Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của một số dòng, giống khoai lang chất lượng cao ở một số vùng sinh thái khác nhau tại tỉnh bắc giang

i

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN MẠNH HÙNG

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
CỦA MỘT SỐ DÒNG, GIỐNG KHOAI LANG CHẤT LƯỢNG
CAO Ở MỘT SỐ VÙNG SINH THÁI KHÁC NHAU
TẠI TỈNH BẮC GIANG
Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT
Mã số: 60.62.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. LUÂN THỊ ĐẸP

THÁI NGUYÊN - 2011


i

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố
trong bất kì cơng trình nào khác.
Tơi xin cam đoan rằng các thơng tin trích dẫn trong luận văn đều đã
được chỉ rõ nguồn gốc.

Thái Nguyên, ngày 15 tháng 8 năm 2011

Tác giả luận văn

Nguyễn Mạnh Hùng


ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, cùng với sự nỗ lực cố gắng của bản thân, tôi
xin được đặc biệt bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô: PGS.TS. Luân Thị Đẹp,
T.S. Trương Công Tuyện đã trực tiếp hướng dẫn tơi trong q trình nghiên cứu
và hồn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô giáo khoa
Sau Đại học và khoa Nông học - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã
giành nhiều thời gian, công sức giúp đỡ tơi trong q trình học tập và thực hiện
đề tài.
Tôi xin cảm ơn Lãnh đạo Trung tâm Khuyến nông - Khuyến ngư tỉnh
Bắc Giang, Trạm khuyến nông huyện Hiệp Hoà, Việt Yên, Lục Nam, Trung tâm
Nghiên cứu và Phát triển cây có củ - Viên CLT-CTP và các bạn đồng nghiệp,
đặc biệt là gia đình đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất giúp đỡ tơi trong q
trình hồn thành luận văn này.
Thái Nguyên, ngày 15 tháng 8 năm 2011
Tác giả luận văn

Nguyễn Mạnh Hùng


iii

MỤC LỤC

Trang phụ bìa
Lời cam đoan...................................................................................................... i
Lời cảm ơn ........................................................................................................ ii
Mục lục .......................................................................................................... iii
Danh mục các từ viết tắt.................................................................................... v
Danh mục các bảng .......................................................................................... vi
Danh mục biểu đồ ..........................................................................................viii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1
2. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................ 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ...................................................... 2
3.1. Ý nghĩa khoa học ...................................................................................... 2
3.2. Ý nghĩa thực tiễn....................................................................................... 2
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu................................................................... 2
5. Những đóng góp mới của đề tài .................................................................... 3
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................ 4
1.1. Phân loại, nguồn gốc và phân bố cây khoai lang....................................... 4
1.2. Những yêu cầu điều kiện ngoại cảnh và đất trồng đối với khoai lang ...... 6
1.3. Tình hình sản xuất và nghiên cứu khoai lang trên thế giới...................... 11
1.3.1. Tình hình sản xuất................................................................................ 11
1.3.2. Tình hình nghiên cứu........................................................................... 12
1.4. Tình hình sản xuất và nghiên cứu khoai lang ở Việt Nam ...................... 17
1.4.1. Tình hình sản xuất................................................................................ 17
1.4.2. Tình hình nghiên cứu........................................................................... 20
1.5. Tình hình sản xuất khoai lang ở Bắc Giang............................................. 25


iv

Chương 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 27

2.1. Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu .............................................. 27
2.2. Nội dung nghiên cứu................................................................................ 28
2.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm và kỹ thuật trồng .................................... 28
2.4. Các chỉ tiêu theo dõi và xử lý số liệu.............................................................. 29
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 33
3.1. Kết quả nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh trưởng của các dịng, giống
khoai lang thí nghiệm vụ Đông năm 2010 tại Bắc Giang .............. 33
3.1.1. Một số giai đoạn sinh trưởng chính của các dịng, giống khoai lang
thí nghiệm vụ Đơng năm 2010 tại Bắc Giang................................. 33
3.1.2. Kết quả nghiên cứu một số đặc điểm sinh trưởng của các dịng, giống
khoai lang thí nghiệm vụ Đơng năm 2010 tại Bắc Giang .............. 35
3.2. Đặc điểm hình thái thân lá và củ của các dòng, giống khoai lang tham
gia thí nghiệm vụ đơng 2010 tại tỉnh Bắc Giang............................ 39
3.3. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dịng, giống
khoai lang thí nghiệm vụ Đơng năm 2010 tại Bắc Giang .............. 41
3.4. Kết quả nghiên cứu một số chỉ tiêu chất lượng của các dòng, giống
khoai lang thí nghiệm vụ Đơng năm 2010 tại Bắc Giang .............. 45
3.5. Mức độ nhiễm sâu bệnh của các dịng, giống thí nghiệm vụ Đơng
2010 tại Bắc Giang ......................................................................... 49
Chương 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ........................................................ 52
5.1. Kết luận .................................................................................................... 52
5.2. Đề nghị ..................................................................................................... 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 54
PHỤ LỤC


v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết đầy đủ

Viết tắt
Đ/C:

Đối chứng

NST:

Ngày sau trồng

TB:

Trung bình

P:

Khối lượng

CGIAR:

Cơ quan tư vấn về nghiên cứu nông nghiệp của Liên hiệp quốc

IPGRI:

Viện Tài nguyên di truyền thực vật Quốc tế

GDP:

Tổng sản phẩm quốc nội

FAO:

