Hoàn thiện công nghệ và xây dựng hệ thống sản xuất củ giống chất lượng cao khoai tây hà lan thông qua nuôi cấy mô

trờng đại học nông nghiệp I

viện sinh học nông nghiệp

Báo cáo tổng kết dự án cấp nhà nớc

hoàn thiện công nghệ và xây dựng hệ
thống sản xuất củ giống chất lợng cao
khoai tây hà lan thông qua nuôi cấy mô
thuộc chơng trình kc 04
mã số kc 04-da.03
Chủ nhiệm đề tài: gs.ts. nguyễn quang thạch

6919
07/7/2008
hà nội - 2007


danh sách những ngời chủ trì thực hiện

Bảng 1:

Số

Họ và tên,

TT

Học hàm học vị

1

2
3
4

Chức vụ, đơn vị

Trách nhiệm

Ghi chú

trong dự án

Nguyễn Quang Thạch

Viện trởng, Trởng phòng

Chủ nhiệm

GS.TS

Viện SHNN - ĐHNNI

Nguyễn Thị Lý Anh

Phó viện trởng, phó phòng

TS

Viện SHNN - ĐHNNI

Nguyễn Văn Uyển

Chủ tịch hội đồng KH

Chủ trì dự án

PGS.TS

Viện SHNĐ - TP HCM

nhánh

Nguyễn Xuân Trờng

Nghiên cứu viên

Lập kế hoạch

Thạc sĩ

Viện SHNN - ĐHNNI

sản xuất và

Th ký dự án

triển khai ở
địa phơng
5
6

Vũ Ngọc Lan

Nghiên cứu viên

Kế toán dự án

Thạc sĩ

Viện SHNN - ĐHNNI

Nguyễn Thị Hơng

Nghiên cứu viên

Thực hiện

Kỹ s

Viện SHNN - ĐHNNI

chuyên đề và
sản xuất cây
in vitro

7

Nguyễn Thị Sơn

Nghiên cứu viên

Thực hiện

Kỹ s

Viện SHNN - ĐHNNI

chuyên đề và
sản xuất cây
in vitro

8

Trần Thị Thanh Minh

Nghiên cứu viên

Thực hiện

Kỹ s

Viện SHNN - ĐHNNI

chuyên đề và
sản xuất cây
in vitro
1


9

Phạm Văn Tuân

Nghiên cứu viên

Thực hiện

Kỹ s

Viện SHNN - ĐHNNI

chuyên đề và
sản xuất củ
mini

10

Lại Đức Lu

Nghiên cứu viên

Thực hiện

Kỹ s

Viện SHNN - ĐHNNI

chuyên đề và
sản xuất củ
mini

11

Mai Trờng

Nghiên cứu viên

Thực hiện

Kỹ s

Viện SHNĐ - TP HCM

chuyên đề
chẩn đoán
bệnh virus
bằng ELISA

12

Phan Tờng Lộc

Nghiên cứu viên

Thực hiện

Kỹ s

Viện SHNĐ - TP HCM

chuyên đề
chẩn đoán
bệnh virus
bằng PCR

13

Võ Thị Hạnh

Nghiên cứu viên

Thực hiện

Kỹ s

Viện SHNĐ - TP HCM

chuyên đề
chẩn đoán
bệnh vi khuẩn
bằng PCR

2


danh sách cơ quan phối hợp

1. Trung tâm ứng dụng tiến bộ khoa học công nghệ và môi trờng Hải Phòng, Số 10A
Đồng Tâm Lạch Tray Thành phồ Hải Phòng
2. Trung tâm Giống Cây trồng Nam Định Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Nam

Định
3. Trung tâm Giống cây Lâm nghiệp Quảng Ninh
4. Trại Giống Tân Dĩnh Công ty Cổ phần Giống Cây trồng Bắc Giang
5. Trung tâm Khuyến nông tỉnh Thái Bình
6. Phòng Kinh tế huyện Từ Sơn tỉnh Bắc Ninh
7. Công ty trách nhiệm hữu hạn Hùng Hà, số 27 Nhà D3 Tập thể Phơng Mai Đống Đa
Hà Nội
8. Công ty Giống Rau Hoa Quả Sapa Lào Cai

3


Bài tóm tắt

Dự án KC.04-DA.03 đợc thực hiện nhằm mục tiêu: Xây dựng công nghệ cho các cơ sở
nhân giống liên hoàn đồng bộ (phòng thí nghiệm, vờn ơm đầu dòng, khu sản xuất
giống, kho bảo quản, mô hình trình diễn) nhằm sản xuất củ giống chất lợng cao ở qui mô
công nghiệp, với các nội dung chính sau đây:
*/ Xây dựng một hệ thống sản xuất giống khoai tây Hà Lan sạch bệnh, chất lợng
tốt đáp ứng nhu cầu xuất khẩu và chế biến công nghiệp, giá cả phù hợp với quy mô là 150
- 250 tấn giống chất lợng cao/năm.
*/ Hệ thống sản xuất giống khoai tây đợc xây dựng dựa trên cơ sở bổ sung và
hoàn thiện các quy trình công nghệ liên hoàn, đồng bộ, tiên tiến từ phòng thí nghiệm đến
đồng ruộng và mô hình trình diễn sản phẩm.
Trong quá trình thực hiện, dự án đã luôn bám giát mục tiêu và nội dung đề ra và đã xây
dựng đợc 1 hệ thống bền vững sản xuất củ giống liên hoàn từ phòng thí nghiệm nhà
màn cách ly vùng cách ly ngời nông dân.
Hệ thống sản xuất đợc hình thành sau khi đã dự án đã nghiên cứu và xây dựng hoàn
chỉnh bộ quy trình (19 quy trình nhỏ) từ xác định độ sạch bệnh (virus, nấm, khuẩn) nhanh
chóng và chính xác của nguồn mẫu ban đầu; tạo cây và củ in vitro có chất lợng nh tăng

