Đề tài Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng, phát triển và biện pháp kỹ thuật tăng năng suất khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa tại tỉnh Bắc Kạn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ---------o0o--------- LÊ SỸ LỢI NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT TĂNG NĂNG SUẤT KHOAI TÂY TRÊN ĐẤT RUỘNG MỘT VỤ LÚA TẠI TỈNH BẮC KẠN LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN - 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ---------o0o--------- LÊ SỸ LỢI NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT TĂNG NĂNG SUẤT KHOAI TÂY TRÊN ĐẤT RUỘNG MỘT VỤ LÚA TẠI TỈNH BẮC KẠN Chuyên ngành: Trồng trọt Mã số: 62 62 01 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. Trần Ngọc Ngoạn 2. PGS. TS. Nguyễn Văn Viết THÁI NGUYÊN - 2008 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cây khoai tây (Solanum Tuberosum.L) là cây lương thực của nhiều nước châu Âu và ở một số nước khoai tây là cây lương thực chủ yếu (Đường Hồng Dật, 2005)[7]. Củ khoai tây chứa 20% lượng chất khô trong đó có 80 - 85% là tinh bột, 3 - 5% là protein và một số vitamin khác (Trần Như Nguyện và cs, 1990; Nguyễn Văn Thắng và cs, 1996)[23], [40]. Nếu so sánh về năng suất chất khô trên một đơn vị trồng trọt thì khoai tây cao hơn lúa mì 3 lần, cao hơn lúa nước 1,3 lần và cao hơn ngô 2,2 lần (Leviel, 1986)[163]. Khoai tây có tiềm năng năng suất khá cao tới 100 - 120 tấn/ha. Tuy nhiên sự biến động về tiềm năng năng suất giữa các vụ và các vùng là khá lớn (Caldiz et al., 2001)[69] do khoai tây chịu tác động mạnh của những yếu tố từ bên ngoài. Nhiệt độ thích hợp cho thân lá phát triển là 180C, củ phát triển là 16 - 170C; ánh sáng ngày dài thích hợp cho giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng, giai đoạn củ hình thành thì cây lại yêu cầu sánh sáng ngày ngắn. Yêu cầu về ẩm độ cũng thay đổi theo các thời kỳ sinh trưởng và phát triển, trước khi hình thành củ ẩm độ cần là 60%, thời kỳ hình thành củ ẩm độ đất phải đạt 80%. Để đạt được năng suất cao, khoai tây còn yêu cầu lớp đất mặt phải rất tơi xốp, đất thịt nhẹ, đất cát pha thích hợp với cây khoai tây (Đường Hồng Dật, 2005)[7]. Đồng bằng Bắc bộ có một mùa đông lạnh với nhiệt độ trung bình khoảng 20 - 300C, phù hợp cho cây khoai tây sinh trưởng phát triển. Mặt khác, diện tích đất phù sa, đất cát pha, đất thịt nhẹ lớn, hệ thống thuỷ nông hoàn chỉnh là điều kiện thuận lợi cho phát triển và mở rộng sản xuất loại cây trồng này. Trong những năm gần đây diện tích khoai tây cả nước dao động trong khoảng 35.000 ha, tập trung chủ yếu ở đồng bằng sông Hồng (Đào Huy Chiên, 2002)[3]. Do những ưu điểm của cây trồng này, nhà nước có chủ trương mở rộng diện tích ra các vùng sinh thái phù hợp. Tuy nhiên, do quỹ đất canh tác nông nghiệp ở đồng bằng thấp, cùng với sức ép của việc đô thị hoá và công nghiệp hoá nên việc mở rộng diện tích khoai tây ở đồng bằng có nhiều hạn chế. Để giải quyết vấn đề đó, việc khai thác hợp lý nguồn tài nguyên đất đai ở miền núi trong đó có mở rộng diện tích khoai tây được coi là hướng phát triển chiến lược và bền vững trong tương lai. Bắc Kạn