Luận án Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật sản xuất khoai tây chế biến chip tại huyện Yên phong, tỉnh Bắc Ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ----------------***--------------- NGUYỄN VĂN HỒNG NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT SẢN XUẤT KHOAI TÂY CHẾ BIẾN CHIP TẠI HUYỆN YÊN PHONG, TỈNH BẮC NINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Trồng trọt Mã số: 62.62.01.01 Người hướng dẫn khoa học: 1 GS.TS. Nguyễn Quang Thạch 2 PGS.TS. Nguyễn Thị Lý Anh Hà Nội - 2012 i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả, số liệu nêu trong luận án là trung thực và chưa từng ñược sử dụng ñể bảo vệ bất cứ một luận án nào khác. Các tài liệu trích dẫn ñược chỉ rõ nguồn gốc và mọi sự giúp ñỡ ñã ñược cảm ơn. Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả luận án Nguyễn Văn Hồng ii LỜI CẢM ƠN ðể hoàn thành bản luận án này, trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến GS. TS. Nguyễn Quang Thạch và PGS. TS. Nguyễn Thị Lý Anh- Viện Sinh học Nông nghiệp- Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, là những người thầy ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ, tạo những ñiều kiện thuận lợi nhất cho quá trình nghiên cứu và hoàn hiện luận án. Thầy cô ñã ân cần chỉ bảo và thực sự là những người ñã dẫn dắt tôi trên bước ñường sự nghiệp khoa học của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Bộ môn Sinh lý thực vật, Khoa Nông học và Viện ðào tạo Sau ðại học- Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, ñã quan tâm, giúp ñỡ, ñộng viên tôi trong suốt quá trình thực hiện ñề tài và hoàn thành luận án. Tôi cũng xin cảm ơn tập thể cán bộ và nhân viên của Viện Sinh học Nông nghiệp- Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tận tình giúp ñỡ, phối hợp triển khai thực hiện ñề tài. Xin cảm ơn Dr Eun Sang Lee, Công ty ORION ñã cung cấp nguồn vật liệu và nhiều tài liệu chuyên môn quý báu, góp phần quan trọng trong việc thực hiện ñề tài và viết luận án. Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn Sở Nông nghiệp và PTNT tỉnh Bắc Ninh, Huyện ủy, UBND huyện Yên Phong, Phòng Nông nghiệp và PTNT, Trạm Khuyến nông huyện Yên Phong, Ban quản lý HTX Nguyệt Cầu - xã Tam Giang ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi, chia sẻ mọi khó khăn và tận tình giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện ñề tài. Cuối cùng, tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn tới những người thân trong gia ñình và bạn bè. Những người ñã luôn ñộng viên, quan tâm và tạo mọi ñiều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình học tập và công tác. Hà Nội, ngàytháng.năm Tác giả luận án Nguyễn Văn Hồng iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ðOAN............................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN.................................................................................................................ii MỤC LỤC......................................................................................................................iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT.......................................vi DANH MỤC CÁC BẢNG..........................................................................................vii DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................xi MỞ ðẦU.........................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của ñề tài.......................................................................... 1 2. Mục ñích và yêu cầu của ñề tài ............................................................... 3 2.1. Mục ñích của ñề tài.......................................................................... 3 2.2. Yêu cầu của ñề tài............................................................................ 3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài................................................. 4 3.1. Ý nghĩa khoa học............................................................................. 4 3.2. Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................. 4 4. ðóng góp mới của ñề tài......................................................................... 4 5. Phạm vi nghiên cứu của ñề tài ................................................................ 5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU.......................................................................6 1.1. Giới thiệu chung về cây khoai tây........................................................ 6 1.1.1. Giới thiệu chung và giá trị sử dụng của cây khoai tây.................. 6 1.1.2. Nguồn gốc và lịch sử phát triển ................................................... 7 1.1.3. Phân loại cây khoai tây ................................................................. 8 1.1.4. Tình hình sản xuất, tiêu thụ khoai tây và khoai tây chế biến trên thế giới và ở Việt Nam .......................................................... 