BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM --- --- HOÀNG THỊ PHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ PHẨM EMINA ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG SUẤT KHOAI TÂY MAR
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
Trang 2BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
- -
HOÀNG THỊ PHƯƠNG
ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ PHẨM EMINA ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG SUẤT KHOAI TÂY
MARABELL TẠI QUẾ VÕ - BẮC NINH
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG
MÃ SỐ : 60.62.01.10
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
GS.TS HOÀNG MINH TẤN
HÀ NỘI, NĂM 2014
Trang 3LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc
Tác giả luận văn
Hoàng Thị Phương
Trang 4Tôi xin chân thành cảm ơn ủy ban nhân dân xã Bằng An - huyện Quế Võ - tỉnh Bắc Ninh, gia đình bà Nguyễn Thị Liệu thôn Chùa - Bằng An - Quế Võ - Bắc Ninh đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài này
Tôi cũng xin cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã luôn bên cạnh động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để tôi sớm hoàn thành luận văn
Luận văn khó tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp
Xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả luận văn
Hoàng Thị Phương
Trang 5
2.1.2 Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới và Việt Nam 6 2.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EMINA trên thế giới
2.2.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EMINA 17
Trang 63.5 Phương pháp tính toán và phân tích số liệu 29
4.1 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý EMINA đến sinh trưởng, phát triển và
4.1.1 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý chế phẩm EMINA đến tỷ lệ mọc mầm và thời gian sinh trưởng, phát triển của khoai tây 30 4.1.2 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý chế phẩm EMINA đến tăng trưởng
4.1.3 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý chế phẩm EMINA đến sự hình
4.1.4 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý chế phẩm EMINA đến diện tích lá
4.1.5 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý chế phẩm EMINA đến năng suất và
4.1.6 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý EMINA đến kích thước củ khoai
4.1.7 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý chế phẩm EMINA đến tỷ lệ sâu
4.1.8 Hiệu quả của nồng độ xử lý chế phẩm EMINA trong sản xuất
4.2 Ảnh hưởng của phương thức xử lý chế phẩm EMINA đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của khoai tây Marabell 44 4.2.1 Ảnh hưởng của phương thức xử lý chế phẩm EMINA đến tỷ lệ mọc mầm và thời gian sinh trưởng, phát triển của khoai tây 44 4.2.2 Ảnh hưởng của phương thức xử lý chế phẩm EMINA đến tăng
4.2.3 Ảnh hưởng của phương thức xử lý chế phẩm EMINA đến sự hình
4.2.4 Ảnh hưởng của phương thức xử lý chế phẩm EMINA đến diện tích lá và chỉ số diện tích lá của khoai tây 49
Trang 74.2.5 Ảnh hưởng của phương thức xử lý chế phẩm EMINA đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất khoai tây 50 4.2.6 Ảnh hưởng của phương pháp xử lý EMINA đến kích thước củ
4.2.7 Ảnh hưởng của phương thức xử lý chế phẩm EMINA đến tỷ lệ
4.2.8 Hiệu quả kinh tế của phương thức xử lý chế phẩm EMINA trong sản xuất khoai tâyMarabell tại Quế Võ - Bắc Ninh 54 4.3 Ảnh hưởng của số lần phun và thời điểm phun chế phẩm EMINA đến thời gian sinh trưởng, phát triển, năng suất của khoai tây Marabell 56 4.3.1 Ảnh hưởng của số lần phun và thời điểm phun chế phẩm EMINA đến tỷ lệ mọc mầm và thời gian sinh trưởng, phát triển của khoai tây 56 4.3.2 Ảnh hưởng của số lần phun và thời điểm phun chế phẩm EMINA
4.3.3 Ảnh hưởng của số lần phun và thời điểm phun chế phẩm EMINA đến sự hình thành thân và ra lá của khoai tây 60 4.3.4 Ảnh hưởng của số lần phun và thời điểm phun chế phẩm EMINA đến diện tích lá và chỉ số diện tích lá của khoai tây 61 4.3.5 Ảnh hưởng của số lần phun và thời điểm phun chế phẩm EMINA đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất khoai tây 63 4.3.6 Ảnh hưởng của số lần xử lý EMINA đến kích thước củ khoai tây
4.3.7 Ảnh hưởng của số lần phun và thời điểm phun chế phẩm EMINA
4.3.8 Hiệu quả kinh tế của số lần phun và thời điểm phun chế phẩm EMINA trong sản xuất khoai tây Marabell tại Quế Võ - Bắc Ninh 68
Trang 8DANH MỤC BẢNG
2.1 Diện tích trồng khoai tây tỉnh Bắc Ninh từ 2006 - 2012 12 4.1 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý chế phẩm EMINA đến tỷ lệ mọc 31 4.2 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý chế phẩm EMINA đến tăng trưởng
4.3 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý chế phẩm EMINA đến sự hình 35 4.4 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý chế phẩm EMINA đến diện tích lá 37 4.5 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý chế phẩm EMINA đến năng suất và 38 4.6 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý EMINA đến kích thước củ khoai tây 40 4.7 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý chế phẩm EMINA đến tỷ lệ sâu bệnh 41 4.8 Hiệu quả kinh tế của nồng độ xử lý EMINA trong sản xuất khoai tây
4.9 Ảnh hưởng của phương thức xử lý chế phẩm EMINA đến tỷ lệ 44 4.10 Ảnh hưởng của phương thức xử lý chế phẩm EMINA đến tăng 45 4.11 Ảnh hưởng của phương thức xử lý chế phẩm EMINA đến sự hình
4.12 Ảnh hưởng của phương thức xử lý chế phẩm EMINA đến diện 49 4.13 Ảnh hưởng của phương thức xử lý chế phẩm EMINA đến năng 50 4.14 Ảnh hưởng của phương pháp xử lý EMINA đến kích thước củ 52 4.15 Ảnh hưởng của phương thức xử lý chế phẩm EMINA đến tỷ lệ 53 4.16 Hiệu quả kinh tế của phương thức xử lý EMINA trong sản xuất 54 4.17 Ảnh hưởng của số lần phun và thời điểm phun chế phẩm EMINA 56 4.18 Ảnh hưởng của số lần phun và thời điểm phun chế phẩm EMINA 57 4.19 Ảnh hưởng của số lần phun và thời điểm phun chế phẩm EMINA 60 4.20 Ảnh hưởng của số lần phun và thời điểm phun chế phẩm 61 4.21 Ảnh hưởng của số lần phun và thời điểm phun chế phẩm EMINA 63
Trang 94.22 Ảnh hưởng của số lần xử lý EMINA đến kích thước củ khoai tây khi