Tổ chức lương thực và nông nghiệp Liên hiệp quốc


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Lượng dinh dưỡng khi lấy đi khỏi đất theo sản phẩm của khoai
lang lúc thu hoạch ........................................................................... 10
Bảng 1.2: Tình hình sản xuất khoai lang trên thế giới giai đoạn 2005 - 2009....... 11
Bảng 1.3: Diện tích, năng suất và sản lượng khoai lang các vùng sinh thái
trong cả nước năm 2009 ................................................................. 18
Bảng 1.4: Tình hình sử dụng khoai lang ở Việt Nam ..................................... 20
Bảng 1.5: Thành phần hoá học 100g thức ăn của củ khoai lang .................... 22
Bảng 1.6: Thành phần dinh dưỡng của thân lá khoai lang ............................. 23
Bảng 1.7: Tình hình sản xuất khoai lang tỉnh Bắc Giang giai đoạn từ 2005 - 2009.. 25
Bảng 3.1: Một số giai đoạn sinh trưởng của các dịng, giống khoai lang thí
nghiệm vụ Đơng 2010 tại Bắc Giang ............................................. 34
Bảng 3.2: Khả năng sinh trưởng của các dịng, giống khoai lang thí
nghiệm vụ Đơng 2010 tại Bắc Giang ............................................. 36
Bảng 3.3: Sức sinh trưởng thân lá của các dòng, giống khoai lang ở giai
đoạn 30, 60 và 90 ngày sau trồng ................................................... 37
Bảng 3.4: Độ che phủ luống của các dòng, giống khoai lang ở giai đoạn
30, 60 và 90 ngày sau trồng ............................................................ 38
Bảng 3.5: Một số đặc điểm thực vật học của các dịng, giống khoai lang
thí nghiệm vụ Đơng 2010 tại Bắc Giang ........................................ 40
Bảng 3.6: Tỷ lệ củ thương phẩm và củ nhỏ các dịng, giống thí nghiệm vụ
Đơng năm 2010 tại Bắc Giang........................................................ 42
Bảng 3.7: Các yếu tố cấu thành năng suất của các dịng, giống thí nghệm

vụ Đơng năm 2010 tại Bắc Giang................................................... 43
Bảng 3.8: Năng suất thân lá và năng suất củ của các dòng, giống khoai
lang thí nghiệm vụ Đơng năm 2010 tại Bắc Giang ........................ 44


vii

Bảng 3.9: Hàm lượng và năng suất chất khô củ của các dịng, giống khoai
lang thí nghiệm vụ đơng 2010, tại tỉnh Bắc Giang......................... 46
Bảng 3.10: Hàm lượng Gluxit, tinh bột của các dịng, giống khoai lang thí
nghiệm vụ đơng 2010 tại Bắc Giang .............................................. 47
Bảng 3.11: Chất lượng ăn nếm của các dịng, giống khoai lang thí nghiệm
vụ Đơng 2010 tại Bắc Giang .......................................................... 48
Bảng 3.12: Mức độ nhiễm một số sâu bệnh hại chính của các dịng, giống
khoai lang thí nghiệm vụ Đơng năm 2010 tại Bắc Giang .............. 49


viii

DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1: Diễn biến mức độ quần thể bọ hà tại Huyện Lục Nam.............. 51
Biểu đồ 3.2: Diễn biến mức độ quần thể bọ hà tại Huyện Việt Yên .............. 51


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Sau hơn 20 năm đổi mới, nhờ sự chuyển dịch từ nền kinh tế kế hoạch, tập
trung quan liêu bao cấp sang nền kinh tế thị trường định hướng Xã hội chủ

nghĩa, bộ mặt đất nước có nhiều thay đổi, GDP bình qn đầu người đạt trên
1.000 USD/năm, nước ta đã thoát khỏi nhóm các nước nghèo trên thế giới. Nền
kinh tế đã và đang hội nhập sâu vào kinh tế toàn cầu, đặc biệt trong lĩnh vực sản
xuất nông nghiệp đã thu được những thành tựu đáng kể, nhiều sản phẩm nông
nghiệp xuất khẩu với khối lượng lớn mang lại nguồn lợi cho đất nước và cho
người sản xuất. Từ một nước thiếu lương thực, hàng năm phải nhập khẩu hàng
nghìn tấn lương thực, nay đã trở thành nước đứng thứ 2 thế giới về xuất khẩu
gạo. Do đó chúng ta có điều kiện để chú ý hơn vào phát triển các cây trồng khác,
trong đó cây có củ ngày một phát triển, đặc biệt là khoai lang, đáp ứng nhu cầu
ăn tươi, phục vụ chế biến và xuất khẩu.
Cây khoai lang (Ipomoea batatas. (L) Lam) là một lồi cây có củ, chứa
nhiều tinh bột, có vị ngọt và nó là một nguồn cung cấp rau quan trọng, các sản
phẩm khoai lang được sử dụng theo phương pháp truyền thống ngày càng gia
tăng, công nghệ chế biến (Chips, sấy khô, bánh kẹo, tinh bột và rượu...) ngày
càng phát triển. Hiện nay, xu hướng sử dụng khoai lang chất lượng cao trong ăn
tươi và sau chế biến đang ngày càng tăng cao, đặc biệt tại các thành phố, thị xã.
Những năm qua, ở Miền nam và Tây ngun đã có các mơ hình sản xuất khoai
lang để xuất khẩu sang Nhật, Hàn Quốc, Đài Loan,... thu 60 - 70 triệu đ/ha/vụ.
Khoai lang là một cây trồng truyền thống của tỉnh Bắc Giang với diện tích
được trồng hàng năm trong khoảng 10.000 - 12.000 ha. Do là một cây trồng đa
dụng, có thể sử dụng củ để ăn tươi, chế biến và sử dụng cả thân lá làm thức ăn
gia súc, nên cây khoai lang vẫn có vị trí quan trọng nhất định trong cơ cấu cây
trồng của tỉnh Bắc Giang. Đây là cây trồng phù hợp với nơng dân nghèo có điều