hệ số nhân, cây sinh trởng khỏe, số củ tạo ra đồng đều với kích thớc lớn (0,5cm); đến
việc tìm ra thời vụ, giá thể thích hợp để đa cây in vitro ra ngoài nhà màn, tỷ lệ cây sống
đạt >95%; đồng thời cũng tìm ra đợc phơng pháp khai thác cây bồn mạ, phơng pháp
canh tác trong nhà màn tối u cũng nh tạo củ chủ động thu đợc số củ/cây so với trớc
đây hơn 200%. Việc hoàn thiện phơng bảo quản củ giống ở các thể hệ khác nhau (củ siêu
bi, củ mini, củ nguyên chủng) đã làm giảm tỷ lệ hao hụt về trọng lợng xuống dới 5%,
tạo củ giống trẻ sinh lý. Việc lựa chọn vùng cách ly thích hợp và các biện pháp thanh lọc
đồng ruộng cũng đã đợc nghiên cứu đầy đủ và hoàn thiện nhằm.
Thử nghiệm các quy trình trên vào sản xuất, dự án đã tạo ra đợc 2 triệu củ giống siêu
nguyên chủng (củ mini) và trên 200 tấn giống nguyên chủng và 600 tấn giống xác nhận
(tính đến hết năm 2005). Số sản phẩm trên hoàn toàn sạch bệnh (theo tiêu chuẩn ngành
4


ngày 29/12/2003), năng suất ở đời xác nhận đạt 18 tấn/ha tơng đợc với giống nhập nội
nhng với giá thành hạ 30%
Trong quá trình thực hiện, dự án đã đào tạo đợc đội ngũ cán bộ, công nhân, nông dân có
hiểu biết và trình độ chuyên môn cao trong lĩnh vực cây khoai tây, bao gồm: Sinh viên (15
ngời); Cao học viên (04 ngời); Công nhân ở các trại giống (50 ngời); Nông dân (500
lợt ngời). Ngoài ra còn đăng 04 bài báo trên tạp chí chuyên ngành và 01 cuốn sách
ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất khoai tây giống sạch bệnh do Trung tâm
Khuyến Nông Quốc gia và Trung tâm Thông tin Bộ NN&PTNT phát hành và đợc Cục
Nông nghiệp cho phép lu hành toàn quốc.

5


lời mở đầu

Khoai tây là cây trồng vụ đông lý tởng cho Đồng bằng Bắc bộ nhng cha đợc phát

triển đúng với tiềm năng của nó. Diện tích trồng khoai tây ở Việt Nam còn rất khiêm tốn,
dao động quanh 33000 ha (2003). Năng suất bình quân còn thấp 12,5 tấn/ha trong khi
năng suất khoai tây ở các nớc nh Pháp, Đức, Hà Lan đều xấp xỉ 40 tấn. Nguyên nhân
chính của hiện tợng này là do việc sử dụng củ giống đã thoái hoá không có chất lợng
làm giảm năng suất, giảm hiệu quả sản xuất khoai tây. Thực tiễn sản xuất khoai tây ở Việt
Nam cho thấy khi sử dụng củ giống nhập nội có chất lợng nh Mariella, Diamant năng
suất có thể đạt 25 30 tấn/ha. Tuy nhiên, chúng ta không thể dựa vào nguồn giống nhập
nội do chi phí rất cao (12000 đồng/kg) và không chủ động. Việc nghiên cứu xây dựng hệ
thống sản xuất củ giống khoai tây chất lợng cao tại chỗ là yêu cầu rất bức thiết. Nghiên
cứu để hình thành 1 hệ thống sản xuất giống khoai tây khá phức tạp cả về mặt công nghệ
lẫn thiết bị, nên đã đợc nhiều cơ quan tập trung nghiên cứu ròng rã hàng chục năm. Cho
đến nay những nghiên cứu này đã thu đợc những kết quả rất có ý nghĩa, bớc đầu vận
dụng thành công ở một số địa phơng, khẳng định chúng ta có thể tổ chức hình thành hệ
thống sản xuất củ giống có chất lợng cao tại chỗ.

6


chơng 1

tổng quan tình hình nghiên cứu trong nớc và ngoài nớc

1.1. Kết quả nghiên cứu trong nớc:
Theo báo cáo mới nhất của Dự án khoai tây Việt - Đức Bộ NN&PTNT thì diện tích
khoai tây của cả nớc dao động trên dới 30.000ha trong giai đoạn 1996 - 2002 với năng
suất bình quân là 10,6 tấn/ha - 12,1 tấn/ha. So với thế giới thì năng suất khoai tây của Việt
Nam thấp chỉ bằng 1/3 - 1/4 (năng suất của thế giới đạt 40 tấn/ha).
Theo Ngô Văn Hải, (1997) cho biết sản xuất khoai tây có lãi chỉ khi năng suất đạt
trên 10 tấn/ha, dới 8 tấn /ha thì bị lỗ. Với năng suất mới chỉ đạt 10 tấn/ha so với mức đầu
t chi phí cao của trồng trọt khoai tây nh hiện nay thì hiệu quả kinh tế của sản xuất khoai

