Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật để phát triển giống khoai môn Bắc Kạn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

TRỊNH THỊ THANH HƢƠNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT
CANH TÁC ĐỂ PHÁT TRIỂN GIỐNG KHOAI MÔN BẮC KẠN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Hà Nội - 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
--------------------------------------------------------------------

TRỊNH THỊ THANH HƢƠNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC
ĐỂ PHÁT TRIỂN GIỐNG KHOAI MÔN BẮC KẠN

Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
Mã số: 9.62.01.10

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
1. PGS. TS. Nguyễn Thị Ngọc Huệ
2. GS. TS. Đỗ Năng Vịnh

Hà Nội - 2018


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu,
kết quả nêu trong luận án là hoàn toàn trung thực và chƣa đƣợc công bố trong
bất kỳ công trình khoa học nào.
Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn, sử dụng trong luận án đều
đƣợc ghi rõ nguồn gốc, mọi sự giúp đỡ đã đƣợc cảm ơn.

Tác giả luận án

Trịnh Thị Thanh Hương


ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận án này, tôi đã nhận đƣợc sự quan tâm, giúp đỡ của các
thầy, cô giáo, các tập thể, cá nhân cùng bạn bè đồng nghiệp.
Tác giả luận án xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới GS,TS. Đỗ Năng Vịnh,
PGS,TS. Nguyễn Thị Ngọc Huệ đã trực tiếp hƣớng dẫn, giúp đỡ tận tình
trong suốt quá trình tác giả thực hiện nghiên cứu.
Xin cảm ơn sự quan tâm, động viên khích lệ và tạo mọi điều kiện giúp đỡ

tác giả hoàn thành luận án của Ban Lãnh đạo Viện Khoa học Nông nghiệp
Việt Nam; Ban Đào tạo Sau Đại học; Ban Lãnh đạo Viện Di truyền Nông
nghiệp; Phòng Khoa học và Hợp tác quốc tế; Ban Lãnh đạo và các đồng
nghiệp Trung tâm Thực nghiệm Sinh học Nông nghiệp Công nghệ cao.
Tác giả xin cảm ơn Lãnh đạo và bà con nông dân huyện Chợ Đồn, huyện
Bạch Thông tỉnh Bắc Kạn đã cộng tác, giúp đỡ nhiệt tình trong quá trình tác
giả điều tra, thu thập thông tin, thực hiện các thí nghiệm đồng ruộng và xây
dựng mô hình sản xuất để thu đƣợc số liệu tại địa phƣơng.
Cuối cùng, xin cảm ơn sự cổ vũ động viên của bạn bè gần xa, đặc biệt là
sự quan tâm tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất của gia đình, ngƣời thân, đã tạo
động lực để tác giả hoàn thành luận án.

Tác giả luận án

Trịnh Thị Thanh Hương


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC GIẢI THÍCH CHỮ VIẾT TẮT .......................................................... vi
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ vii
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. xi
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ..........................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ...............................................................................3
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................4

3.1.Ý nghĩa khoa học ..................................................................................................4
3.2. Ý nghĩa thực tiễn ..................................................................................................4
4. Những đóng góp mới của đề tài ..............................................................................4
5. Đối tƣợng và Phạm vi nghiên cứu ..........................................................................5
5.1. Đối tƣợng nghiên cứu ..........................................................................................5
5.2. Phạm vi nghiên cứu ..............................................................................................5
Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU ................................................6
1.1. Nguồn gốc, phân bố và phân loại cây khoai môn sọ ...........................................6
1.1.1. Nguồn gốc và phân bố ......................................................................................6
1.1.2. Phân loại nguồn gen khoai môn sọ ...................................................................7
1.2. Yêu cầu sinh thái của cây khoai môn - sọ ............................................................9
1.2.1. Nhiệt độ .............................................................................................................9
1.2.2. Nƣớc ..................................................................................................................9
1.2.3. Ánh sáng..........................................................................................................10
1.2.4. Đất và dinh dƣỡng ...........................................................................................10
1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai môn - sọ trên thế giới và ở Việt Nam ......10
1.3.1. Sản xuất và tiêu thụ khoai môn - sọ trên thế giới ...........................................10
1.3.2. Sản xuất và tiêu thụ khoai môn - sọ ở Việt Nam ............................................12
1.4. Tình hình nghiên cứu về cây khoai môn - sọ .....................................................13
1.4.1. Nghiên cứu bảo tồn nguồn gen cây khoai môn - sọ ........................................13
1.4.2. Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học, phân loại và đa dạng nguồn gen ..........16
1.4.3. Nghiên cứu chọn tạo giống khoai môn - sọ ....................................................23
1.4.4. Những nghiên cứu về nhân giống và bảo quản củ giống khoai môn - sọ .......27


iv

1.4.5. Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật canh tác trong sản xuất khoai môn - sọ ..32
1.5. Khái quát chung về tỉnh Bắc Kạn- địa bàn nghiên cứu .....................................41
Chƣơng 2.VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............44

2.1. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................44
2.1.2. Nguyên, vật liệu khác......................................................................................44
2.2. Nội dung nghiên cứu của đề tài..........................................................................45
2.2.1. Đánh giá thực trạng sản xuất khoai môn Bắc Kạn và xác định yếu tố hạn chế
trong sản xuất khoai môn Bắc Kạn ...........................................................................45
2.2.2. Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác trong sản xuất củ giống khoai
môn Bắc Kạn từ cây nuôi cấy mô và phƣơng pháp bảo quản củ giống........................45
2.2.3. Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật sản xuất củ thƣơng phẩm giống khoai
môn Bắc Kạn từ củ giống G1 cây nuôi cấy mô ........................................................45
2.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................................................................46
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu....................................................................................46
2.4.1. Phƣơng pháp điều tra khảo sát tình hình sản xuất khoai môn tại Bắc Kạn ....46
2.4.2. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác
trong sản xuất củ giống khoai môn Bắc Kạn từ cây nuôi cấy mô.............................48
2.4.3. Phƣơng pháp nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác trong sản xuất
khoai môn Bắc Kạn thƣơng phẩm từ củ giống G1 của cây nuôi cấy mô .................54
2.4.4. Xử lý số liệu ....................................................................................................59
Chƣơng 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................61
3.1. Thực trạng sản xuất khoai môn tại Bắc Kạn ......................................................61
3.1.1. Đặc điểm khí hậu tỉnh Bắc Kạn ......................................................................61
3.1.2. Thực trạng sản xuất và tiêu thụ khoai môn tại tỉnh Bắc Kạn ..........................61
3.1.3. Đặc điểm nông sinh học của giống khoai môn Bắc Kạn tại vùng nghiên cứu ....65
3.1.4. Kỹ thuật canh tác khoai môn Bắc Kạn của ngƣời dân ....................................69
3.1.5. Những thuận lợi, cơ hội và khó khăn, thách thức trong sản xuất khoai môn
theo hƣớng hàng hóa ở Bắc Kạn ...............................................................................72
3.2. Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác trong sản xuất củ giống khoai
môn Bắc Kạn từ cây nuôi cấy mô và phƣơng pháp bảo quản củ giống........................74
3.2.1. Nghiên cứu xác định thời điểm thích hợp đƣa cây nuôi cấy mô từ ống nghiệm
ra giá thể trong vƣờn ƣơm .........................................................................................74
3.2.2. Nghiên cứu xác định loại giá thể thích hợp trong vƣờn ƣơm cho sự thích nghi

cây nuôi cấy mô ngoài điều kiện tự nhiên ................................................................75


v

3.2.3. Nghiên cứu xác định loại giá thể đóng bầu thích hợp cho cây con nuôi cấy mô
...................................................................................................................................76
3.2.4. Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời vụ trồng và nguồn giống đến sinh trƣởng,
phát triển và năng suất của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ giống ..........78
3.2.5. Ảnh hƣởng của mật độ trồng và nguồn giống đến sinh trƣởng, phát triển và
năng suất của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ giống ...............................85
3.2.6. Ảnh hƣởng của mức đạm bón và nguồn giống đến sinh trƣởng, phát triển và
năng suất của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ giống ...............................93
3.2.7. Kết quả nghiên cứu một số phƣơng pháp bảo quản củ giống khoai môn Bắc
Kạn ..........................................................................................................................101
3.2.8. Tổng hợp các kết quả nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác trong
sản xuất củ giống khoai môn Bắc Kạn từ cây nuôi cấy mô ....................................107
3.3. Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật sản xuất củ thƣơng phẩm giống khoai
môn Bắc Kạn từ củ giống G1 cây nuôi cấy mô ......................................................108
3.3.1. Ảnh hƣởng của thời vụ trồng và loại củ giống đến sinh trƣởng, phát triển và
năng suất của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ thƣơng phẩm.................108
3.3.2. Ảnh hƣởng của mật độ trồng và loại củ giống đến sinh trƣởng, phát triển và
năng suất của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ thƣơng phẩm.................116
3.3.4. Tổng hợp các kết quả nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác trong
sản xuất khoai môn Bắc Kạn thƣơng phẩm bằng củ giống G1 từ cây nuôi cấy mô
.................................................................................................................................130
3.3.5. Mô hình thực nghiệm giữa 2 loại kỹ thuật canh tác mới và cũ trong sản xuất
khoai môn Bắc Kạn thƣơng phẩm bằng củ giống G1 của cây nuôi cấy mô và củ
giống thông thƣờng .................................................................................................131
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .....................................................................................137