2

kiện đầu tư thấp, nhưng cho thu nhập khá. Tuy nhiên, những năm gần đây diện
tích trồng khoai lang của Tỉnh đã giảm dần, do mở rộng diện tích các cây trồng
khác có hiệu quả kinh tế hơn như lúa, lạc...Trong khi năng suất, phẩm chất khoai

lang thấp, không đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng.
Từ thực tế đó, chúng tơi đã lựa chọn đề tài: “Đánh giá khả năng sinh
trưởng và phát triển của một số dòng, giống khoai lang chất lượng cao ở
một số vùng sinh thái khác nhau tại tỉnh Bắc Giang”.
2. Mục tiêu của đề tài
Nhằm chọn ra những dịng khoai lang có chất lượng tốt, năng suất cao, phù
hợp với điều kiện thực tế sản xuất và thị hiếu người tiêu dùng, góp phần phát
triển sản xuất khoai lang ở Bắc Giang.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
Đề tài sẽ góp phần bổ xung cơ sở lý luận cho việc phát triển các giống
khoai lang chất lượng vụ đơng ở các tỉnh miền núi phía bắc Việt Nam.
Kết quả nghiên cứu về khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của
một số dòng khoai lang chất lượng vụ đông sẽ là tài liệu cho các sinh viên, nhà
nghiên cứu tham khảo.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đánh giá, lựa chọn được các dòng khoai lang chất lượng có khả năng sinh
trưởng, phát triển tốt, cho năng suất phù hợp với điều kiện sản xuất khoai lang ở
Bắc Giang.
Mở rộng diện tích khoai lang góp phần tăng thu nhập trên đơn vị diện tích.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Cây khoai lang (Ipomoea batatas. L).
Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển của
một số dòng khoai lang chất lượng cao vụ đông và trong điều kiện sinh thái tỉnh
Bắc Giang.


3

5. Những đóng góp mới của đề tài

Đối với khoa học: Cung cấp số liệu nghiên cứu về một số dịng, giống
khoai lang vụ đơng trên địa bàn Bắc Giang.
Đối với sản xuất:
- Xác định khả năng sinh trưởng phát triển, chất lượng của một số giống
khoai lang trong điều kiện sinh thái ở Bắc Giang.
- Lựa chọn dòng khoai lang chất lượng cao bổ xung vào bộ giống khoai
lang cho địa phương.
Đối với xã hội và đời sống: Góp phần tăng hiệu quả sử dụng đất, tăng thu
nhập cho nông dân.


4

Chương 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Phân loại, nguồn gốc và phân bố cây khoai lang
Khoai lang (Ipomoea batatas L.) là cây hai lá mầm thuộc chi Ipomoea, họ
bìm bìm (Convolvulaceae) (Purseglove, 1974 [43]); Võ Văn Chi và CS, 1969
[1]. Trong tổng số 50 chi và hơn 1000 loài thuộc họ này thì Ipomoea batatas là
lồi có ý nghĩa kinh tế quan trọng và được sử dụng làm lương thực. Số loài
Ipomoea dại đã được xác định là hơn 400 loài nhưng lồi Ipomoea batatas là
lồi 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) [12]. Mặt khác, cây khoai lang cịn có khả năng thích
ứng rộng hơn các cây trồng khác như cây sắn, củ từ, củ mỡ,... Cây khoai lang
khác với các loài khác về màu sắc vỏ củ (trắng, đỏ, kem, nâu, vàng, hoặc hồng...)
hay màu ruột củ (trắng, kem, vàng, nghệ, đốm tím...) và khác nhau về khả năng
đề kháng với sâu bệnh (Woolfe, 1992) [54].
Khoai lang có nguồn gốc nguyên thuỷ từ vùng nhiệt đới Châu Mỹ lan dần

đến vùng nam Thái Bình Dương. Tuy nhiên, những nước mà cây khoai lang
đóng vai trị quan trọng nhất lại là những nước mà cây khoai lang mới thu
nhập gần đây. Các thương gia và các nhà thống trị Châu Âu đã mang đến
Châu Phi, Châu á và đơng 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) [59].
Hầu hết các 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 có độ tuổi từ 8.000 đến
10.000 năm (Engel, 1970) [33]. Ngoài ra, các nhà khảo cổ học về cây khoai lang