là một tỉnh miền núi nghèo, thu nhập bình quân đầu người năm 2006 thấp với 337,2 nghìn đồng/tháng, đặc biệt ở khu vực nông thôn chỉ có 162,5 nghìn đồng/tháng, bình quân lương thực là 289,4 kg thóc/người/năm (Cục thống kê tỉnh Bắc Kạn, 2006)[5]. Do thu nhập của người dân thấp nên tỷ lệ hộ đói nghèo rất cao là 41,42%, nhiều hộ thiếu ăn 2 - 6 tháng/năm (Sở Lao động và TBXH)[27]. Thực tế Bắc Kạn có diện tích đất ruộng khá lớn: 13.273 ha (Sở NN&PTNT Bắc Kạn, 2006)[28], tuy nhiên hầu hết chỉ được cấy một vụ lúa Mùa, diện tích đất bỏ hoá trong vụ Đông (12.333 ha) và vụ Xuân (4.964 ha) rất phổ biến. Trong khi lực lượng lao động địa phương dư thừa, điều kiện thời tiết khí hậu khá thuận lợi cho nhiều cây trồng như ngô, khoai tây, đậu đỗ….. sinh trưởng, phát triển thì việc việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng, đặc biệt là mở rộng diện tích cây vụ Đông là một trong những giải pháp cần được quan tâm đẩy mạnh nhằm nâng cao thu nhập tiến tới xóa đói giảm nghèo cho nông dân. Khoai tây là cây trồng có nguồn gốc ôn đới. Điều kiện thời tiết khí hậu ở Bắc Kạn rất phù hợp với sinh trưởng của cây khoai tây với nhiệt độ bình quân từ 14,3 – 28,30C; lượng mưa từ 0,3 – 322,5 mm; ẩm độ trung bình từ 77 – 89%. Trong những năm gần đây khoai tây đã được đưa vào cơ cấu cây trồng vụ Đông và khẳng định được vị thế của mình nhưng việc mở rộng diện tích còn chậm. Một số nguyên nhân dẫn đến điều đó là do thiếu giống và chưa có bộ giống tốt, các giống khoai tây chủ yếu đang trồng đã bị thoái hoá, tỷ lệ nhiễm bệnh virus cao khoảng 53,2% đến 59%; trình độ canh tác của nông dân thấp, chưa có quy trình kỹ thuật phù hợp với điều kiện sinh thái, đặc biệt là trên đất ruộng một vụ lúa của địa phương. Để mở rộng diện tích khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa, vấn đề cấp thiết là phải có bộ giống cho năng suất cao, ổn định và biện pháp kỹ thuật phù hợp. Xuất phát từ thực tế đó chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng, phát triển và biện pháp kỹ thuật tăng năng suất khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa tại tỉnh Bắc Kạn”. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1- Đánh giá thực trạng sản xuất khoai tây nhằm xác định các yếu tố hạn chế năng suất khoai tây tại tỉnh Bắc Kạn. 2- Xác định giống khoai tây có năng suất cao, phẩm chất tốt đưa vào sản xuất thay thế giống cũ đã thoái hóa. 3- Xác định các biện pháp kỹ thuật trồng chủ yếu nhằm tăng năng suất khoai tây vụ Đông và sản xuất khoai tây củ giống vụ Xuân. Trên cơ sở đó bổ sung và hoàn chỉnh quy trình kỹ thuật thâm canh khoai ở tỉnh Bắc Kạn góp phần mở rộng diện tích khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa. 4- Xây dựng mô hình sản xuất thâm canh khoai tây. 3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CÚU 3.1. Đối tƣợng nghiên cứu - Giống khoai tây: Lựa chọn giống khoai tây có triển vọng trong 7 giống khoai tây Hà Lan nhập nội qua thí nghiệm nghiên cứu giống vụ Đông và vụ Xuân trên đất ruộng 1 vụ tại tỉnh Bắc Kạn. - Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật sản xuất khoai tây thương phẩm trong điều kiện vụ Đông gồm mật độ, thời