tây thấp hơn so với nhiều cây trồng vụ đông khác nh ngô, khoai lang, đỗ...Vì thế ngời
nông dân sẽ thu hẹp diện tích trồng khoai tây.
Theo Trơng Văn Hộ, Lê Thị Tuyết và CTV, 1987 cho biết: nguyên nhân dẫn đến
năng suất khoai tây thấp có nhiều nguyên nhân song yếu tố quan trọng nhất ảnh hởng
đến năng suất khoai tây ở Việt Nam hiện nay là chất lợng củ giống. Nếu chất lợng củ
giống tốt ở mật độ trồng 60.000 cây/ha và mức độ thâm canh ở Việt Nam thì có thể cho
thu hoạch 20 tấn/ha và có giá trị kinh tế cao. Tuy nhiên, thực tế thì lại không đợc nh
thế, bởi vì hiện nay ở Việt Nam cha có hệ thống sản xuất giống khoai tây nh các nớc
sản xuất khoai tây. Cách sử dụng củ giống không đúng của nông dân nh tự sản xuất và
duy trì củ giống từ đời này sang đời khác đã dẫn đến tình trạng thoái hoá giống làm năng
suất thấp. Theo báo cáo kết quả của Dự án khoai tây Việt - Đức Bộ NN&PTNT (5/2002)
về cơ cấu giống khoai tây hiện nay cho thấy: tập đoàn trồng giống khoai tây đợc trồng ở
Việt Nam hiện nay là rất đa dạng và phong phú, bao gồm những giống đợc lai tạo và
chọn lọc nh KT3, P3, HH2, HH7 và giống Thờng Tín đã bị thoái hoá chiếm khoảng
15%. Các giống nhập nội gồm các loại: Giống nhập khẩu từ Châu âu gồm Diamant,
Nicola, RedStar, Hà Lan, Mariella, Rasant, Solara...là những giống sinh trởng phát triển
tốt năng suất cao, chất lợng tốt, có đầu ra và khả năng xuất khẩu nhng giá giống cao
7


(nhập khẩu: trên 10.000đ/kg, giống đã qua nhân một vụ giá 5000đ/kg), mặc dù đợc nông
dân a chuộng nhng khả năng triển khai rộng có khó khăn. Mặt khác qua mấy vụ trồng
cũng đã có hiện tợng thoái hoá. Các giống nhập từ Trung Quốc đa số không rõ tên nhng
do giá giống rẻ (từ 2000 - 30000đ/kg) nên chiếm tỷ lệ diện tích trồng cao nhất (65 - 70%).
Tuy nhiên chất lợng củ giống không cao, năng suất và chất lợng củ thu hoạch cha đạt
mong muốn nên đầu ra cũng gặp khó khăn. Nh vậy vấn đề hết sức bức xúc là phải tự sản
xuất đợc củ giống chất lợng tốt, có đầu ra (đáng chú ý là các giống khoai tây nguồn
Châu âu) nhng giá thành phù hợp với điều kiện của nông dân.
Trớc tình hình giống kém chất lợng từ những năm 1980 Bộ NN&PTNT đã có
chủ trơng xây dựng một hệ thống sản xuất giống khoai tây sạch bệnh, đúng tiêu chuẩn

khoai tây giống nh ở các nớc trên thế giới. Tuy nhiên trong nhiều năm thử nghiệm, do
nhiều nguyên nhân, chúng ta vẫn cha hình thành đợc một hệ thống sản xuất, bảo quản
giống khoai tây sạch bệnh, ổn định năng suất nh đã chủ trơng xây dựng.
Nh trên đã trình bày, nguyên nhân của sự giảm diện tích trồng là do năng suất
thấp, nguyên nhân của năng suất thấp là do củ giống kém chất lợng. Các nghiên cứu về
khoai tây của các tác giả nh: Vũ Triệu Mân (1986), Trơng Văn Hộ, Lê Thị Tuyết(1987),
Nguyễn Quang Thạch, Hoàng Minh Tấn (1989, 1992)... đều khẳng định chất lợng củ
giống khoai tây của Việt Nam giảm sút là do giống đã bị thoái hoá. Có 2 nguyên nhân gây
thoái hoá giống khoai tây ở Việt Nam: là thoái hoá do nhiễm bệnh virus, củ giống ngoài
sản xuất nhiễm bệnh từ 76 - 100% số khóm điều tra, khoai giống mới nhập nội tỷ lệ nhiễm
virus tự nhiên hàng năm chiếm 4,7 - 22% (Hà Minh Trung, Nguyễn Phơng Đại, Nguyễn
Văn Viết...) (nguyên nhân chính) và thoái hoá do sự già hoá củ giống khi bảo quản củ
giống ở điều kiện nóng ẩm. Hệ thống sản xuất khoai tây giống có chất lợng phải khắc
phục đợc cả hai vấn đề trên.
Đã có hàng loạt các nghiên cứu về xây dựng hệ thống sản xuất khoai tây giống sạch
bệnh. Trớc hết phải kể đến Nguyễn Văn Uyển, Vander Zaag và cộng sự đã hình thành
một hệ thống nhân giống khoai tây bắt nguồn từ nuôi cấy mô bao gồm các khâu: nhân
nhanh cây invitro, giâm và nhân cây trên bồn mạ, tạo cây bầu đem trồng sản xuất khoai
giống và khoai thơng phẩm. Biện pháp này đã nâng cao năng suất khoai tây từ 8 - 18
tấn/ha và đợc áp dụng rộng rãi ở Đà Lạt tạo tập quán trồng khoai tây cấy mô ở vùng này.
Tuy nhiên biện pháp này chỉ có thể áp dụng thành công ở Đà Lạt, nơi có điều kiện thời
8