5

cịn được tìm thấy tại thung lũng Casma của Peru có độ tuổi xấp xỉ 2.000 năm
trước cơng ngun (Ugent, Poroski và Poroski, 1983) [52], Austin (1977) [23],
OBrien (1972) [41] và Yen (1982) [59] và cây khoai lang thực sự lan rộng ở
Châu Mỹ khi người Châu Âu đầu tiên đặt chân tới.
Vì vậy, khoai lang được coi là nguồn lương thực quan trọng của người
Mayan ở Trung Mỹ và người Peruvian ở vùng núi Andet (Nam Mỹ).
Vào năm 1492 trong chuyến vượt biển đầu tiên của Christopher
Columbus đã tìm ra Tân thế giới (Châu Mỹ) và phát hiện ra khoai lang được
trồng ở Hispaniola và Cuba. Từ đó, khoai lang mới thực sự lan rộng ở châu Mỹ
và sau đó được di thực đi khắp thế giới.
Đầu tiên khoai lang được đưa về Tây Ban Nha, tiếp đó lan 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 thu nhập cây khoai lang vào châu Phi
(có thể bắt đầu từ Mơdămbic hoặc Ănggôla) theo hai con đường từ châu Âu và

trực tiếp từ vùng bờ biển Trung Mỹ, sau lan sang Ấn Độ.
Các thương gia Tây Ban Nha đã du nhập cây khoai lang vào Philippin
(Yên, 1982) [59] 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.
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 được trồng trong phạm vi rộng lớn giữa vĩ tuyến 400 Bắc
đến 320 Nam và lan đến độ cao 3.000m so với mặt nước biển (Woolfe J.A, 1992)
[54]. 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.


6

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)
[19], (Bùi Huy Đáp, 1984) [5], cây khoai lang có nhiều khả năng là cây 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 loài 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) [5], (Viện Hán
nôm, 1995) [19].
Sách “Biên niên lịch sử cổ trung đại Việt Nam” (Nhà xuất bản khoa học
xã Hội 1987 đã có ghi: “Năm 1558 (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 Xn, tỉnh Thanh Hố”. 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 Hịa, 1996) [11].
1.2. Những yêu cầu điều kiện ngoại cảnh và đất trồng đối với khoai lang
Khoai lang là cây trồng nhiệt đới và á nhiệt đới nên khí hậu nóng thích
hợp cho cây sinh trưởng và phát triển. Ở những nơi thời tiết ấm khoai lang có thể
được trồng quanh năm. Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với cây khoai lang còn tùy
thuộc vào điều kiện, từng thời kỳ sinh trưởng phát triển khác nhau của cây và có
liên quan chặt chẽ đối với thời vụ trồng.
Nhiệt độ thích hợp cho thời kỳ mọc mầm ra rễ của khoai lang từ 20 250C. Nếu điều kiện nhiệt độ dưới 100C khoai lang có thể bị chết, dây mới
trồng khơng bén rễ được, điều này đã giới hạn đến việc trồng khoai lang từ
vùng ơn đới đến những vùng có ít nhất 4-6 tháng khơng có sương muối cùng
với nhiệt độ cao trong cả thời kỳ (Onwueme, 1978) [42]. Nhiệt độ càng cao


7

đặc biệt trong điều kiện đủ nước và chất dinh dưỡng thân lá phát triển càng
tốt, sự hình thành củ thuận lợi do đó số củ/cây càng nhiều. 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 khoai lang
(Trịnh Xuân Ngọ và Đinh Thế Lộc, 2004) [16].
Nhiệt độ thấp làm tăng khả năng hóa gỗ và làm giảm khả năng hóa bần
ở những tế bào trung trụ ở các mô bên trong của ruột củ. Đất khơ và có kết
cấu chắc làm tăng khả năng hóa gỗ nhưng lại làm giảm khả năng hóa bần.
Ban đêm nhiệt độ thấp (200C) cùng với điều kiện ánh sáng ngày dài là một
trong những nhân tố quyết định tới sự hình thành và phát triển của củ ở khoai
lang (Kim, 1961) [35].
Trong điều kiện nhiệt độ từ 100C đến 150C hoặc thấp hơn nữa thì khả
năng phân hóa và hình thành củ hầu như khơng diễn ra (Spence và Humphris,
1972) [49].

Khoai lang có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới, nên cây khoai lang có phản
ứng ánh sáng ngày ngắn (dưới 13 giờ ánh sáng/ngày) thời gian chiếu sáng thích
hợp trong một ngày từ 8 - 10giờ ánh sáng.
Cường độ ánh sáng mạnh thuận lợi cho sự phát triển của khoai lang,
nhưng cường độ ánh sáng yếu lại có tác dụng xúc tiến quá trình ra hoa của khoai
lang (26,4% cường độ ánh sáng trung bình). Cường độ ánh sáng thấp làm giảm
cả q trình hóa gỗ và hóa bần, đồng thời trì hỗn q trình phình củ. Hàm lượng
N trong đất thấp làm giảm mức độ hóa gỗ và tăng mức độ hóa bần, làm bộ rễ
phát triển nghiêng về phía có nhiều rễ đực (Togari, 1950) [51].
Kotama và CS, (1965) [36] cho rằng đất có độ ẩm cao thường tăng quá
trình phát triển thân lá hơn quá trình phát triển củ. Do đó, độ ẩm thích hợp cho
khoai lang là khoảng 70 - 80% độ ẩm tối đa đồng ruộng. Tuy nhiên, nhu cầu về
nước đối với khoai lang qua từng thời kỳ sinh trưởng phát triển cũng khác nhau.


8

Giai đoạn đầu (từ trồng đến kết thúc thời kỳ phân cành kết củ) thì độ ẩm
đất: 65 - 75%.
Giai đoạn thứ 2 (giai đoạn phát triển thân lá) cần khoảng 50 - 60%.
Giai đoạn thứ 3: Quá trình phát triển tập trung chủ yếu vào sự vận chuyển
tích luỹ vật chất hữu cơ từ thân lá vào củ, và để củ phát triển thuận lợi cũng cần
đảm bảo độ ẩm đất 70 - 80% độ ẩm tối đa đồng ruộng (Trịnh Xuân Ngọ và
Đinh Thế Lộc, 2004) [16].
Khoai lang là cây dễ tính khơng kén đất, tuy nhiên thích hợp nhất cho
khoai lang phát triển tốt là đất thịt nhẹ, tơi xốp, lớp đất mặt sâu. Theo Bourke
(1985) [27] ở Papua Niu Ghine, khoai lang trồng trên đất thịt nặng, đất than bùn
cũng như đất pha cát, 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.

