Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Khoai lang Ipomoea batatas L.), là cây thân thảo, sống hàng năm, thân mềm bò hoặc leo, hoa lưỡng tính, lá đơn, mọc cách, lá đều đặc hoặc có khía. Khoai lang là nguồn cung cấp calo chính cho một số nước ở Thái Bình Dương. Ở Việt Nam, khoai lang là cây lương thực truyền thống lâu đời, nằm trong hệ thống canh tác góp phần đa dạng hóa và đảm bảo an ninh lương thực, đặc biệt những khi giáp hạt.
Trong những năm gần đây, khoai lang là cây trồng có hiệu qủa kinh tế trong sản xuất nông nghiệp. Khoai lang dễ trồng, có thể sử dụng với nhiều mục đích: lấy củ ăn tươi hoặc chế biến, thân lá cho chăn nuôi, ngọn khoai làm rau xanh. Sản phẩm thu hoạch chủ yếu của cây khoai lang là củ và được coi là loại lương thực, thực phẩm có giá trị dinh dưỡng tốt. Ngoài thành phần dinh dưỡng chính là tinh bột, khoai lang còn có các thành phần khác như Protein, các Vitamin (Vitamin C, tiền Vitamin A (Caroten), B1, B2…) các khoáng chất (P, Fe…) góp phần quan trọng trong dinh dưỡng con người.
Các chất trong khoai lang có tác dụng giảm cholesterol, cầm máu, giữ cân bằng axit và muối trong máu. Khoai lang là thức ăn rất tốt cho người mắc bệnh tiểu đường thông qua sự ổn định đường trong máu và giảm đề kháng insulin. Ngoài ra, khoai lang còn có hàm lượng magiê (Mg) khá cao (559mg Mg/100g khoai lang khô). Các nghiên cứu cho thấy chế độ ăn giàu Mg có thể làm giảm nguy cơ mắc bệnh đái tháo đường type 2.
Ở một số giống cải tiến, củ khoai lang chứa hàm lượng β-caroten – tiền vitamin A tương đối cao. Khoai lang còn chứa kali, các vitamin C, B6, riboflavin, đồng, axit pantothetic và axit folic. Trên thế giới, khoai lang được chế biến thành nhiều sản phẩm lương thực, thực phẩm khác nhau. Đặc biệt, những giống khoai ruột vàng còn được sử n 4 dụng để sản xuất bột dinh dưỡng cho trẻ em, khoai lang ruột tím có khả năng chống ung thư do các chất kháng ôxy hóa và làm chất màu thực phẩm.
Trong những năm qua, một số giống khoai lang cho năng suất cao chất lượng tốt đã và đang được đưa vào sản xuất ở một số tỉnh phía Bắc. Mặc dù đã có giống mới tốt hơn các giống truyền thống, song những năm gần đây diện tích khoai lang ở các địa phương giảm đáng kể, trong đó có Bắc Giang. Năm 2006 diện tích trồng khoai lang tại Bắc Giang là 10400 ha, đến năm đến năm 2010 diện tích khoai lang giảm, chỉ còn 8100ha. Năng suất khoai lang tại Bắc Giang đạt 9 -10 tấn/ha.
Nguyên nhân trên là do khả năng tiếp cận giống mới của người dân còn hạn chế, các giống khoai trồng tại Bắc Giang chủ yếu là giống địa phương: giống khoai Lim, Hoàng Long .là những giống cũ do người sản xuất tự để giống, năng suất thấp (trung bình 200 – 250 kg/sào), những giống mới có đặc tính tốt chưa được nghiên cứu và áp dụng ở Bắc Giang. Hiện nay, nhu cầu ăn tươi khoai lang trên thị trường khá lớn. Tại Bắc Giang những giống khoai ăn tươi chủ yếu nhập từ các tỉnh phía Nam nên giá thành cao, thời gian bảo quản ngắn, không cung cấp đủ cho nhu cầu ăn tươi và chế biến của thị trường Bắc Giang. Việc lựa chọn những giống phù hợp thị trường và phát triển sản xuất khoai lang thương phẩm tại địa phương có thể giải quyết nhu cầu tại chỗ, đồng thời giúp người sản xuất nâng cao thu nhập.