8 1.2. Các nghiên cứu cơ sở sinh lý của sự hình thành năng suất của khoai tây . 12 1.2.1. Giống và quang hợp.................................................................... 13 1.2.2. Chỉ số diện tích lá, thể năng quang hợp, cấu trúc bộ lá và năng suất quang hợp............................................................................ 13 1.2.3. Mối tương tác giữa nguồn và sức chứa ....................................... 15 1.2.4. Sự ñiều chỉnh của hoocmon và tích lũy sản phẩm quang hợp ..... 17 iv 1.2.5. ðộ dẫn khí khổng, hàm lượng diệp luc và quang hợp ................. 18 1.2.6 . Nhân tố môi trường và quang hợp.............................................. 18 1.3. Cây khoai tây chế biến....................................................................... 20 1.3.1. Lịch sử phát triển của khoai tây chế biến .................................... 20 1.3.2. Các dạng sản phẩm chế biến của khoai tây ................................. 21 1.3.3. Các nghiên cứu kỹ thuật trồng khoai tây chế biến chip .................. 23 CHƯƠNG 2. ðỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......40 2.1. ðối tượng nghiên cứu ........................................................................ 40 2.1.1. Giống thí nghiệm........................................................................ 40 2.1.2. ðất thí nghiệm ............................................................................ 40 2.2. ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu ...................................................... 41 2.3. Nội dung nghiên cứu ......................................................................... 41 2.4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................... 41 2.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm.................................................... 41 2.4.2. Phương pháp so sánh .................................................................. 47 2.4.3. Các biện pháp kỹ thuật áp dụng trong thí nghiệm ñồng ruộng .... 48 2.4.4. Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp xác ñịnh........................... 49 2.4.5. Phương pháp xử lý số liệu .......................................................... 52 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................53 3.1. Khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất, chất lượng chế biến chip của các giống khoai tây khảo sát ............................................... 53 3.1.1. ðánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất của các giống khoai tây khảo sát ............................................................. 53 3.1.2. ðánh giá tiêu chuẩn và chất lượng củ cho chế biến chip của các giống khoai tây khảo sát ....................................................... 61 3.2. Xác ñịnh thời gian ngủ nghỉ tán xạ và thời gian bảo quản mát (140C) ảnh hưởng ñến tiêu chuẩn củ, chất lượng chế biến chip của các giống khoai tây khảo sát ............................................................. 70 3.2.1. Xác ñịnh thời gian ngủ nghỉ của các giống khoai tây khảo sát .... 70 3.2.2. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản mát (14oC) ñến chất lượng chế biến và kết quả chế biến của các giống khoai tây khảo sát.... 74 v 3.3. Xây dựng các biện pháp kỹ thuật trồng khoai tây chế biến chip giống Atlantic................................................................................... 79 3.3.1. Ảnh hưởng của thời vụ trồng ñến sinh trưởng, phát triển, năng suất, chất lượng chế biến chip của khoai tây Atlantic.................. 79 3.3.2. Ảnh hưởng của phân hữu cơ ñến sinh trưởng, phát triển, năng suất, chất lượng chế biến chip của khoai tây Atlantic.................. 84 3.3.3. Ảnh hưởng của phương pháp bón phân ñến sinh trưởng, phát triển, năng suất, chất lượng chế biến chip của khoai tây Atlantic....................................................................................... 89 3.3.4. Ảnh hưởng của lượng phân ñạm (ure) ñến năng suất, chất lượng chế biến chip của khoai tây Atlantic ................................. 90 3.3.5. Ảnh hưởng của mật ñộ trồng ñến sinh trưởng, phát triển, năng suất, chất lượng chế biến chip của giống khoai tây Atlantic........ 95 3.3.6. Ảnh hưởng của biện pháp che phủ nilon ñến sinh trưởng, phát triển, năng suất, chất lượng chế biến chip của giống khoai tây Atlantic....................................................................................... 99 3.3.7. Ảnh hưởng của dạng phân ñạm và chế phẩm EMINA ñến năng suất và bệnh ghẻ củ trên giống Atlantic .................................... 104 3.3.8. Ảnh hưởng của các chế ñộ tưới nước ñến năng suất và chất lượng khoai tây chế biến giống Atlantic ................................... 106 3.3.9. Ảnh hưởng của thời gian sinh trưởng khác nhau ñến năng suất và chất lượng chế biến giống Atlantic....................................... 111 3.4. Xây dựng mô hình sản xuất khoai tây chế biến Atlantic................... 