Nghiên Cứu Xác Định Giống và Biện Pháp Kỹ Thuật Tăng Năng Suất Cà Chua Tại Đồng Bằng Sông Hồng

Luận án tiến sĩ nghiên cứu giống và biện pháp kỹ thuật nhằm tăng năng suất, hiệu quả kinh tế trong sản xuất cà chua tại đồng bằng sông Hồng.

• Tác giả: Đặng Văn Niên
• Người hướng dẫn: Nguyễn Thị Ngọc Huệ
• Trường học: Viện Khoa Học Nông Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Khoa Học Cây Trồng
• Đề tài: Nghiên Cứu Giống Cà Chua và Biện Pháp Tăng Năng Suất Tại Đồng Bằng Sông Hồng
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
• 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CÀ CHUA
• 1.1.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển
• 1.1.2. Phân loại cà chua
• 1.1.3. Đặc điểm thực vật học cơ bản của cây cà chua
• 1.1.4. Yêu cầu ngoại cảnh của cây cà chua
• 1.1.4.1. Yêu cầu với nhiệt độ
• 1.1.4.2. Yêu cầu về ánh sáng
• 1.2. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.3. Mục tiêu của đề tài
• 1.3.1. Mục tiêu tổng quát
• 1.3.2. Mục tiêu cụ thể
• 1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.4.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
• 1.5.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.5.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.6. Những đóng góp mới của luận án

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu giống cà chua tại Đồng Bằng Sông Hồng

Cà chua (Solanum lycopersicum L.) là một trong những loại rau ăn quả quan trọng nhất trên thế giới. Với giá trị dinh dưỡng cao và khả năng thích ứng tốt, cà chua đã trở thành cây trồng phổ biến tại nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam. Đồng Bằng Sông Hồng (ĐBSH) là vùng sản xuất cà chua lớn nhất cả nước, với diện tích trồng và năng suất cao. Tuy nhiên, việc nghiên cứu và phát triển giống cà chua phù hợp với điều kiện khí hậu và đất đai tại ĐBSH là rất cần thiết để nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế cho người nông dân.

1.1. Tầm quan trọng của cây cà chua trong nông nghiệp

Cà chua không chỉ cung cấp giá trị dinh dưỡng cao mà còn mang lại lợi ích kinh tế lớn cho người trồng. Sản phẩm cà chua được sử dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm và có giá trị xuất khẩu cao.

1.2. Đặc điểm sinh thái của cà chua tại ĐBSH

ĐBSH có điều kiện khí hậu và đất đai thuận lợi cho việc trồng cà chua nhiều vụ trong năm. Tuy nhiên, việc lựa chọn giống và kỹ thuật canh tác phù hợp là rất quan trọng để đạt năng suất cao.

II. Những thách thức trong sản xuất cà chua tại Đồng Bằng Sông Hồng

Mặc dù sản xuất cà chua tại ĐBSH đã có những bước tiến đáng kể, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần giải quyết. Áp lực từ thị trường và biến đổi khí hậu đã ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng sản phẩm. Việc thiếu giống cà chua có khả năng chống chịu bệnh và thích ứng với điều kiện thời tiết bất lợi là một trong những vấn đề lớn.

2.1. Các bệnh hại cà chua phổ biến

Các bệnh như bệnh xoăn vàng lá do virus và bệnh héo xanh vi khuẩn đang gia tăng, gây thiệt hại lớn cho sản xuất. Việc nghiên cứu giống cà chua kháng bệnh là rất cần thiết.

2.2. Tình trạng thị trường và giá cả

Thị trường cà chua thường xuyên biến động, dẫn đến tình trạng cung vượt cầu và giá cả không ổn định. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến thu nhập của người nông dân.

III. Phương pháp nghiên cứu giống cà chua hiệu quả tại ĐBSH

Để nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế trong sản xuất cà chua, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu hiện đại. Việc tuyển chọn giống cà chua có năng suất cao và khả năng chống chịu bệnh là một trong những giải pháp quan trọng.

3.1. Tuyển chọn giống cà chua lai nhập nội

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng giống cà chua lai nhập nội từ các nước như Thái Lan và Ấn Độ có thể nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

3.2. Kỹ thuật canh tác tiên tiến

Áp dụng các kỹ thuật canh tác tiên tiến như ghép cà chua lên gốc cà tím đã cho thấy hiệu quả cao trong việc chống chịu bệnh và nâng cao năng suất.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu giống cà chua

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng các giống cà chua mới và kỹ thuật canh tác phù hợp đã mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người nông dân tại ĐBSH. Mô hình sản xuất cà chua lai trái vụ đã được triển khai thành công tại nhiều địa phương.

4.1. Mô hình sản xuất cà chua trái vụ

Mô hình sản xuất cà chua trái vụ đã giúp nông dân tăng thu nhập và giảm áp lực cạnh tranh trong mùa vụ chính.

4.2. Đánh giá hiệu quả kinh tế

Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng giống cà chua mới và kỹ thuật canh tác hiện đại đã giúp tăng năng suất lên đến 30% so với các giống truyền thống.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu giống cà chua

Nghiên cứu giống cà chua và các biện pháp tăng năng suất tại ĐBSH là rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu thị trường và nâng cao hiệu quả kinh tế cho người nông dân. Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển giống cà chua mới sẽ mở ra nhiều cơ hội cho ngành nông nghiệp Việt Nam.

5.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giống cà chua kháng bệnh và có khả năng thích ứng tốt với điều kiện khí hậu biến đổi.

5.2. Tăng cường hợp tác nghiên cứu

Hợp tác giữa các viện nghiên cứu, trường đại học và nông dân là rất quan trọng để nâng cao hiệu quả sản xuất cà chua tại ĐBSH.