tiết khí hậu quanh năm thích hợp cho việc nhân trồng khoai tây. Tại khu vực đồng bằng
sông Hồng, việc nhân nhanh cây, tạo củ (microtuber) khoai tây sạch bệnh in vitro đã đợc
tiến hành ở hàng loạt phòng thí nghiệm (Viện công nghệ sinh học, Viện KHKTNN,
Trờng ĐHNNI, Viện Sinh học Nhiệt đới Thành phố Hồ Chí Minh...). Tuy nhiên, với điều
kiện thời tiết khí hậu ở đồng bằng sông Hồng (nơi trồng khoai tây chính) việc ra cây in
vitro, nhân cây trên bồn mạ nh ở Đà Lạt là không thành công. Do đó cần phải có nhiều

nghiên cứu cải tiến.
Hệ thống sản xuất khoai tây giống gốc hoàn toàn sạch bệnh đã đợc Trờng ĐHNNI xây
dựng và đề xuất vào những năm đầu 1990. Hệ thống này bao gồm các khâu: nhân nhanh
cây in vitro, tạo củ siêu bi trong in vitro, nhân nhanh cây trong lồng cách ly, trồng cây
trong nhà màn, tạo củ giống gốc hoàn toàn sạch virus, nhân tiếp tục củ giống gốc ở các
vùng cách ly với môi giới truyền bệnh (rệp), cung cấp giống thơng mại cho các nơi sản
xuất. Mô hình này đã đợc thử nghiệm thành công: tạo đợc củ giống khoai Ackersegen
hoàn toàn sạch bệnh cho năng suất tơng đơng khoai nhập nội (20,9/20,6 tấn/ha) ở Tân
Hoà - Vũ Th Thái Bình trên quy mô thử nghiệm đạt 24,3 tấn/ha. Tuy nhiên, mô hình này
trong những năm qua cha đợc triển khai rộng do còn không ít khâu phải cải tiến (đặc
biệt khâu sản xuất một lợng lớn cây, củ gốc), cũng nh việc xây dựng các thiết bị nh
nhà màn cách ly, kho lạnh không phải dễ dàng thực hiện đợc khi điều kiện không cho
phép. Cho đến nay mô hình này đã đợc Viện Sinh học NN Trờng ĐHNNI cải tiến, mặt
khác điều kiện kinh tế xã hội đã cho phép đầu t xây dựng các thiết bị cần thiết để thực
hiện mô hình.
Bên cạnh việc nghiên cứu xây dựng các mô hình hệ thống sản xuất giống thì cũng
có rất nhiều nghiên cứu tập trung vào việc xây dựng giải pháp chọn lọc vệ sinh quần thể
nhằm giảm tỷ lệ nhiễm bệnh virus trên đồng ruộng (Vũ Triệu Mân, Đinh Văn Cự, Nguyễn
Văn Viết), biện pháp này đã làm giảm hiện tợng thoái hoá giống và tăng năng suất từ 2 7 tấn/ha.
Giải pháp trồng khoai tây bằng hạt cũng là một trong những hớng mới nhằm tháo
gỡ các khó khăn về giống khoai tây. Giải pháp này đã đợc Viện CLT - CTP Việt Nam
nghiên cứu từ năm 1978 và đã thu đợc nhiều thành tựu đáng kể:
Đã có thể chủ động sản xuất hạt giống khoai tây của một số tổ hợp tại Việt Nam thay cho
nhập nội (Phạm Xuân Tùng, Vũ Tuyên Hoàng, Phạm Xuân Liêm, Đào Mạnh Hùng, Trịnh
9


Khắc Quang). Đây là phơng pháp nhân giống có hiệu quả cao, sản phẩm của hạt khoai
tây lai hoàn toàn sạch virus, đồng đều, năng suất không kém khoai tây nhân giống bằng
củ nh các giống KT3; P3; HH2; HH7 của Trung tâm Cây Có Củ - Viện KHNN Việt

Nam.
Để khắc phục hiện tợng già hoá củ giống, nhiều tác giả đã nghiên cứu và đề xuất giải
pháp (Nguyễn Quang Thạch, Hoàng Minh Tấn, Nguyễn Mạnh Khải...) đáng chú ý là các
giải pháp: phá ngủ củ giống khoai vừa thu hoạch, tạo củ giống trồng tiếp vụ Xuân, nhằm
rút ngắn thời gian bảo quản; biện pháp bảo quản lạnh.
Cho đến nay thực tế sản xuất đã tiếp nhận khá nhanh chóng giải pháp bảo quản khoai tây
bằng kho lạnh và giải pháp trồng khoai tây vụ Xuân tạo củ giống trồng vụ đông.