115 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ .......................................................................................120 Kết luận.................................................................................................. 120 ðề nghị................................................................................................... 121 CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ðẾN LUẬN ÁN..122 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................123 PHỤ LỤC....................................................................................................................140 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT CC: Chiều cao CT: Công thức CV %: Hệ số biến ñộng ð/C: ðối chứng FAO: Tổ chức Nông lương thế giơi (Food and Agriculture Organization) LAI: Chỉ số diện tích lá (Leaf area index) LSD 0,05: Sai khác có ý nghĩa ở mức α = 0,05 NBQ: Ngày bảo quản NN&PTNT: Nông nghiệp và phát triển nông thôn NSLT: Năng suất lý thuyết NSTT: Năng suất thực thu SL: Số lá TB: Trung bình TGST: Thời gian sinh trưởng KLT: Khối lượng tươi ðK: ðường kính USDA: Bộ Nông nghiệp Mỹ (United States Department of Agriculture) vii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1. Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới 2011 .......................... 9 Bảng 1.2. Tình hình sản xuất khoai tây ở Việt Nam từ năm 1992-2010.... 11 Bảng 3.1. Tỷ lệ mọc và thời gian sinh trưởng của các giống khoai tây khảo sát ở vụ ðông 2009-2010 ................................................. 53 Bảng 3.2. Tình hình bệnh hại trên các giống khoai tây khảo sát ở vụ ñông xuân 2009- 2010 .............................................................. 59 Bảng 3.3. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống khoai tây khảo sát ở 2 năm 2008 -2009..................................... 60 Bảng 3.4. Tỷ lệ khoai ñạt tiêu chuẩn chế biến chip về ñường kính củ của các giống khoai tây khảo sát............................................... 62 Bảng 3.5. ðánh giá tiêu chuẩn hình thái củ dùng chế biến chip của các giống khảo sát........................................................................... 63 Bảng 3.6. Tiêu chuẩn chất lượng hóa sinh chế biến chip của các giống khoai tây khảo sát ở 2 năm 2008 - 2009.................................... 65 Bảng 3.7. Màu sắc lát cắt củ ở trước và sau khi rán của các giống khoai tây khảo sát ..................................................................... 66 Bảng 3.8. Thời gian ngủ nghỉ và tỷ lệ xuất hiện mầm của các giống khoai tây khảo sát trong ñiều kiện bảo quản tán xạ ................... 71 Bảng 3.9. Sự hao hụt khối lượng củ của các giống khoai tây khảo sát trong ñiều kiện bảo quản tán xạ ................................................ 72 Bảng 3.10. Sự hao hụt số lượng củ của các giống khoai tây khảo sát trong ñiều kiện bảo quản tán xạ ................................................ 73 Bảng 3.11. ðộng thái biến ñổi hàm lượng ñường khử của các giống khảo sát trong quá trình bảo quản mát 14oC.............................. 75 viii Bảng 3.12. ðộng thái biến ñổi của hàm lượng tinh bột của các giống khoai tây khảo sát trong quá trình bảo quản mát 14oC .............. 75 Bảng 3.13. Ảnh hưởng của thời vụ trồng ñến tỷ lệ mọc và thời gian sinh trưởng của giống khoai tây Atlantic .................................. 79 Bảng 3.14. Ảnh hưởng của thời vụ tới sinh trưởng của giống khoai tây Atlantic..................................................................................... 80 Bảng 3.15. Ảnh hưởng của thời vụ tới các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất khoai tây Atlantic...................................................... 81 Bảng 3.16. Ảnh hưởng của thời vụ tới tiêu chuẩn hình thái củ dùng chế biến chip của giống khoai tây Atlantic...................................... 82 Bảng 3.17. Ảnh hưởng của thời vụ tới chất lượng hóa sinh chế biến chip của giống khoai tây Atlantic.............................................. 83 Bảng 3.18. Ảnh hưởng của phân hữu cơ tới sinh trưởng của cây khoai tây chế biến chip Atlantic ......................................................... 84 Bảng 3.19. Ảnh hưởng của phân hữu cơ tới các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất khoai tây chế biến chip Atlantic .................... 85 Bảng 3.20. Ảnh hưởng của phân hữu cơ tới tiêu chuẩn hình thái củ dùng chế biến chip của giống khoai tây Atlantic....................... 86 Bảng 3.21. Ảnh hưởng của phân hữu cơ tới chất lượng hóa sinh chế biến chip của giống khoai tây Atlantic...................................... 87 Bảng 3.22. Ảnh hưởng của phương pháp bón phân ñến sinh trưởng, năng suất của khoai tây Atlantic ......................................................... 89 Bảng 3.23. Ảnh hưởng của lượng ñạm (ure) ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất khoai tây chế biến Atlantic ................... 91 Bảng 3.24. Ảnh hưởng của lượng ñạm (ure) ñến tiêu chuẩn hình thái củ dùng chế biến chip của giống khoai tây Atlantic....................... 