4.23 Ảnh hưởng của số lần phun và thời điểm phun chế phẩm 66 4.24 Hiệu quả kinh tế của số lần phun và thời điểm phun EMINA trong sản xuất khoai tây Marabell tại Quế Võ - Bắc Ninh 68
Trang 10DANH MỤC HÌNH
4.1 Ảnh hưởng của nồng độ EMINA đến tăng trưởng chiều cao cây 33 4.2 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý chế phẩm EMINA đến diện tích lá 37 4.3 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý chế phẩm EMINA đến năng suất 39 4.4 Ảnh hưởng của phương thức xử lý chế phẩm EMINA đến tăng 46 4.5 Ảnh hưởng của phương thức xử lý chế phẩm EMINA đến diện 49 4.6 Ảnh hưởng của phương thức xử lý chế phẩm EMINA đến năng 51 4.7 Ảnh hưởng của số lần phun và thời điểm phun chế phẩm EMINA 59 4.8 Ảnh hưởng của số lần phun và thời điểm phun chế phẩm EMINA 62 4.9 Ảnh hưởng của số lần phun và thời điểm phun chế phẩm EMINA 64
Trang 121 MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Khoai tây (Solanum tuberosum L.) thuộc họ cà (Solanaceae), chi
Solanum, vừa là cây lương thực, cây thực phẩm vừa là thức ăn gia súc và là nguyên liệu cho công nghiệp chế biến Nó được thế giới đánh giá là loại cây trồng phổ biến thứ tư về mặt sản lượng tươi sau lúa mì, ngô và lúa nước
Hiện nay, khoai tây đang chiếm hơn một nửa sản lượng lương thực trên
toàn thế giới Trong đó chỉ hơn 2/3 là thức ăn trực tiếp của con người, còn lại là
thức ăn cho động vật và nguyên liệu sản xuất tinh bột
Trong củ khoai tây có chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng quan trọng như protein, đường, lipit, các loại vitamin A, B, PP, C và D Một củ khoai tây còn vỏ
có khối lượng trung bình 150 g cung cấp 27 mg vitamin C, 620 mg kali, 0,2 mg vitamin B6… Ngoài ra, nó còn chứa một lượng rất nhỏ thiamin, riboflavin, folate, niacin, kali, canxi, magie, photpho, sắt và kẽm (Tạ Thu Cúc và cs., 2001) Khoai tây được nhập vào Việt Nam năm 1890 và là một trong những cây
vụ đông quan trọng do nó mang lại hiệu quả kinh tế cao, ít công chăm sóc, dễ thích nghi với nhiều loại khí hậu, cho năng suất cao, chất lượng dinh dưỡng cao,
dễ tiêu thụ, thời gian sinh trưởng ngắn, dễ bố trí thời vụ và cơ cấu luân canh
Với điều kiện mùa đông lạnh như ở miền Bắc Việt Nam, cây khoai tây có
ưu thế hơn hẳn so với nhiều cây trồng khác và được coi là cây trồng lý tưởng và chủ yếu cho vụ đông ở đồng bằng sông Hồng
Năm 1980, Teruo Higa - trường Đại học Tổng hợp Ryukyus, Okinawa, Nhật Bản đã nghiên cứu và áp dụng vào thực tiễn chế phẩm sinh học EMINA (Effective Microorganisms of Institute of Agrobiology) hay còn gọi là EM (Effective Microorganisms) có nghĩa là quần thể vi sinh vật có ích với khoảng 80 loài vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí, được lựa chọn từ hơn 2000 loài
Ở Việt Nam, chế phẩm EMINA được du nhập và thử nghiệm từ năm 1994
- 1995 Đến nay Viện sinh học nông nghiệp - trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã phân lập thành công các vi sinh vật hữu hiệu và sản xuất ra các chế phẩm
vi sinh vật hữu hiệu gọi là EMINA
Trang 13Ở Việt Nam chế phẩm EMINA còn được bổ sung thêm các Bacillus spp
và Rhodobacteria (vi khuẩn quang dưỡng) được gọi là VEM
Theo Lê Khắc Quảng (2004), EMINA là tập hợp các vi sinh vật có ích bao gồm vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, vi khuẩn Bacillus, nấm men sống cộng sinh trong cùng môi trường, có thể sử dụng chúng như là một chất cấy nhằm tăng cường tính đa dạng vi sinh vật đất, bổ sung các vi sinh vật có ích vào môi trường
tự nhiên, giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường do các vi sinh vật có hại gây ra, từ đó
có thể cải thiện chất lượng làm tốt đất, chống bệnh do vi sinh vật gây ra và tăng cường hiệu quả của việc sử dụng chất hữu cơ cho cây trồng Tuy nhiên, vi sinh vật quang hợp là xương sống của EMINA và nó hỗ trợ hoạt động của các vi sinh vật khác Sử dụng chế phẩm EMINA trong sản xuất nông nghiệp sẽ giảm thiểu việc sử dụng phân bón hoá học, thuốc nông dược hóa học Đồng thời chế phẩm EMINA góp phần tăng năng suất cây trồng, tăng chất lượng nông sản
Phân bón và thuốc bảo vệ thực vật là một trong những điều kiện quan trọng để tạo nên năng suất, sản lượng cây trồng Tuy nhiên, việc lạm dụng sử dụng các loại phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật liên tục, quá ngưỡng cho phép sẽ nhanh chóng làm mất cân bằng các chất dinh dưỡng trong đất, làm cho đất bị chai hóa, ô nhiễm môi trường và tồn đọng hóa chất trong sản phẩm nông nghiệp và ảnh hưởng tới sức khỏe con người Để tiến đến nền nông nghiệp bền vững, các nhà khoa học khuyến cáo người nông dân hướng đến sử dụng các loại phân bón hữu cơ áp dụng công nghệ vi sinh vật hữu hiệu EMINA Tuy nhiên, đến nay việc nghiên cứu và áp dụng chế phẩm này trên cây trồng nói chung và cây khoai tây nói riêng còn nhiều hạn chế
Xuất phát từ những vấn đề trên, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Ảnh hưởng của chế phẩm EMINA đến sinh trưởng, phát triển và năng suất khoai tây Marabell tại Quế Võ - Bắc Ninh”
Trang 141.2 Mục tiêu, yêu cầu nghiên cứu của đề tài
* Mục tiêu:
Trên cơ sở nghiên cứu ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu EMINA đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của khoai tây Marabell từ đó đề xuất biện pháp sử dụng chế phẩm này nhằm làm tăng năng suất và hiệu quả kinh
tế sản xuất khoai tây tại Quế Võ - Bắc Ninh
1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp các dẫn liệu khoa học mới về vai trò và hiệu quả của chế phẩm EMINA đến sinh trưởng, phát triển và năng suất khoai tây Marabell tại Quế Võ - Bắc Ninh
- Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể sử dụng làm căn
cứ khoa học để đề xuất được nồng độ, phương pháp, số lần xử lý và thời điểm xử
lý tối ưu của chế phẩm EMINA nhằm làm tăng năng suất và hiệu quả kinh tế của khoai tây Marabell tại Quế Võ - Bắc Ninh
1.4 Phạm vi, giới hạn nghiên cứu của đề tài
- Đề tài chỉ tiến hành nghiên cứu trên giống Marabell là giống đang trồng phổ biến tại địa phương
- Chỉ nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật EMINA do Viện sinh học nông nghiệp - trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội cung cấp