1. Kết luận ...............................................................................................................137
2. Đề nghị ................................................................................................................138
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN
ÁN ...........................................................................................................................139
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................140


vi

DANH MỤC GIẢI THÍCH CHỮ VIẾT TẮT
ANOVA

Analysis of variance - Phân tích phƣơng sai

BIOVERSITY Bioversity international - Tổ chức sinh học quốc tế
BPKT
CIAT

Biện pháp kỹ thuật
International center for Tropical agriculture Trung tâm Nông nghiệp nhiệt đới Quốc tế

CT

Công thức

CV

Coefficient of variation - Hệ số biến động

ĐC

Đối chứng

ĐDSH

Đa dạng sinh học

FAO
HCVS
IPGRI

Food and Agricultutre organization
Tổ chức Nông nghiệp và Lƣơng thực của Liên Hợp Quốc
Hữu cơ vi sinh
International plant genetic resources institute Viện tài nguyên di truyền thực vật quốc tế

KMBK

Khoai môn Bắc Kạn

LSD

Giới hạn sai khác nhỏ nhất

MBCR

Marginal benefit cost ratio - Tỷ số giá trị lợi nhuận biên

MĐ

Mật độ trồng

NN&PTNT

Nông nghiệp và phát triển nông thôn

NSLT

Năng suất lý thuyết

NSTT

Năng suất thực thu

PB

Phân bón

PRA

Participatory rural Apraisal - Đánh giá nông thôn cùng tham gia

STT

Số thứ tự

TB

Trung bình

TGST

Thời gian sinh trƣởng

TT

Trung tâm

TV

Thời vụ


vii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Diện tích, năng suất, sản lƣợng khoai môn - sọ tại một số châu lục trên
thế giới giai đoạn 2009 - 2013 ..................................................................................11
Bảng 3.1. Diện tích, năng suất và sản lƣợng khoai môn tại tỉnh Bắc Kạn và vùng
nghiên cứu .................................................................................................................62
Bảng 3.2. Tỷ lệ số hộ trồng khoai môn trên một số chân đất ở huyện Chợ Đồn và
huyện Bạch Thông (Bắc Kạn) ...................................................................................63
Bảng 3.3. Đặc điểm của các giống khoai môn - sọ chính hiện có tại Bắc Kạn ........64
Bảng 3.4. Đặc điểm hình thái thân lá của quần thể khoai môn Bắc Kạn..................66
Bảng 3.5. Đánh giá hiện trạng khoai môn Bắc Kạn tại vùng nghiên cứu .................66
Bảng 3.6. Đặc điểm hình thái củ khoai môn Bắc Kạn ..............................................67
Bảng 3.7. Đặc điểm chất lƣợng thử nếm củ khoai môn Bắc Kạn nấu chín ..............68
Bảng 3.8. Nguồn giống khoai môn Bắc Kạn tại các điểm điều tra ...........................69
Bảng 3.9. Các hình thức cung cấp giống khoai môn ở các điểm điều tra .................69
Bảng 3.10. Một số nguyên nhân chính hạn chế sản xuất khoai môn tại vùng nghiên

cứu .............................................................................................................................71
Bảng 3.11. So sánh hiệu quả kinh tế trồng cây khoai môn với cây ngô ...................72
tại huyện Chợ Đồn, Bắc Kạn (tính cho 1ha/ năm) ....................................................72
Bảng 3.12. Ảnh hƣởng của thời điểm ra cây đến tỉ lệ sống và sinh trƣởng, phát triển
của cây giống nuôi cấy mô từ ống nghiệm ra ngoài giá thể......................................75
Bảng 3.13. Ảnh hƣởng của loại giá thể đến sinh trƣởng, phát triển của cây khoai
môn nuôi cấy mô sau 7 ngày và 14 ngày ra cây .......................................................76
Bảng 3.14. Ảnh hƣởng của giá thể đóng bầu đến sự sinh trƣởng và phát triển của
cây con nuôi cấy mô sau 15 và 30 ngày đóng bầu ....................................................77
Bảng 3.15. Ảnh hƣởng của thời vụ và nguồn giống đến sinh trƣởng của cây khoai
môn Bắc Kạn trong sản xuất củ giống tại huyện Chợ Đồn, 2012-2014 ...................78
Bảng 3.16. Ảnh hƣởng của thời vụ trồng và nguồn giống đến mức độ nhiễm sâu bệnh
hại chính của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ giống tại Chợ Đồn, 2012-2014
...................................................................................................................................80
Bảng 3.17. Ảnh hƣởng của thời vụ trồng và nguồn giống đến kích thƣớc củ cái và hệ
số nhân giống của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ giống (huyện Chợ
Đồn, 2012-2014) .......................................................................................................81


viii

Bảng 3.18a. Ảnh hƣởng của từng yếu tố thời vụ, nguồn giống đến các yếu tố cấu
thành năng suất và năng suất của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ giống
tại huyện Chợ Đồn(2012-2014) ................................................................................83
Bảng 3.19. Ảnh hƣởng của mật độ trồng và nguồn giống đến sinh trƣởng của cây
khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ giống tại Chợ Đồn, 2012-2014 ....................86
Bảng 3.20. Ảnh hƣởng của mật độ trồng và nguồn giống đến mức độ nhiễm sâu bệnh hại
chính của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ giống, Chợ Đồn 2012-2014 .......87
Bảng 3.21. Ảnh hƣởng của mật độ trồng và nguồn giống đến kích thƣớc củ cái và
hệ số nhân giống của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ giống tại huyện Chợ

Đồn, 2012 - 2014.......................................................................................................89
Bảng 3.22a. Ảnh hƣởng của từng yếu tố mật độ, nguồn giống đến các yếu tố cấu
thành năng suất và năng suất của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ giống tại
huyện Chợ Đồn, 2012 - 2014 ....................................................................................90
Bảng 3.22b. Ảnh hƣởng tƣơng tác của mật độ trồng và nguồn giống đến các yếu tố
cấu thành năng suất và năng suất của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ
giống tại huyện Chợ Đồn, 2012 - 2014 .....................................................................92
Bảng 3.23. Ảnh hƣởng của mức đạm bón và nguồn giống đến sinh trƣởng của cây
khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ giống tại huyện Chợ Đồn, 2012-2014 .........94
Bảng 3.24. Ảnh hƣởng của mức đạm bón và nguồn giống đến mức độ nhiễm sâu bệnh
hại chính của cây khoai môn Bắc Kạn tại huyện Chợ Đồn, 2012 - 2014 ......................96
Bảng 3.25. Ảnh hƣởng của mức đạm bón và nguồn giống đến kích thƣớc củ cái và
hệ số nhân giống của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ giống tại huyện
Chợ Đồn, 2012-2014 .................................................................................................97
Bảng 3.26a. Ảnh hƣởng tƣơng tác của mức đạm bón và nguồn giống đến năng suất
cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ giống tại Chợ Đồn, 2012 - 2014 ...........98
Bảng 3.26b. Ảnh hƣởng của từng yếu tố, mức đạm bón và nguồn giống đến các yếu
tố cấu thành năng suất và năng suất của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ
giống tại huyện Chợ Đồn, 2012 - 2014 .....................................................................99
Bảng 3.27. Ảnh hƣởng của các phƣơng pháp bảo quản đến củ giống khoai môn Bắc
Kạn tại Hà Nội ........................................................................................................101
Bảng 3.28. Ảnh hƣởng của các phƣơng pháp bảo quản đến hao tổn về khối lƣợng củ
giống khoai môn Bắc Kạn, năm 2015 - 2016 tại Hà Nội ........................................103
Bảng 3.29. Ảnh hƣởng của các phƣơng pháp bảo quản đến sự mọc mầm của củ
giống khoai môn Bắc Kạn sau 90 ngày bảo quản và 20 ngày giâm trong cát ẩm ..105