Nội dung chính

Tổng quan về luận án

Sản xuất cà chua (Solanum lycopersicum L.) tại Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) đóng vai trò chiến lược trong cơ cấu cây vụ Đông xen giữa hai vụ lúa, cung cấp nông sản thực phẩm giá trị dinh dưỡng cao giàu Lycopene, Phenolic và Vitamin C cho thị trường nội địa. Tuy nhiên, bối cảnh thực tiễn giai đoạn 2008–2011 bộc lộ nghịch lý gay gắt: diện tích trồng đạt 7,05 nghìn ha với năng suất bình quân 25,14 tấn/ha nhưng tập trung tới 70% vào chính vụ Đông–Xuân, dẫn đến khủng hoảng thừa cục bộ, giá thành sụt giảm; ngược lại, các vụ Xuân Hè và Hè Thu đối mặt tình trạng khan hiếm nguồn cung, buộc thị trường phải nhập khẩu cà chua từ Trung Quốc với giá cao. Nghiên cứu của Đặng Văn Niên (2014) mang tính tiên phong khi tiếp cận toàn diện từ đánh giá thực trạng sản xuất, khảo nghiệm tập đoàn giống ưu thế lai nhập nội, đến hoàn thiện tổ hợp kỹ thuật canh tác và ứng dụng công nghệ gốc ghép nhằm phá vỡ rào cản thời vụ tại ĐBSH.

Khoảng trống nghiên cứu (research gap) được xác lập dựa trên việc thiếu hụt dữ liệu điều tra hệ thống về rào cản kỹ thuật sản xuất cà chua ĐBSH trong gần một thập kỷ trước năm 2011; đồng thời, cơ cấu giống cây trồng thương phẩm thiếu vắng các dòng lai $F_1$ có tính thích ứng rộng, chịu nhiệt, chịu úng và kháng tổ hợp các đối tượng dịch hại nguy hiểm như virus xoăn vàng lá (Tomato Yellow Leaf Curl Virus - TYLCV), vi khuẩn héo xanh (Ralstonia solanacearum) và nấm sương mai (Phytophthora infestans). Luận án giải quyết 4 câu hỏi nghiên cứu (RQs) và kiểm định 4 giả thuyết khoa học ($H_1-H_4$):

• RQ1: Những rào cản sinh học, kỹ thuật và mùa vụ then chốt nào đang kìm hãm năng suất và hiệu quả kinh tế của chuỗi sản xuất cà chua ĐBSH? $\rightarrow$ $H_1$: Áp lực bệnh héo xanh vi khuẩn (13–28% diện tích vụ sớm) và tính mẫn cảm nhiệt độ cao vụ trái vụ là nguyên nhân cốt lõi gây suy giảm năng suất.
• RQ2: Trong tập đoàn giống lai nhập nội, những tổ hợp $F_1$ nào biểu hiện ưu thế lai vượt trội về năng suất, phẩm chất và khả năng kháng bệnh phù hợp sinh thái ĐBSH? $\rightarrow$ $H_2$: Tồn tại các tổ hợp lai bán hữu hạn và hữu hạn mang phức hợp gen kháng bệnh có khả năng duy trì năng suất thương phẩm ổn định trên 45–50 tấn/ha qua các mùa vụ.
• RQ3: Các thông số mật độ và dinh dưỡng khoáng N:P:K tối ưu cho từng dạng hình sinh trưởng nhằm phát huy tối đa tiềm năng di truyền là gì? $\rightarrow$ $H_3$: Tối ưu hóa liều lượng đạm–lân–kali theo từng thời vụ cho phép gia tăng hiệu quả kinh tế trên 20% so với tập quán canh tác truyền thống.
• RQ4: Khả năng tương thích mô học và hiệu lực sinh học của các nguồn gốc ghép mới (Hawaii 7996, Solanum incanum) đối với cây ghép Savior trong điều kiện trái vụ đạt mức độ nào? $\rightarrow$ $H_4$: Ứng dụng gốc ghép kháng bệnh giúp hạ tỷ lệ chết cây do úng ngập và héo xanh xuống dưới 5%, kéo dài chu kỳ thu hoạch trên 6 tháng.

Khung lý thuyết của luận án được xây dựng dựa trên sự giao thoa giữa Thuyết trung tâm phát sinh cây trồng (N. Vavilov), Thuyết ưu thế lai ($F_1$ Heterosis Theory) và Thuyết tương tác kiểu gen – môi trường ($G \times E$ Interaction). Đóng góp mang tính đột phá của nghiên cứu được định lượng cụ thể: xác định và đưa vào sản xuất 03 giống cà chua lai triển vọng (Savior, TAT072672, TAT062659), thiết lập diện tích mở rộng vượt bậc đạt 1.382,4 ha (giống Savior) và 328,3 ha (giống TAT072672) tính đến năm 2012; đồng thời chứng minh hiệu quả giảm chi phí khi giá thành sản xuất cà chua tại ĐBSH chỉ ở mức 3,3 triệu đồng/tấn so với 4,0 triệu đồng/tấn tại miền Nam Trung Quốc (1.236 NDT/tấn). Quy mô nghiên cứu bao phủ 142 tổ hợp lai, thực hiện qua nhiều chu kỳ mùa vụ từ năm 2008 đến 2014 tại các vùng sinh thái trọng điểm thuộc Hà Nội, Vĩnh Phúc, Hưng Yên, Hải Dương, Nam Định và Hải Phòng.

Literature Review và Positioning

Tổng quan y văn quốc tế và trong nước ghi nhận các dòng nghiên cứu lớn trong công nghệ chọn tạo và canh tác cà chua:

1. Nghiên cứu ưu thế lai và di truyền tính kháng: Thành tựu từ Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Rau Thế giới (AVRDC, 2004, 2008) đã định danh các gen kháng TYLCV từ Ty-1 đến Ty-5 (Anbinder et al., 2009; Vidavski, 2008), chuyển gen Ty-2 từ dòng H24 vào CLN2114, CLN2123 tạo ra các dòng CLN2679A mang năng suất 99–103 tấn/ha. Tại Hoa Kỳ và Israel, ứng dụng giống lai $F_1$ đã thúc đẩy năng suất tăng 27–38% trong hai thập kỷ (Trần Khắc Thi, 2011). Song song đó, các nghiên cứu của Chunwongse (2002) và Min-Jea Kim (2008) làm sáng tỏ cụm gen kháng sương mai Ph-1, Ph-2, Ph-3 trên nhiễm sắc thể số 9 có nguồn gốc từ loài hoang dại Solanum pimpinellifolium.
2. Sinh lý chịu nhiệt và stress phi sinh học: Tiwari & Choudhury (1993) cùng Kuo et al. chứng minh ngưỡng nhiệt độ ngày/đêm vượt quá 30/24°C gây thoái hóa hạt phấn, giảm khối lượng noãn và ức chế sinh tổng hợp Lycopene (Krumbein et al., 2006). Tranh luận khoa học nảy sinh giữa trường phái chọn giống chịu nhiệt bằng chọn lọc giao tử/hợp tử dưới áp lực nhiệt (Foolad et al., 2012; Nasar Virk et al., 2012) và trường phái can thiệp cơ giới hóa vi khí hậu thông qua nhà kính công nghệ cao (đạt 300–400 tấn/ha/năm tại Australia và Israel).
3. Công nghệ ghép gốc chống chịu sinh học và ngập úng: Các công trình của Black et al. (2003), Maria et al. (2007) và Estan et al. (2009) khẳng định cây ghép trên gốc Solanum habrochaites hoặc cà tím EG203 duy trì 80% năng suất trong điều kiện mặn >50mM và giảm thiểu triệt để thiệt hại do Ralstonia solanacearum.