Bourke (1985) [26] cho rằng độ pH tối thích cho khoai lang sinh trưởng
phát triển tốt 5,6 - 6,6. Tuy nhiên cây khoai lang có thể sinh trưởng phát triển tốt
ở loại đất có pH = 4,5 - 7,5 trừ đất sét nặng có hàm lượng nhơm trong đất cao.
Cây khoai lang có thể bị chết trong vịng 6 tuần nếu trồng trên đất có độ
nhơm cao và khơng được bón vơi (Baufort - Murphy, 1889) [27].
Khoai lang được xem là có khả năng chịu được đất nghèo dinh dưỡng.
Trên nền đất được coi là nghèo với một số cây trồng khác thì khoai lang vẫn cho
năng suất. Tuy nhiên, năng suất đạt được trên loại đất này chỉ khai thác được
một phần khả năng sản xuất của cây. Muốn khoai lang đạt năng suất cao cần
tăng dinh dưỡng cho cây.
Khoai lang là cây trồng cạn, được trồng chủ yếu trên đất cát ven biển, cát
pha, đất thịt nhẹ, đất một lúa một màu và đất hai vụ lúa một vụ màu. Đối với
chân đất hai vụ lúa và một vụ màu với điều kiện thành phần cơ giới tương đối
nhẹ, chủ động trong việc tưới tiêu, rất thích hợp đối với cây khoai lang.


9

Đối với điều kiện đất đai của Việt Nam, nhất là khi cây vụ Đơng trở
thành vụ sản xuất chính trong sản xuất, tiềm năng đất đai có thể trồng được
khoai lang là rất lớn. Vì vậy, việc phát triển sản xuất cây khoai lang vụ Đông
trên chân đất hai vụ lúa đã đem lại những giá trị không nhỏ.
Bên cạnh đó, các kết quả nghiên cứu về phân bón cho khoai lang của
nhiều tác giả cho thấy:
Trong ba nguyên tố dinh dưỡng chính (đạm, lân, ka li) thì kali là yếu tố
quan trọng nhất đối với khoai lang. Rất nhiều nghiên cứu cho thấy khoai lang có
nhu cầu dinh dưỡng về lân không nhiều (J.G De Geus, 1967) [60]. Nhiều nghiên
cứu cũng thu được kết quả là nếu bón nhiều đạm có thể tăng trưởng lá, hạn chế
phát triển củ nên năng suất củ thấp.
- Đạm có tác dụng thúc đẩy sinh trưởng, phát triển thân lá, đặc biệt ở

thời kỳ đầu khoai lang cần tương đối nhiều đạm. Đạm tác động đến q trình
phân hố và q trình hình thành củ, thiếu đạm khoai lang chậm lớn, ít củ,
năng suất giảm. Theo Đinh Thế Lộc, 1979 [15]: Bón thúc đạm sớm (20-45
ngày sau trồng) năng suất củ tăng 10 -20%, bón thúc đạm muộn (80 - 90 ngày
sau trồng) làm giảm năng suất 10%. Theo Vũ Tuyên Hoàng, Nguyễn Thế Yên
và Mai Thạnh Hoành, 1996; 1999 đều cho rằng: Bón từ 60 - 120 kg N/ha năng
suất thân lá tăng từ 50 -100%, năng suất củ đạt cao nhất khi bón 80kg N/ha.
- Lân ảnh hưởng đến khả năng quang hợp và vận chuyển chất dinh dưỡng.
Thiếu lân năng suất củ giảm nhiều. Đủ lân thì hiệu quả của đạm và kali rõ hơn.
- Kali có tác dụng thúc đẩy mạnh quá trình hoạt động của bộ rễ, đẩy mạnh
khả năng quang hợp hình thành và vận chuyển Gluxit về củ, thiếu kali khoai
lang chậm lớn, ít củ , tỷ lệ tinh bột giảm, tỷ lệ xơ tăng và thời gian bảo quản
không được lâu. Theo Đinh Thế Lộc, 1979 [15] cho rằng: Năng suất củ khoai
lang đạt cao nhất khi bón 100 - 120 kg K2O/ha. Bón thúc kali sớm (45 - 60 ngày
sau trồng) làm tăng năng suất 18 - 55%, bón thúc quá sớm (20 ngày sau trồng)
hoặc quá muộn (90 ngày sau trồng) tác dụng của kali không rõ.