Trong các chương trình chọn giống khoai lang ở các cơ sở nghiên cứu những tính trạng chủ yếu được sử dụng để chọn lọc giống mới bao gồm tiềm năng năng suất, khả năng thích nghi và một số tính trạng nông học mong muốn. Vì thế, một số tính trạng khác mà người sản xuất quan tâm không hoặc ít được xem xét. Giống cây trồng nói chung và giống khoai lang nói riêng phản ứng rất khác nhau với sự thay đổi của môi trường. Điều kiện ở các cơ sở nghiên cứu đôi khi khác với điều kiện thực tế trên đồng ruộng cuả nông dân.
Vì vậy sự n 5 tham gia của nông dân trong quá trình chọn lọc là cần thiết và hữu ích góp phần tăng khả năng ứng dụng giống vào sản xuất. Xuất phát từ tình hình nghiên cứu sản xuất khoai lang trong nước, địa phương và nhu cầu của người sản xuất đề tài thực hiện nhằm xác định những giống khoai lang có triển vọng đưa vào sản xuất đại trà, góp phần làm tăng năng suất và sản lượng khoai lang của tỉnh. Tình hình sản xuất khoai lang trên thế giới và ở Việt Nam 1. Tình hình sản xuất khoai lang trên thế giới Khoai lang là một cây trồng cạn và có khả năng chịu được nhiều điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng khác nhau.
Do khoai lang có thể chịu lạnh tốt hơn các cây có củ nhiệt đới khác (sắn, khoai sọ…), vì vậy nó có thể sinh trưởng và phát triển bình thường ngay cả ở độ cao 2500m so với mực nước biển. Khoai lang đã trở thành cây lương thực chính của dân cư miền núi cao tại Uganda, Ruanda và Burundi của châu Phi. Hiện thế giới có 115 nước sản xuất khoai lang (FAOSTAT 2012) [17], chủ yếu tại các nước đang phát triển và trên các chân đất nghèo dinh dưỡng với chi phí thấp. Năm 2012 toàn thế giới trồng 8,05 triệu ha khoai lang, sản lượng đạt trên 103 triệu tấn (Bảng 1), trong đó châu Á đạt 81,12 triệu tấn (bằng 78,8% sản lượng toàn thế giới), riêng Trung Quốc đạt 73,1 triệu tấn.
Tại Trung Quốc, khoai lang chủ yếu được dùng để làm thức ăn gia súc (TAGS) hoặc làm nguyên liệu cho ngành chế biến, các nhu cầu sử dụng khác cũng đang phát triển, vì thế tạo động lực thúc đẩy sản xuất khoai lang. Tứ Xuyên và Sơn Đông là hai tỉnh sản xuất khoai lang nhiều nhất của Trung Quốc (Fuglie và Hermann, 2004)[18]. Gần một nửa sản lượng khoai lang của châu Á được sử dụng cho chăn nuôi, trong khi phần còn lại được sử dụng chủ yếu cho người dưới dạng luộc chín để ăn tươi hoặc chế biến, làm miến… Năng suất khoai lang toàn thế giới năm 2012 đạt 12,9 tấn/ha, nhưng có sự khác biệt lớn giữa các châu lục: châu Á đạt 19,4 tấn/ha, châu Mỹ đạt 12,6 tấn/ha nhưng châu Phi chỉ đạt 5,3 tấn/ha. Tình hình sản xuất khoai lang trên thế giới năm 2012 Năng suất Diện tích Sản lượng Địa bàn (tấn/ha) (1000ha) (1000 tấn) Thế giới 12,9 8050,0 103.119,9 Nhật Bản 22,6 38,8 875,9 Trung Quốc 21,1 3472,6 73140,0 In-đô-nê-xi-a 13,9 178,3 2483,5 Việt Nam 10,1 141,3 1422,5 Băng-la-đét 9,8 32,0 315,0 Ấn Độ 9,5 115,0 1100,0 Philippin 5,1 101,0 516,4 Châu Phi 5,3 3.459,6 Ai Cập 33,9 8,7 295 E-ti-ô-pi-a 28,5 41,6 1185,1 Sê-nê-gan 25,0 1,2 30,0 Ma Li 23,3 12,0 280,0 Kenya 12,8 66,9 859,5 Rwanda 9,2 109,4 1005,3 Burundi 6,5 101,4 659,6 Châu Mỹ 12,6 268,7 3.381,6 Hoa Kỳ 23,4 51,2 1201,2 Mê-hi-cô 21,4 2,8 60,0 Pê-ru 17,4 17,4 304,0 Ja-mai-ca 17,1 2,4 42,2 Áchentina 15,4 26,0 400,0 Braxin 13,3 45,0 600,0 Nguồn: Faostat 2012[17] n 7 Tại châu Á, Trung Quốc đã vươn lên trở thành cường quốc số 1 của thế giới về năng suất khoai lang cao tới 21,1 tấn/ha trên tổng diện tích trồng 3,47 triệu ha, tương đương 83% diện tích khoai lang của châu Á và 43,1% diện tích khoai lang toàn thế giới.