vụ, phân bón, tưới nước, vun tạo vồng. - Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật sản xuất củ giống khoai tây trong điều kiện vụ Xuân bao gồm thí nghiệm về mật độ, thời vụ, phân bón, vun tạo vồng. 3.2. Phạm vi nghiên cứu Thí nghiệm nghiên cứu một số đặc điểm của giống và biện pháp kỹ thuật sản xuất khoai tây bố trí tại xã Bằng Phúc huyện Chợ Đồn. Mô hình sản xuất thử xây dựng tại xã Bằng Phúc và xã Lương Bằng, huyện Chợ Đồn; xã Yên Đĩnh, huyện Chợ Mới; xã Tú Trĩ và xã Khuổi Lừa huyện Bạch Thông. Kết quả nghiên cứu áp dụng cho sản xuất khoai tây trên đất ruộng một vụ lúa tại tỉnh Bắc Kạn. 4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 4.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài 1- Đánh giá khả năng thích ứng của các giống khoai tây trong điều kiện sinh thái (khí hậu và đất đai) nhằm làm cơ sở khoa học cho các đề tài nghiên cứu tiếp theo đối với khoai tây ở Bắc Kạn nói riêng và các tỉnh miền núi phía Bắc nói chung. 2- Bước đầu xác định và bổ sung cứ liệu khoa học để lựa chọn giống khoai tây phù hợp và xây dựng quy trình sản xuất khoai tây thương phẩm trong điều kiện vụ Đông và sản xuất củ khoai tây giống trong điều kiện vụ Xuân tại tỉnh Bắc Kạn. 3- Kết quả thu được từ các thí nghiệm về xác định giống và các biện pháp kỹ thuật là căn cứ khoa học để bổ sung hoàn thiện quy trình kỹ thuật thâm canh khoai tây tại các tỉnh miền núi phía Bắc. 4- Kết quả nghiên cứu giống và biện pháp kỹ thuật trồng khoai tây trong điều kiện vụ Đông và vụ Xuân tại tỉnh Bắc Kạn là tài liệu để các nhà nghiên cứu, sinh viên ngành nông nghiệp truy cứu và tham khảo. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 1- Xác định một số giống khoai tây có triển vọng cho năng suất cao và chất lượng tốt trồng trong vụ Đông trên đất ruộng một vụ nhằm thay đổi giống cũ đã thoái hóa và làm phong phú thêm bộ giống khoai tây ở tỉnh Bắc Kạn. 2- Lần đầu tiên đưa khoai tây vụ Xuân vào cơ cấu cây trồng ở tỉnh bắc Kạn nhằm cung cấp đủ giống trồng cho vụ Đông, hạ giá thành củ giống, tạo cho người nông dân có tập quán quen dần với các biện pháp kỹ thuật trồng khoai tây vụ Xuân. 3- Chuyển giao tiến bộ kỹ thuật thâm canh khoai tây cho người dân thông qua việc đưa quy trình kỹ thuật thâm canh để thúc đẩy mở rộng diện tích trồng khoai tây trên đất ruộng một vụ, nâng cao hệ số sử dụng đất, tăng thu nhập cho người nông dân, góp phần xóa đói giảm nghèo cho các tỉnh miền núi phía Bắc. Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY KHOAI TÂY 1.1.1. Một số nghiên cứu về nguồn gốc cây khoai tây Cây khoai tây (họ Solanaceae, loại Solanum L., loài Solanum tuberosum L.) có nguồn gốc ở vùng cao nguyên thuộc dãy núi Andes (nam châu Mỹ) ở độ cao 2000 – 5000 mét. Người Tây Ban Nha lần đầu tiên phát hiện ra cây khoai tây khi họ đặt chân lên thung lũng Magdalenna (Nam Mỹ) của người bản xứ chạy trốn, họ đã tìm thấy cây đậu, ngô và khoai tây. Lúc đó người ta gọi khoai tây là Truffles vì hoa có màu sặc sỡ (Salaman, 1949)[130]. Các nhà khoa học đã phát hiện ra nhiều di tích lịch sử chứng minh cây khoai tây có từ khoảng 500 năm trước công nguyên. Thời kỳ người Tây Ban Nha chinh phục