Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Phân loại, nguồn gốc và phân bố cây khoai lang Khoai lang [Ipomoea batatas (L.) Lam] là cây hai lá mầm thuộc chi Ipomoea, họ bìm bìm (Convolvuaceae) (Purseglove, 1974 - dẫn theo Nguyễn Viết Hưng và cs, 2010) [17]. Trong số 50 chi và hơn 1000 loài thuộc họ này thì Ipomoea batatas là loài có ý nghĩa kinh tế quan trọng, được sử dụng làm lương thực và thực phẩm. Số loài trong chi Ipomoea đã được xác định là hơn 400 loài nhưng loài Ipomoea batatas là loài cây trồng duy nhất có củ ăn được.
Cây khoai lang với thân phát triển lan dài, các lá có nhiều hình dạng khác nhau từ dạng lá đơn đến chia thùy sâu (Mai Thạch Hoành, 1998) [11]. Khoai lang có nguồn gốc nguyên thủy từ vùng nhiệt đới Châu Mỹ lan dần đến vùng nam Thái Bình Dương. Tuy nhiên, những nước mà cây khoai lang đóng vai trò quan trọng nhất lại là những nước mà cây khoai lang mới du nhập gần đây. Các thương gia và các nhà thống trị Châu Âu đã mang đến Châu Phi, Châu Á và đông Thái Bình Dương.
Cây khoai lang được đưa vào Trung Quốc năm 1594 và Papua Niu Ghinê (PNG) khoảng 300 đến 400 năm trước (Yen, 1974) [45]. Hầu hết bằng chứng về khảo cổ học, ngôn ngữ học và sử học đều cho thấy Châu Mỹ là khởi nguyên của cây khoai lang (Trung hoặc Nam Mỹ). Bằng chứng lâu đời nhất là những mẫu khoai lang khô thu được tại hang động Chilca Canyon (Peru) sau khi phân tích phóng xạ cho thấy độ tuổi từ 8000 đến 10000 năm (Engel, 1970) [35]. Ngoài ra, các nhà khảo cổ học về cây khoai lang còn được tìm thấy tại thung lũng Casma của Peru có độ tuổi xấp xỉ 2000 năm trước công nguyên (Austin (1977) [31].
Vào năm 1942 trong chuyến vượt biển đầu tiên của Christopher Columbus đã tìm ra tân thế giới (Châu Mỹ) và phát hiện ra khoai lang được n 5 trồng ở Hispaniola và Cu Ba. Từ đó, khoai lang mới thực sự lan rộng ở Châu Mỹ và sau đó di thực đi khắp thế giới. Đầu tiên khoai lang được đưa về Tây Ban Nha, tiếp đó tới một số nước Châu Âu và được gọi là Batatas (hoặc Padada) sau đó là Spanish Potato (hoặc sweet potato). Các nhà thám hiểm Bồ Đào Nha đã du nhập cây khoai lang vào Châu Phi (Có thể bắt đầu từ Mô Dăm Bic hoặc Ăngôla) theo hai con đường từ Châu Âu và trực tiếp từ vùng bờ biển Trung Mỹ, sau lan rộng sang Ấn Độ.
Người Anh đã đưa khoai lang vào Nhật Bản năm 1615 nhưng đã không phát triển được. Đến năm 1674 cây khoai lang đã được tái nhập vào Nhật Bản từ Trung Quốc. Cây khoai lang tuy có nguồn gốc ở Châu Mỹ, nhưng chúng chỉ thực sự lan rộng ở Châu lục này khi người Châu Âu đầu tiên đặt chân tới. Các thương gia Tây Ban Nha đã du nhập khoai lang vào Philippin (Yen, 1982) [46] và từ Philippin vào Phúc Kiến (Trung Quốc) năm 1594.
Tuy nhiên, cũng có ý kiến cho rằng khoai lang vào Trung Quốc có thể sớm hơn từ Ấn Độ hoặc Myanma. Do khả năng thích ứng rộng và dễ nhân giống, khoai lang đã được mở rộng ở châu Á, châu Phi, châu Mỹ la tinh vào thế kỷ 17 và 18. Hiện nay khoai lang được phân bố rộng rãi ở các vùng Nhiệt đới, Á nhiệt đới và vùng ôn đới ẩm thuộc châu Mỹ, châu Phi, châu Á, châu Âu. từ 40° vĩ Bắc xuống 320 Nam.