10

Theo J.N. O’Sulivan và cs, 1997 [61] củ khoai lang có nhu cầu kali cao
hơn so với các cây ngũ cốc. Với năng suất khoảng 20 tấn/ha lấy đi khoảng 100kg
K/ha trong củ và sự mang đi sẽ lớn hơn nếu tính cả dây, thậm chí đất mà có hàm
lượng kali cao nhưng cũng trở nên suy kiệt sau một vài vụ liên tiếp.
Bảng 1.1: Lượng dinh dưỡng khi lấy đi khỏi đất theo sản phẩm của khoai
lang lúc thu hoạch
Lượng lấy đi khỏi đất (kg/ha)
Nguyên tố

Năng suất 12tấn/ha

Năng suất 50 tấn/ha

Củ

Thân lá

Tổng

Củ

Thân lá

Tổng

Đạm

26

52

78

110

215

325

Lân

6

9

15

25

38

63

Kali

60

90

150

250

376

626

Can xi

3,6

16

19,6

15

65

80

Magiê

3

6,5

9,5

12,5

27

39,5

1,8

4,3

6,1

7,5

18

22,5

Lưu huỳnh

(J.N. Ó Sullivan, C.J. Asher và F.P.C. Blamey, 1997)[61]
Sau một vụ khoai lang, hàm lượng dinh dưỡng bị lấy đi khỏi đất khá lớn
với lượng 78-325 kgN/ha, 15-63kgP/ha, 150-626 kgK/ha và nhiều nguyên tố
khác. Trong đó nguyên tố kali bị mang đi nhiều nhất, gấp đôi đạm và gấp 10
lần lân.
Phân hữu cơ cũng ảnh hưởng rất lớn đến năng suất củ của khoai lang, theo
Phùng Huy, 1980 [7]; nghiên cứu ảnh hưởng của bón lót phân chuồng đến năng
suất củ khoai lang (trên nền phân bón: 5 N + 45 P2O5 + 60 K2O) cho thấy: Khi
bón lót phân chuồng (phân hữu cơ) từ 5 tấn/ha đến 20 tấn/ha đã làm tăng năng
suất củ khoai lang từ 151 tạ/ha lên 246,7 tạ/ha.


11

1.3. Tình hình sản xuất và nghiên cứu khoai lang trên thế giới
1.3.1. Tình hình sản xuất
Trên thế giới, cây khoai lang được trồng ở 111 nước khác nhau, trong đó
101 nước là các nước đang phát triển sản xuất và tiêu thụ hầu hết sản lượng
khoai lang của toàn thế giới.
Khoai lang là 1 trong 5 cây có củ quan trọng trên thế giới: sắn, khoai
lang, khoai mỡ, khoai sọ, khoai tây. Nếu khơng tính đến cây khoai tây (cây có

củ vùng ơn đới) thì khoai lang là cây có củ đứng sau sắn ở các vùng Nhiệt đới
và á nhiệt đới. Tình hình sản xuất khoai lang trên thế giới trong những năm
gần đây được thể hiện ở bảng 1.2.
Bảng 1.2: Tình hình sản xuất khoai lang trên thế giới giai đoạn 2005 - 2009
Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(ha)

(tấn/ha)

(triệu tấn)

2005

9.013.869

14,16

127,607

2006

8.126.828

13,12

106,664

2007

8.282.334

12,19

100,928

2008

8.359.185

12,74

106,501

2009

8.510.621

12,65

107,642

TT

(Nguồn: Faostat 2/2011)[20]
Trong những năm gần đây diện tích trồng khoai lang trên thế giới có xu

hướng giảm xuống một cách rõ rệt từ 9.013.869 ha (năm 2005) xuống chỉ cịn
8.510.621 ha (năm 2009). Trong đó, ngun nhân chính là do năng suất, chất
lượng khoai lang chưa được cải thiện, bên cạnh đó với việc chuyển đổi cơ cấu
cây trồng, người nơng dân đã lựa chọn những cây trồng có hiệu quả kinh tế cao
để đầu tư thâm canh, nên việc phát triển mở rộng diện tích trồng khoai lang chưa
được quan tâm.


12

Năng suất khoai lang trên thế giới giảm liên tục qua các năm, từ 14,16
tấn/ha (năm 2005) xuống 12,65 tấn/ha (năm 2009), do đó tổng sản lượng giảm.
Hiện nay Trung Quốc là nước sản xuất nhiều khoai lang nhất trên thế giới,
năm 2009 đạt 3.860.254 ha, với năng suất là 21 tấn/ ha và sản lượng đạt cao nhất
thế giới (81.212.926 tấn).
Tuy nhiên, theo dự báo của cơ quan tư vấn về nghiên cứu nông nghiệp
quốc tế (CGIAR) của Liên hợp quốc cho biết sản xuất các cây có củ như sắn,
khoai tây, khoai lang từ nay đến năm 2020 sẽ lần lượt tăng với tốc độ: 1,74; 2,02
và 2,7%/năm. Một số tài liệu nước ngoài đề cập tới vai trị của cây có củ như
một trong những chỗ dựa quan trọng của nhân loại trong thế kỷ 21. Bởi hiện tại
tiềm năng cải tiến năng suất của cây có củ là rất lớn, trong khi đó mặc dù năng
suất của các cây ngũ cốc đã khá cao nhưng trong một phạm vi nào đó đã đạt đến
mức giới hạn của năng suất trần. Ngồi ra cây có củ có thể trồng được ở những
vùng đất xấu, khơ hạn,…
1.3.2. Tình hình nghiên cứu
Trong cơng tác lai tạo giống, việc duy trì và bảo quản tập đồn giống
địa phương phải ln được tiến hành thường xuyên. Theo số liệu thống kê
trong bản danh mục về tập đoàn khoai lang năm 1980, do Viện tài nguyên di
truyền thực vật Quốc tế (IPGRI) tập đoàn này bao gồm 6.900 mẫu. Mỗi một
nước trên thế giới đều duy trì tập đồn khoai lang nhất định.