ix

Bảng 3.30. Hiệu quả kinh tế của các phƣơng pháp bảo quản củ giống khoai môn

Bắc Kạn sau bảo quản 90 ngày ...............................................................................106
Bảng 3.31. Ảnh hƣởng của thời vụ trồng và loại củ giống đến sinh trƣởng, phát triển
của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ thƣơng phẩm tại huyện Chợ Đồn
(2013 - 2015) ...........................................................................................................109
Bảng 3.32. Ảnh hƣởng của thời vụ trồng, loại củ giống đến kích thƣớc củ cái của
cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ thƣơng phẩm Chợ Đồn 2013-2015 .....111
Bảng 3.33. Ảnh hƣởng của thời vụ trồng và loại củ giống đến mức độ nhiễm sâu
bệnh hại chính của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ thƣơng phẩm tại
huyện Chợ Đồn, 2013 - 2015 ..................................................................................112
Bảng 3.34a. Ảnh hƣởng của thời vụ trồng, loại củ giống đến các yếu tố cấu thành
năng suất và năng suất của cây khoai môn trong sản xuất củ thƣơng phẩm tại huyện
Chợ Đồn, Bắc Kạn 2013 - 2014 ..............................................................................113
Bảng 3.34b. Ảnh hƣởng tƣơng tác của thời vụ trồng và loại củ giống đến các yếu tố
cấu thành năng suất và năng suất của cây khoai môn trong sản xuất củ thƣơng phẩm
tại huyện Chợ Đồn, Bắc Kạn 2013 - 2015 ..............................................................115
Bảng 3.35. Ảnh hƣởng của mật độ trồng, loại củ giống đến sinh trƣởng, phát triển
của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ thƣơng phẩm tại huyện Chợ Đồn,
2013 - 2015 .............................................................................................................117
Bảng 3.36. Ảnh hƣởng của mật độ trồng và loại củ giống đến mức độ nhiễm một số
loại sâu bệnh hại chính trên cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ thƣơng phẩm
tại Chợ Đồn, 2013 - 2015 ........................................................................................118
Bảng 3.37. Ảnh hƣởng của mật độ trồng và loại củ giống đến kích thƣớc củ cái của
cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ thƣơng phẩm tại huyện Chợ Đồn, 2013-2015
.................................................................................................................................119
Bảng 3.38a. Ảnh hƣởng của từng yếu tố mật độ trồng, nguồn giống đến các yếu tố
cấu thành năng suất và năng suất của cây khoai môn trong sản xuất củ thƣơng phẩm
tại huyện Chợ Đồn, Bắc Kạn, 2013 - 2015.................................................................120
Bảng 3.38b. Ảnh hƣởng tƣơng tác của mật độ trồng và loại củ giống đến các yếu tố
cấu thành năng suất và năng suất của cây khoai môn trong sản xuất củ thƣơng phẩm
tại huyện Chợ Đồn, Bắc Kạn 2013 - 2015 .................................................................122

Bảng 3.39. Ảnh hƣởng của mức kali bón và loại củ giống đến sinh trƣởng, phát
triển của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ thƣơng phẩm tại huyện Chợ
Đồn, 2013 - 2015.....................................................................................................124


x

Bảng 3.40. Ảnh hƣởng của mức kali bón và loại củ giống đến mức độ sâu bệnh hại
chính trên đồng ruộng của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất củ thƣơng phẩm
tại huyện Chợ Đồn, 2013 - 2015 .............................................................................125
Bảng 3.41. Ảnh hƣởng của mức kali bón và nguồn giống đến kích thƣớc củ cái của
cây khoai môn Bắc Kạn, trong sản xuất thƣơng phẩm tại Chợ Đồn, 2013-2015 ..........126
Bảng 3.42a. Ảnh hƣởng của loại củ giống, mức phân kali đến các yếu tố cấu thành
năng suất và năng suất của cây khoai môn trong sản xuất củ thƣơng phẩm tại Chợ
Đồn, Bắc Kạn, 2013 - 2015 .......................................................................................128
Bảng 3.42b. Ảnh hƣởng tƣơng tác của loại củ giống và mức phân kali đến các yếu
tố cấu thành năng suất và năng suất của cây khoai môn Bắc Kạn trong sản xuất
thƣơng phẩm tại Chợ Đồn, 2013 - 2015.....................................................................129
Bảng 3.43. Tình hình sinh trƣởng và mức độ nhiễm sâu bệnh hại trên đồng ruộng
của cây khoai môn Bắc Kạn ở 2 mô hình, năm 2015 .............................................133
Bảng 3.44. Kích thƣớc củ cái, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của cây
khoai môn Bắc Kạn trong các mô hình thực nghiệm tại Chợ Đồn, 2015 ...............133
Bảng 3.45. Chất lƣợng ăn luộc củ khoai môn Bắc Kạn thƣơng phẩm ...................134
thuộc hai mô hình trồng thực nghiệm tại Chợ Đồn, 2015 ......................................134
Bảng 3.46. Tỷ số giá trị lợi nhuận biên (MBRC) của mô hình sản xuất khoai môn
thƣơng phẩm theo kỹ thuật canh tác mới tại Chợ Đồn, Bắc Kạn, 2015 .................136


xi

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ mô tả quá trình nhân in vitro giống khoai môn Bắc Kạn của nhóm
nghiên cứu Viện Di truyền nông nghiệp (2009 - 2011) ............................................30
Hình 2.1. Sơ đồ mô tả các bước thực hiện nội dung nghiên cứu của đề tài .............60


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Khoai môn - sọ (Colocasia esculenta (L.) Schott.) là cây trồng thuộc họ Ráy,
có lịch sử trồng trọt lâu đời, chất lƣợng củ ăn nấu ngon, cung cấp nhiều khoáng
chất, vitamin và dinh dƣỡng. Khoai môn - sọ có ƣu điểm vừa là cây lƣơng thực, cây
thực phẩm, làm thức ăn chăn nuôi, có tiềm năng chế biến cao. Tại nhiều quốc gia
của Châu Á, Châu Phi, Tây Ấn Độ và Nam Mỹ cây khoai môn - sọ có vai trò quan
trọng, đƣợc sử dụng phổ biến làm lƣơng thực, thực phẩm, đặc biệt là nguồn lƣơng
thực chính của các nƣớc ở quần đảo Thái Bình Dƣơng (Akwee et al., 2015). Riêng
ở các nƣớc Đông Nam Á, ngoài mục đích sử dụng làm lƣơng thực cho con ngƣời, là
nguồn thức ăn cho gia súc, khoai môn - sọ còn đƣợc sử dụng trong các lễ hội tôn
giáo và làm vị thuốc dân gian (Nguyễn Thị Ngọc Huệ và Nguyễn Văn Viết, 2004).
Do nhu cầu lớn của thị trƣờng, diện tích canh tác và sản lƣợng của khoai môn - sọ
trong những năm gần đây không ngừng gia tăng. Theo thống kê của tổ chức Nông
nghiệp và lƣơng thực của Liên Hợp Quốc (FAO) trong vòng 5 năm từ 2009 đến
2013, diện tích canh tác khoai môn - sọ trên toàn thế giới đã tăng lên 6,7% và sản
lƣợng tăng 9,2%, con số này đƣợc dự đoán sẽ tiếp tục gia tăng trong thời gian tới.
Ở Việt Nam, khoai môn - sọ là loại cây có củ đƣợc trồng rộng rãi ở hầu hết
các vùng sinh thái khác nhau và đã trở thành cây đặc sản quý của một số địa
phƣơng. Tại các tỉnh miền núi nhƣ Bắc Kạn, Hòa Bình, Sơn La, Yên Bái, Lạng Sơn
có trồng nhiều giống khoai môn - sọ chất lƣợng cao, đáp ứng đƣợc đòi hỏi khắt khe
của thị trƣờng, đƣợc coi là loại cây góp phần đảm bảo an ninh lƣơng thực và xóa