Ở vùng xích đạo khoai lang còn được trồng ở độ cao 3000 m so với mặt biển (Woolfe J. Tuy nhiên cây khoai lang vẫn được trồng nhiều ở các nước nhiệt đới, á nhiệt đới Châu Á, Châu Phi và châu Mỹ La Tinh. Ở Việt Nam, theo các tài liệu cổ như sách “Thực vật bản thảo”, “Lĩnh nam tạp kỷ” và “Quảng Đông tân ngữ” của Lê Quý Đôn (Viện Hán Nôm, 1995) [28], (Bùi Huy Đáp 1984) [3], cây khoai lang có nhiều khả năng là cây n 6 trồng nhập nội và có thể được đưa vào nước ta từ nước Lã Tông (đảo Luzon ngày nay) vào cuối đời Minh cai trị nước ta. Trong “Thảo mộc trang” có đoạn viết: “Cam thự (khoai lang) là củ thuộc loài Thử Dự, rễ và lá như rễ khoai, củ to bằng nắm tay, to nữa bằng cái bình, da tía, thịt trắng, người ta luộc ăn” (Bùi Huy Đáp 1984) [3], (Viện Hán nôm, 1995) [28].
Sách “Biên niên lịch sử cổ trung đại Việt Nam” (Nhà xuất bản khoa học xã Hội 1987 đã có ghi: “Năm 1559 (năm Mậu ngọ), khoai lang từ Philippin được đưa vào Việt Nam, trồng đầu tiên ở An Trường - thủ đô tạm thời của đời nhà Lê Trung Hưng (Hậu Lê), nay thuộc huyện Thọ Xuân, tỉnh Thanh Hóa”. Như vậy, khoai lang đã có mặt ở Việt Nam cách đây khoảng gần 450 năm. Cây khoai lang được giới thiệu vào Việt Nam có thể từ tỉnh Phúc Kiến - Trung Quốc hoặc đảo Luzon - Philippin vào cuối thế kỷ 16 (Vũ Đình Hòa, 1996 [7]). Những đặc tính nông học và yêu cầu ngoại cảnh và đất trồng đối với khoai lang 1.
Đặc tính nông học Theo Bùi Huy Đáp (1984) [3], khi được trồng bằng dây, chu kỳ sinh trưởng phát triển của cây khoai lang có thể được chia thành 3 thời kỳ nối liền nhau và đan xen nhau: Thời kỳ đầu: Là thời kỳ phát triển của thân lá và bộ rễ có chức năng hút chất dinh dưỡng. Trong thời kỳ này thân dài nhanh, thân chính có thể tăng độ dài từ 1,5 - 2,0cm/ngày; đồng thời nhánh, bộ lá và hệ rễ phát triển để hút nước và hấp thu các chất dinh dưỡng. Mỗi ngày cây có thể ra thêm 3 - 4 lá mới trên thân. Khoai lang trồng vụ đông xuân ở miền Bắc có thời gian sinh trưởng khoảng 3 - 4 tháng, thời kỳ đầu dài khoảng 40-50 ngày.
n 7 Thời kỳ giữa: là thời kỳ trung gian. Thân và lá tiếp tục phát triển mạnh nhưng nói chung tốc độ có chậm hơn so với thời kỳ trước. Tốc độ ra lá chậm hơn, và chỉ tiêu rõ rệt nhất là tốc độ tích lũy chất khô của thân, lá chậm lại. Đồng thời rễ củ đã phân hóa và bắt đầu phát triển dần, tốc độ tích lũy chất khô trong củ tăng lên và đến một lúc nào đó trong cùng thời kỳ, trọng lượng chất khô trong củ và trong thân lá tương đương nhau.
Thời kỳ này kéo dài khoảng 30 ngày. Thời kỳ cuối: là thời kỳ phát triển củ. Thân và lá không phát triển mạnh nữa. Khối lượng chất khô của thân và lá giảm dần, khối lượng chất khô tích lũy vào củ tiếp tục tăng lên.
Hiệu suất quang hợp và tích lũy chất khô của cả cây khoai lang cũng đạt cao nhất ở thời kỳ này. Độ dài của mỗi thời kỳ sinh trưởng dài ngắn khác nhau tùy thuộc vào giống khoai lang và mùa vụ trồng, kể cả chịu tác động của biện pháp kỹ thuật canh tác. Biểu hiện sinh trưởng của thân lá có quan hệ với sự hình thành và phát triển củ khoai lang. Trong điều kiện thuận lợi và không gặp mưa, nếu quan sát thấy khi cây khoai lang có các lá gốc chín vàng và một số lá sát gốc đã rụng, thì khoai lang đã bắt đầu hình thành củ.