- Thời gian tiến hành thí nghiệm ngắn (vụ đông năm 2013) trên một phạm
vi nhỏ là huyện Quế Võ - tỉnh Bắc Ninh
Trang 152 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Đặc điểm cây khoai tây
2.1.1 Giới thiệu chung về cây khoai tây
2.1.1.1 Nguồn gốc
Khoai tây (Solanum tuberosum L.), thuộc họ cà Solanaceae với khoảng
2800 loài Nơi khởi thủy của cây khoai tây trồng ở quanh hồ Titicca thuộc dãy Andes, giáp ranh Peru và Bolivia cách đây khoảng 8000 năm trước Những di tích khảo cổ tìm thấy ở vùng này cho thấy cây khoai tây làm thức ăn cho người
đã có từ thời đại 500 năm trước công nguyên Những hóa thạch củ khoai tây khô
và những đồ vật hình dáng khoai tây có khá nhiều ở thế kỷ thứ II sau công nguyên Hiện nay, ở dãy núi Andes còn có rất nhiều loài khoai tây hoang dại, bán hoang dại, loài khoai tây trồng (Trương Văn Hộ, 2010)
Người Tây Ban Nha đã phát hiện ra cây khoai tây tại lưu vực sông Canca (Colombia), nơi thổ dân da đỏ cư trú vào năm 1538 Cây khoai tây được du nhập vào Tây Ban Nha năm 1570 Từ đó, khoai tây được truyền sang Italia, Đức (Lê Minh Đức và Nguyễn Hữu Vinh, 1977)
Vào cuối thế kỷ XVI, khoai tây được mang về trồng ở Mỹ Năm 1586, một nhà hàng hải đem khoai tây về trồng ở Anh Năm 1785, khoai tây được mang về trồng ở Pháp Từ đó khoai tây được đưa vào trồng ở các nước châu Âu khác (Đường Hồng Dật, 2004)
Đến thế kỷ XIX khoai tây trở thành một cây trồng quan trọng đối với châu Âu,
là nguồn lương thực có giá trị dinh dưỡng cao Do vậy, diện tích khoai tây trên thế giới ngày càng được phát triển, lan rộng Cây khoai tây được khẳng định vị thế và được coi trọng phát triển khi nạn đói xảy ra ở Ailen (1845 - 1846) (Milton H., 2001)
Năm 1972 trung tâm khoai tây quốc tế (CIP) được thành lập tại Lima - Peru, nơi thu thập và lưu giữ sự đa dạng di truyền của khoai tây, lai tạo giống và
hỗ trợ phát triển nghiên cứu giống và sản xuất khoai tây trên thế giới
Khoai tây được phát triển rộng lớn ở châu Âu và được du nhập sang các nước ở châu lục khác: Ấn Độ (1610), Trung Quốc (1700) (Đường Hồng Dật, 2004)
Trang 16Ngày nay khoai tây được trồng trên diện tích khoảng 19 triệu ha, từ cao nguyên Vân Nam (Trung Quốc) tới vùng trũng cận nhiệt đới Ấn Độ, từ khu vực cao nguyên gần xích đạo của Java cho tới tận Ukraina Năng suất khoai tây bình quân thế giới năm 2012 là 19 tấn/ha Trong đó năng suất khoai tây cao nhất là ở châu Đại Dương đạt 40 tấn/ha, châu Mỹ đạt 25,7 tấn/ha, châu Âu đạt 19,4 tấn/ha, châu Á đạt 18,2 tấn/ha, châu Phi đạt 14,8 tấn/ha (FAOSTAT, 2014)
Ở Việt Nam, khoai tây được đưa vào năm 1890 do những nhà truyền giáo người Pháp đem đến Trước năm 1970, khoai tây được trồng rải rác ở Sapa - Lào Cai,
Đồ Sơn - Hải Phòng, Trà Lĩnh - Cao Bằng, Đông Anh - Phúc Yên, Đà Lạt – Lâm Đồng Thời gian này, khoai tây được coi là loại rau cao cấp (Trương Văn Hộ, 2010) Giai đoạn 1970 - 1980, ở nước ta đã coi cây khoai tây là cây lương thực, diện tích trồng đạt tới 104,7 nghìn ha vào năm 1979 Sau đó, diện tích khoai tây giảm dần Nhu cầu sử dụng khoai tây ăn tươi ngày càng nhiều, mức tiêu dùng khoảng 481 nghìn tấn/năm Hiện nay, khoai tây còn được sử dụng cho công nghiệp chế biến Lượng khoai tây được dùng vào chế biến hàng năm khoảng trên 12.000 tấn, chủ yếu vẫn nhập nội Nhu cầu sử dụng khoai tây không những tăng về số lượng mà còn đòi hỏi chất lượng cao, phù hợp cho từng mục đích sử dụng (Đỗ Kim Chung, 2006)
2.1.1.2 Phân loại
Theo Hawkes (1978), cây khoai tây gồm 180 loài có khả năng cho củ, trong đó có khoảng 20 loại khoai tây thương phẩm Khoai tây thuộc nhóm cây
thân thảo, họ cà (Solanaceae), thuộc loài Solanum tuberosum L Có nhiều cách
phân loại khác nhau, nhưng cây khoai tây được phân loại theo số lượng nhiễm sắc thể như sau:
- Loại nhị bội thể (2n=24) gồm 4 loài là: S xajanhuiri, S gonicocalyx, S phureja, S setenotonum
- Loại tam bội thể (3n=36) gồm 2 loài là: S xchaucha, S xjureperukii
- Loại tứ bội thể (4n=48) phân bố rộng rãi nhất, chiếm 70%, gồm 2 loài
phụ là S tuberosum spp tuberosum và spp andigena
- Loại ngũ bội (5n=60) gồm S xcurtilobum
- Loại lục bội (6n=72) gồm S demissium
Trang 172.1.1.3 Thành phần và giá trị dinh dưỡng của khoai tây
Khoai tây vừa là cây lương thực, vừa là cây thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao Trong củ khoai tây có chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng quan trọng như chất khô (25%), trong đó có 80 - 85% tinh bột, 3% protein, có nhiều vitamin A, B1, B6, PP, D, nhiều nhất là vitamin C (20 - 200 mg), đường, lipit Một củ khoai tây còn vỏ có khối lượng trung bình 150 g, cung cấp 27 mg vitamin C, 620 mg kali, 0,2 mg vitamin B6…Ngoài ra, trong củ khoai tây còn chứa 1 lượng rất nhỏ thiamin, riboflavin, folate, niacin, kali, canxi, magie, photpho, sắt và kẽm (Tạ Thu Cúc và cs, 2001)
Củ khoai tây giàu dinh dưỡng, chứa nhiều cacbonhydrat Trong 100 g khoai tây tươi có chứa 19 g cacbonhydrat, 12 mg canxi, 1,8 g sắt, 23 mg magie,
421 mg kali, 2 g đạm, 75 g nước và các vitamin B1, B2, B3, chất xơ
Theo Beukema và Vander Zaag (1979) thì cứ 1 kg khoai tây tươi cho 840 calo Vì vậy, người ta cho rằng trong số các cây trồng vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới thì khoai tây là cây cho năng suất chất khô (hơn lúa mì 3,04 lần, lúa nước 1,33 lần, ngô 2,2 lần) và sinh lợi nhiều nhất
Còn trong 100 g khoai tây luộc cung cấp 5% protein, 3% năng lượng, 7 - 12
g sắt, 10% vitamin B6, 50% nhu cầu vitamin C/người (Tạ Thu Cúc và cs, 2001)
Bên cạnh làm lương thực, thực phẩm và thức ăn gia súc, khoai tây còn là nguồn nguyên liệu cho công nghiệp chế biến Tinh bột của khoai tây được sử dụng trong công nghiệp dệt, sợi, gỗ ép, giấy Đặc biệt, trong công nghiệp chế biến axit hữu cơ (lactic, citric), dung môi hữu cơ (etanol, butanol) Người ta ước tính 1 tấn củ khoai tây có hàm lượng tinh bột 17,6% chất tươi sẽ cho 112 lít rượu,
55 kg axit hữu cơ, và một số sản phẩm khác
2.1.2 Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới và Việt Nam
2.1.2.1 Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới
Do có giá trị về nhiều mặt nên cây khoai tây được trồng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới, từ 71o vĩ tuyến bắc đến 40o vĩ tuyến nam Tuy nhiên, do trình
độ sản xuất và trình độ thâm canh rất khác nhau giữa các nước trồng khoai tây nên năng suất rất chênh lệch Theo thống kê của FAO, năm 2000 thế giới có 140 nước trồng khoai tây, trong đó có 100 nước nhiệt đới, á nhiệt đới là những nước
Trang 18đang phát triển, đông dân, thiếu lương thực Đầu những năm 1960, diện tích trồng khoai tây trên thế giới là 22 triệu ha, đến đầu những năm 1990 diện tích khoai tây giảm còn 18 triệu ha Trong khi diện tích khoai tây ở các nước phát triển giảm thì diện tích trồng khoai tây ở các nước đang phát triển lại tăng Ở các nước châu Á tăng 10%, châu Phi tăng 3% Năng suất khoai tây ở các nước nhiệt đới, á nhiệt đới thấp nhưng những năm cuối thế kỷ XX hầu hết năng suất khoai tây ở các nước này đã được cải thiện làm cho năng suất khoai tây trên toàn cầu tăng từ 12 tấn/ha năm 1961 - 1963 lên 15 tấn/ha năm 1991 - 1993, năm 2012 là
19 tấn/ha Ở các nước khu vực châu Á và Thái Bình Dương, trong thế kỷ XX, cây khoai tây đã được phát triển toàn diện với tốc độ nhanh so với các vùng khác trên thế giới Ở Australia, sản lượng khoai tây đã tăng gấp đôi, do năng suất tăng
từ 14 tấn lên 29 tấn/ha Ở Nhật Bản, diện tích trồng khoai tây đã giảm từ 214.000
ha còn 111.000 ha, nhưng sản lượng vẫn ở mức ổn định với 3,6 triệu tấn/năm do năng suất tăng gần gấp đôi (tăng 80%) (Trương Văn Hộ, 2005)
Theo FAO (2014) tính đến năm 2000 năng suất của các châu lục trồng khoai tây đạt từ 10 - 31 tấn/ha, sản lượng khoai tây trên thế giới đạt khoảng 327 triệu tấn, chiếm 60 - 70% sản lượng lúa hoặc lúa mì và chiếm khoảng 50% tổng sản lượng cây có củ
Năm 2000, châu Á có số nước trồng khoai tây nhiều nhất so với các châu lục khác là 42 nước với tổng diện tích đạt gần 8 triệu ha, năng suất bình quân là 15,2 tấn, sản lượng là 121 triệu tấn, châu Âu có số nước trồng khoai tây nhiều thứ hai thế giới là 38 nước với tổng diện tích là 9,11 triệu ha (đứng thứ nhất thế giới), năng suất bình quân là 16,3 tấn/ha, sản lượng là 149 triệu tấn Châu Mỹ có số nước trồng khoai tây nhiều thứ ba thế giới là 37 nước với tổng diện tích là 1,69 triệu ha, năng suất bình quân là 24,9 tấn/ha, sản lượng là 42 triệu tấn Châu Phi có diện tích trồng khoai tây đạt 1,26 triệu ha, năng suất đạt 10,5 tấn/ha, sản lượng đạt 13 triệu tấn Châu Đại Dương là châu lục có diện tích khoai tây thấp nhất so với các châu lục khác: tổng diện tích trồng khoai tây là 0,054 triệu ha, sản lượng là 1,7 triệu tấn, tuy nhiên năng suất khoai tây ở đây cao nhất đạt 31,3 tấn/ha (FAOSTAT, 2014)
Trang 19Theo công bố của FAOSTAT (2014) cho thấy tình hình sản xuất khoai tây của thế giới từ năm 1990 đến nay đã có những bước tiến đáng kể Sản lượng khoai tây thế giới tăng từ 267 triệu tấn (năm 1990) lên 368 triệu tấn (năm 2013)
Diện tích trồng các năm tương đối ổn định khoảng 18 - 20 triệu ha
Hiện nay, việc tiêu thụ khoai tây trên thế giới đang có sự thay đổi Tiêu thụ khoai tây tươi đang có xu hướng giảm ở nhiều nước, đặc biệt là những nước phát triển Nhật Bản là nước nhập khẩu khoai tây lớn trên thế giới Những mặt hàng nước này tiêu thụ nhiều là khoai tây đông lạnh và các sản phẩm khoai tây chế biến khác
2.1.2.2 Tình hình sản xuất khoai tây tại Việt Nam
Khoai tây không phải là cây trồng bản địa nhưng đã được trồng ở Việt Nam từ hơn 100 năm nay do người Pháp đưa vào từ năm 1890, được trồng chủ yếu ở đồng bằng sông Hồng, là loại cây trồng có thời gian sinh trưởng ngắn, nhưng lại cho năng suất cao, sản phẩm dễ tiêu thụ (Đường Hồng Dật, 2004)
Diện tích sản xuất khoai tây tại Việt Nam đã đạt đỉnh điểm vào những năm 1979 - 1980, sau đó giảm dần Nhu cầu về khoai tây cũng như việc sản xuất loại cây này bắt đầu mạnh mẽ trở lại từ năm 1998 Hiện nay khoai tây được trồng rộng rãi ở hầu hết các tỉnh trong cả nước, đặc biệt là các tỉnh vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng (chiếm gần 70%), Đà Lạt (Lâm Đồng)
Với hệ thống canh tác tiên tiến, trong những năm gần đây thì khoai tây là cây vụ đông quan trọng trong công thức luân canh: lúa xuân - lúa mùa - khoai tây của các tỉnh vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng và miền núi phía Bắc Mặt khác, cây khoai tây có khả năng thích nghi với nhiều loại đất khác nhau, do đó có khả năng mở rộng diện tích trồng ở Việt Nam (Hồ Hữu An và Đinh Thế Lộc, 2005)
Vào đầu thập kỷ 70, với sự áp dụng rộng rãi về giống lúa mới có năng suất cao, thời gian sinh trưởng ngắn hơn so với các giống lúa truyền thống, nông dân vùng đồng bằng sông Hồng có điều kiện trồng thêm vụ đông sau khi thu hoạch lúa xuân và lúa mùa trong cùng 1 năm (Trương Văn Hộ, 2005) Giai đoạn 1971 -
1979, cây khoai tây được coi là cây lương thực, diện tích khoai tây tăng nhanh từ vài nghìn ha quanh các thành phố lớn Đến năm 1979, diện tích cao nhất đã đạt 104.600 ha, tuy nhiên, năng suất khoai tây bình quân còn ở mức độ thấp khoảng
Trang 206,5 tấn/ha Trong những năm 1977 - 1985, năng suất khoai tây đạt thấp nhất, chỉ
từ 6,5 - 9,2 tấn/ha Giống Ackersegen (Thường Tín) vẫn là giống khoai tây được trồng phổ biến ở nước ta thời kỳ này (Đỗ Kim Chung, 2006)
Giai đoạn 1980 - 2000, cây khoai tây không chỉ là cây trồng quan trọng trong cơ cấu luân canh vụ đông, mà còn được coi là cây thực phẩm có giá trị kinh
tế cao Tuy nhiên, năm 1985 diện tích khoai tây giảm mạnh, chỉ còn 23.560 ha Diện tích khoai tây giảm phần chính là do lượng củ giống không đủ, giống không đảm bảo chất lượng, điều kiện bảo quản giống kém làm giống bị thoái hóa, chi phí giống quá cao, sâu bệnh nhiều, thị trường tiêu thụ giảm… trong khi đầu tư sản xuất khoai tây lại cao, đặc biệt là chi phí giống và phân bón dẫn đến hiệu quả sản xuất thấp (Nguyễn Quang Thạch và cs, 2004) Một phần khác là do đã có thêm một số cây trồng tham gia vào cơ cấu vụ đông như ngô, đậu tương Đến năm 1990 diện tích khoai tây lại tăng lên gần 36.700 ha Thời kỳ này, số lượng giống khoai tây tăng và đa dạng, nhiều giống khoai tây mới được nhập từ Hà Lan, Pháp, Đức, Trung Quốc và CIP Đặc biệt, lần đầu tiên Việt Nam đã trồng được hai giống khoai tây bằng hạt lai là Hồng Hà 2 và Hồng Hà 7