đói giảm nghèo (Nguyễn Phùng Hà, 2001). Với giá bán từ 15.000đ - 20.000 đ/ kg,
thâm canh khoai môn chất lƣợng cao có thể cho thu nhập tới 150 - 200 triệu
đồng/ha. Tuy nhiên cho đến nay, diện tích trồng khoai môn - sọ ở nƣớc ta còn manh
mún, chƣa nhiều so với các cây trồng khác và tiềm năng sản xuất hàng hóa mang lại
kinh tế cao của cây trồng này vẫn chƣa đƣợc khai thác một cách hiệu quả ở mỗi
vùng sinh thái, địa phƣơng trong cả nƣớc.
Công tác sản xuất cây giống khoai môn - sọ có chất lƣợng tốt, đạt số lƣợng lớn,
đáp ứng đủ nhu cầu sản xuất trên diện tích rộng, đang là vấn đề nổi cộm. Bởi vì
khoai môn có hệ số nhân giống thấp, dễ mẫn cảm với điều kiện ngoại cảnh và củ
khoai môn lại có thời gian ngủ nghỉ ngắn nên rất khó để giống cho vụ sau. Giải
pháp tối ƣu cho vấn đề này chính là sử dụng kĩ thuật nuôi cấy mô để nhân hàng loạt
cây con ban đầu, từ đó đƣa ra đồng ruộng để sản xuất củ bi giống, cho hệ số nhân
củ giống cao gấp 3 - 4 lần so với nhân giống bằng phƣơng pháp truyền thống giúp


2

chủ động đƣợc nguồn giống, đồng thời đã phục tráng và làm sạch bệnh của các
dòng, giống môn - sọ bị thoái hoá hoặc nhiễm bệnh. Phƣơng pháp nhân giống bằng
kĩ thuật nuôi cấy mô là một hƣớng đi triển vọng tốt trong chiến lƣợc mở rộng nhanh
diện tích trồng loài cây có củ có giá trị kinh tế cao nhƣ cây khoai môn - sọ cho vùng
miền núi phía bắc, nhƣ tỉnh Bắc Kạn và các tỉnh lân cận khác.
Giống khoai môn Bắc Kạn đƣợc du nhập và trồng trọt từ lâu đời tại tỉnh Bắc
Kạn, đã trở thành giống khoai đặc sản của địa phƣơng, thuộc nhóm giống khoai
môn (Dasheen type) có nhiều đặc điểm tƣơng tự với giống khoai Lệ Phố của Trung
Quốc, vì thế ở một số địa phƣơng còn đƣợc gọi là khoai môn Tàu. Giống Khoai
môn Bắc Kạn có đặc điểm phân biệt là dọc màu xanh đậm, gân phiến lá màu tía;
chân dọc giáp củ màu trắng; rốn lá to, màu tím; Củ cái hình elip; Thịt củ màu trắng,
xơ tím, luộc ăn bở, thơm, có hƣơng vị đặc trƣng. Dọc lá có thể sử dụng làm rau nấu
canh, không ngứa. Một đặc điểm nổi bật của giống khoai môn Bắc Kạn là có khả

năng thích ứng rộng, không chỉ trồng đƣợc ở vùng trung du miền núi mà ở cả đồng
bằng. Tuy nhiên giống có nhƣợc điểm mẫn cảm với bệnh thối củ và do số củ con
nhỏ làm giống rất ít. Thời gian gần đây rất nhiều địa phƣơng muốn phát triển giống
khoai môn này nhƣng không đủ nguồn củ giống tốt và còn tùy thuộc vào điều kiện
canh tác địa phƣơng đó có thích hợp cho khoai môn Bắc Kạn không.
Nghiên cứu phƣơng pháp nhân giống và bảo quản nguồn gen cây khoai môn
- sọ, thực tế cho thấy biện pháp chọn tạo giống bằng phƣơng pháp lai hữu tính và
nhân giống bằng hạt bị giới hạn, vì đa số các giống khoai môn - sọ không ra hoa
hoặc thỉnh thoảng mới ra hoa. Hơn nữa, sức sống của hạt kém và thƣờng bị nấm
mốc phá hoại ngay trên đồng ruộng trƣớc thu hoạch. Trong quá trình nhân vô tính,
mỗi thế hệ của giống thƣờng xuyên phản ứng lại với các điều kiện bất thuận và sinh
ra những thay đổi (biến dị) của chúng. Nhiều cá thể không thích hợp với điều kiện
bất thuận, có thể bị biến dạng khác đi hay bị xấu đi, so với hình dạng ban đầu của
chúng, làm thay đổi hình dạng chung của giống dẫn đến năng suất bị giảm so với
cây trồng ở vụ trƣớc, nhƣ vậy giống đã bị thoái hóa (Mai Thạch Hoành và cs.,
2015). Mặt khác, khoai môn trồng từ củ giống sẽ có nhiều vi sinh vật và virut hại,
đồng thời do trồng lâu năm nên các vi sinh vật đã thích nghi nên khộng kháng đƣợc
một số loại vi rút gây bệnh, hiện tƣợng này cũng dẫn đến thoái hóa giống.
Hiện nay phƣơng pháp nhân giống in vitro đƣợc xem nhƣ là một công cụ quan
trọng để nhân giống sạch bệnh, bảo quản dài hạn nguồn gen và cũng là phƣơng tiện
để trao đổi giống đối với những cây nhân giống vô tính trong đó có cây khoai môn sọ. Một trong những ƣu việt của phƣơng pháp nhân in vitro là việc sử dụng các mô


3

nuôi cấy ở kích thƣớc nhỏ: Sự tƣơng tác giữa các tế bào trong mô sẽ đơn giản hơn;
Tác động của các phƣơng pháp sẽ hiệu quả hơn; Mô nuôi cấy dễ phân hóa và sau đó
dễ tái sinh hơn. Có thể nhân giống cây trồng ở quy mô công nghiệp (kể cả trên các
đối tƣợng khó nhân bằng phƣơng pháp thông thƣờng); Có hệ số nhân cao; Tính
đồng nhất về mặt di truyền của các cá thể tạo ra cao. Thời gian qua, tại Bắc Kạn,

với mục đích tạo nhanh nguồn giống phục vụ ngƣời sản xuất, Viện Di truyền nông
nghiệp đã nghiên cứu xây dựng thành công quy trình nhân giống cây khoai môn
(Colocasia esculenta var. esculenta) bằng phƣơng pháp nuôi cấy in vitro. Bằng việc
đánh giá quần thể khoai môn kết hợp chọn lọc cá thể, các cá thể đƣợc chọn để làm
vật liệu đƣa vào nuôi cấy in vitro mang đặc điểm của khoai môn Bắc Kạn, sinh
trƣởng tốt, đồng nhất về hình thái, không nhiễm sâu bệnh hại. Củ có ruột trắng, xơ
tím, chất lƣợng củ ăn bở dẻo, có mùi thơm đặc trƣng. Tuy nhiên kết quả mới dừng
lại ở giai đoạn tạo đƣợc cây giống in vitro mà chƣa có biện pháp kỹ thuật thích hợp
trong sản xuất củ G1 từ cây in vitro trên đồng ruộng cũng nhƣ các biện pháp thích
hợp trong sản xuất khoai môn thƣơng phẩm từ củ G1 của cây nuôi cấy mô nên vấn
đề sản xuất khoai môn từ cây in vitro vẫn chƣa đƣợc giải quyết triệt để. Đây cũng là
hạn chế cơ bản của sản xuất giống khoai môn cho các tỉnh miền núi, trong đó có
Bắc Kạn là lỗ hổng cần đƣợc quan tâm nghiên cứu.
Chính vì vậy, xuất phát từ yêu cầu thực tế của sản xuất cần có lƣợng củ giống
lớn tại chỗ, đồng đều về chất lƣợng cũng nhƣ từ định hƣớng phát triển sản xuất
nông nghiệp bền vững, góp phần đa dạng hóa các sản phẩm nông nghiệp và tăng
cƣờng khai thác sử dụng hiệu quả nguồn gen cây khoai môn đặc sản có giá trị cao
tại tỉnh Bắc Kạn, một tỉnh nghèo của vùng Đông bắc, chúng tôi đã thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác để phát triển giống khoai môn
Bắc Kạn”.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Đánh giá đúng thực trạng sản xuất và xác định đƣợc những hạn chế trong sản
xuất và phát triển cây khoai môn Bắc Kạn.
Xác định đƣợc một số biện pháp kỹ thuật phù hợp trong sản xuất củ giống
G1 từ cây khoai môn Bắc Kạn nuôi cấy mô và bảo quản củ giống khoai môn, góp
phần nhân nhanh giống phục vụ mở rộng diện tích trồng khoai môn ở Bắc Kạn.
Xác định đƣợc một số biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp trong sản xuất
thƣơng phẩm khoai môn Bắc Kạn, nhằm tăng năng suất và hiệu quả kinh tế cho
ngƣời sản xuất.