1.2. Kết quả nghiên cứu ngoài nớc:
Đối với cây khoai tây, sử dụng công nghệ nuôi cấy mô là khâu đầu tiến của hệ
thống sản xuất giống sạch bệnh. Việc nghiên cứu sản xuất và sử dụng củ nhỏ trong hệ
thống sản xuất khoai tây giống gốc, nhằm tạo ra số lợng lớn củ giống có chất lợng cao,
đã và đang đợc các nhà khoa học khẳng định là hớng đi đúng đắn và có hiệu quả cao
(Panh, Struik and Willemen J.M Longmen, 1991), củ khoai tây giống kích thớc nhỏ, sạch
bệnh đã đợc sử dụng phổ biến tại các vùng trồng khoai tây ở nhiều nớc trên thế giới có
nền sản xuất khoai tây phát triển (Mỹ, Đức, Hà lan...). Tại Hàn Quốc nhờ áp dụng kỹ thuật
nuôi cấy mô mà năng suất đợc nâng từ 11 tấn lên 20 tấn/ha (Horton et al, 1998). Thái
Lan sử dụng phơng pháp nuôi cấy mô tạo cây sạch bệnh, tạo củ giống thơng mại có
trọng lợng nhỏ sạch bệnh (Pranee - Hamelink, 1992)
Kỹ thuật nuôi cấy mô và kỹ thuật nhân nhanh đã có tác động trực tiếp mạnh mẽ
nhất đến sự tăng sản lợng khoai tây ở Châu á (Vander Zaag, 1987)
Tuy nhiên việc sản xuất theo các phơng pháp trên gặp một số khó khăn, là thờng
chỉ sản xuất đợc một vụ trong năm và rất phụ thuộc vào nguồn cây in vitro.
Gần đây (năm 2001), hãng American Ag-Tec áp dụng công nghệ Quantum Tuber
cho phép sản xuất hàng triệu củ nhỏ cho một năm, đặc biệt rút ngắn đợc thời gian tạo củ
trong 40 - 50 ngày. Robert Britt giám đốc hãng cho rằng: một cơ sở nhân giống có thể sản
xuất đợc 10 - 20 triệu củ/năm. Điều này, có nghĩa là một giống chỉ cần 2 năm có thể
nhân đủ giống phổ biến cho diện tích khoai tây rộng lớn. Tuy nhiên giải pháp trên đang
10

đợc xem là bí quyết công nghệ của một số công ty. Trong quá trình thực hiện dự án này
cần phải nghiên cứu và phát hiện công nghệ trên.

1.3. Tính cấp thiết của dự án:
a) Nông nghiệp Việt Nam đang bớc vào giai đoạn chuyển dịch mạnh cơ cấu nông nghiệp
theo hớng sản xuất hàng hoá chất lợng cao. Đối với lĩnh vực trồng trọt, vụ Đông trở nên
có tầm quan trọng đặc biệt (hai vụ lúa: Đảm bảo an ninh lơng thực; Vụ đông: sản xuất
hàng hoá).
b) Khoai tây là cây trồng quan trọng và lý tởng cho vụ đông ở đồng bằng Bắc bộ. So với
các cây trồng khác, cây khoai tây có các u thế hơn hẳn về thời vụ, năng suất và giá trị sử
dụng. Khoai tây có những đóng góp sau:
- Khoai tây là cây lợng thực và cây thực phẩm quan trọng và đợc trồng chủ yếu ở
miền Bắc: đồng bằng Sông hồng 70%, Trung du 18%, Miền Núi 5% và khu bốn cũ 2 4%.
- Sản xuất khoai tây vụ Đông - Xuân đã góp phần làm tăng tổng giá trị sản xuất
nông nghiệp và tăng thu nhập của hộ nông dân. Khoai tây có hiệu quả kinh tế cao hơn
nhiều so với lúa, 3,8 lần so với khoai lang và 1,7 lần so với ngô. Thu nhập từ khoai tây
chiếm khoảng 42 - 87% thu nhập từ vụ đông, 4,5 - 34,5% thu nhập từ trồng trọt và 4,5 22,5% trong tổng thu nhập của hộ. Điều này đã tạo điều kiện cải thiện cuộc sống cho
ngời dân.
- Diện tích trồng khoai tây ở đồng bằng Sông Hồng còn có thể mở rộng, theo tính
toán, đồng bằng Bắc bộ có thể phát triển 200.000ha khoai tây, mặc dù diện tích khoai tây
hiện chỉ gần 30.000ha.
- Với diện tích nh hiện nay thì ngành sản xuất này đã tạo ra việc làm cho khoảng
150.000 đến 184.000 lao động nông nghiệp trong thời gian nông nhàn.
- Sản xuất khoai tây còn có đóng góp to lớn vào tăng cờng an ninh lợng thực cấp
hộ một cách bền vững và cải thiện chế độ dinh dỡng cho ngời dân vùng ĐBSH cũng nh
miền núi.
- Góp phần phát triển chăn nuôi, trồng trọt và công nghiệp chế biến (Công nghệ
thực phẩm, công nghệ giấy...)

11


chơng 2

lựa chọn đối tợng và phơng pháp nghiên cứu

2.1. Lựa chọn đối tợng nghiên cứu:
Nhu cầu sản xuất khoai tây giống có chất lợng cao là rất bức bách, bởi vì:
- Hiện tợng thiếu giống khoai tây có chất lợng tốt là rất trầm trọng. Giống nhập
nội từ châu Âu chất lợng tốt nhng giá cao cha phù hợp với khả năng đầu t của nông
dân nên không thể mở rộng
- Vài năm trở lại đây, giống khoai tây Trung quốc tuy không ngon , nhng giá rẻ đã
tràn vào thị trờng Việt Nam (không thông qua các thủ tục kiểm dịch đầy đủ, thậm chí
mua cả khoai ăn về làm giống), rất có thể sẽ gây ra những dịch bệnh mới cha kiểm soát
đợc (bệnh ghẻ bột là một ví dụ..)
Mặc dù giá giống cao nhng sản xuất rất a chuộng giống khoai tây Châu Âu (Đặc
biệt khoai Diamant Hà Lan) có năng suất cao (20 - 24 tấn/ha), chất lợng tốt, có đầu ra
thuận lợi. Các nớc Đông Nam á có nhu cầu nhập lợng lớn khoai tây thơng phẩm
nhng chỉ tập trung vào một số giống khoai tây Bắc Âu (Hà Lan, Đức). Việc xây dựng hệ
thống sản xuất giống khoai tây có chất lợng tốt, sản phẩm đạt tiêu chuẩn hàng hoá, đợc
thị trờng chấp nhận, giá thành sản phẩm phù hợp là việc làm cấp thiết phục vụ sự nghiệp
phát triển nông nghiệp và nông thôn Việt Nam. Dự án đã lựa chọn giống khoai tây
Diamant của Hà Lan để nghiên cứu và sản xuất.