Tại Việt Nam, các nghiên cứu của Tạ Thu Cúc (1985, 2007), Đào Xuân Thảng (1999, 2005) và Lê Thị Thủy (2010, 2012) đã giới thiệu thành công các giống thuần và giống lai như C95, PT18, VT3, VT4, FM29. Tuy nhiên, điểm hạn chế lớn là các quy trình kỹ thuật vẫn mang tính chất cẩm nang chung, chưa được cá biệt hóa cho từng dòng lai thế hệ mới có tốc độ sinh trưởng cao; đồng thời, nguồn vật liệu gốc ghép chủ yếu phụ thuộc vào giống cà tím EG203 độc canh, tiềm ẩn rủi ro bẻ gãy tính kháng. Luận án tự định vị ở điểm giao giữa việc khai thác tập đoàn giống lai nhập nội thương mại quy mô lớn (142 tổ hợp từ Syngenta Thái Lan và Ấn Độ) với việc đột phá bổ sung 02 nguồn gốc ghép mới: dòng cà chua Hawaii 7996 và loài cà gai hoang dại Tam Đảo (Solanum incanum L.). So với các nghiên cứu quốc tế tại Ba Lan (Michalik, 1986) hay Ấn Độ (Alica et al., 2001), luận án giải quyết trọn vẹn bài toán từ chọn giống, xác lập mật độ, cân đối dinh dưỡng khoáng đến thương mại hóa thực địa ở quy mô hàng ngàn hecta.

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án làm phong phú sâu sắc các lý thuyết nông học cổ điển và hiện đại:

• Lý thuyết Ưu thế lai (Heterosis Theory): Mở rộng học thuyết của Shull (1908) và East (1936) trên đối tượng Solanum lycopersicum dạng bán hữu hạn và hữu hạn trong điều kiện nhiệt đới gió mùa. Dữ liệu thực nghiệm chứng minh con lai $F_1$ thể hiện tính trội hoàn toàn về các chỉ tiêu sinh khối, khả năng phục hồi mô phân sinh sau úng ngập và năng suất thương phẩm vượt đối chứng từ 15,2% đến 34,8%.
• Lý thuyết Liền sinh Mô tượng tầng (Vascular Cambium Coalescence Theory): Bổ sung luận cứ sinh lý học thực vật về sự tương thích mô tế bào giữa các loài trong cùng chi Solanum. Luận án chứng minh sự tương hợp cao giữa chồi ghép cà chua thương phẩm (S. lycopersicum) với gốc ghép cà gai (S. incanum L.) – một loài bán hoang dại bản địa, mở rộng biên giới hiểu biết về dung lượng ghép khác loài (interspecific grafting compatibility).
• Lý thuyết Cân bằng Quang hóa và Tương tác Dinh dưỡng Khoáng: Xác lập mô hình toán học tương tác giữa cường độ bức xạ vụ Đông/Xuân Hè và tỷ lệ hấp thu $P_2O_5$, bổ trợ luận điểm của Maier (1969) về sự suy giảm 50% khả năng hút lân khi nhiệt độ đất hạ thấp dưới 15°C.

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích của luận án được thiết kế theo cấu trúc ma trận 3 chiều tích hợp (3D-Integrated Agronomic Matrix):

1. Trục Di truyền (Genetics - $G$): Sàng lọc đa tầng từ 142 tổ hợp lai $F_1 \rightarrow$ 10 giống đánh giá VCU $\rightarrow$ 3 giống thương phẩm chủ lực (Savior, TAT072672, TAT062659).
2. Trục Sinh thái Mùa vụ (Environment - $E$): Đánh giá trên 4 thời vụ sinh thái khắt khe tại ĐBSH: Hè Thu (nóng ẩm, ngập úng), Thu Đông sớm (áp lực bệnh vi khuẩn cao), Đông chính vụ (nhiệt độ thấp, thiếu sáng) và Xuân Hè (nhiệt độ tăng cao cuối chu kỳ).
3. Trục Canh tác và Ghép mô (Management - $M$): Tối ưu hóa tổ hợp liều lượng phân bón $N:P_2O_5:K_2O$, mật độ quần thể và công nghệ ghép mô chống chịu.

   TRỤC DI TRUYỀN (G)
   TRỤC CANH TÁC & GHÉP MÔ (M)

Boundary conditions (Điều kiện biên) của khung phân tích được xác lập chặt chẽ: áp dụng cho đất phù sa không được bồi hàng năm và đất vành đai ĐBSH có độ pH từ 5,5 đến 6,5; tầng canh tác >25cm; chủ động hoàn toàn hệ thống tưới tiêu; không áp dụng cho đất nhiễm mặn ven biển vượt quá ngưỡng 25mM NaCl.

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Luận án áp dụng thế giới quan Thực chứng luận (Positivism) kết hợp phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đồng ruộng chuẩn hóa cao. Thiết kế nghiên cứu đa tầng (multi-level design) kết hợp giữa điều tra nông thôn xã hội học nông nghiệp và thí nghiệm nông học chính xác:

• Điều tra hiện trạng: Sử dụng phương pháp Đánh giá nhanh nông thôn (RRA), Đánh giá nông thôn có sự tham gia (PRA) và Phỏng vấn người thạo tin (KIP) tại 3 vùng chuyên canh đại diện: Hoài Đức (Hà Nội), Yên Mỹ (Hưng Yên), Tiên Lãng (Hải Phòng). Cỡ mẫu điều tra chuẩn xác gồm 90 hộ nông dân chuyên canh, 15–30 nhà vườn ươm cây giống, 9 đại lý phân phối hạt giống và 4 cuộc phỏng vấn nhóm tập trung (50–60 nông dân/nhóm).
• Thực nghiệm đồng ruộng: Tuân thủ Quy phạm khảo nghiệm Giá trị canh tác và Sử dụng (VCU) của Bộ Nông nghiệp & PTNT (10 TCN-2004 và 10 TCN 638-2005).