châu Mỹ thế kỷ 16, nông dân đã trồng hàng trăm giống khoai tây dọc miền núi, bây giờ là Bolivia, Chile, Colombia, Ecuador và Peru (Horton, 1987)[91]. Ngày nay người da đỏ ở vùng Titicaca (nam Peru, bắc Bolivia) vẫn còn trồng những giống khoai tây khởi thủy (Ducreux, 1989)[162]. Khoai tây được bán đầu tiên ở Seville năm 1573 do những thủy thủ người Tây Ban Nha mang chúng đến, từ đó khoai tây lan truyền khắp châu Âu. Nước Anh trồng khoai tây rất sớm, từ năm 1590 do thuyền trưởng người Anh trên tầu buôn Tây Ban Nha đem củ giống về. Khoảng năm 1600, diện tích trồng khoai tây mở rộng sang Italia rồi Đức, trong vòng một trăm năm sau khoai tây đã có mặt ở hầu hết các nước châu Âu và trồng rộng rãi vào những năm 1800. Vào thế kỷ 17, những nhà truyền giáo người Anh đã đưa khoai tây đến nhiều vùng thuộc châu Á. Thế kỷ 19 những nhà truyền đạo người Bỉ cũng giới thiệu khoai tây tại Công Gô. Tuy nhiên, việc sử dụng khoai tây làm lương thực ở các nước nhiệt đới vẫn còn hạn chế vì những khó khăn cố hữu trong sản xuất và bảo quản khoai tây ở vùng thấp. Hiện nay cây khoai tây được trồng rất rộng rãi ở 130 nước trên thế giới, từ 600 vĩ Bắc đến 530 vĩ Nam. 1.1.2. Một số nghiên cứu về giá trị dinh dƣỡng của cây khoai tây Khoai tây vừa là cây lương thực, vừa là cây thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, hàm lượng dinh dưỡng của khoai tây chỉ kém trứng (Leviel, 1986)[163]. Sử dụng 100g khoai tây có thể đảm bảo ít nhất 8% nhu cầu protein, 3% năng lượng, 10% sắt, 10% vitamin B1 và 20 – 50% nhu cầu vitamin C cho một người trong một ngày đêm (Beukema et al., 1990; Horton, 1987)[65], [91]. Khi xem xét các cây trồng nhiệt đới và cận nhiệt đới (từ 300 vĩ Bắc đến 300 vĩ Nam) Vander Zaag, (1976)[148] cho rằng, cây khoai tây sinh lợi hơn bất cứ cây trồng nào khác vì nó cho năng suất năng lượng và năng suất protein cao nhất. Bảng 1.1. Năng suất protein và năng lƣợng của một số cây lƣơng thực Loại cây trồng  Kcal/100 g  NS năng lƣợng (kcal/ngày/ha)  Tỷ lệ protein (%)  NS protein (kg/ngày/ha)   Khoai tây Sắn Khoai lang Đậu đỗ Lúa Ngô  90,82 185,87 138,30 400,24 420,90 138,91  48,64 45,12 48,93 11,72 35,10 38,97  2,0 0,7 1,5 22,0 7,0 9,5  1,1 0,2 0,5 0,6 0,6 0,8   (Nguồn: Vander Zaag, 1976)[148] Ngoài việc dùng khoai tây làm lương thực và thực phẩm, các nước phát triển sử dụng khoai tây làm thức ăn cho gia súc, hàng năm ở Pháp sử dụng từ 1 đến 1,4 triệu tấn khoai tây cho chăn nuôi. Bên cạnh đó, khoai tây còn được dùng nhiều trong công nghiệp dệt, sợi, gỗ (ván ép), giấy, đặc biệt trong công nghiệp sản xuất axit hữu cơ như axit lactic, axit xitric; các dung môi hữu cơ như etanol, butanol, xeton... 1.1.3. Một số nghiên cứu về yêu cầu ngoại cảnh của khoai tây 1.1.3.1. Yêu cầu về nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố đặc biệt quan trọng quyết định khả năng phân bố, thời vụ gieo trồng, quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây khoai tây. Tổng nhu cầu nhiệt độ cho khoai tây sinh trưởng và phát triển dao động từ 16000C đến 18000C. Yếu tố chính để khoai tây có thể phát triển rộng khắp thế giới là lựa chọn được nhiều vùng có nhiệt độ gieo trồng thích