2.2. Vật liệu và phơng pháp nghiên cứu:
2.2.1. Vật liệu nghiên cứu:
Giống Diamant trong ống nghiệm đợc ngân hàng gen của Công hòa Liên bang Đức cung
cấp
2.2.2. Phơng pháp nghiên cứu:

Các phơng pháp nghiên cứu phù hợp với điều kiện của Việt Nam nh nuôi cấy mô; canh
tác trong nhà màn cách ly, phơng pháp chẩn đoán bệnh hiện đại ELISA và PCR

12


2.3. Tính mới và tính sáng tạo của dự án:
Hệ thống sản xuất khoai tây sạch bệnh là hệ thống chuẩn quốc tế, tuy nhiên việc vận dụng
vào điều kiện củ thể của Việt Nam đòi hỏi có những nghiên cứu cải tiến. Vì thế các cải
tiến để xây dựng và vận hành thành công hệ thống sản xuất ở quy mô lớn là những vấn đề
có tình mới mẻ cho lĩnh vực sản xuất khoai tây ở Đồng bằng Sông Hồng. Các công nghệ
thực sự đợc áp dụng rộng rãi nh tìm ra các giải pháp sau nuôi cấy mô cho phép sản xuất
1 lợng lớn cây giống vào cùng thời điểm trồng nh xác định đợc thời vụ ra cây, giá thể
ra cây thích hợp, kỹ thuật trồng cây và củ in vitro trong nhà màn, các kỹ thuật làm tăng số
củ và khối lợng củ mini, đồng thời cũng xác định đợc các phơng pháp thanh lọc bệnh
và vệ sinh đồng ruộng u việt tại vùng cách ly. Nó đợc triển khai rộng rãi ở các tỉnh sản
xuất khoai tây chủ yếu nh Bắc Ninh, Bắc Giang, Hải Phòng, Nam Định, Thái Bình

13


chơng 3

những nội dung và kết quả đã thực hiện

3.1. Các nội dung của dự án cần đạt đợc (theo hợp đồng):
3.1.1. Xây dựng một hệ thống sản xuất giống khoai tây Hà Lan sạch bệnh, chất lợng tốt
đáp ứng nhu cầu xuất khẩu và chế biến công nghiệp, giá cả phù hợp với quy mô là 150 250 tấn giống chất lợng cao/năm.
3.1.2. Hệ thống sản xuất giống khoai tây đợc xây dựng dựa trên cơ sở bổ sung và hoàn
thiện các quy trình công nghệ liên hoàn, đồng bộ, tiên tiến từ phòng thí nghiệm đến đồng

ruộng và mô hình trình diễn sản phẩm:
Hoàn thiện các khâu trong sơ đồ hệ thống sản xuất giống khoai tây chất lợng cao đã đề
xuất trong đó đặc biệt chú trọng đến khâu sản xuất giống gốc ban đầu:
3.1.2.1. Hoàn thiện công nghệ ra cây và nhân nhanh trong bồn mạ:
+ Cải tiến khâu ra cây, đạt tỷ lệ sống cao (giá thể, dinh dỡng, thuốc bảo vệ thực vật)
+ Công nghệ nhân nhanh trong bồn mạ ở điều kiện mùa hè
+ Cải tiến phơng pháp ra cây, nhân nhanh bồn mạ trong điều kiện đồng bằng Sông Hồng
3.1.2.2. Xây dựng và hoàn thiện công nghệ sản xuất củ nhỏ từ cây in vitro:
+ xác định giá thể, chất phụ gia, phơng thức trồng tạo củ nhỏ tối u và chủ động
+ Phơng pháp rút ngắn thời gian trong sản xuất củ nhỏ
+ Phơng pháp tăng trọng lợng củ
3.1.2.3. Hoàn thiện kỹ thuật trồng cây in vitro và củ nhỏ trong nhà màn tạo củ giống gốc:
+ Mật độ tối u
+ Kích thớc củ tối u
+ Kỹ thuật trồng thích hợp
3.1.2.4. Xác định vùng cách ly thích hợp trồng khoai vụ xuân:
+ Kỹ thuật nhân giống siêu nguyên chủng ở miền núi
+ Kỹ thuật nhân giống siêu nguyên chủng ở vùng cách ly ven biển
14


3.1.2.5. Công nghệ nhân giống tạo củ giống nguyên chủng ở đồng bằng:
+ Tại vùng cách ly tự nhiên
+ Xác định phơng pháp che lới tối u nhằm hạ giá thành
+ Qui trình thanh lọc vệ sinh đồng ruộng để sản xuất củ giống nguyên chủng và giống
thơng mại
3.1.2.6. Công nghệ bảo quản giống:
+ Nghiên cứu hệ thống bảo quản thích hợp củ minituber và củ thơng phẩm
3.1.3. Dự kiến sản phẩm:
- Qui trình công nghệ sản xuất giống khoai tây sạch bệnh có độ đồng đều cao.

- Hoàn thiện công nghệ cho xí nghiệp nhân giống bằng Công nghệ Sinh học qui mô công
nghiệp (150 tấn khoai tây giống/năm)
- Sản xuất thử nghiệm 2.000.000 củ khoai tây giống và 450 tấn khoai giống nguyên
chủng.
- Đào tạo nhân lực cho xí nghiệp sản xuất giống.