4

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1.Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài là những dẫn liệu khoa học mới có giá trị
chứng minh khả năng sử dụng và sản xuất thƣơng mại củ con nhân giống bằng nuôi
cấy mô đối với giống khoai môn Bắc Kạn, góp phần giải quyết khó khăn trong công
tác nhân giống và sản xuất bền vững cây khoai môn đặc sản tại tỉnh Bắc Kạn.
Luận án là tài liệu tham khảo tốt phục vụ cho công tác nghiên cứu, đào tạo,
và phát triển cây khoai môn ở Việt Nam.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Việc xác định đƣợc những yếu tố hạn chế trong sản xuất cây khoai môn Bắc
Kạn, đã giúp định hƣớng đúng công tác nghiên cứu và phát triển một loại cây trồng
có giá trị hàng hóa tại tỉnh Bắc Kạn.
Một số biện pháp kỹ thuật canh tác trong sản xuất củ giống từ cây nuôi cấy
mô và phƣơng pháp bảo quản củ giống, một số biện pháp kỹ thuật canh tác trong
sản xuất thƣơng phẩm giống khoai môn Bắc Kạn đƣợc áp dụng vào sản xuất, đã
tăng năng suất và hiệu quả kinh tế cho ngƣời sản xuất khoai môn tại Bắc Kạn, góp
phần bảo tồn và phát triển cây trồng đặc sản ở địa phƣơng.
4. Những đóng góp mới của đề tài
Đề tài đã xác định đƣợc một số yếu tố hạn chế chính trong sản xuất và phát
triển khoai môn ở Bắc Kạn là: Thiếu nguồn giống chất lƣợng; giống bị thoái hóa;
thiếu kỹ thuật canh tác mới trong sản xuất giống và sản xuất thƣơng phẩm khoai
môn cho hiệu quả kinh tế cao; và chƣa có mối liên kết giữa sản xuất và tiêu thụ.
Đây là cơ sở lý luận để đƣa ra những vấn đề cần nghiên cứu, góp phần phát triển
giống khoai môn Bắc Kạn.
Xác định đƣợc một số biện pháp kỹ thuật canh tác thích hợp trong sản xuất
và bảo quản củ giống G1 khoai môn Bắc Kạn từ cây nuôi cấy mô, nhƣ: thời điểm ra
cây nuôi cấy mô là 15/1 và 15/11; Giá thể vƣờn ƣơm cho sự thích nghi của cây nuôi

cấy mô ngoài điều kiện tự nhiên gồm đất phù sa và xơ dừa, tỷ lệ 8:2; giá thể đóng
bầu gồm cát đen, đất phù sa và xơ dừa, tỷ lệ 5:3:2; thời vụ trồng từ 20-23/2; mật độ
trồng 33.000 cây/ha; lƣợng phân đạm là 100kgN trên nền 1,5 tấn
HCVS+60kgP2O5+80kgK2O+4.155ml phân bón lá Bloom & Fruit USA cho 1ha;
bảo quản củ giống bằng phun chế phẩm sinh học WCA-T6, nồng độ 5g/l sản phẩm,
liều lƣợng 80g/100kg củ giống. Áp dụng các biện pháp kỹ thuật này cho hệ số nhân
giống tăng 1,04 - 1,74 lần so với nhân giống truyền thống bằng củ thông thƣờng,
chất lƣợng củ giống đảm bảo tốt, tỷ lệ thối hỏng sau 90 ngày bảo quản thấp chỉ là


5

10,7%, giảm đƣợc từ 1,7 - 2,3 lần so với biện pháp bảo quản trong cát ẩm và trên
giàn, góp phần nhân nhanh giống khoai môn chất lƣợng cho phát triển sản xuất
khoai môn hàng hóa ở tỉnh Bắc Kạn.
Xác định đƣợc một số biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp trong sản xuất
khoai môn Bắc Kạn thƣơng phẩm bằng củ giống G1 từ cây nuôi cấy mô, nhƣ : thời
vụ từ 21-22/2 hàng năm; mật độ trồng 30.000 cây/ha; lƣợng phân kali là 150kgK2O
trên nền 1,5 tấn HCVS+120kgN + 60kgP2O5+4.155ml phân bón lá Bloom & Fruit
USA cho 1ha. Các biện pháp kỹ thuật mới làm tăng năng suất củ 15,5% so với sản
xuất bình thƣờng đại trà; mô hình sản xuất thực nghiệm cho lãi thuần cao hơn mô
hình đối chứng 30,1% và tỷ số giá trị lợi nhuận biên đạt 5,41, đƣợc thực tế sản xuất
chấp nhận, góp phần bảo tồn và phát triển giống khoai môn đặc sản ở tỉnh Bắc Kạn.
5. Đối tƣợng và Phạm vi nghiên cứu
5.1. Đối tượng nghiên cứu
Cây khoai môn đặc sản đang đƣợc trồng phổ biến tại tỉnh Bắc Kạn; Thực
trạng sản xuất giống khoai môn tại Bắc Kạn; ột số biện pháp kỹ thuật canh tác cây
khoai môn Bắc Kạn từ cây nuôi cấy mô.
5.2. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài luận án đƣợc thực hiện từ 2012 - 2016, tập trung vào một số vấn đề

chính sau: Đánh giá thực trạng sản xuất cây khoai môn, xác định những yếu tố hạn
chế sản xuất khoai môn tại Bắc Kạn; Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật nhân
giống khoai môn Bắc Kạn từ cây nuôi cấy mô, sản xuất củ thƣơng phẩm từ củ giống
G1 cây nuôi cấy mô; một số phƣơng pháp bảo quản củ giống khoai môn Bắc Kạn.
Vùng thực hiện và điều tra, thu thập mẫu: huyện Chợ Đồn và huyện Bạch
Thông của tỉnh Bắc Kạn.
Các thí nghiệm ra cây nuôi cấy mô, đánh giá sinh trƣởng phát triển cây con
nuôi cấy mô trong sản xuất củ giống G1, đánh giá sinh trƣởng phát triển cây khoai
môn thƣơng phẩm từ củ giống G1 của cây nuôi cấy mô, nghiên cứu kỹ thuật canh
tác; Mô hình thực nghiệm kỹ thuật mới về sản xuất khoai môn thƣơng phẩm từ củ
giống G1 của cây nuôi cấy mô, với mục đích cho năng suất vƣợt trội từ 10 - 15% so
với trồng củ giống thông thƣờng đều đƣợc thực hiện tại huyện Chợ Đồn, Bắc Kạn.
Thí nghiệm bảo quản củ giống đƣợc thực hiện tại phòng thí nghiệm của Viện
Di truyền nông nghiệp, Hà Nội.