Trong khi châu Phi có các điển hình năng suất khoai lang cao nhưng trên diện tích hẹp (Sê-nê-gan đạt 25,0 tấn/ha trên tổng diện tích 1200 ha và Ai Cập là nước có năng suất cao nhất trên thế giới đạt 33,9 tấn/ha trên diện tích 8700 ha), nhưng năng suất khoai lang trung bình của châu lục này chỉ đạt 5,3 tấn/ha, tương đương 1/4 năng suất khoai lang của châu Á và của Trung Quốc. Thực tế này phản ánh tiềm năng để cải thiện năng suất khoai lang ở châu Phi vẫn còn rất cao. Sản lượng khoai lang tiêu thụ hàng năm trên đầu người ước đạt 10 kg tại châu Phi, 20 kg tại châu Á, 5 kg tại châu Mỹ La Tinh, 7 kg tại Nhật Bản và chỉ khoảng 2 kg/năm tại Mỹ, nhưng cao tới 75 kg tại châu Đại Dương (Papua New Ghinea và các đảo Thái Bình Dương) (FAO, 2012) [17]. Trong cùng một khu vực địa lý, mức tiêu thụ trên đầu người cũng rất khác nhau.
Tại châu Phi chẳng hạn, mỗi người Ruanda tiêu thụ tới 160kg/năm và mỗi người Burundi tiêu thụ khoảng 100kg/năm. Tổng sản lượng khoai lang năm 2012 của cả lục địa châu Phi chỉ đạt 18,4 triệu tấn và chủ yếu để làm lương thực. Đối với các nước đang phát triển tại châu Mỹ La Tinh và vùng Ca-ri-bê như Cu Ba và Ha-i-ti, khoai lang có tầm quan trọng đáng kể, xét về diện tích và sản lượng. Sự suy giảm năng suất khoai lang tại Cu Ba do sâu bệnh phá hại những năm gần đây được cho là do thiếu thuốc hóa học và việc quá nghiêng về biện pháp phòng trừ sinh học.
Tại các nước khác như Pê-ru chẳng hạn, năng suất và sản lượng khoai lang được cải thiện đáng kể là nhờ sự giúp đỡ của Trung tâm Khoai tây Quốc tế (CIP), trong đó có việc người dân áp dụng rộng rãi các tiến bộ về giống và kỹ thuật canh tác do CIP giới thiệu. Mỹ hàng năm trồng khoảng 30.000 ha khoai lang, tập trung chủ yếu ở các bang Bắc California. Trung bình một trang trại khoai lang ở Mỹ n 8 trồng khoang 150 ha, để đảm bảo hiệu quả đầu tư về máy móc, kho bảo quản và thiết bị đóng gói (tốn khoảng 1 – 2 triệu USD) và để giảm chi phí lao động sống (Labonte và Cannon, 1998) [20]. Tình hình sản xuất khoai lang ở Việt Nam Diện tích trồng khoai lang trên cả nước giảm liên tục qua các năm, năm 2007 diện tích đạt 175,5 nghìn ha, đến năm 2012 giảm chỉ còn 141,6 nghìn ha.
Trong đó đồng bằng sông Hồng là khu vực phát triển khoai lang vụ Đông nhiều lại sụt giảm nhanh về diện tích gieo trồng, năm 2007 diện tích là 36,5 nghìn ha đến năm 2012 giảm xuống chỉ còn 24,1 nghìn ha. Năm 2012 năng suất bình quân đạt 10,1 tấn/ha, sản lượng đạt 1. BTB và vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ dẫn đầu về diện tích với 45.100 ha, tiếp đến là vùng trung du miền núi phía Bắc 34.700 ha, đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) 24.100 ha đứng thứ ba. Dẫn đầu cả nước về năng suất là 2 vùng đồng bằng sông Cửu Long và Tây Nguyên.
Nhưng năng suất giữa các vùng rất không đồng đều, cao nhất là đồng bằng sông Cửu Long 22,8 tấn/ha, thấp nhất là vùng BTB (6,3 tấn/ha) và trung du miền núi phía Bắc (6,7 tấn/ha).