Quy trình nghiên cứu rigorous

Quy trình thực nghiệm được chuẩn hóa nghiêm ngặt qua 10 khối thí nghiệm độc lập:

• Thí nghiệm Khảo sát Tập đoàn (Screening): 142 tổ hợp lai (80 bán hữu hạn, 62 hữu hạn) bố trí tuần tự không nhắc lại, chèn 2 giống đối chứng chuẩn (Grandeva/DV269 và HT42/VL2004) sau mỗi block 10 giống; diện tích ô $12,0\text{ m}^2$ (30 cây/ô).
• Thí nghiệm So sánh VCU & Khảo nghiệm diện rộng: Bố trí khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với 3 lần nhắc lại, diện tích ô $20,0\text{ m}^2$. Mật độ chuẩn: bán hữu hạn đạt 28,5 nghìn cây/ha, hữu hạn đạt 35,7 nghìn cây/ha. Nền phân bón cơ sở: 25 tấn phân chuồng + 1.385 kg vôi bột + 150 kg N + 180 kg $P_2O_5$ + 200 kg $K_2O$/ha.
• Thí nghiệm Nhân tố Mật độ và Phân bón: Khảo sát 5 mức mật độ (25,9; 28,6; 31,7; 35,7; 40,8 nghìn cây/ha) tương ứng các khoảng cách hàng $\times$ cây ($70\text{ cm} \times 35, 40, 45, 50, 55\text{ cm}$) và 6 công thức tỷ lệ $N:P_2O_5:K_2O$ biến thiên từ (120:150:150) đến (180:200:200).
• Thí nghiệm Gốc ghép và Lây nhiễm nhân tạo: Đánh giá tỷ lệ sống, động thái tăng trưởng đường kính thân mô ghép, kiểm định tính kháng với các isolate vi khuẩn Ralstonia solanacearum thuần khiết tại phòng thí nghiệm Viện Nghiên cứu Rau quả.

Thông số nghiên cứu	Thí nghiệm Mật độ (TAT072672 / TAT062659)	Thí nghiệm Phân bón ($N:P_2O_5:K_2O$)	Thí nghiệm Khảo nghiệm Gốc ghép Savior
Thiết kế	RCBD, 3 lần nhắc lại	RCBD, 3 lần nhắc lại	Khối ngẫu nhiên, 3 lần nhắc lại
Quy mô ô thí nghiệm	$12,0\text{ m}^2$ / ô	$12,0\text{ m}^2$ / ô	$12,0\text{ m}^2$ / ô
Nền phân chuồng & vôi	25 tấn phân chuồng + 1.385 kg vôi/ha	25 tấn phân chuồng + 1.385 kg vôi/ha	25 tấn phân chuồng + 1.385 kg vôi/ha
Dải biến thiên nghiệm thức	25,9 – 40,8 nghìn cây/ha	6 công thức tỷ lệ khoáng	3 gốc: EG203, Hawaii 7996, S. incanum

Data và phân tích

Số liệu sinh học nông học (chiều cao cây, đường kính thân, số hoa/chùm, tỷ lệ đậu quả, khối lượng quả, độ Brix, độ dày cùi, năng suất cá thể, năng suất thương phẩm) và tỷ lệ nhiễm sâu bệnh được thu thập định kỳ theo quy chuẩn VCU. Dữ liệu thực nghiệm được xử lý thống kê sinh học (Biometrics) thông qua phân tích phương sai (ANOVA), kiểm định sai khác trung bình bằng phép thử Duncan và LSD ở các mức xác suất $p < 0,05$ và $p < 0,01$ trên phần mềm chuyên dụng IRRISTAT 5.0 và SAS 9.1, đảm bảo tính chuẩn xác và độ tin cậy tuyệt đối của các kết luận nông học.

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

Nghiên cứu mang lại 5 phát hiện cốt lõi với bằng chứng định lượng vững chắc:

1. Định danh 03 giống lai $F_1$ triển vọng vượt trội:
   • Giống Savior (bán hữu hạn): Khả năng thích ứng rộng trên 12 công thức thời vụ trải dài từ tháng 7 đến tháng 2 năm sau. Kháng bệnh xoăn vàng lá (TYLCV) và héo xanh vi khuẩn vượt trội; năng suất trung bình đạt 55–65 tấn/ha trong chính vụ và 35–45 tấn/ha trong vụ nghịch.
   • Giống TAT072672 (Hồng ngọc - bán hữu hạn): Dạng hình sinh trưởng khỏe, cùi dày, độ cứng quả cao, chống chịu tốt bệnh sương mai và đốm nâu, năng suất vụ Xuân Hè và Thu Đông đạt 48,2–56,7 tấn/ha.
   • Giống TAT062659 (hữu hạn): Ra hoa đậu quả tập trung, thời gian sinh trưởng ngắn (105–115 ngày), năng suất vụ Đông đạt 52,4–60,1 tấn/ha, thích hợp cơ giới hóa và chế biến công nghiệp.
2. Xác lập mật độ và dinh dưỡng khoáng tối ưu:
   • Đối với giống TAT072672: Mật độ tối ưu trong vụ Xuân Hè và Thu Đông là 28,6 nghìn cây/ha (khoảng cách $70 \times 50\text{ cm}$), kết hợp công thức phân bón $150\text{ kg N} + 180\text{ kg } P_2O_5 + 200\text{ kg } K_2O$/ha cho năng suất thực thu cao nhất và hạn chế tối đa bệnh nứt quả.
   • Đối với giống TAT062659: Mật độ thích hợp trong vụ Đông là 35,7 nghìn cây/ha (khoảng cách $70 \times 40\text{ cm}$), công thức phân bón tối ưu là $150\text{ kg N} + 180\text{ kg } P_2O_5 + 200\text{ kg } K_2O$/ha.
3. Đột phá nguồn vật liệu gốc ghép: Phát hiện và chứng minh giống cà chua Hawaii 7996 và loài Cà gai (Solanum incanum L.) có hiệu lực tiếp hợp mô tượng tầng đạt trên 92%, tương đương gốc chuẩn EG203. Cây cà chua Savior ghép trên gốc Hawaii 7996 và Cà gai duy trì tỷ lệ sống đạt 95–97% sau ngập úng 72 giờ, kháng hoàn toàn bệnh héo xanh (Ralstonia solanacearum) trong vụ Thu Đông sớm, nâng năng suất thực thu lên 2,8–3,5 lần so với đối chứng không ghép.
4. Giải mã rào cản kinh tế mùa vụ: Xác định chi phí sản xuất cà chua ĐBSH (3,3 triệu đồng/tấn) có lợi thế cạnh tranh vượt bậc so với cà chua nhập khẩu từ Nam Trung Quốc (4,0 triệu đồng/tấn), chứng minh tính khả thi của mô hình thâm canh cà chua Đông trên đất 2 vụ lúa phục vụ thay thế nhập khẩu và hướng tới xuất khẩu mùa đông.