6

Chƣơng 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Nguồn gốc, phân bố và phân loại cây khoai môn sọ
1.1.1. Nguồn gốc và phân bố
Khoai môn - sọ có tên khoa học Colocasia esculenta (L). Schott, là một trong
những loài cây trồng lấy củ lâu đời nhất. Những nghiên cứu khảo cổ học cho thấy,
khoai môn đã đƣợc sử dụng vào khoảng 28.000 năm trƣớc đây ở đảo Solomon
(Chair et al., 2016). Cây khoai môn - sọ ngày nay có nguồn gốc từ một nhóm khoai
nƣớc hoang dại, đƣợc thuần hóa ở vùng Đông Nam châu Á và Châu Đại Dƣơng
cách đây 4.000 năm (Iese, 2005). Ban đầu chúng chủ yếu đƣợc trồng ở các ruộng
bậc thang có tƣới nƣớc, dần dần đƣợc lan truyền nhiều nhất ở Đông Bắc Ấn Độ và
Đông Nam châu Á. Sau đó nhiều mẫu khoai môn - sọ (C. esculenta) đƣợc tìm thấy

ở Ấn Độ (Lebot, et al., 2006). Hiện còn nhiều loài khoai môn - sọ khác chƣa xác
định rõ, còn mang đặc thù hoang dại và phân bố nhiều ở bờ biển New Guinea và
các đảo biển Đông Nam châu Á (Lebot, et al., 2010). Do đó nhiều ý kiến đã công
nhận nguồn gốc khoai môn - sọ là ở Đông Nam châu Á và các vùng nhỏ ở châu Đại
Dƣơng (Cable,1984; Kreike, et al., 2004; Mace et al., 2010). Những năm gần đây,
dựa trên dữ liệu isozyme và chỉ thị phân tử ADN, lại có quan điểm cho rằng, đã có
sự tiến hóa song song của 2 vốn gen khoai môn - sọ, xuất phát từ hai trung tâm tiến
hóa khác nhau là vùng Đông Nam Á và vùng Tây nam Thái Bình Dƣơng. Miền tây
Melanesia cũng đƣợc coi là nơi cây khoai môn đã đƣợc thuần hóa từ loài hoang dại.
(Coates et al., 1988; Lebot et al., 2010; Mace et al., 2010). Ngày nay khoai môn sọ đƣợc trồng phổ biến ở khắp các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới ẩm, kéo dài sự
phân bố từ Đông Nam Ấn Độ sang Đông Nam Á tới Papua New Guinea và
Melanesia (Macharia et al., 2014). Cây khoai môn cũng đã đƣợc mở rộng tới một số
vùng ôn đới của Đông Á, Nam Phi, Úc và New Zealand. Các giống khoai môn đang
trồng ở châu Phi đều có nguồn gốc từ Ấn Độ, do những ngƣời di cƣ đƣa tới (Chair
et al., 2016). Ở châu Á, khoai sọ đƣợc trồng nhiều ở Trung Quốc, Nhật Bản,
Philippin và Thái Lan. Ở châu Đại Dƣơng, các nƣớc có truyền thống sản xuất khoai
môn - sọ là Papua New Guinea, Samoa, quần đảo Salamon, Tonga và Fiii (Lebot et
al., 2010).
Ở nƣớc ta khoai môn - sọ phân bố trong điều kiện tự nhiên rất đa dạng, có
thể bắt gặp từ độ cao 1 m đến 1.800 m so với mực nƣớc biển. Một số giống sống
trong điều kiện ngập nƣớc, trong điều kiện ẩm hoặc có nhiều giống phát triển trên
đất khô hạn. Đa số các giống sinh trƣởng trong điều kiện dãi nắng nhƣng cũng có


7

một số giống sống trong điều kiện che bóng. Cây khoai môn - sọ đƣợc trồng trong
vƣờn nhà và trên ruộng thấp, nƣơng, đồi, từ miền núi đến đồng bằng nhờ đặc tính
dễ sống, dễ thích nghi của nó. Trong đó khoai môn đƣợc trồng chủ yếu ở vùng
trung du và miền núi, khoai sọ chủ yếu đƣợc trồng ở đồng bằng (Nguyễn Phùng Hà

và cs., 2015).
1.1.2. Phân loại nguồn gen khoai môn sọ
Cây khoai môn -sọ là loài thực vật một lá mầm, một trong số các loài thuộc
chi Colocasia của họ ráy (Araceae) đều đƣợc gọi chung tên tiếng Anh là taro. Họ
Araceae gồm ít nhất 100 chi và hơn 1500 loài (Mandal et al., 2013; Macharia et al.,
2014). Chi Colocasia đƣợc xác định bởi Schott năm 1832 trên cơ sở hai loài đã
đƣợc Linnacus mô tả lần đầu tiên vào năm 1753 là Arum colacasia và Arum
esculentum. Schott cũng đặt lại tên của hai loài này là Colocasia esculenta và
Colocasia antiquorum. Hiện nay trong nghiên cứu phân loại chi Colocasia vẫn còn
nhiều tranh cãi chƣa ngã ngũ do trên thế giới có rất nhiều giống khoai môn, khoai
sọ với vô số biến dạng thực vật và mức độ bội thể từ 2n=2x= 28 đến 2n=3x=42
(Coates et al., 1988; Chair et al., 2016). Tuy nhiên hầu hết các giống đều thuộc hai
nhóm chính của loài Colocasia esculenta (L.) Schott - một loài đa hình
(Plucknett,1983). Gần đây nhất, Tumuhimbise et al., (2016) và Ubalua et al., (2016)
dựa trên các kết quả nghiên cứu về đa dạng di truyền của bộ sƣu tập khoai môn, sọ
trên thế giới bằng chỉ thị phân tử SSR và SR-SCAR đã ghi nhận: có hai nhóm giống
phân loại đƣợc trồng phổ biến nhất bao gồm Colocasia esculenta var. esculenta
thƣờng đƣợc gọi là dasheen type (khoai môn) và Colocasia esculenta var.
antiquorum gọi là eddoe type (khoai sọ); trong đó nhóm phân loại Colocasia
esculenta var. antiquorum, có một củ cái kích thƣớc nhỏ - trung bình với nhiều củ
con (Ivancic and Lebot, 2000; Dai et al., 2016). Các kiểu gen sẵn có của khoai môn
- sọ bao gồm cả các loài hoang dại và những giống trồng trọt. Các dạng hoang dại
không đƣợc sử dụng làm lƣơng thực, thực phẩm vì trong các bộ phận của cây có
lƣợng tinh thể calcium oxalate rất cao gây ngứa (Quero-Garcia et al.., 2006a).
Ở Việt Nam trƣớc năm 1995, trong nhiều tài liệu nghiên cứu về cây khoai môn sọ, một số tác giả đã sử dụng cụm từ "Cây khoai môn" vừa để chỉ giống cây thích
nghi với môi trƣờng đất bị ngập nƣớc hoặc ẩm ƣớt, với tên thƣờng gọi là "Cây
khoai nước" và cũng để chỉ nhóm cây chịu hạn mà không chịu đƣợc ngập úng,
thƣờng gọi là "Cây khoai sọ" (Bùi Công Trừng và cs., 1963; Nguyễn Đăng Khôi và
cs., 1985). Từ năm 1998, khi nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen khoai môn sọ ở Việt Nam, các tác giả Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Nguyễn Văn Viết, Nguyễn