Năng suất khoai tây thời kỳ này cũng tăng lên nhanh chóng, đạt 8,0 tấn/ha năm 1985 lên 11,2 tấn/ha năm 2000, sản lượng khoai tây tăng từ 188.600 tấn lên
315.950 tấn/năm (Đỗ Kim Chung, 2006)
Giai đoạn từ năm 2000 đến nay, diện tích khoai tây tăng dần và giữ ở mức 28.000 - 40.000 ha Thời kỳ đầu, nguồn giống chủ yếu được nhập từ Trung Quốc, chất lượng giống kém, sâu bệnh nhiều, nên năng suất thấp Do giống nhập không chủ động được nên diện tích và thời vụ trồng bấp bênh Vấn đề khó khăn nhất của Việt Nam khi phát triển diện tích cây khoai tây lên 50.000 ha vào năm 2010 cần khoảng 39.490 tấn giống Hiện nay, giống khoai tây sản xuất ở trong nước mới chỉ đáp ứng được vào khoảng 20 - 25% nhu cầu, tương đương 8.000 - 10.000 tấn số còn lại phải nhập khẩu
Các giống khoai tây nhập từ châu Âu được nông dân chấp nhận là các giống đã được xác nhận như: Marabell, Solara, Mariella (Đức), Diamant (Hà Lan), Atlantic (Mỹ), VT2 (Trung Quốc)… các giống cải tiến như KT2, KT3,
Trang 21Thường Tín Nguồn giống khoai tây KT2, KT3 mà người nông dân sử dụng hầu hết là do tự sản xuất và duy trì từ vụ này sang vụ khác Giống khoai tây nhập khẩu hàng năm từ Đức (Marabell, Solara) được trồng nhân giống có giá thành cao, thời gian nhập về Việt Nam qua đường thủy dài nên một số năm khoai tây xuân bị bệnh mốc sương Các giống khoai từ Trung Quốc nhập hàng năm có chất lượng giống thấp và dễ nhiễm sâu bệnh do chủ yếu nhập khoai thịt để làm giống,
ít qua kiểm dịch (Nguyễn Quang Thạch và cs, 2004)
Cùng với việc phát triển khoa học công nghệ hiện nay và những nhược điểm của việc nhập khẩu giống, yêu cầu đặt ra là phải tăng cường biện pháp sử dụng công nghệ sinh học để xây dựng hệ thống nhân giống, tổ chức được một hệ thống sản xuất, bảo quản khoai tây giống chất lượng cao, cung cấp tại chỗ cho vùng đồng bằng sông Hồng là hết sức cần thiết (Vũ Tuyên Hoàng và cs, 1998)
Từ năm 2003, được sự giúp đỡ của tổ chức hợp tác kỹ thuật cộng hoà liên bang Đức, thông qua dự án “thúc đẩy sản xuất khoai tây tại Việt Nam”, nhiều giống khoai có chất lượng tốt, năng suất cao được khảo nghiệm và sản xuất tại Việt Nam Đặc biệt là sau khi áp dụng thành công phương pháp nhân nhanh giống khoai tây bằng sử dụng kỹ thuật nuôi cấy mô của Viện sinh học Nông nghiệp - trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, quy trình sản xuất giống và bảo quản giống khoai tây trong kho lạnh của hệ thống nhân giống đã được hoàn thiện Chúng ta đã từng bước chủ động được giống trong sản xuất, đã sản xuất được nhiều giống khoai tây chịu thâm canh, từ đó làm tăng năng suất khoai tây tăng đáng kể (Nguyễn Quang Thạch và cs 2004 )
Hiện nay, cây khoai tây vẫn là một trong những loại cây trồng chủ yếu trong
vụ đông ở đồng bằng sông Hồng và đang được coi là một trong những loại thực phẩm sạch, là loại hàng hoá được lưu thông rộng rãi Nhu cầu sử dụng khoai tây ngày càng lớn và đa dạng, thêm vào đó là công nghệ chế biến phát triển, nhiều nhà máy chế biến khoai tây ra đời như An Lạc, Orion, Li Way Way, Pepsico đòi hỏi sản lượng khoai tây phải đủ lớn, chất lượng cao và ổn định Để đáp ứng được yêu cầu của thị trường trong giai đoạn mới, sản xuất khoai tây phải mang tính hàng hoá cao Vì vậy, ngoài việc phải mở rộng diện tích, tăng năng suất, sản
Trang 22lượng khoai tây, quy vùng sản xuất tập trung, cũng phải tăng cường áp dụng các biện pháp canh tác tiên tiến, quản lý đồng ruộng, sử dụng chế phẩm sinh học, theo hướng hạn chế sử dụng phân vô cơ và thuốc bảo vệ thực vật để vừa đảm bảo được năng suất của củ giống, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, lại hạn chế quá trình thoái hoá của khoai tây giống
Từ năm 1991 - 1997, Nguyễn Quang Thạch, Hoàng Minh Tấn, Nguyễn Thị Kim Thanh đã có hàng loạt những công bố kết quả nghiên cứu nhằm hoàn chỉnh quy trình sản xuất khoai tây giống có kích thước nhỏ sạch bệnh, tiến tới hoàn chỉnh
hệ thống sản xuất giống khoai tây sạch bệnh có chất lượng cao ở Việt Nam
Năm 2004, Viện Sinh học Nông nghiệp - Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã tiến hành xây dựng và đưa ra một hệ thống sản xuất giống khoai tây hoàn toàn sạch bệnh (Nguyễn Quang Thạch và cs, 2004)
Việc sử dụng phân bón vi sinh vật đa chủng bón cho khoai tây có tác dụng hạn chế bệnh héo xanh vi khuẩn đối với khoai tây ở miền Bắc Nhiều tổ hợp vi sinh vật có tác dụng tốt đến sinh trưởng, phát triển, khả năng tích lũy sinh khối và năng suất khoai tây, làm giảm đáng kể tỷ lệ chết của khoai tây, hạn chế thiệt hại
do vi khuẩn hoặc nấm bệnh vùng rễ gây ra cho cây khoai tây tới 40 - 66%, tăng khả năng tích luỹ sinh khối tới 16,8 - 39,7% Sử dụng phân bón có vi sinh vật cố định nitơ có tác dụng tiết kiệm 10 - 20% phân bón vụ Một số nghiên cứu cũng cho thấy bón phân có vi sinh vật cố định nitơ lượng bón chỉ cần bằng 1/10 so với bón phân chuồng, năng suất khoai tây đó tăng 16,67% đối với giống Mariella và 19,27% với giống VT2 (Phạm Văn Toản, 2005)
Những năm gần đây, tỉnh Bắc Ninh cũng đưa cây khoai tây vào cơ cấu cây trồng vụ đông đem lại giá trị kinh tế cao Bộ giống của tỉnh Bắc Ninh cũng rất đa dạng, bao gồm các giống khoai siêu nguyên chủng và nguyên chủng nhập từ Đức được trồng để nhân giống ở vụ xuân như Marabell, Solara; các giống khoai Atlantic, Diamant, Sinora được nhập hàng năm, giống KT2, KT3 được nông dân thu hoạch từ vụ trước; ngoài ra còn có các giống khoai tây nhập từ Trung Quốc Đồng thời tỉnh cũng có chủ trương, chính sách hỗ trợ người trồng khoai nhằm khuyến khích mở rộng diện tích trồng khoai tây trên toàn tỉnh Do đó, trong 5 năm gần đây diện tích trồng khoai tây của tỉnh Bắc Ninh tăng đáng kể
Trang 23Bảng 2.1: Diện tích trồng khoai tây tỉnh Bắc Ninh từ 2006 - 2012
(Nguồn: Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn tỉnh Bắc Ninh, 2014)
2.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EMINA trên thế giới và Việt Nam
2.2.1 Giới thiệu chung về chế phẩm EMINA
2.2.1.1 Chế phẩm EMINA là gì