hợp (Beukema et al., 1990)[65]. Ở thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng, khoai tây có thể thích ứng được với biên độ nhiệt độ từ 10 đến 250C, rộng hơn giai đoạn sinh trưởng sinh thực. Nhiều kết quả nghiên cứu đã xác định, nhiệt độ không khí thích hợp cho phát triển thân lá khoai tây là 180C đến 200C. Nhiệt độ cao quá 250C thân lá dài ra, lá nhỏ đi, khả năng quang hợp giảm rõ rệt (Horton, 1987)[91]. Ở thời kỳ sinh trưởng sinh thực cây khoai tây chịu nóng kém. Khi thân củ bắt đầu hình thành và phát triển thì yêu cầu nhiệt độ thấp, nhiệt độ không khí thích hợp nhất cho thân củ phát triển là 180C đến 190C (nhiệt độ đất là 160C - 170C). Nhiệt độ từ 200C trở lên thì quá trình làm củ khoai tây bắt đầu bị kìm hãm, nhiệt độ lớn hơn 250C hạn chế sự hình thành củ. Khi nhiệt độ vượt quá 250C thì hiệu suất quang hợp giảm, nhiệt độ lên tới 290C – 300C hô hấp tăng, dẫn tới tiêu hao chất hữu cơ trong củ, làm giảm năng suất khoai tây và chỉ số thu hoạch (Horton, 1987)[91]. Nhiệt độ cao kéo dài sẽ gây hiện tượng “thoái hóa do khí hậu” dẫn đến năng suất và chất lượng giống giảm rõ rệt ở các đời sau (Van Dam et al., 1995)[146]. Thí nghiệm của Kunkel et al., (1987)[103] về ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự thoái hóa giống khoai tây cho biết: Ở nhiệt độ 20 – 210C có 20% củ bị thoái hóa, nhiệt độ 240C có 50% củ bị thoái hóa và trên 250C có 75% củ bị thoái hóa. Nhiệt độ cao không chỉ ảnh hưởng đến sự thoái hóa giống sinh lý, mà còn thuận lợi cho sự phát triển của nhiều loại rệp truyền bệnh virus cho khoai tây. Đây là nguyên nhân quan trọng dẫn đến thoái hóa giống bệnh lý và giảm năng suất. Như vậy, cây khoai tây sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao trong điều kiện nhiệt độ thấp. Nhiệt độ thích hợp cho thân lá phát triển là 18 – 200C, thân củ phát triển là 18 – 190C. Tuy nhiên, khi nhiệt độ quá thấp làm cây bị chết rét, còn nhiệt độ cao thì củ hình thành kém, nhanh thoái hóa và bệnh virus phát triển mạnh. Để nâng cao năng suất và chất lượng củ khoai tây cần nghiên cứu để có thời vụ thích hợp với từng vùng, đặc biệt là vụ Xuân ở miền bắc Việt Nam. 1.1.3.2. Yêu cầu về ánh sáng Khoai tây là cây ưa sáng, năng suất khoai tây phụ thuộc vào khả năng hấp thu và hiệu quả của việc sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp nên chất khô của củ và chỉ số thu hoạch. Cường độ ánh sáng thích hợp cho sự hình thành củ và năng suất khoai tây là từ 20.000 – 50.000 lux (Allen et al., 1980)[58]. Trong điều kiện khí hậu giống nhau, không thiếu nước hoặc dinh dưỡng và không xuất hiện sâu bệnh hại thì sự khác nhau về sinh trưởng, phát triển và năng suất là do khả năng hấp thu ánh sáng khác nhau giữa các giống (Spitter, 1987; Van der Zaag et al., 1987)[138], [149]. Độ dài chiếu sáng trong ngày cũng ảnh hưởng rõ rệt đến sự phát dục của cây khoai tây (ra hoa, đậu quả và kết hạt). Thời kỳ từ cây con đến hình thành củ, đòi hỏi ánh sáng ngày dài để tiến hành quang hợp và tích lũy chất hữu cơ, khi củ bắt đầu hình thành cần thời gian chiếu sáng ngày ngắn. Điều kiện chiếu sáng ngày ngắn ở giai đoạn mọc mầm và nhiệt độ cao trong suốt thời