3.2. Kết quả thực hiện
3.2.1. Đã xây dựng đợc một hệ thống sản xuất giống khoai tây Hà Lan
sạch bệnh, chất lợng tốt đáp ứng nhu cầu xuất khẩu và chế biến công
nghiệp, giá cả phù hợp với quy mô là 150 - 250 tấn giống chất lợng
cao/năm.
Hệ thống này bao gồm: Phòng nuôi cấy mô; Phòng chẩn đoán bệnh Nhà màn cách ly
Trại sản xuất giống nguyên chủng Các Hợp tác xã sản xuất giống xác nhận và
thơng phẩm
Hệ thống này đợc thể hiện qua sơ đồ dới đây:

15


Hệ thống phòng nuôi cấy mô: 100m2
Cung cấp 50.000 cây in vitro vào
tháng 10 hàng năm

Nhà ơm cây in vitro: 200m2
Cung cấp 100.000 cây bồn mạ từ
nguồn cây in vitro vào tháng 11
hàng năm

Hệ thống nhà lới cách ly: 5000m2
Sản xuất: 1.000.000 củ giống siêu

nguyên chủng/năm từ cây bồn mạ
(Vụ Xuân)

Hệ thống kho lạnh
5 kho đểbảo quản
1.000.000 củ giống
siêu nguyên chủng
và 150 tấn giống
nguyên chủng

Vùng cách ly sản xuất giống
nguyên chủng: 10ha
Sản xuất 150 tấn giống nguyên
chủng /năm từ củ giống siêu nguyên
chủng (Vụ Đông- Xuân)

16


Phßng chuÈn bÞ vµ thanh trïng m«i
tr−êng

Tñ sÊy

M¸y cÊt n−íc

Nèi hÊp khö trïng

C©n ph©n tÝch vµ m¸y ®o pH

17


Phßng cÊy mÉu

Phßng nu«i c©y

Phßng chÈn ®o¸n bÖnh (ELISA, PCR)

M¸y t¹o s−¬ng mï trong nhµ −¬m

Ra c©y in vitro trong nhµ −¬m

18


Hệ thống nhà màn cách ly sản xuất củ mini

Vùng sản xuất giống nguyên chủng tại
Bắc Ninh

Vùng sản xuất giống nguyên chủng tại
Bắc Giang

Vùng sản xuất giống nguyên chủng tại
Hải Phòng

3.2.2. Hệ thống sản xuất giống khoai tây đã đợc xây dựng dựa trên cơ sở
bổ sung và hoàn thiện các quy trình công nghệ liên hoàn, đồng bộ, tiên
tiến từ phòng thí nghiệm đến đồng ruộng.

Các quy trình công nghệ đã đợc hoàn thiện bao gồm 19 quy trình nhỏ nh sau:
+ 02 quy trình nhân nhanh và tạo củ trong phòng nuôi cấy mô

19


- Nhân nhanh in vitro với quang chu kỳ gián đoạn
- Tạo củ in vitro với quang chu kỳ gián đoạn
+ 06 quy trình nhân nhanh và trồng cây trong nhà màn cách ly:
- Tạo bồn mạ và nhân nhanh bằng thuỷ canh
- Sản xuất củ mini bằng thuỷ canh
- Khai thác cây in vitro và cây bồn mạ hợp lý
- Trồng, tạo củ nhỏ chủ động
- Phơng pháp tăng khối lợng củ và rút ngắn thời gian tạo củ giống gốc
- Phá ngủ khoai tây tạo củ giống trồng liên tục
+ 02 quy trình sản xuất củ nguyên chủng ở vùng cách ly
- Điều tra vùng cách ly để sản xuất giống
- Quy trình thanh lọc, vệ sinh đồng ruộng
+ 04 quy trình bảo quản củ giống khoai tây ở các cấp giống
- Bảo quản củ giống in vitro
- Bảo quản củ giống gốc
- Bảo quản củ giống nguyên chủng trong điều kiện tự nhiên
- Bảo quản củ giống nguyên chủng trong điều kiện nhiệt độ thấp
+ 05 quy trình chẩn đoán bệnh:
- Chẩn đoán bệnh virus bằng direct ELISA
- Chẩn đoán bệnh virus bằng in-direct ELISA
- Chẩn đoán bệnh virus bằng PCR
- Chẩn đoán bệnh nấm bằng PCR
- Chẩn đoán bệnh khuẩn bằng PCR

19


Bảng : Tổng hợp các quy trình công nghệ đã hoàn thành so với đăng ký
TT

Tên quy trình

Theo hợp đồng

Đã thực hiện

Nơi thực hiện

1

Nhân nhanh in vitro với quang chu kỳ gián đoạn

1

1

Viện SHNN-ĐHNNI

2

Tạo củ in vitro với quang chu kỳ gián đoạn

1

1

Viện SHNN-ĐHNNI

3

Tạo bồn mạ và nhân nhanh bằng thuỷ canh

1

1

Viện SHNN-ĐHNNI

4

Sản xuất củ mini bằng thuỷ canh

1

1

Viện SHNN-ĐHNNI

5

Khai thác cây in vitro và cây bồn mạ hợp lý

1

1

6

Trồng, tạo củ nhỏ chủ động

1

1

1

1

7

Phơng pháp tăng khối lợng củ và rút ngắn thời
gian tạo củ giống gốc

Viện SHNN-ĐHNNI &
Viện SHNĐ TPHM
Viện SHNN-ĐHNNI
& Viện SHNĐ TPHCM
Viện SHNN-ĐHNNI