Implications đa chiều

• Về mặt lý thuyết: Cung cấp bằng chứng thực nghiệm khẳng định giả thuyết về sự tương tác tích cực giữa gốc ghép bán hoang dại và chồi ghép ưu thế lai thương phẩm trong việc kích hoạt cơ chế tự vệ sinh lý chống chịu stress kép (ngập úng + nhiệt độ cao + áp lực vi khuẩn).
• Về mặt phương pháp luận: Chuẩn hóa quy trình đánh giá VCU kết hợp lây bệnh nhân tạo trong điều kiện vi khí hậu nhiệt đới, làm tài liệu quy chuẩn cho các nghiên cứu khảo nghiệm rau ăn quả tại Việt Nam.
• Về ứng dụng thực tiễn và chính sách: Cung cấp gói giải pháp kỹ thuật đồng bộ (giống + mật độ + phân bón + gốc ghép) giúp chuyển đổi cơ cấu cây trồng vụ Đông tại ĐBSH, nâng cao thu nhập trên một đơn vị diện tích canh tác lên 70–120 triệu đồng/ha/vụ.

Limitations và Future Research

Luận án thẳng thắn ghi nhận 3 giới hạn nghiên cứu chính:

1. Giới hạn nguồn vật liệu di truyền: Nguồn 142 tổ hợp lai được cung ứng từ một doanh nghiệp thương mại quốc tế (Syngenta), dẫn đến việc chưa giải mã toàn bộ bản đồ chỉ thị phân tử (MAS) và kiểu gen chi tiết của các dòng bố mẹ do bí mật bản quyền công nghệ giống.
2. Điều kiện thời tiết biến động bất thường: Các thí nghiệm đồng ruộng chịu ảnh hưởng cục bộ bởi các đợt mưa lớn bất thường trong các năm 2008–2010, gây ảnh hưởng nhất định đến biên độ biến thiên của dữ liệu đậu quả vụ Hè Thu.
3. Phạm vi địa sinh thái: Nghiên cứu tập trung tại vùng đất phù sa ĐBSH, chưa mở rộng kiểm định trên các lập địa đất cát pha ven biển Bắc Trung Bộ hoặc đất đỏ bazan Tây Nguyên.

Chương trình nghiên cứu tương lai (Future Research Agenda) đề xuất 4 hướng trọng tâm:

• Hướng 1: Ứng dụng công nghệ sinh học phân tử (Marker-Assisted Selection - MAS) để xác định chính xác các alen gen Ty-1, Ty-2, Ty-3 và QTLs quy định tính chịu úng trên nguồn gốc ghép bản địa Cà gai (Solanum incanum L.).
• Hướng 2: Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất hạt lai $F_1$ thương phẩm trong nước bằng việc ứng dụng dòng mẹ mang gen bất dục đực mẫn cảm nhiệt độ hoặc gen ps-2 nhằm giảm giá thành hạt giống nhập nội.
• Hướng 3: Thử nghiệm công nghệ canh tác không dùng đất (Thủy canh tuần hoàn và Khí canh nhiệt độ dung dịch 20°C) cho các giống Savior và TAT072672 trong quy mô nhà màng nông nghiệp công nghệ cao.
• Hướng 4: Đánh giá chuỗi giá trị và phân tích phân phối biên lợi nhuận thương mại từ nông hộ đến các kênh bán lẻ hiện đại và nhà máy chế biến cô đặc xuất khẩu.

Tác động và ảnh hưởng

• Học thuật và Đào tạo: Luận án là tài liệu tham khảo chuẩn mực cho các chương trình đào tạo sau đại học chuyên ngành Khoa học cây trồng, Di truyền và Chọn tạo giống thực vật tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Học viện Nông nghiệp Việt Nam; đóng góp các dữ liệu tham chiếu quan trọng cho các công bố quốc tế về cây có củ và rau ăn quả nhiệt đới.
• Tái cấu trúc sản xuất nông nghiệp: Chuyển giao trực tiếp 03 giống cà chua chất lượng cao vào sản xuất đại trà. Tính đến năm 2012, diện tích tích lũy của giống Savior đạt 1.382,4 ha và TAT072672 đạt 328,3 ha tại các tỉnh Hải Dương, Vĩnh Phúc, Nam Định, Hải Phòng, góp phần xóa bỏ độc canh giống cũ, nâng cao tính đa dạng sinh học của hệ sinh thái nông nghiệp ĐBSH.
• Hiệu quả kinh tế xã hội và Môi trường: Việc sử dụng giống kháng bệnh kết hợp gốc ghép kháng vi khuẩn giúp nông dân giảm từ 4–6 lần phun thuốc bảo vệ thực vật hóa học mỗi vụ, giảm chi phí đầu vào 3–5 triệu đồng/ha, bảo vệ nguồn nước ngầm, cân bằng hệ thiên địch tự nhiên và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng. Nâng cao năng suất bình quân toàn vùng từ 25 tấn/ha lên 45–55 tấn/ha ở các mô hình áp dụng kỹ thuật mới.

Đối tượng hưởng lợi

• Nghiên cứu sinh & Giới học thuật: Tiếp cận bộ dữ liệu thực nghiệm chuẩn mực về quy trình khảo nghiệm VCU, phương pháp lây nhiễm nhân tạo vi khuẩn héo xanh và phương pháp tiếp cận ma trận đa nhân tố ($G \times E \times M$).
• Doanh nghiệp Giống & R&D Nông nghiệp: Tiếp nhận các thông số thích nghi sinh thái của các dòng lai $F_1$ Syngenta, cơ sở dữ liệu về tính tương hợp của gốc ghép Cà gai (Solanum incanum) phục vụ thương mại hóa cây giống ghép sẵn.
• Hợp tác xã & Nông hộ chuyên canh: Sở hữu quy trình canh tác chi tiết theo từng thời vụ (mật độ chuẩn, công thức $N:P:K$ tối ưu hóa), giải quyết triệt để rủi ro mất trắng do úng ngập và bệnh héo xanh trong sản xuất vụ sớm.
• Nhà hoạch định chính sách & Khuyến nông: Có cơ sở khoa học định lượng để quy hoạch vùng sản xuất rau an toàn tập trung vụ Đông tại ĐBSH, xây dựng các gói hỗ trợ kỹ thuật mở rộng diện tích cà chua ghép trái vụ thay thế nông sản nhập khẩu.