Ở Nhật Bản năm 1993 duy trì tới 3.455 dịng, giống (Komaki, 1994 [37]).
Theo báo cáo của Bacusmo, Acedo, Mariscal và Oracion (1994) [28], ngân hàng
gen khoai lang của Philippin hàng năm lưu giữ 2.777 mẫu.
Tại nhiều Viện nghiên cứu ở Trung Quốc, số lượng giống trong tập đoàn
lưu giữ lên tới 3.000 mẫu và ln được duy trì trên đồng ruộng; duy trì bằng
invitro và bảo quản bằng invitro (Xiao-Ding, Wang, Wu, Sheng, 1994) [57].


13

Việc khảo sát quỹ gen khoai lang (vật liệu khởi đầu) khơng những mơ tả
về đặc trưng hình thái của các mẫu giống, tất cả các mẫu giống đều được khảo
sát về khả năng năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất, hàm lượng chất khô,
khả năng chống chịu bọ hà và một số đặc tính khác. Qua khảo sát vật liệu khởi
đầu của Trung tâm khoai tây Quốc tế và Trung tâm khoai tây Quốc tế vùng 7
cho thấy ở khoai lang có sự phong phú đa dạng về các tính trạng số lượng:
năng suất củ, hàm lượng chất khơ, khả năng chống chịu bọ hà… Đây chính là
những tính trạng quan trọng được các nhà nghiên cứu sử dụng trong công tác
lai tạo giống khoai lang, nhằm tạo ra nhiều giống khoai lang năng suất cao,
phẩm chất tốt, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt góp phần tạo nhiều giống làm
lương thực và chế biến…
Cũng như nhiều loại củ khác, khoai lang có hàm lượng thủy phần tương
đối cao, kết quả là hàm lượng chất khô thường thấp. Hàm lượng chất khô ở
khoai lang thay đổi chủ yếu theo giống, địa điểm trồng, khí hậu, thời gian sinh
trưởng, loại đất, thời vụ, thời gian sinh trưởng, độ chín hay thành thục của củ,
thời gian bảo quản...(Bradburry and Holloway, 1988) [24]. Chất khô của khoai
lang chứa 80-90% Hydrat cacbon và 60-70% tinh bột.
Ở Đài Loan, hàm lượng chất khơ của các dịng khoai lang biến động từ
13,6% đến 35,1% (Anon, 1981)[22]. Tại Braxin, hàm lượng chất khô của 18
giống khoai lang từ 22,9% đến 48,2% (Cedera và CS, 1982) [29] và từ 21%

đến 39% của các giống trồng ở các nước Nam Thái Bình Dương (Bradbury &
Hollway, 1988) [24].
Gluxit là thành phần chủ yếu của cây khoai lang. Trong tổng lượng chất
khô của cây khoai lang gluxit chiếm tới 80-90% chất tươi (Woolfe, 1992) [54].
Gluxit bao gồm tinh bột, đường (glucoza,fructoza, sacaroza, mantoza...) và các
hợp chất pecin, hemixenluloza và xenluloza (xơ) với lượng thấp hơn. Thành
phần tương đối của các hợp chất này biến động không những phụ thuộc vào


14

giống và độ chín của củ, mà cịn phụ thuộc vào thời gian bảo quản, sử dụng hay
chế biến... Trong quá trình bảo quản sau thu hoạch và chế biến thành phần gluxit
sẽ biến đổi. Nơi trồng với các điều kiện sinh thái cụ thể hình như là tác nhân
quan trọng, ảnh hưởng đến từng loại gluxit (Woolfe, 1992) [54].
Tinh bột là thành phần quan trọng của gluxit. Trung bình tinh bột chiếm
60 - 70% chất khô (Woolfe, 1992 [54]; Palmer, 1982 [44]). Hàm lượng tinh bột
biến động mạnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó yếu tố giống là quan trọng
nhất. Tại Braxin 18 giống khoai lang trồng ở một địa điểm có hàm lượng tinh bột
biến đổi từ 42,6% - 78,7% chất khô (Cedera & CS 1982) [29]. Các giống khoai
lang ở Philippines và Mỹ, hàm lượng tinh bột biến động từ 33,2% - 72,9% chất
khô (Truong Van Den, Bienman và Marlett, 1986) [50]. Nếu tính theo chất tươi
thì củ khoai lang có hàm lượng tinh bột trung bình là 18%. Trên 31 giống tại
Ấn Độ có hàm lượng tinh bột biến động từ 11% đến 25,5% chất tươi
(Shanmugan và Venugopal , 1975) [47]; ở 272 giống của Đài Loan biến động từ
7% đến 22,2% chất tươi (Li và Liao, 1983) [38]; ở 75 giống của Thái lan biến
động từ 4,1% đến 26,7% chất tươi (Prabhudham, 1987) [45] và 164 dịng, giống
vùng Nam Thái Bình Dương biến động từ 5,3% đến 28,4% chất tươi (Bradbury
và Hollway, 1988) [24]. Ở Ấn Độ: 11,0-25,5% chất tươi (31 giống).
Ngoài các yếu tố di truyền, các yếu tố khác như nơi trồng, năm trồng và

độ dài ngày của mùa trồng, cũng có ảnh hưởng đến hàm lượng tinh bột của củ
khoai lang. Theo kết quả nghiên cứu của các tác giả Australia (Bradbury và
Hollway, 1988) [24] hàm lượng tinh bột trung bình của 8 giống biến động từ
13,1% đến 15,9% khi trồng ở 4 địa điểm khác nhau và của 15 giống từ 17,1%
đến 18,5% giữa 2 năm trồng khác nhau. Các tương tác giữa giống với nơi trồng
hay giữa giống với năm trồng có ý nghĩa cao. Vì vậy việc phải trồng thử nghiệm
các giống ở các địa điểm khác nhau và các năm là quan trọng, để xác định giống
thích hợp cho từng vùng, từng vụ cụ thể, chẳng hạn như: Hàm lượng tinh bột ở