8

Phá ngủ khoai tây tạo củ giống trồng liên tục

1

1

Viện SHNN-ĐHNNI

9

Điều tra vùng cách ly để sản xuất giống

1

1

Viện SHNN-ĐHNNI

10

Quy trình thanh lọc, vệ sinh đồng ruộng

1

1

Viện SHNN-ĐHNNI

11

Bảo quản củ giống in vitro

1

1

Viện SHNN-ĐHNNI

12

Bảo quản củ giống gốc (mini)

1

1

Viện SHNN-ĐHNNI

1

1

13

Bảo quản củ giống nguyên chủng trong điều kiện
tự nhiên

Viện SHNN-ĐHNNI

20


TT

14

Tªn quy tr×nh
B¶o qu¶n cñ gièng nguyªn chñng trong ®iÒu kiÖn
nhiÖt ®é thÊp

Theo hîp ®ång

§· thùc hiÖn

N¬i thùc hiÖn

1

1

ViÖn SHNN-§HNNI

15

ChÈn ®o¸n bÖnh virus b»ng direct ELISA

1

1

ViÖn SHN§ TPHCM

16

ChÈn ®o¸n bÖnh virus b»ng in-direct ELISA

1

1

ViÖn SHN§ TPHCM

17

ChÈn ®o¸n bÖnh virus b»ng PCR

1

1

ViÖn SHN§ TPHCM

18

ChÈn ®o¸n bÖnh nÊm b»ng PCR

1

1

ViÖn SHN§ TPHCM

19

ChÈn ®o¸n bÖnh khuÈn b»ng PCR

1

1

ViÖn SHN§ TPHCM

20

Tæng céng

19

19

21


3.3. Trình bày cụ thể các quy trình:
3.3.1. Quy trình nhân nhanh in vitro với quang chu kỳ gián đoạn
3.3.1.1. Cơ sở khoa học và thực tiễn:
- Hệ số sử dụng năng lợng ánh sáng của cây rất thấp. Nguyên nhân là do bộ máy quang
hợp của thực vật diễn ra gồm 2 pha: Pha sáng (sử dụng ánh sáng) diễn ra trong khoảng
phần nghìn giây, Pha tối (không cần ánh sáng) diễn ra trong khoảng vài giây đến vài phút.
Hai pha này diễn ra liên tiếp xen kẽ nhau trong suốt quá trình quang hợp
- Trong nuôi cấy mô năng lợng ánh sáng đợc cung cấp bởi ánh sáng nhân tạo của đèn
huỳnh quang rất tốn kém, năng lợng dùng cho chiếu sáng cây in vitro chiếm tỷ lệ lớn
trong giá thành cây (khoảng 30 50%)
- Dùng đèn huỳnh quang để chiếu sáng cho cây sinh trởng phát triển, đồng thời cũng toả

ra một lợng nhiệt đáng kể ra phòng nuôi, dẫn đến tiêu tốn năng lợng điện để làm mát
(điều hoà nhiệt độ). Việc thay thế bằng ánh sáng gián đoạn có thể làm giảm năng lợng
làm mát phòng nuôi.
3.3.1.2. Yêu cầu:
Xác định đợc điều kiện ánh sáng gián đoạn tối u cho cây sinh trởng phát triển
Xác định đợc hiệu quả kinh tế của việc ứng dụng ánh sáng gián đoạn trong nhân nhanh
cây khoai tây in vitro
3.3.1.3. Kết quả đạt đợc trong quá trình xây dựng qui trình
+ Hoàn toàn có thể sử dụng ánh sáng quang gián đoạn cho nhân nhanh cây khoai tây in
vitro
+ ánh sáng gián đoạn tối u cho cây khoai tây là 80ms sáng/20ms tối, ở mật độ photon
110 mol m-2s-1
+ Sử dụng ánh sáng gián đoạn làm giảm năng lợng so với chiếu sáng liên tục 35% và giá
thành cây giống in vitro giảm 15%
3.3.1.4. Các bớc tiến hành:
Bớc 1: Chuẩn bị

22


-

Thiết bị tạo ánh sáng gián đoạn

-

các dụng cụ phục vụ cho nuôi cấy cây khoai tây

Bớc 2: Kỹ thuật nhân nhanh:
- Cắt cây thành những đoạn có từ 1- 2 lá ( riêng phần ngọn cắt những đoạn có từ 2 - 3 lá).

Cấy từ 5 - 7 đoạn/bình môi trờng lỏng chứa từ 7-10ml môi trờng MS + 10% nớc dừa
(chú ý cấy đoạn thân riêng, ngọn riêng). Trên môi trờng đặc cấy từ 7-10 đoạn/ bình
(khoảng từ 25 30 ml môi trờng). Sau 12 - 20 ngày cấy chuyển 1 lần.
- Chú ý: Nếu cây mảnh, lá ở dạng kim thì cấy chuyển sang môi trờng đặc không có chất
điều tiết sinh trởng, hoặc môi trờng lỏng có chất điều tiết sinh trởng khác.
- Điều kiện của phòng nuôi cấy: Nhiệt độ phòng nuôi 22 - 25oC, ánh sáng gián đoạn tối
u cho cây khoai tây là 80ms sáng/20ms tối, ở mật độ photon 110 mol m-2s-1
- Môi trờng sử dụng cho nhân nhanh
(có thể sử dụng 1 trong các môi trờng dới đây)
MS + 2% Đờng + 10% Nớc Dừa
MS + 2% Đờng + 10% Nớc Dừa + 6 - 6.5g agar (tuỳ loại agar)
Hoặc MS

23