gian sinh trưởng sẽ rút ngắn thời gian sinh trưởng của khoai tây (Kooman, P.L, 2001)[100]. Quang chu kỳ thích hợp cho sự hình thành năng suất khoai tây phụ thuộc vào nhiệt độ và giống. Các giống thuộc loài ssp.andigena chỉ hình thành củ trong điều kiện chiếu sáng ngày ngắn. Trong điều kiện nhiệt độ thấp cần thời gian chiếu sáng 12 – 14 giờ, còn trong điều kiện nhiệt độ cao thì thời gian chiếu sáng trong ngày cần ngắn hơn. Các giống thuộc loài ssp.tuberosum có khả năng tạo củ dưới điều kiện quang chu kỳ dài hơn. Các giống thuộc loài ssp.tuberosum, đặc biệt là giống chín sớm có thể phát triển kém ở điều kiện nhiệt đới có ánh sáng ngày ngắn vì chúng hình thành củ sớm hơn, thân lá phát triển kém, quang hợp kém nên năng suất thấp (Manrique, 1993)[109]. Kết quả nhiều thí nghiệm cho thấy: Tỷ lệ củ to tương quan thuận với số giờ chiếu sáng trong ngày, vì củ lớn nhanh trong điều kiện ngày dài. Ở vùng nhiệt đới có độ dài chiếu sáng trong ngày ngắn nên năng suất của tất cả các giống khoai tây đều giảm so với khi chúng được trồng ở các nước ôn đới (Horton, 1987)[91]. Như vậy, chọn giống khoai tây cho vùng nhiệt đới có quang chu kỳ ngắn là phụ thuộc vào nhiệt độ của vùng. Ở vĩ độ cao, giống thuộc ssp.andigena có thể phù hợp, vì dưới điều kiện ngày ngắn và nhiệt độ thấp các giống thuộc loài này vẫn hình thành củ. Ở vùng nhiệt đới ấm và vĩ độ thấp hơn, các giống thuộc loài ssp.andigena sẽ hình thành củ kém mặc dù trong điều kiện ngày ngắn, các giống thuộc loài ssp.tuberosum khả quan hơn. Tuy nhiên ánh sáng ngày ngắn vẫn là yếu tố hạn chế năng suất khoai tây ở vùng này. 1.1.3.3. Yêu cầu về nước Trong quá trình sinh trưởng khoai tây cần rất nhiều nước (Salter et al., 1967; Van Loon, 1981)[132], [152]. Để tạo ra 100 kg củ khoai tây cần 12 -15 m3 nước, để đạt được năng suất củ từ 19 - 33 tấn/ha, mỗi hecta khoai tây cần 2800 đến 2900 m3 nước (Ngô Đức Thiệu và cs, 1978)[42]. Giai đoạn trước khi hình thành củ đòi hỏi ẩm độ đất khoảng 60%, giai đoạn hình thành củ là 80%. Nếu thiếu nước ở giai đoạn hình thành củ thì năng suất giảm rõ rệt cụ thể: Ẩm độ đất là 60% thì năng suất giảm 4,3%; ẩm độ đất còn 40%, năng suất giảm 33,9%; không tưới năng suất giảm 63% (Tạ Thị Thu Cúc, 1979)[4]. Khoai tây được trồng bằng củ nên khi phát triển không hình thành rễ chính mà chỉ có các rễ phụ thưa thớt. Phần lớn rễ tập trung ở tầng đất mặt nên khả năng hút nước của cây không lớn. Gặp điều kiện khô hạn khoai tây rất dễ bị thiếu nước và phát triển kém (Đường Hồng Dật, 2005)[7]. Khô hạn làm giảm diện tích lá, nếu hạn dài thì chiều cao cây, độ che phủ đất cũng thấp hơn (Ojala et al., 1990)[119]. Giống chín sớm ít bị ảnh hưởng hơn giống chín muộn, điều này có thể do giai đoạn khủng hoảng nước của giống chín sớm ngắn hơn, các lá xuất hiện và chết sớm hơn nên giai đoạn trải lá (giai đoạn nhạy cảm với sự thiếu nước) có thể xuất hiện trước thời kỳ khô hạn (Deblonde et al., 2001)[74]. Nghiên cứu của Deblonde et al., (1999)[73] chỉ rõ, năng suất và yếu tố cấu thành năng suất bị tác động mạnh bởi tổng lượng nước tưới. Tuy nhiên tác động của hạn đến cây trồng phụ thuộc vào thời gian, giai đoạn và mức độ nghiêm