lâm Đồng). Ngoài ra, khoai tây được trồng thêm tại vùng núi phía Bắc như Sapa (Lào Cai), Hòa An (Cao Bằng). Qua thực tế, cho thấy khoai tây trồng ở độ cao so với mặt nước biển đều cho chất lượng tốt và năng suất cao, cây có tính thích ứng cao, ít bị sâu bệnh.1 Đặc điểm, hình thái Cây khoai tây thuộc họ Cà (Solanaceae) là cây ngắn ngày trồng hằng năm, thân thảo. Rễ Khoai tây mọc từ hạt rễ chính và rễ chùm.
Khoai tây trồng từ củ giống chỉ hình thành rễ chùm. Khi cắt củ bắt đầu nẩy mầm, phần gốc mầm bắt đầu có những chấm nhỏ (mầm rễ). 4 Phần thân ngầm dưới mặt đất (còn gọi là tia củ) có khả năng ra rễ, nhưng rễ ngắn và ít phân nhánh. Các loại rễ đều tham gia vào quá trình hấp thu nước và dinh dưỡng để nuôi cây cũng như thân củ.
Sau trồng 25-30 ngày rễ xuất hiện, rễ phân bố trên đất canh tác từ 0-40 cm. Các kỹ thuật làm đất, tính chất vật lý cúa đất, độ ẩm, giống và các yếu tố ngoại cảnh khác ảnh hưởng đến mức độ phát triển của bộ rễ. Thân Thân khoai tây gồm thân trên mặt đất và thân dưới mặt đất. Phần thân trên mặt đất Trong thời gian bảo quản, xuất hiện phần mầm đỉnh mọc (đây là phần thân trên mặt đất).
Sau khi trồng (7-10 ngày), mầm từ củ giống trồi lên khỏi mặt đất và hình thành thân chính mang lá. Cây khoai tây có thân và lá đều tham gia vào quá trình quang hợp. Phần thân này thường mọc thẳng đứng, có lông tơ cứng và khi già lông sẽ bị rụng. Chất chlorrofin có ở lớp tế bào nằm sát biểu bì của thân, giúp thân có màu xanh.
Chiều cao cây từ 35-150cm. Trung bình có 2-5 thân/khóm, có nhiều khóm hay không còn tùy vào giống. Xác định hình thành của khóm vào sự phân cành của thân. Phần thân dưới mặt đất (thân củ) Củ khoai tây thực chất là do sự phình to và rút ngắn của tia củ.
Củ khoai tây giống như cấu tạo của một thân khi dựa vào hình thái và cấu tạo. Mắt củ xuất hiện ở điều kiện bóng tối. Mỗi mắt sẽ có một mầm chính và còn có mầm bên. Khi mọc mầm chính, các mầm bên sẽ bị ức chế.
Mầm bên mọc sau khi mầm chính bị gãy. Thể hiện cho đặc trưng của giốngkhoai tây là hình dạng, màu sắc củ và số mầm mọc trên củ. Các bộ phân trên và dưới mặt đất có mối quan hệ chặt chẽ ở giữa giai đoạn sinh trưởng thân lá và tích lũy dinh dưỡng ở củ. Lá Đầu tiên là các lá nguyên đơn, sau đó hình thành lá kép lẻ (chưa hoàn chỉnh) và cuối cùng là các lá hoàn chỉnh.
Khả năng hấp thụ ảnh sáng của lá phụ thuộc và quyết định vào kích thước, số lượng và sự sắp xếp của lá trên thân. Các lá ở tầng giữa sẽ có khả năng quang hợp mạnh nhất. Diện tích che phủ đạt 38.000 m2/ha thì khả năng quang hợp là lớn nhất và cho năng suất đạt cao nhất. Do đó nếu diện tích lá giảm đi một nửa, năng suất sẽ giảm tối thiểu 30%.
Hoa, quả, hạt Hoa: là loại hoa tự thụ phấn. Hạt phấn hoa của khoai tây thường bất thụ dẫn đến tỷ lệ đậu quả thấp. Hoa có cấu trúc hình sim, 5 cánh, màu trắng, tím, tím hồng hoặc trắng phớt tím (tùy thuộc loài, giống). Quả: quả mọng hình tròn hoặc trái xoan, màu xanh lục, có 2-3 noãn tạo 2-3 ngăn chưa hạt rất nhỏ.
Hạt: dạng tròn dẹt, màu xanh đen, khối lượng 1000 hạt 0,5g. Hạt có thời gian ngủ nghỉ dài như củ giống.2 Đặc điểm giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây khoai tây a. Thời kỳ ngủ nghỉ Củ khoai tây mới thu hoạch sẽ không có khả năng mọc mầm (hiện tượng ngủ nghỉ). Thời kỳ ngủ nghỉ dài hay ngắn phụ thuộc chủ yếu vào giống, bên cạnh đó còn có các yếu tố tác động bên ngoài khác như sự chà sát cơ giới, hoá chất.
Hết thời kỳ ngủ nghỉ hoặc sau khi được xử lý phá ngủ thì củ khoai tây mới có khả năng mọc mầm. Thời kỳ mọc mầm Thời kỳ đầu tiên trong chu kỳ phát triển của cây khoai tây. Mầm ở các mắt củ sẽ phát triển dần thành cây con. Khả năng và tốc độ mọc mầm phụ thuộc vào các yếu tố: Chất lượng củ giống (củ giống to, khoẻ, hết thời kỳ ngủ sinh lý, củ không bị xây xát, thối hỏng mọc mầm nhanh, mầm khoẻ và đều); Điều kiện nhiệt độ môi trường (nhiệt độ thuận lợi là khoảng 22 – 30°C) nhiệt độ thấp cây sẽ chậm mọc mầm; Độ ẩm đất (đất có độ ẩm vừa phải khoảng 80 – 85% thuận 6 lợi nhất cho quá trình mọc mầm).
Nếu đất quá khô mầm mọc chậm còn đất quá ẩm củ dễ bị thối. Củ thu hoạch đúng tuổi sẽ mọc mầm tốt hơn củ thu hoạch sớm. Khi nhiệt độ ấm áp, đủ ẩm củ mọc mầm nhanh, khoẻ. Trong một mắt củ, mầm ở giữa sẽ mọc mầm trước.