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì?

Luận án đã mở rộng Thuyết tương thích tượng tầng và Liền sinh mô ghép (Vascular Cambium Coalescence Theory) xuyên loài giữa cà chua thương phẩm (Solanum lycopersicum) và loài Cà gai bán hoang dại (Solanum incanum L.) bản địa thu thập tại Tam Đảo. Nghiên cứu chứng minh mô tượng tầng của hai loài này hình thành cầu liên kết tế bào hoàn chỉnh với tỷ lệ sống đạt >92%, mở ra hướng khai thác nguồn gen bản địa kháng stress sinh học cho cây trồng nhập nội.

2. Đột phá phương pháp luận so với các nghiên cứu trước đây thể hiện ở đâu?

So sánh với các nghiên cứu của Tạ Thu Cúc (1985) và Đào Xuân Thảng (2005) vốn chỉ khảo sát đơn yếu tố hoặc tập trung vào giống thuần, luận án thiết lập Thiết kế thực nghiệm tích hợp 3 cấp độ ($G \times E \times M$): khảo nghiệm đồng thời 142 tổ hợp lai trên 12 khung thời vụ trải dài suốt năm, kết hợp kiểm định 5 mức mật độ, 6 mức dinh dưỡng $N:P:K$ và 3 hệ thống gốc ghép độc lập với kỹ thuật phân tích phương sai hai nhân tố có lặp.

3. Phát hiện bất ngờ nhất có số liệu thực nghiệm chứng minh là gì?

Hiệu lực sinh học vượt trội của gốc ghép Hawaii 7996: Trong điều kiện ngập úng nhân tạo 72 giờ kết hợp áp lực lây nhiễm vi khuẩn Ralstonia solanacearum, cây cà chua Savior ghép trên Hawaii 7996 duy trì tỷ lệ sống sót đạt 96,7%, trong khi đối chứng không ghép chết 100% (năng suất thực thu tăng từ 0 lên 42,5 tấn/ha trong vụ Thu Đông sớm).

4. Luận án có cung cấp quy trình nhân rộng (Replication Protocol) khả thi không?

Có. Quy trình được chuẩn hóa chi tiết từng bước: tiêu chuẩn gốc ghép (đạt 4–5 lá thật, đường kính thân 2,5–3,0 mm), góc cắt ghép 30 độ, cố định bằng kẹp chuyên dụng, duy trì độ ẩm buồng ghép >90% và nhiệt độ 25–28°C trong 5 ngày đầu; đi kèm định mức phân bón cụ thể ($150\text{ kg N} + 180\text{ kg } P_2O_5 + 200\text{ kg } K_2O$/ha) và mật độ 28,6 nghìn cây/ha.

5. Định hướng nghiên cứu 10 năm tiếp theo được vạch ra như thế nào?

Tập trung vào Chọn giống phân tử (MAS) chuyển tổ hợp đa gen kháng (Ty-1 + Ty-3 + Ph-2 + Ph-3) vào dòng thuần bố mẹ; phát triển tổ hợp cà chua ghép thích ứng biến đổi khí hậu trên nền đất nhiễm mặn đồng bằng ven biển; và tự động hóa quy trình ghép mô bằng robot trong hệ thống vườn ươm công nghiệp.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của Đặng Văn Niên (2014) là công trình nghiên cứu khoa học nông nghiệp mẫu mực, giải quyết trọn vẹn và đồng bộ các nút thắt kỹ thuật then chốt trong chuỗi giá trị sản xuất cà chua tại Đồng bằng sông Hồng:

1. Xác lập cơ sở khoa học thực tiễn thông qua điều tra hệ thống tại 3 vùng chuyên canh trọng điểm, chỉ rõ rào cản bệnh héo xanh vi khuẩn và tính thời vụ khắt khe.
2. Tuyển chọn thành công 03 giống cà chua lai $F_1$ ưu tú: Savior (thích ứng đa vụ, chống chịu virus TYLCV), TAT072672 (năng suất cao, cùi dày, quả cứng) và TAT062659 (ngắn ngày, chín tập trung).
3. Chuẩn hóa quy trình kỹ thuật canh tác tối ưu: xác định mật độ $28,6 - 35,7$ nghìn cây/ha và tỷ lệ dinh dưỡng khoáng cân đối $150\text{ N} : 180\text{ } P_2O_5 : 200\text{ } K_2O\text{ kg/ha}$.
4. Đột phá bổ sung 02 nguồn gốc ghép kháng bệnh và chịu úng mới: giống Hawaii 7996 và loài Cà gai (Solanum incanum L.), nâng tỷ lệ sống sau ngập úng lên >95%.
5. Thương mại hóa quy mô lớn trên thực địa với diện tích mở rộng đạt 1.382,4 ha (Savior) và 328,3 ha (TAT072672) tính đến năm 2012.
6. Mở ra 3 hướng nghiên cứu mới về chọn giống nhờ chỉ thị phân tử (MAS), công nghệ sản xuất hạt lai bằng gen bất dục đực ps-2 và công nghệ canh tác khí canh/thủy canh kiểm soát nhiệt độ vùng rễ. Toàn bộ kết quả là luận cứ khoa học vững chắc thúc đẩy nền nông nghiệp ĐBSH phát triển theo hướng thâm canh hàng hóa bền vững, gia tăng giá trị kinh tế và bảo vệ môi trường sinh thái.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương I Tæng quan tµi liÖu vµ c¬ së khoa häc cña ®Ò tµi 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CÀ CHUA 1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển Học thuyết về trung tâm phát sinh cây trồng của N. Vavilop đề xướng và P.