Củ càng lớn thì các lá ở gốc càng rụng nhiều. Yêu cầu ngoại cảnh và đất trồng đối với cây khoai lang 1. Nhiệt độ và độ ẩm Khoai lang là cây trồng nhiệt đới và á nhiệt đới. Ở những nơi thời tiết ẩm khoai lang có thể được trồng quanh năm.
Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với khoai lang còn tùy thuộc vào điều kiện, từng thời kỳ sinh trưởng phát triển khác nhau và có liên quan chặt chẽ đối với thời vụ trồng. Trong điều kiện thuận lợi, từ 5 - 7 ngày sau khi trồng khoai lang bắt đầu ra rễ từ các mắt đốt trên thân, nhưng mầm thì sẽ phát triển chậm hơn. Nhiệt độ không khí càng cao càng có lợi cho thời kỳ sinh trưởng này. Nhiệt độ thích hợp 20-250C.
Thời kỳ này nêu nhiệt độ xuống dưới 150C thì khoai n 8 lang sẽ chậm ra rễ và mọc mầm, nếu nhiệt độ xuống thấp hơn nữa và kéo dài trong 5 - 7 ngày có thể dẫn đến cây khoai lang bị chết; độ ẩm đất 70 -80% độ ẩm tối đa đồng ruộng, đất thoáng. Ngoài ra chất lượng dây giống cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng mọc mầm của khoai lang (dẫn theo Nguyễn Viết Hưng và cs, 2010 [17]). Nhiệt độ thích hợp ở thời kỳ phân cành kết củ là 25 - 280C, nhiệt độ quá cao hay quá thấp đều không có lợi cho quá trình phân hóa hình thành củ, nhu cầu nước của khoai lang bắt đầu tăng lên nhưng độ ẩm đất cũng chỉ 70 - 80% độ ẩm tối đa đồng ruộng, đảm bảo độ thoáng khí trong luống khoai. Dinh dưỡng cũng là yêu cầu quan trọng trong thời kỳ này.
Đặc điểm của thời kỳ sinh trưởng thân lá là tốc độ phát triển thân lá - bộ phận trên mặt đất tăng rất nhanh. Nói chung nhiệt độ càng cao, sinh trưởng thân lá càng mạnh; nhiệt độ thích hợp cho thời kỳ này là 28 - 300C. Nhiệt độ bình quân thích hợp cho thời kỳ phát triển củ là 22 - 240C. Tuy nhiên tốc độ lớn của củ khoai lang còn phụ thuộc vào biên độ chênh lệch nhiệt độ ngày đêm, chênh lệch này càng lớn thì càng có lợi cho sự lớn lên của củ (Trịnh Xuân Ngọ và Đinh Thế Lộc, 2004) [25].
Trong điều kiện nhiệt độ từ 100C đến 150C hoặc thấp hơn nữa thì khả năng phân hóa và hình thành củ hầu như không diễn ra (Spence và Humphris, 1972) [40]. Theo Bùi Huy Đáp (1984) [3], trong điều kiện miền Bắc có mùa đông lạnh, thì những tháng lạnh là không thích hợp cho sự sinh trưởng của khoai lang không chỉ ở miền núi mà ở cả đồng bằng. Vì vậy, khoai lang đông muốn có năng suất cao thì nên được trồng sớm trong nửa đầu tháng 9 để cây có thể bén rễ, phát triển dây và lá trong điều kiện nhiệt độ còn tương đối cao và độ ẩm tương đối đủ của cuối mùa mưa, và làm củ được trong những tháng còn nắng hanh của nửa đầu mùa đông. Đất Khoai lang là cây dễ tính không kén đất tuy nhiên thích hợp nhất cho cây khoai lang phát triển là đất thịt nhẹ, tơi xốp, lớp đất mặt sâu.
Theo Bourke (1985) [32] ở Papua Niu Ghine, khoai lang trồng trên đất thịt nặng, đất than bùn cũng như đất cát pha, nền đất bằng phẳng cũng như đất sườn dốc nghiêng tới 400. Đất có kết cấu chặt và nghèo dinh dưỡng sẽ hạn chế quá trình hình thành củ khoai lang, dẫn đến năng suất thấp.