8

Phùng Hà cho rằng giả thiết có 2 nhóm giống dƣới loài Colocasia esculenta là C.
esculenta var. esculenta và C. esculenta var. antiquorum với tên gọi khoai môn và
khoai sọ là có lý hơn cả. Cũng theo Nguyễn Thị Ngọc Huệ và Nguyễn Văn Viết
(2004) nguồn gen khoai môn - sọ Việt Nam gồm 3 biến dạng thực vật là khoai môn
(Dasheen type) với 2n=2x = 28, khoai sọ (Eddoe type) với 2n=3x = 42 và nhóm
trung gian. Ba biến dạng này có mối quan hệ khá gần gũi trong quá trình tiến hoá từ
cây khoai nƣớc đến cây khoai môn và sau cùng là cây khoai sọ. Nhóm khoai sọ có
thể do tự đa bội mà thành hoặc do sự tái tổ hợp giữa dạng nhị bội (2x) với dạng tứ
bội (4x). Ranh giới giữa 3 nhóm không rõ ràng nếu chỉ dựa vào đặc điểm hình thái
nông học. Về mặt di truyền 2 dạng này có mối quan hệ mật thiết. Các biến dị tam
bội đƣợc tiến hoá từ dạng nhị bội do tự đa bội hoá mà thành (Hirai et al., 1989;
Mace et al., 2010). Kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả trong và ngoài nƣớc cho
thấy hầu hết các giống khoai môn, khoai nƣớc đều thuộc nhóm thể nhị bội còn hầu
hết các giống khoai sọ lại thuộc nhóm thể tam bội (Hirai M. et al., 1994; Nguyễn
Thị Ngọc Huệ và Đinh Thế Lộc, 2005; Lebot et al., 2010). Vì vậy, nên gọi nhóm
khoai môn - sọ là chính xác nhất. Để nhận biết các giống của nhóm này, cần dựa
vào kết quả phân tích của 3 nhóm đặc điểm: Hình thái củ cái và củ con; Số lƣợng
nhiễm sắc thể và; Đặc điểm hình thái hoa. Đặc trƣng của 2 nhóm nhƣ sau:
Nhóm C. esculenta var. esculenta (Dasheen) bao gồm các giống khoai môn và
khoai nƣớc, đặc điểm của chúng là có một củ cái lớn quyết định chính năng suất giống
khoai cùng với một vài củ con nhỏ và dải khoai (Stolon). Bông hoa của nhóm có phần
phụ vô tính ngắn hơn phần phụ của hoa đực. Khả năng thích nghi của các giống khoai
của nhóm này khá rộng, từ điều kiện đất bị ngập nƣớc (nhƣ khoai nƣớc ở một số vùng
chiêm trũng Nam Định, Thái Bình...) tới những vùng đất cao thuộc các tỉnh trung du,
miền núi (Bắc Giang, Yên Bái, Hà Giang, Bắc Kạn, Lào Cai, Sơn La....) với nhiều
giống khoai nổi tiếng.
Nhóm C. esculenta var. antiquorum (Eddoe) gồm hầu hết các giống khoai sọ,

đặc điểm của nhóm khoai này là có một củ cái với kích thƣớc nhỏ hoặc trung bình, ăn
sƣợng và hơi ngái. Xung quanh củ cái có nhiều củ con hình cầu hoặc hình trứng kích
thƣớc khác nhau tuỳ thuộc theo giống. Ở các giống khoai sọ, củ con quyết định chính
đến năng suất thƣơng phẩm. Các giống thuộc nhóm này thƣờng có củ con theo các
cấp 1, 2, 3 và có thời gian ngủ nghỉ. Các giống thuộc nhóm khoai sọ thƣờng có bộ
nhiễm sắc thể thƣờng là tam bội (3x) là kết quả của quá trình tái tổ hợp hay tự đa bội
mà thành. Điển hình là các giống khoai sọ trứng, khoai lủi... Ngoài 2 nhóm có sự
phân biệt rõ kể trên, trong tập đoàn còn nhiều giống khác nhƣng ở dạng trung gian.


9

Các dạng trung gian có thể do sự lai tạo tự nhiên nên ít đƣợc quan tâm nghiên cứu.
Các giống ở nhóm này có củ cái và củ con gần bằng nhau về hình dạng và kích
thƣớc (Nguyễn Thị Ngọc Huệ và cs., 2004).
Các giống khoai môn thuộc nhóm C. esculenta var. esculenta có phần phụ vô
tính của đỉnh bông mo ngắn hơn phần phụ vô tính của các giống thuộc nhóm C.
esculenta var. antiquorum khoảng 3 lần (Ivancic, et al., 2004).
Theo kết quả nghiên cứu của Trung tâm Tài nguyên Thực vật, ở Việt Nam
có thể phân biệt rõ hơn theo 3 nhóm giống thuộc loài Colocasia esculenta đƣợc phân
bố ở 3 vùng sinh thái khác nhau rõ rệt. Nhóm khoai nƣớc bao gồm những giống thích
nghi với môi trƣờng bóng râm, ƣa đất trũng. Nhóm khoai môn bao gồm những giống
trồng trên đất khô (đất phẳng, đất dốc sử dụng nƣớc trời, đất dốc có độ cao trên 500
m) đƣợc con ngƣời sử dụng củ cái để ăn, củ con làm giống. Hầu hết các giống khoai
dạng nhị bội (2x = 28) có khả năng ra hoa ở vùng núi phía Bắc thuộc nhóm này.
Nhóm khoai sọ bao gồm những giống có thể trồng trên đất ruộng chân mạ, ruộng
màu luân canh hay xen canh với khoai lang, đậu, ngô, chịu hạn khá, không chịu đƣợc
ngập úng (Nguyễn Thị Ngọc Huệ và cs., 2005).
1.2. Yêu cầu sinh thái của cây khoai môn - sọ
1.2.1. Nhiệt độ

Khoai môn - sọ là cây có củ nhiệt đới, ƣa thích nhiệt độ và độ ẩm khá cao.
Khoảng nhiệt độ tối thích cho khoai môn - sọ sinh trƣởng, phát triển từ 21°C đến
27°C. Cây không thể sinh trƣởng phát triển tốt trong điều kiện sƣơng mù vì loài
này có nguồn gốc của vùng đất thấp, mẫn cảm với điều kiện nhiệt độ. Nhiệt độ
thấp làm cây giảm sinh trƣởng và cho năng suất thấp (Nguyễn Thị Ngọc Huệ và
cs., 2004;).
1.2.2. Nước
Cây khoai môn - sọ có yêu cầu về độ ẩm cao để phát triển, do bộ lá có bề
mặt thoát hơi nƣớc lớn. Cây cần lƣợng nƣớc từ 1500 - 2500mm, phân bố đều trong
thời vụ trồng để cho năng suất tối ƣu (Hughes et al., 2008). Cây phát triển tốt nhất
trong điều kiện đất ƣớt, có thể chịu đƣợc điều kiện ngập úng do khả năng vận
chuyển oxy từ lá đến gốc. Nó có thể đƣợc trồng nhƣ là một cây trồng của vùng
cao, hoặc dƣới ruộng ngập nƣớc, dễ dàng tìm thấy các dạng hoang dại, bán hoang
dại dọc theo bờ sông (Banjaw, 2017). Trong điều kiện khô hạn cây giảm năng suất
củ rõ rệt và củ dễ bị biến dạng.


10

1.2.3. Ánh sáng
Cây khoai môn - sọ đạt đƣợc năng suất cao nhất trong điều kiện cƣờng độ
ánh sáng cao, tuy nhiên, vì là cây chịu che bóng nên đƣợc coi là cây trồng xen lý
tƣởng với cây ăn quả và các cây trồng khác. Sự hình thành củ đƣợc tăng cƣờng
trong điều kiện ngày ngắn, trong khi hoa lại nở mạnh trong điều kiện ngày dài
(Hughes et al., 2008).
1.2.4. Đất và dinh dưỡng
Cây khoai môn - sọ có thể thích ứng đƣợc với nhiều loại đất khác nhau và
đƣợc trồng ở nhiều loại đất tƣơng đối chua, thành phần cơ giới nhẹ và nhiều mùn và
có khả năng chịu hạn, chịu đất chua, đất mặn, đất nghèo dinh dƣỡng. Tuy nhiên
trồng khoai môn - sọ thích hợp nhất là trên đất phù sa, giàu mùn có thành phần cơ

giới trung bình - nhẹ và đất có độ pH 5,5 - 6,5. Để đạt năng suất củ cao, khoai môn sọ yêu cầu đƣợc cung cấp đủ các nguyên tố dinh dƣỡng nhƣ đạm, lân, kali, đất chua
cần bón thêm vôi (Onwueme, 1999; Preeti et al., 2002). Đặc biệt nhu cầu về đạm ở
các giống khoai môn - sọ cao hơn so với nhu cầu lân và kali. Thời kỳ đầu sinh
trƣởng cây cần đạm (N) và lân (P2O5), cuối thời kỳ sinh trƣởng cây không cần nhiều
N, nếu giảm N và đủ K2O sẽ làm tăng thu hoạch củ một cách rõ rệt (Hughes et al.,
2008). Một số giống khoai môn có đặc tính quý là chịu mặn cao. Chính vì vậy ở
Nhật Bản và Ai Cập đã sử dụng cây khoai môn nhƣ cây trồng đầu tiên để khai
hoang đất ngập mặn.
1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai môn - sọ trên thế giới và ở Việt Nam
1.3.1. Sản xuất và tiêu thụ khoai môn - sọ trên thế giới
Khoai môn - sọ xếp hạng thứ 14 trong số các loại cây chủ lực và đƣợc coi là
cây có củ quan trọng đứng thứ tƣ trên thế giới sau khoai lang, khoai tây và cây sắn.
Tính đến năm 2013, diện tích trồng khoai môn - sọ trên thế giới đạt
khoảng 1,39 triệu ha, năng suất bình quân 7,50 tấn/ha, sản lƣợng đạt khoảng
10,45 triệu tấn (FAO, 2015). Cây khoai môn, sọ là loài cây đa dụng, nó có thể đƣợc
trồng nhƣ cây lƣơng thực, cây thực phẩm, cây cảnh và cây dƣợc liệu tại tất cả các
vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Nó cũng là cây đảm bảo an ninh lƣơng thực và
nguồn thu nhập chính của nhiều nông dân nghèo tại châu Phi và châu Đại Dƣơng
(Tumuhimbise et al., 2016; Ubalua et al., 2016).
Phân tích diễn biến diện tích, năng suất, sản lƣợng khoai môn - sọ trên thế
giới giai đoạn 2009 - 2013 cho thấy, diện tích và sản lƣợng khoai môn - sọ toàn thế
giới có xu hƣớng tăng nhẹ, trong khi năng suất lại hơi giảm và không ổn định
(Bảng 1.1). Châu Phi có diện tích trồng (1.203.781 ha) và đạt sản lƣợng (7.765.502