Zukovxki bổ sung ghi nhận quê hương của cây cà chua ở vùng Nam Mỹ (Nguyễn Văn Hiển và CS, 2000) [12]. Nguồn gốc của cây cà chua được nhiều nhà nghiên cứu khẳng định ở khu vực Andean bao gồm các vùng của Colombia, Peru, Ecuado, Bolivia và Chile. Những loài cà chua hoang dại gần gũi với cà chua trồng ngày nay vẫn được tìm thấy ở dọc dãy núi Andes (Peru), Ecuador (đảo Galapagos) và Bolivia (De Candolle, 1984) [83], Mai Thị Phương Anh và CS, 1996 [1]. Có nhiều ý kiến khác nhau về tổ tiên của cây cà chua trồng.

Một số tác giả cho rằng cà chua trồng có nguồn gốc từ L. pimpinellifolium, tuy nhiên nhiều tác giả lại nhận định L. cerasiforme (cà chua anh đào) là tổ tiên của cà chua trồng. Với nhiều bằng chứng khảo cổ học, thực vật học, ngôn ngữ học, lịch sử đã thừa nhận Mêhicô là trung tâm thuần hóa cà chua trồng (Jenkin, 1948) [106].

Theo nhà thực vật học người Ý Pier Andrea Mattioli (1554), những giống cà chua đầu tiên được đưa vào châu Âu bởi các nhà buôn Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha có nguồn gốc từ Mêhicô (Heiser, 1969) [103]. Từ Châu Âu cà chua được di thực sang châu Phi qua những người thực dân đi chiếm thuộc địa [1]. Những ghi nhận đầu tiên cho thấy, cà chua có mặt ở Bắc Mỹ vào những năm 1710, nhưng với quan niệm cà chua là cây độc, có hại cho sức khỏe nên chưa được chấp nhận. Mãi đến năm 1830, cà chua mới được coi là cây thực phẩm cần thiết như ngày nay [103].

Cà chua được đưa tới Châu Á vào thế kỷ 18, đầu tiên là Philippin, đông Java (Inđônê xia) và Malaysia từ châu Âu qua các nhà buôn và thực dân Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha và Hà Lan. Từ đây cà chua được phổ biến đến các vùng khác của châu Á. Tuy có lịch sử trồng trọt lâu đời nhưng đến nửa đầu thế kỷ 20, cà chua mới thực sự trở thành cây trồng phổ biến trên thế giới (Kuo et al. Phân loại cà chua Trong bảng phân loại của Miller (1754) cà chua được gọi là Lycopersicon esculentum, sau đó Child (1990) và Peralta cùng với Spooner (2006) đã đổi tên cà -9- chua thành Solanum lycopersicum ( dẫn theo Jaime Prohens and Fernando Nuez, 2008) [104].

Cơ sở khoa học để phân loại cà chua khác nhau rất nhiều: Muller (1940) Daskalov và Popov (1941), Luckwill (1943) và Child (1990) phân loại dựa trên các tiêu chí hình thái học. Trong khi đó, Rick (1963, 1979), Rick et al. Cho đến những năm 90x, phân loại cà chua của Muller được sử dụng rộng rãi nhất [1], [122]. Theo Muller, chi Lycopersicon Tourn được phân làm hai chi phụ: Chi phụ Eriopersicon với các loài và loài phụ như L.

glandulosum Chi phụ Eulycopersicon với hai loài L. esculentum có 5 biến chủng là L. Thời gian gần đây, các công bố của Peralta và Spooner (2000) về phân loại cà chua dựa trên trình tự DNA của các bản sao gen đơn (GBSSI) và kết quả phân loại dựa trên phân tích AFLP của Peralta và Spooner (2006) [134], Zuriaga et al. Điều này cũng minh chứng thêm, nguồn gốc của cà chua trồng ngày nay bắt đầu từ dạng giao phấn, tự bất thụ, quả màu xanh (dẫn theo Jaime Prohens and Fernando Nuez, 2008) [104] Theo bảng phân loại của Peralta (2006) [134], cà chua thuộc loài Solanum lycopersicum và từ chi Lycopersicon đã phân thành 4 nhóm khác nhau: Nhóm thứ nhất bao gồm các loài phụ như: S.galapagense Nhóm thứ hai: Nhóm Neolycopersicon có loài phụ S.pennellii Nhóm thứ ba: Nhóm Eriopersicon gồm 5 loài phụ: S.

Nhóm thứ tư: Nhóm Arcanum gồm các loài phụ: S. Đặc điểm thực vật học cơ bản của cây cà chua Rễ cà chua thuộc hệ rễ chùm, khả năng tái sinh mạnh, phân bố chủ yếu ở tầng đất 0 – 30cm, trồng trên đồng ruộng có thể phát triển rộng tới 1,3m và sâu tới 1m. Cây cà chua còn có khả năng ra rễ bất định, loại rễ này tập trung nhiều nhất ở -10- đoạn thân dưới hai lá mầm. Loài cà chua trồng khi bị tạo hình, tỉa cành lá hạn chế sự phát triển của cây thì sự phân bố của hệ rễ hẹp hơn khi không tỉa cành, lá.

Thân cây thường có nhiều nhánh và có độ dài khác nhau, tùy theo điều kiện môi trường và giống. Ở các giống lùn, cây có chiều dài thân chỉ 40 - 50 cm, trong khi với giống cao, chiều cao cây có thể đạt trên 2,5m. Lá cà chua đa số thuộc dạng lá kép lông chim lẻ, các lá chét có răng cưa. Lá có nhiều dạng như dạng chân chim, dạng lá khoai tây, dạng lá ớt… màu sắc và kích thước lá cũng khác nhau tùy thuộc giống.

Hoa cà chua mọc thành chùm với 3 ba dạng chùm hoa: dạng đơn giản, dạng trung gian và dạng phức tạp. Số lượng hoa/chùm và số chùm hoa/cây rất khác nhau ở các giống, giao động từ 4 – 20 và 2 – 26 hoa/chùm tương ứng. Hoa đính dưới bầu, đài hoa màu vàng, số đài và số cánh hoa tương ứng nhau từ 5 - 9. Hoa lưỡng tính, nhị đực liên kết nhau thành bao hình nón bao quanh nhụy cái.

Cà chua tự thụ phấn là chính. Quả thuộc dạng quả mọng, có 2, 3 hay nhiều ngăn hạt. Hình dạng và màu sắc quả phụ thuộc vào giống, điều kiện nhiệt độ, và phụ thuộc vào hàm lượng caroten và lycopen. Ở nhiệt độ từ 300C trở lên, sự tổng hợp lycopen bị ức chế, trong khi đó sự tổng hợp β carotene không mẫn cảm với tác động của nhiệt độ, vì thế cà chua ở mùa nóng có quả chín màu vàng hoặc đỏ vàng (Krumbein et al.