Chế phẩm EMINA là tên viết tắt của Effective Microorganisms of Institute of Agrobiology, là chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu do Viện Sinh học nông nghiệp - trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội sản xuất và cung cấp Chế phẩm EMINA là tập hợp của các loài vi sinh vật có ích Đó là vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, vi khuẩn Bacillus, nấm men Đây là những vi khuẩn chuyên sống cộng sinh trong cùng môi trường, giúp tăng cường đa dạng vi sinh vật đất, bổ sung các vi sinh vật có ích vào môi trường tự nhiên, giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường do các vi sinh vật có hại gây ra
Theo Lê Khắc Quảng (2004), những vi khuẩn trong EMINA có khả năng sản sinh ra những hợp chất như tocopherol, lycopence, ubipuinone, saponin và những chất chống oxy hóa mạnh (flavonoids) như quercetin, quercetin-3-O-glucopyranoside và quercetin-3-O-rhamnopyranoside EMINA có khả năng tái sinh đất hiệu quả giúp tái thiết lại sự cân bằng sinh thái trong đất và chống lại sự hao mòn cây trồng Nếu các vi sinh vật được đưa vào cùng tồn tại song song và
có mật độ đủ cao sẽ làm tơi xốp đất và sẽ hoạt động như những nhóm liên hợp, nhờ đó giữ được sự ảnh hưởng tốt về sau
Việc sử dụng hoá chất tràn lan trong sản xuất nông nghiệp đã làm cho đất ngày càng bị thoái hoá, phá huỷ các vi sinh vật chống oxi hoá trong đất, dẫn đến cây sẽ không nhận được chất dinh dưỡng từ sự tương tác của các vi sinh vật trong đất Nếu đất chết sẽ không có sự tạo thành và chuyển hoá dinh dưỡng vào cây, vì vậy cây trồng sẽ bị tổn thương, đồng thời làm giảm lượng chất chống oxi hoá trong cây Khi EMINA có mặt trong đất, cây trồng sẽ được cung cấp chất dinh
Trang 24dưỡng và chất chống oxi hoá thông qua rễ và vấn đề nghèo chất dinh dưỡng sẽ giảm EMINA sẽ bổ sung những chất dinh dưỡng như: các khoáng vô cơ, các amino acid, cacbonhydrat, các vitamin, các chất hoạt tính sinh học khác vào cây trồng một cách trực tiếp hoặc gián tiếp Sự hoạt động nhịp nhàng của các vi sinh vật trong EMINA ngăn chặn tình trạng bệnh của cây, do đó giảm đến mức tối thiểu sự phá huỷ của thuốc trừ sâu và thuốc diệt nấm
Chế phẩm sinh học EMINA là dung dịch có màu nâu vàng, vị chua có mùi thơm dịu, pH<4 Từ chế phẩm gốc ban đầu, người ta có thể tạo ra các dẫn xuất EMINA thứ cấp, EMINA thảo dược, EMINA dinh dưỡng, EMINA Bokashi B, EMINA Bokashi C EMINA thảo dược có tác dụng xua đuổi các loài côn trùng gây hại cho cây, EMINA dinh dưỡng khi được phun trực tiếp lên lá còn có tác dụng tăng cường dinh dưỡng cho cây trồng, EMINA Bokashi B và C có tác dụng trong chăn nuôi và xử lý môi trường
Chế phẩm EMINA do Teruo Higa - trường Đại học Tổng hợp Ryukyus, Okinawa, Nhật Bản sáng tạo và áp dụng thực tiễn vào đầu năm 1980 Trong chế phẩm này có khoảng 80 loài vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí thuộc các nhóm: vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, vi khuẩn Bacillus, nấm men 80 loài vi sinh vật này được lựa chọn từ hơn 2000 loài, được sử dụng phổ biến trong công nghiệp thực phẩm và công nghệ lên men
2.2.1.2 Các vi sinh vật có trong chế phẩm EMINA
EM là tập hợp vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí cùng tồn tại trong mối quan
hệ hỗ trợ và giúp cải thiện môi trường sống của chúng
Theo Viện Sinh học Nông nghiệp (2012) thì hiệu quả có được từ chế phẩm EMINA là do hệ vi sinh vật hữu hiệu bao gồm các nhóm vi sinh vật chính:
Vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, vi khuẩn Bacillus, nấm men Đây là các chủng vi sinh vật được phân lập tại Việt Nam, được phối trộn chung lại thành chế phẩm, không độc hại với người và vật nuôi cũng như với môi trường Mỗi loại vi sinh vật trong chế phẩm có chức năng riêng Tuy nhiên, vi khuẩn quang hợp là xương sống của EMINA và nó hỗ trợ hoạt động của các vi sinh vật khác
Trang 25- Vi khuẩn quang hợp: Đây là nhóm vi khuẩn quang tự dưỡng có khả năng
sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời chuyển thành năng lượng hóa học trong các liên kết cao năng của cơ thể Năng lượng này được dùng để đồng hóa CO2 trong không khí để tạo nên chất hữu cơ Vi khuẩn quang hợp có sắc tố trong tế bào nhưng sắc tố quang hợp ở vi khuẩn không phải chlorophyl như ở cây xanh mà bao gồm nhiều loại khác nhau như: bacteriochlorophy a, b, c, e, g… mỗi loại có một phổ hấp phụ ánh sáng riêng Vi khuẩn quang hợp tổng hợp các chất có lợi như axit amin, hoocmon sinh trưởng, phát triển của thực vật do quá trình hấp thụ trực tiếp vào cơ thể Mặt khác các sản phẩm trao đổi chất của vi khuẩn quang hợp đồng thời cũng là chất dinh dưỡng cho các vi sinh vật đất khác Như vậy vi khuẩn quang hợp được bổ sung vào đất phát triển tốt sẽ góp phần vào quá trình thúc đẩy các vi sinh vât hữu ích và làm tăng thêm hiệu quả của các vi sinh vật đó Vi khuẩn quang hợp được xem là nhóm vi sinh vật hỗ trợ quá trình làm sạch môi trường
- Vi khuẩn lactic: Thuộc vi khuẩn Gram +, không tạo bào tử, hầu hết không có khả năng di động, có hình thái khác nhau Vi khuẩn lactic lên men kỵ khí bắt buộc, tuy nhiên chúng cũng có khả năng tăng trưởng được cả khi có mặt oxy (O2) Vi khuẩn lactic thu nhận năng lượng nhờ quá trình phân giải kỵ khí đường, hydratcacbon với sự tích lũy axit lactic trong môi trường Vi khuẩn lactic được bổ sung vào chế phẩm EMINA với mục đích chính là chuyển hóa thức ăn khó tiêu thành dễ tiêu Trong chế phẩm EMINA vi khuẩn lactic sinh axit lactic, là chất khử trùng mạnh, nó tiêu diệt các vi sinh vật có hại và làm tăng sự phân hủy các chất hữu cơ Đồng thời vi khuẩn lactic làm tăng sự phân cắt các hợp chất hữu
cơ như xenlluloza sau đó lên men chúng mà không gây ảnh hưởng có hại nào từ các chất hữu cơ không phân hủy
- Vi khuẩn Bacillus là nhóm trực khuẩn, sống kỵ khí tùy tiện, trong điều kiện hiếu khí thì hoạt động mạnh hơn Tất cả các vi khuẩn Bacillus đều có khả năng phân giải các hợp chất chứa nitơ như protein nhờ sinh ra enzyme protease ngoại bào, ngoài ra chúng còn có khả năng sinh ra enzyme amylase làm loãng tinh bột, biến chất này thành dạng dễ hòa tan và thủy phân tiếp thành các dextrin
và các đường hợp thành Một số chủng Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus có