15

cùng một giống thu hoạch sau trồng 150 ngày hay 180 ngày cao hơn đáng kể so
với khi thu hoạch ở 120 ngày trong cùng một thời vụ.
Theo nghiên cứu của Sharfuddin và Voican, 1984 [48] cho thấy tác dụng
của phân bón với cây khoai lang thì việc bón phân Kali với liều lượng cao (124,4
và 186,7 kg/ha) đã làm tăng đáng kể hàm lương tinh bột trong chất khô.
Hàm lượng đường tổng số trong củ khoai lang biến động phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như: Bản chất di truyền của giống, thời gian thu hoạch, các loại củ
khác nhau. Các giống ở Philippines có hàm lượng đường tổng số biến động từ
5,6% đến 38,3% chất khô (Truong Van Den, Bienman và Marlett, 1986) [50]. Tại
Puerto Rico, hàm lượng đường biến động từ 6,3% đến 23,6% chất khô từ các
dạng lương thực qua các dạng trung gian đến ăn tươi (Martin & Deshpande, 1985)
[40]. Trên cơ sở khối lượng chất tươi ở các giống từ các vùng của Nam Thái Bình
Dương hàm lượng đường tổng số biến động từ 0,38% đến 5,64% (Bradbury và
Hollway, 1988) [24] và các giống ở Mỹ biến động từ 2,9% đến 5,5%.
Nhóm xơ bao gồm các hợp chất pectin (propectin, các axit pectic, axit
pectinic và pectin hoà tan), hemixenluloza và xenluloza. Sự quan tâm nghiên
cứu các hợp chất này tăng lên do xơ tiêu hoá có khả năng làm giảm các bệnh ung
thư ruột kết, bệnh đái đường, bệnh tim và các bệnh đường tiêu hoá (Collins,

1985) [30]; Woolfe, 1992 [54]). Hàm lượng pectin tổng số trung bình của 8
giống là 5,1% chất tươi, tương đương 20% chất khơ.
Hàm lượng protein có trong củ khoai lang thấp, nhưng do năng suất thu
hoạch cao nên sản lượng protein trên đơn vị diện tích khơng thua kém các loại
hạt ngũ cốc khác (Woolfe, 1992) [54]. Theo tính tốn khoai lang cho năng
suất protein trung bình 184 kg/ha so với lúa mỳ (200kg/ha) và lúa nước (168
kg/ha) (Walter, 1984) [55]. Do vậy khoai lang là một trong những cây trồng
chính của thế giới có khả năng cho 2 triệu tấn protein hàng năm. Trung bình
protein thơ là 5% chất khô hay 1,5% chất tươi (Woolfe, 1992) [54]. Hàm


16

lượng protein thô của khoai lang biến động từ 1,3% đến hơn 10% chất khô
(Purcel, 1972 [46]; Li, 1974 [39]).
Khoai lang là một trong những nguồn cung cấp vitamin C đáng kể (axit
ascorbic) và chứa một lượng vừa phải thiamin (vitamin B1), riboflavin (B2),
niaxin cũng như vitamin B6, axit pantothenic (B5) và axit folic. Ngồi ra khoai
lang cịn chứa nguồn Caroten - tiền vitamin A rất quan trọng đối với dinh dưỡng
của người và gia súc. Khoai lang có hàm lượng vitamin C biến động từ 20 đến
50 mg /100g chất tươi (Ezell & Wilcox, 1952) [32].
Theo số liệu công bố của Viện dinh dưỡng (dựa trên số liệu của bảng
thành phần dinh dưỡng của FAO dùng cho vùng Đông á) trong các loại khoai
lang khác nhau hàm lượng vitamin C biến động từ 23 mg/100g chất tươi (củ
khoai lang ruột trắng) đến 30 mg/100g chất tươi (củ khoai lang ruột vàng).
Sắc tố Carôten quyết định mầu sắc thịt củ khoai lang: mầu kem, mầu
vàng, da cam hay da cam đậm tuỳ theo hàm lượng β Caroten. Tỷ lệ này cao
trong các giống ruột củ vàng đến vàng cam đậm. Các giống ruột củ trắng
thường khơng có Caroten. Ý nghĩa quan trọng của β Caroten trong khẩu phần
ăn là hoạt tính tiền vitamin A.

Caroten - tiền vitamin A là nhóm hợp chất chỉ có ở thực vật và được
biến thành vitamin A có vai trị dinh dưỡng rất quan trọng đối với người và
động vật. Sự thiếu hụt vitamin A gây nên các bệnh khác nhau về mắt, cản trở
quá trình sinh trưởng và phát triển bình thường và làm giảm sức đề kháng đối
với các bệnh nhiễm trùng.
Hàm lượng Caroten tổng số đã được nhiều tác giả nghiên cứu. Theo số
liệu của các tác giả ở Australia thì các mẫu khoai lang của Papua Niu Ghinê
và đảo Solomon chứa trung bình 0,048 mg/100g chất tươi (Bradbury &
Holloway, 1988) [24]. Các giống khoai Mỹ có hàm lượng Caroten biến động
từ 0,03 đến 3,308 mg/100g chất tươi (Bureau & Bushway, 1986) [25]. Các