trọng của khô hạn (Jefferies, 1995)[95]. Hạn thường tác động mạnh ở 3 giai đoạn: sinh trưởng, phình to củ và chín. Thiếu nước ở giai đoạn cuối của thời gian sinh trưởng dinh dưỡng làm cho khoai tây có năng suất thấp nhất, thiếu nước ở giai đoạn chín thì củ khoai tây lại to nhất (Fabeiro et al., 2001)[78]. Nhiều thí nghiệm đã chứng minh, thiếu nước ở giai đoạn sinh trưởng thì củ rất nhỏ nhưng số lượng củ/cây nhiều. Khô hạn bắt đầu vào giai đoạn phình to củ làm cho giai đoạn hình thành củ kéo dài hơn, nhưng lại giảm số lượng củ, sinh trưởng và năng suất (Haverkort et al., 1991)[85]. Thiếu nước ở giai đoạn chín sinh lý, có thể tăng lượng chất khô mà khoai tây có thể tích lũy được ở trong củ (Caldiz et al., 2000)[67]. Nghiên cứu của Iqbal et al., (1999)[94] cũng cho kết quả là, hạn xuất hiện vào giai đoạn chín làm giảm năng suất ít nhất, xuất hiện sớm sẽ ảnh hưởng mạnh nhất đến năng suất, tiếp theo là giai đoạn hình thành củ. Điều đó được Kashyap et al., (2003)[98] giải thích rằng, hầu hết các giai đoạn nhạy cảm với sự thiếu nước là ở thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng nên thiếu nước ở giai đoạn này ảnh hưởng đến năng suất năng suất mạnh nhất. Như vậy, nước rất cần thiết cho sinh trưởng, phát triển và tạo năng suất của cây khoai tây. Thiếu nước ở giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng ảnh hưởng nhiều nhất đến năng suất. Vì vậy trong điều kiện ở miền Bắc Việt Nam, vụ Đông thường có lượng mưa thấp và biến động giữa các vùng khá lớn nên cần nghiên cứu chế độ tưới nước hợp lý cho khoai tây trong từng điều kiện cụ thể. 1.1.3.4. Yêu cầu về đất đai, dinh dưỡng của khoai tây Củ khoai tây khi phát triển có khả năng dịch chuyển các phân tử đất yếu hơn so với nhiều loại rễ củ khác nên đòi hỏi lớp đất mặt, là nơi khoai tây hình thành củ phải rất tơi xốp. Các loại đất cát pha, đất nhẹ, thậm chí là đất cát là thích hợp với cây khoai tây. Các loại đất nặng và quá ẩm ướt, cây khoai tây phát triển không tốt và thường bị bệnh thối ướt gây hại. Trên các loại đất nặng, hàm lượng tinh bột trong củ giảm, củ cũng nhỏ đi nhiều. Mặt khác khoai tây còn sinh trưởng, phát triển và cho năng suất giảm dần khi trồng liên tiếp từ vụ này sang vụ khác trong nhiều năm trên cùng một chân đất (Đường Hồng Dật, 2005)[7]. Khoai tây có nhu cầu cao đối với các chất dinh dưỡng. Với năng suất bình quân 260 tạ củ/ha, cây khoai tây lấy đi từ đất 106 N, 40 P2O5, 171 K2O, 63 kg CaO, 40 kg MgO (Đường Hồng Dật, 2005)[7]. Rasco et al., (1994)[125] cũng kết luận rằng, năng suất khoai tây phụ thuộc nhiều vào dinh dưỡng đất và khả năng cung cấp của con người. Trong hầu hết các trường hợp có sự tương quan giữa khối lượng chất khô và nồng độ N, P, K. Tuy nhiên mỗi nguyên tố dinh dưỡng đều tác động đến sinh trưởng, phát triển và năng suất khoai tây theo góc độ khác nhau. * Vai trò của đạm: Khoai tây là một trong những cây trồng cần rất nhiều đạm (Singh, 1995; Veeranna et al., 1997)[136], [155]. Đạm là yếu tố hạn chế đến năng suất khoai tây ở nhiều nơi trên thế giới. Bón đạm làm tăng tuổi thọ tán lá là do cây khoai tây tiếp tục sinh ra lá mới nhiều hơn việc kéo dài tuổi