Trang 26khả năng sinh tổng hợp enzyme xellullase và hemicellullase thủy phân tinh bột xelluloza và hemixelluloza Với những đặc tính đó vi khuẩn Bacillus được bổ sung vào chế phẩm EMINA với vai trò thủy phân tinh bột và protein
- Nấm men thuộc vi nấm, có cấu trúc đơn bào Nấm men tham gia vào quá trình chuyển hóa vật chất, phân hủy các chất hữu cơ trong đất Nấm men còn tổng hợp các chất kháng sinh có ích cho sự sinh trưởng của cây trồng từ axit amin và đường được tạo thành trong quá trình trao đổi chất của vi khuẩn quang hợp Các chất có hoạt tính sinh học như hoocmon và enzyme do nấm men tạo ra thúc đẩy tế bào hoạt động Những chất được tạo thành trong quá trình trao đổi chất thì lại là nguồn dinh dưỡng cho các vi sinh vật hữu hiệu khác như vi khuẩn latic Ngoài hoạt tính sinh lý, bản thân nấm men có rất nhiều loại vitamin và các axit amin, đặc biệt là các axit amin không thay thế Do đặc tính này nên chế phẩm EMINA còn được dùng để bổ sung tạo năng suất cao
Ở Việt Nam chế phẩm EMINA còn được bổ sung thêm các Bacillus spp
và Rhodobacteria (vi khuẩn quang dưỡng) được gọi là VEM
2.2.1.3 Các dạng chế phẩm EMINA
- EM1 (EM gốc): Là vi sinh vật không hoạt động, vì vậy EM1 hoạt động bằng cách cung cấp nước và thức ăn (thêm nước và rỉ đường) Dung dịch EMINA pha loãng 0,1% (100ml nước + 1ml EM1 + 1ml nước rỉ đường hoặc một gam đường bất kỳ) Dung dịch này để trong vòng 24 giờ phun cho cây hoặc cho chất hữu cơ
Chế phẩm EM1 là chất lỏng màu nâu vàng, có mùi dễ chịu, vị chua ngọt, pH<4 EM1 được dùng trực tiếp để bón cho cây trồng, bổ sung vào thức ăn, nước uống cho gia súc, phun trực tiếp vào rác thải Từ chế phẩm gốc ban đầu, người ta
có thể tạo ra các dẫn xuất EMINA thứ cấp, EMINA thảo dược (có tác dụng xua đuổi các loài côn trùng gây hại cho cây) EMINA dinh dưỡng (tăng cường dinh dưỡng cho cây trồng) hoặc EMINA Bokashi B (làm thức ăn cho gia súc) EMINA Bokashi C (để xử lý môi trường)
Trang 27Chế phẩm EM1 được đựng trong chai, can nhựa màu, ở nhiệt độ bình thường, không để trong tủ lạnh và tránh xa các nguồn nhiệt, bảo quản nơi râm mát, tránh ánh nắng mặt trời trực tiếp chiếu vào Thời gian bảo quản từ 3 - 4 tháng
kể từ ngày sản xuất Khi đã mở nút can, chai thì sử dụng trong thời gian 1 tháng
- EM5: Là hỗn hợp lên men của dấm, rượu, rỉ đường và EM1 EM5 là chất xua đuổi côn trùng, không gây độc hại và nó có tác dụng để chống sâu bệnh hại cây trồng EM5 được dùng để phun lên cây trồng nhằm tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh và loại trừ sâu hại bằng quá trình sinh học, không phải tiêu diệt bằng quá trình trực tiếp
- Bokashi: Là một dạng của EMINA ở trạng thái bột hoặc hạt nhỏ, được tạo ra bằng cách lên men các chất hữu cơ (cám, bánh dầu, bột cá, phân, than bùn) với dung dịch EM1
Độ ẩm Bokashi cần đạt là 30 - 40% Quá trình lên men từ 3 - 4 ngày (mùa hè), từ 7 - 8 ngày (mùa đông) Nó có thể sử dụng từ ngày thứ 3 đến ngày thứ 14 Đây là chẩt bổ sung quan trọng để tăng vi sinh vật hữu hiệu trong đất và cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng Bokashi có nhiều dạng phụ thuộc vào chất hữu cơ sử dụng như EMINA Bokashi B, EMINA Bokashi C
- EMINA - FPE (Fermented Plant Extract): Là hỗn hợp của chiết xuất cây
cỏ tươi được lên men với rỉ đường và EM1 Nó cung cấp dinh dưỡng về định lượng cho cây trồng đồng thời ngăn chặn sâu bệnh phá hoại
2.2.1.4 Nguyên lý của công nghệ EMINA
Teruo Higa (2003) cho biết, chế phẩm EMINA giúp cho quá trình sinh ra các chất chống oxi hoá như inositol, ubiquinone, saponine, polysaccharide phân
tử thấp, polyphenol và các muối chelate Sự hiệu quả của những chất chống oxi hoá này là ngăn chặn sự oxi hoá của vật chất và cơ thể sinh vật Vì vậy EMINA
có khả năng hạn chế bệnh, kìm hãm các vi sinh vật có hại và kích thích các vi sinh vật có lợi Đồng thời các chất này cũng giải độc các chất có hại do có sự hình thành các enzym phân huỷ Vai trò của EMINA còn được phát huy bởi sự cộng hưởng sóng trọng lực (gravity wave) sinh ra bởi các vi khuẩn quang dưỡng Các sóng này có tần số cao hơn và có năng lượng thấp hơn so với tia gamma và tia X Do vậy, chúng có khả năng chuyển các dạng năng lượng có hại trong tự nhiên thành dạng năng lượng có lợi thông qua sự cộng hưởng
Trang 282.2.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EMINA
2.2.2.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EMINA trên thế giới
Công nghệ EMINA được bắt đầu nghiên cứu bởi Teruo Higa, trường Đại học Ryukyus, Nhật Bản Năm 1970, ông đã nghiên cứu, phân lập, nuôi cấy, trộn lẫn các vi sinh vật có ích được tìm thấy trong môi trường và được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và trong thực phẩm như vi khuẩn lactic, vi khuẩn quang hợp, nấm Năm 1980, chế phẩm EMINA đã được ứng dụng có hiệu quả ở Nhật Bản trong nhiều lĩnh vực như: cây trồng, vật nuôi và xử lý môi trường Từ năm
1982, EMINA đã được sử dụng vào sản xuất nông nghiệp, từ đó đã mở ra một hướng mới cho sản xuất nông nghiệp theo một công nghệ mới - công nghệ canh tác tự nhiên, bền vững (Nguyễn Quang Thạch, 2001) Đến nay, công nghệ này đã được ứng dụng ra khắp các lục địa trong hơn 150 quốc gia và đã được sản xuất ở hơn 50 quốc gia Các nước trên thế giới đón nhận EMINA là một giải pháp để đảm bảo cho một nền nông nghiệp phát triển bền vững và bảo vệ môi trường Các tổ chức nghiên cứu công nghệ EMINA được hình thành ở nhiều nước trên thế giới gọi tắt là EMRO (Effective Microorganisms Research Organization) và
có quan hệ chặt chẽ với EMRO ở Nhật Bản (Apnan news, 2007)
Sau hơn 20 năm nghiên cứu EMINA, T Higa cùng các đồng nghiệp đã phát triển từ 5 lớp sinh vật (được ghi nhận trong bằng sáng chế của T Higa) đến
9 lớp, từ 83 loài vi sinh vật đến 130 loài trong EMINA (Vinny Pint, 2003)
Qua các báo cáo khoa học tại các hội nghị quốc tế về công nghệ EMINA cho thấy công nghệ EMINA có thể gia tăng cân bằng sinh quyển, tính đa dạng của đất nông nghiệp, tăng chất lượng đất, khả năng sinh trưởng, chất lượng sản phẩm nông nghiệp
Hội nghị quốc tế lần thứ nhất về nông nghiệp thiên nhiên cứu thế và nông nghiệp EMINA năm 1989 tại Thái Lan đã được tổ chức Các nhà khoa học đã thảo luận về giá trị của công nghệ EMINA và tăng cường sử dụng nó Tại hội nghị này