92 ix Bảng 3.25. Ảnh hưởng của phân ñạm (ure) tới chất lượng hóa sinh chế biến chip của giống khoai tây Atlantic...................................... 93 Bảng 3.26. Ảnh hưởng của mật ñộ trồng tới sinh trưởng của khoai tây chế biến chip Atlantic ............................................................... 96 Bảng 3.27. Ảnh hưởng của mật ñộ trồng ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất khoai tây chế biến chip Atlantic .................... 96 Bảng 3.28. Ảnh hưởng của mật ñộ trồng ñến tiêu chuẩn hình thái củ dùng chế biến chip của giống khoai tây Atlantic....................... 97 Bảng 3.29. Ảnh hưởng của mật ñộ trồng ñến chất lượng hóa sinh chế biến chip của giống khoai tây Atlantic...................................... 97 Bảng 3.30. Ảnh hưởng của che phủ nilon ñến tỷ lệ mọc và thời gian mọc mầm của giống khoai tây Atlantic..................................... 99 Bảng 3.31. Ảnh hưởng của che phủ nilon tới sinh trưởng của giống khoai tây chế biến chip Atlantic.............................................. 100 Bảng 3.32. Ảnh hưởng của che phủ nilon tới các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất giống khoai tây Atlantic.............................. 101 Bảng 3.33. Ảnh hưởng của che phủ nilon tới tiêu chuẩn hình thái củ dùng chế biến chip của giống khoai tâyAtlantic...................... 102 Bảng 3.34. Ảnh hưởng của che phủ nilon tới chất lượng hóa sinh chế biến chip của giống khoai tây Atlantic.................................... 102 Bảng 3.35. Ảnh hưởng của dạng phân ñạm và chế phẩm EMINA ñến năng suất và bệnh ghẻ củ trên giống Atlantic.......................... 105 Bảng 3.36. Ảnh hưởng của các chế ñộ tưới nước ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất giống Atlantic ........................... 107 Bảng 3.37. Ảnh hưởng của các chế ñộ tưới nước ñến tiêu chuẩn hình thái củ dùng chế biến chip của giống khoai tây Atlantic ......... 108 x Bảng 3.38. Ảnh hưởng của các chế ñộ tưới nước ñến chất lượng hóa sinh chế biến chip của giống khoai tây Atlantic ...................... 109 Bảng 3.39. Ảnh hưởng của thời gian sinh trưởng tới yếu tố cấu thành năng suất và năng suất khoai tây chế biến chip Atlantic ......... 111 Bảng 3.40. Ảnh hưởng của thời gian sinh trưởng khác nhau tới tiêu chuẩn hình thái củ dùng chế biến chip của khoai tây Atlantic . 112 Bảng 3.41. Ảnh hưởng của thời gian sinh trưởng khác nhau tới chất lượng hóa sinh chế biến chip của khoai tây Atlantic ............... 113 Bảng 3.42. Tỷ lệ mọc và thời gian sinh trưởng của khoai tây chế biến Atlantic trong mô hình sản xuất.............................................. 116 Bảng 3.43. Một số chỉ tiêu sinh trưởng của khoai tây chế biến Atlantic trong mô hình sản xuất (tại thời ñiểm 60 ngày sau trồng) ....... 116 Bảng 3.44. Các yếu tố cấu thành năng suất của khoai tây Atlantic trong mô hình .................................................................................. 117 Bảng 3.45. Tiêu chuẩn chất lượng hình thái củ dùng chế biến chip của khoai tây Atlantic trong mô hình ............................................ 117 Bảng 3.46. Tiêu chuẩn chất lượng hóa sinh củ chế biến chip của khoai tây Atlantic trong mô hình ...................................................... 118 Bảng 3.47. So sánh hiệu quả kinh tế trên 1 ha khoai tây Atlantic giữa ñối chứng và mô hình ............................................................. 118 xi DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 3.1. ðộng thái tăng trưởng chiều cao cây của các giống khảo sát ...................................................................................... 55 Hình 3.2. ðộng thái tăng trưởng số lá của các giống khảo sát ................... 56 Hình 3.3. Chỉ số diện tích lá ở các thời ñiểm của các giống khoai khảo sát ...................................................................................... 58 Hình 3.4. Màu sắc lát cắt củ trước và sau khi rán của các giống khoai tây .................................................................................... 70 Hình 3.5. Màu sắc lát cắt củ khoai của một số giống ở thời ñiểm sau 30 ngày bảo quản ....................................................................... 77 Hình 3.6. Màu sắc lát cắt củ khoai của một số giống ở thời ñiểm sau 90 ngày bảo quản ....................................................................... 78 Hình 3.7. Ảnh hưởng của bón phân hữu cơ ñến màu sắc lát cắt của củ khoai tây Atlantic trước và sau khi rán ....................................... 88 Hình 3.8. Ảnh hưởng của bón ñạm ñến màu sắc lát cắt khoai tây trước và sau khi rán ............................................................................. 95 Hình 3.9. Ảnh hưởng của mật ñộ trồng ñến màu sắc lát cắt khoai tây trước và sau khi rán.................................................................... 99 Hình 3.10. Lát cắt khoai tây trước và sau khi rán của thí nghiệm che phủ nilon............................................................................ 104 Hình 3.11. Ảnh hưởng của các chế ñộ