thọ của từng lá Firman et al., (1995)[81]. Đạm làm tăng diện tích lá, do đó làm tăng lượng ánh sáng mà cây có thể hấp thu được, tăng lượng chất khô tích lũy ở các bộ phận khác nhau của cây (Addiscott et al., 1992)[57]. Điều đó làm tăng năng suất là số lượng củ hình thành (Kotsyuk, 1995)[102], và sự phình to củ (Martin, 1995)[110]. Ðạm không chỉ tác động trực tiếp đến sự phát triển của lá và cây trồng, mà còn tác động gián tiếp đến cây trồng vì chúng tác động đến sâu bệnh và cỏ dại. Bón đạm làm cho cây trồng sinh trưởng, phát triển tốt hơn nhưng cũng làm tăng sâu bệnh và cỏ dại (Moller, 1998)[115]. Bón đạm quá mức làm tăng số lượng hoa nở và sự nảy mầm của hạt phấn, vì vậy sẽ làm tăng sức sống và chất lượng hạt (Maingi et al., 1994)[108]. Điều này có ý nghĩa hết sức quan trọng trong công tác nhân giống bằng hạt. Như vậy, đạm tác động rất mạnh đến quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất khoai tây. Hiệu quả của việc bón đạm còn phụ thuộc vào liều lượng và kỹ thuật bón. Thường bón đạm ít hoặc bón quá nhiều, thời gian bón không thích hợp, phương pháp bón không đúng sẽ làm năng suất khoai tây giảm. Liều lượng, thời gian và phương pháp bón đạm phụ thuộc vào tính chất đất, giống, điều kiện thời tiết khí hậu... Vì vậy ở mỗi vùng, mỗi loại đất, loại giống cần có liều lượng, thời gian và phương pháp bón đạm thích hợp. * Vai trò của lân: Lân là thành phần quan trọng trong quá trình trao đổi chất và năng lượng nên nó có tác dụng làm tăng tính chống chịu lạnh cho cây trồng. Lân thúc đẩy sự phát triển của bộ rễ, thúc đẩy các mô phân sinh phân chia nhanh, tạo điều kiện cho cây phát dục thuận lợi. Lân tăng cường tổng hợp các chất hữu cơ quan trọng và tăng cường sự vận chuyển chúng về cơ quan tích lũy nên tăng năng suất kinh tế của cây trồng (Hoàng Minh Tấn và cs, 2006)[31]. Nhiều thí nghiệm cho thấy, có sự tương quan chặt giữa khối lượng chất khô với hàm lượng lân ở trong cây, khi hàm lượng lân thấp thì khối lượng chất khô cũng đạt nhỏ nhất. Vì vậy bón lân làm tăng cả nồng độ phospho, khối lượng chất khô trong cây và năng suất củ. Van Noordwijk et al., (1990)[153] cho biết, thiếu phospho hạn chế sinh trưởng, lượng phospho yêu cầu từ 44 – 87 kg/ha. Thí nghiệm của De Ruijter et al., (1998)[72] cho kết quả là, bón phospho tăng khối lượng chất khô. Bón phospho làm tăng hàm lượng tinh bột trong củ và năng suất khoai tây (Đường Hồng Dật, 2005)[7]. * Vai trò của kali: Kali làm tăng chức năng sinh lý trong cây như quá trình tổng hợp protein và hoạt động của các enzim, tăng khả năng vận chuyển các chất hữu cơ được tổng hợp ở lá về các bộ phận khác, điều chỉnh quá trình thẩm thấu chất khoáng của cây trồng (Beringer et al., 1990)[63]. Kết quả thí nghiệm tiến hành năm 1995 – 1996 và 1999 ở Uganda cho thấy kali làm tăng tính chống chịu bệnh của cây. Việc tăng cường bón kali liên tục trong 2 – 3 năm là biện pháp hữu hiệu để chống bệnh thối vòng củ. Kali làm giảm rõ ràng khối lượng khô của thân lá ở tất cả các giống, còn khối lượng củ tươi tăng rõ ràng theo lượng kali bón (Kanzikwera et al., 2001)[97] và giữ được chất lượng củ trong quá trình bảo quản (Rabie, 1996)[123].