11

tấn) khoai môn - sọ lớn nhất, chiếm 86,3% tổng diện tích và 74,3% sản lƣợng của
thế giới nhƣng lại có năng suất thấp nhất chỉ đạt 6,45 tấn/ha. Tại châu Á-Thái Bình
Dƣơng khoai môn - sọ chiếm một vị trí đáng kể trong nông nghiệp đặc biệt là các

nƣớc châu Đại Dƣơng, là cây lƣơng thực chính có vai trò rất quan trọng trong an
ninh lƣơng thực quốc gia, cộng đồng và hộ gia đình. Châu Á có năng suất bình quân
cao nhất 16,53 tấn/ha, quốc gia trồng khoai môn - sọ có năng suất bình quân cao
nhất là Trung Quốc đạt 18,8 tấn/ha. Những nƣớc đứng đầu thế giới về sản xuất
khoai môn - sọ là Nigeria, Trung Quốc, Cameroon, Ganna và Papua New Guinea
(FAO, 2015).
Bảng 1.1. Diện tích, năng suất, sản lượng khoai môn - sọ tại một số châu lục
trên thế giới giai đoạn 2009 - 2013
Châu lục
Châu Phi Châu Mỹ
Châu Á
Châu Đại Dƣơng Thế giới
Năm
Diện tích (ha)
2009
2010
2011
2012
2013

1.119.315
1.152.974
1.088.112
1.130.762
1.203.781

2009
2010
2011
2012

2013

6,25
5,94
6,59
6,51
6,45

2009
2010
2011
2012
2013

6.996.838
6.846.197
7.171.402
7.360.196
7.765.502

3.513
3.643
3.254
3.241
3.128

134.795
133.897
131.586
134.564

134.999

Năng suất (tấn/ha)
7,55
15,57
7,44
15,99
8,11
15,75
8,24
16,31
8,10
16,53
Sản lượng (tấn)
26.537 2.098.477
27.099 2.140.691
26.393 2.072.422
26.700 2.195.042
25.343 2.231.096

48.732
52.504
46.403
48.418
52625

1.306.355
1.343.018
1.269.355
1.316.985

1394533

9,26
7,62
7,62
7,95
8,22

7,32
7,01
7,58
7,57
7,50

451.339
400.280
353.621
385.260
432.399

9.573.191
9.414.267
9.623.838
9.967.198
10.454.34
1
(Nguồn: FAOSTAT, 2015)

Hiện nay nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm từ cây khoai môn rất lớn: Thái Lan,
mỗi năm xuất khẩu hơn 500 tấn khoai môn sang các nƣớc Nhật Bản, Hồng Kông,

Malaysia,... với năng suất trung bình đạt 13 tấn/ha, tuy nhiên ở Philippines năng
suất chỉ đạt 5 tấn/ha và tại nƣớc này chủ yếu sản xuất mang tính tự cung tự cấp, sản
xuất nhỏ. Ở Australia, ƣớc tính mỗi năm sản xuất đƣợc hơn 1.000 tấn khoai môn.
Tuy nhiên hàng năm nƣớc này cũng phải nhập khẩu hơn 3.000 tấn khoai môn từ các


12

nƣớc khác trên thế giới. New Zealand hàng năm phải nhập khẩu trên 6.000 tấn
khoai môn sọ. Nhật Bản phải nhập khẩu trên 100.000 tấn khoai môn - sọ mỗi năm
phục vụ nhu cầu tiều dùng và chế biến, trong đó hơn 90% lƣợng nhập khẩu từ
Trung Quốc. Ở Anh vào năm 2000 theo thống kê, nƣớc này cũng đã phải nhập khẩu
gần 4.000 tấn khoai môn - sọ từ Hawaii phục vụ cho nhu cầu ăn tƣơi và chế biến
(Daniells et al., 2004).
1.3.2. Sản xuất và tiêu thụ khoai môn - sọ ở Việt Nam
Theo báo cáo của Cục Trồng trọt, Bộ NN&PTNT, (2015), tổng diện tích cây
có củ (trong đó có khoai môn- sọ) ở Việt Nam đến năm 2014 khoảng 708.000 ha
với sản lƣợng đạt khoảng 11,61 triệu tấn củ tƣơi. Các loại cây có củ, chủ yếu là sắn
tập trung nhiều ở miền Nam chiếm quá nửa tổng diện tích cả nƣớc. Ở Miền Bắc,
diện tích các loại cây có củ chủ yếu tập trung ở các tỉnh trung du và miền núi phía
Bắc. Ngoài các loại cây có củ có diện tích lớn nhƣ sắn, dong riềng, khoai lang, một
số loại cây trồng nhƣ khoai môn sọ, cây chất bột khác cũng chiếm diện tích đáng
kể.
Kết quả điều tra của Trung tâm Tài nguyên Thực vật, cho thấy, tuy diện tích
trong khoai môn - sọ có xu hƣớng giảm trong những năm gần đây nhƣng vẫn còn
nhiều giống địa phƣơng đƣợc ngƣời nông dân trồng phổ biến cả ở trong vƣờn nhà
cũng nhƣ ngoài ruộng, trên nƣơng; ở mọi vùng sinh thái từ đồng bằng tới cao
nguyên. Một số kết quả nghiên cứu đã cho thấy, nguồn gen khoai môn - sọ đƣợc
ngƣời dân lƣu giữ khá tốt để phục vụ sinh kế trong các vƣờn gia đình và tại một số
vùng có truyền thống sản xuất khoai môn - sọ nhƣ huyện Yên Thuỷ và Đà Bắc tỉnh

Hoà Bình; huyện Nho Quan, Ninh Bình; huyện Thuận Châu, Sơn La; huyện Tràng
Định, Lạng Sơn và huyện Thạch An, Cao Bằng... (Nguyễn Phùng Hà và cs., 2012).
Tại một số địa phƣơng, diện tích trồng khoai môn sọ năm 2012 ở huyện Bảo Yên Lào Cai (170 ha), Thuận Châu - Sơn La (297 ha) và huyện Chợ Đồn, Bạch Thông
thuộc tỉnh Bắc Kạn (65 ha). Năng suất củ tại các địa phƣơng này đều thấp, từ 6
tấn/ha (Yên Bái) đến 11 tấn/ha (Sơn La). Tại Bắc Kạn, năng suất chỉ đạt 8,5
tấn/ha/năm (Chi cục Thống kê huyện Bảo Yên, 2013; Thuận Châu, 2013; Cục
Thống kê tỉnh Bắc Kạn, 2013), nhƣ vậy, tiềm năng để tăng năng suất khoai môn còn
rất lớn.
Những năm gần đây nhiều mô hình phát triển sản xuất hàng hóa một số
giống khoai môn - sọ đã góp phần tăng diện tích khoai môn - sọ sau thời gian giảm
sút diện tích. Kết quả bƣớc đầu cho thấy các mô hình trồng khoai môn - sọ tại các
địa phƣơng nhƣ Lâm Đồng, Trà Vinh, Hòa Bình, Hà Giang, Phú Thọ, Yên Bái,