Khối lượng quả cà chua giao động rất lớn từ 3 - 200g phụ thuộc vào giống, thậm chí có quả đạt tới 500g (Jaime and Nuez, 2008) [104]. Yêu cầu ngoại cảnh của cây cà chua 1. Yêu cầu với nhiệt độ Cà chua thuộc nhóm cây ưa khí hậu ấm áp. Nhiệt độ thích hợp nhất cho nảy mầm là 24 -250C, nhiều giống nẩy mầm nhanh ở nhiệt độ 28 - 320C (Tiwari và Choudhury, 1993) [149].

Cây cà chua chịu được nhiệt độ cao, nhưng rất mẫn cảm với nhiệt độ thấp. Cà chua có thể sinh trưởng, phát triển trong phạm vi nhiệt độ từ 15 -350, nhiệt độ thích hợp từ 22 - 240C. Giới hạn nhiệt độ tối cao và tối thấp đối với cà chua là trên 350C và 100C, có ý kiến 120C. Quá trình quang hợp của lá cà chua tăng khi nhiệt độ đạt 25 - 300C.

Khi nhiệt độ cao hơn mức thích hợp (>350C) quá trình quang hợp sẽ giảm mạnh (Tạ Thu Cúc, 2007) [8]. Nhiệt độ ngày và đêm đều có ảnh hưởng đến sinh trưởng sinh dưỡng của cây. Nhiệt độ ngày thích hợp cho cây sinh trưởng từ 20 - 250C. Nhiệt độ đêm thích hợp từ 13 - 180C.

Ở giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng, nhiệt độ ngày đêm xấp xỉ 250C sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ra lá và sinh trưởng của lá. Tốc độ sinh -11- trưởng của thân, chồi và rễ đạt tốt hơn khi nhiệt độ ngày từ 26 - 300C và đêm từ 18 - 220C. Điều này liên quan đến việc duy trì cân bằng quá trình quang hóa trong cây. Nhiệt độ đất có ảnh hưởng lớn đến số lượng hoa/ chùm và quá trình phát triển của hệ thống rễ.

Khi nhiệt độ đất cao trên 390C sẽ làm giảm quá trình lan tỏa của hệ thống rễ, nhiệt độ trên 440C bất lợi cho sự phát triển của bộ rễ, cản trở quá trình hấp thụ nước và dinh dưỡng. Nhiệt độ không những ảnh hưởng trực tiếp tới sinh trưởng sinh dưỡng mà còn ảnh hưởng rất lớn đến quá trình ra hoa, đậu quả, năng suất và chất lượng của cà chua. Sự phân hóa mầm hoa ở 130C cho số hoa trên chùm nhiều hơn ở 180C là 8 hoa/chùm , ở 140C có số hoa trên chùm lớn hơn ở 200C (Tiwari and Choudhury, 1993) [149]. Ở thời kỳ phân hóa mầm hoa, nhiệt độ không khí ảnh hưởng đến vị trí chùm hoa đầu tiên và số lượng hoa/chùm.

Khi nhiệt độ không khí > 30/250C (ngày/đêm) làm tăng số lượng đốt dưới chùm hoa thứ nhất. Cũng ngưỡng nhiệt độ không khí như trên cùng với nhiệt độ đất > 210C làm giảm số hoa trên chùm. Nhiệt độ ban ngày từ 21 - 300C và ban đêm từ 15 – 210C thích hợp cho sự thụ tinh đối với đa số các giống cà chua ngày nay (Polenta et al. Trực tiếp ảnh hưởng tới sự nở hoa, quá trình thụ phấn, thụ tinh, nhiệt độ cũng ảnh hưởng rõ rệt tới sự phát triển của hoa, khi nhiệt độ (ngày/đêm) trên 30/240C làm giảm kích thước hoa, khối lượng noãn và bao phấn.

Ở nhiệt độ cao số lượng hạt phấn giảm, giảm sức sống của hạt phấn và của noãn. Nhiệt độ tối ưu cho tỷ lệ đậu quả cao là 18 - 200C. Khi nhiệt độ ngày tối đa vượt 380C trong vòng 5 - 9 ngày trước hoặc sau khi nở hoa 1-3 ngày, nhiệt độ đêm tối thấp vượt 25 - 270C trong vòng vài ngày trước và sau khi nở hoa đều làm giảm sức sống hạt phấn, là nguyên nhân làm giảm năng suất. Một số giống trong điều kiện ban ngày trên 320C tỷ lệ đậu quả giảm và đến 400C thì không thể thụ phấn (Villareal R.

Quả cà chua phát triển thuận lợi ở nhiệt độ thấp, khi nhiệt độ >350C ngăn cản sự phát triển của quả và làm giảm kích thước quả rõ rệt. Màu sắc quả cũng chịu ảnh hưởng lớn của nhiệt độ, do quá trình sinh tổng hợp caroten rất mẫn cảm với nhiệt độ. Nhiệt độ tối ưu để hình thành sắc tố là 18 – 240C. Nhiệt độ cao trong quá trình phát triển của quả cũng làm giảm quá trình hình thành pectin, nguyên nhân làm cho quả nhanh mềm hơn (Krumbein et al.

Độ ẩm cao và nhiệt độ cao cũng là nguyên nhân tạo điều kiện thuận lợi cho một số bệnh phát triển. Bệnh héo rũ Fusarium phát triển mạnh ở nhiệt độ đất 280C, bệnh đốm nâu (Cladosporium fulvum Cooke) phát sinh ở điều kiện nhiệt độ 25- 300C và độ ẩm không khí 85 - 90 %, bệnh sương mai do nấm (Phytothora infestans) phát sinh phát triển vào thời điểm nhiệt độ thấp dưới 220C, bệnh héo -12- xanh vi khuẩn (Ralstonia salanacearum) phát sinh, phát triển ở nhiệt độ trên 200C (Kuo et al. Yêu cầu về ánh sáng Cà chua thuộc cây ưa sáng, cây con trong vườn ươm nếu đủ ánh sáng (5000 lux) sẽ cho chất lượng tốt, cứng cây, bộ lá to, khỏe, sớm được trồng.