đã có nhiều báo cáo khoa học nghiên cứu về ứng dụng của EMINA với nông nghiệp như: Báo cáo của T Higa và G N Wididana - trường Đại học Ryukyus, Okinawa, Nhật Bản về khái niệm và giả thuyết của EMINA dựa trên cơ sở cấy hỗn
Trang 29hợp EMINA vào trong đất, nơi đó chúng có thể thay đổi trạng thái cân bằng vi sinh vật và tạo ra một môi trường phù hợp cho cây trồng sinh trưởng, phát triển mạnh
Vi sinh vật có ích được cấy vào đất đã tiếp tục phát triển lấn át quần thể bản địa EMINA có khả năng ngăn chặn bệnh hại cây trồng, bảo tồn năng lượng ở trong cây, làm tan các khoáng chất, cân bằng hệ sinh thái vi sinh trong đất, tăng hiệu lực quang hợp, cố định nitơ sinh học (Higa, T và Wididana, G.N., 1989) Báo cáo của
S Panchaban - trường Đại học Khon Kaen, Thái Lan về hiệu quả của EMINA đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô (Panchaban, 1989) Nhờ vậy, mạng lưới nông nghiệp thiên nhiên châu Á - Thái Bình Dương (APNAN) được thành lập, đã
mở rộng hoạt động tại 20 nước trong vùng và tiếp xúc với tất cả các lục địa trên thế giới Đến nay, có khoảng 50 nước tham gia chương trình nghiên cứu ứng dụng EMINA và các nước: Mỹ, Trung Quốc, Brazin, Thái Lan… đã trực tiếp nhập công nghệ EMINA từ Nhật Bản Hiện nay, EMINA có thể sản xuất được tại trên 20 quốc gia trên thế giới
Hội nghị quốc tế lần thứ hai tổ chức tại Brazin tháng 10 năm 1991 cũng có một loạt các báo cáo về hiệu quả của EMINA đến sinh trưởng, phát triển và năng suất một số cây trồng như lúa, khoai lang, rau spinach, khoai tây, cải bắp, ớt ở các nước Nhật Bản, Myanma, Sri Lanka, Hàn Quốc, Brazin
Hội nghị quốc tế lần thứ ba năm 1993, lần thứ tư năm 1995, lần thứ năm vào năm 1997, lần thứ sáu năm 1999, lần thứ bảy năm 2002 đã có nhiều nghiên cứu mới về EMINA và những ứng dụng của EMINA trên khắp thế giới được công
bố tại các hội nghị như nghiên cứu về tác dụng của EMINA tới nảy mầm và sức nảy mầm của hạt giống, ảnh hưởng của EMINA tới đất, hiệu quả của EMINA đến sinh trưởng, phát triển và năng suất một số cây trồng như ngô, đậu, đậu tương, cà chua, dưa chuột, bí, khoai tây, chuối, rau các loại, Hiệu quả của EMINA đến rễ cây trồng và đất, tác dụng của EMINA đối với nghề trồng hoa, EMINA trong quản
lý sâu bệnh tổng hợp Ngoài ra, còn một số nghiên cứu khác ngoài cây trồng như hiệu quả của EMINA trong nuôi trồng thủy sản, EMINA với bê tông, trong xử lý môi trường nước thải, rác thải Đặc biệt trong y học đã có 2 hội nghị quốc tế lớn chuyên thảo luận về EMINA vào năm 2001 và 2003 tại Nhật Bản, nhiều công trình khoa học đã công bố khẳng định tác dụng của EMINA đối với y học và con người
Trang 30Theo Ahmad R.T và cs (1993), sử dụng EMINA cho các cây trồng như lúa, lúa mì, bông, ngô, rau ở Pakistan làm tăng năng suất các cây trồng Năng suất lúa mì tăng 9,5%, bông tăng 27,7%
Đến nay, nhiều nhà máy, xưởng sản xuất EMINA được xây dựng ở nhiều nước trên thế giới và đã sản xuất được hàng nghìn tấn EMINA mỗi năm như Mỹ, Trung Quốc, Thái Lan (hơn 1000 tấn/năm), Myanma, Nhật Bản, Brazin (khoảng
1200 tấn/năm), Sri Lanka, Nepan, Indonesia (khoảng 50 - 60 tấn/năm) (Nguyễn Quang Thạch, 2001)
EM đang được biết và kinh doanh trên khắp thế giới bởi một số cơ sở sản xuất và những nhà cung ứng dưới một số tên sản phẩm, tên nhãn hiệu, nhãn mác đã đăng ký thương hiệu như Efficient Microbes (EM)TM, EMRO USA Effective MicroorganismsTM, EM1, Beneficial and Effective Microbes (BEM) Beneficial Microorganisms (BM) EMINA Kyusei, Vita BiosaTM, Terra Biosa TM, Effective Microbes, Efficient Microoganisms, Compound Microoganisms (CM) Complex Fermented MicrooganismsTM (CFM) Stuff for Food DregsTM, Bokashi, EM-X health beverage, EMINA Ceramics, EMINA Salt, EMINA Soap và rất nhiều cái tên khác nữa Một số nước có sản phẩm EMINA nổi tiếng và đã được cấp chứng chỉ như Nhật Bản, Canada, Mỹ, Mexico, Úc, Đan Mạch, Brazin, (Vinny Pint, 2003)
Cùng với việc sử dụng và sản xuất EMINA rộng rãi trên thế giới cũng hình thành các cơ quan chức năng cấp chứng chỉ cho sản phẩm, nhãn mác và nhãn hiệu sản phẩm Có 2 cơ quan cấp chứng nhận lớn nhất thế giới cho công nghệ EMINA và tên sản phẩm thương mại là EMRO và EMCO, cả 2 đều ở Nhật Bản Ngoài ra, còn có Viện nghiên cứu cây trồng nhiệt đới (aka TPR or TPRI or TPRR) ở Nhật Bản chứng nhận cho sản phẩm EM-X, APNAN chứng nhận cho các sản phẩm sản xuất và phân phối ở châu Á Ở mỗi nước cũng có cơ quan xác nhận cho sản phẩm của mình (Vinny Pint, 2003)
2.2.2.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EMINA tại Việt Nam
Ở Việt Nam, nghiên cứu về chế phẩm vi sinh vật nói chung được tiến hành
từ những năm đầu của thập kỷ 60 đến những năm 80 của thế kỷ XX mới đưa vào các chương trình khoa học cấp nhà nước như: “Sinh học phục vụ nông nghiệp”
Trang 31giai đoạn 1982 - 1990; chương trình “công nghệ sinh học” KC.08 giai đoạn 1991 - 1995; chương trình “công nghệ sinh học phục vụ phát triển nông, lâm nghiệp bền vững, bảo vệ môi trường và sức khỏe con người” KHCN.02 giai đoạn 1996 -
2000 và chương trình “nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ sinh học” giai đoạn sau 2001 Ngoài các chương trình quốc gia, nhiều Bộ, ngành cũng triển khai nhiều đề tài, dự án về vấn đề này (Nguyễn Xuân Thành và cs, 2003)
Công nghệ EMINA đến Việt Nam từ năm 1994 - 1995 ở Cần Thơ, Hải Phòng Năm 1997, một số cơ quan nghiên cứu và địa phương như viện Bảo vệ thực vật, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Đại học Quốc gia Hà Nội, thành phố Hà Nội, tỉnh Thái Bình đã tiến hành thử nghiệm thăm dò bước đầu chế phẩm EMINA trên một số lĩnh vực như trồng trọt, bảo vệ thực vật, vệ sinh môi trường,
và đã thấy được hiệu quả tích cực của công nghệ EMINA Năm 1998, Bộ khoa học
và công nghệ đã cho thực hiện đề tài độc lập cấp nhà nước “nghiên cứu thử nghiệm
và tiếp thu công nghệ EMINA trong các lĩnh vực nông nghiệp và vệ sinh môi trường” từ 1998 - 2000 do giáo sư - tiến sĩ Nguyễn Quang Thạch làm chủ nhiệm
Đề tài đã đánh giá độ an toàn của chế phẩm EMINA, xác định thành phần biến động số lượng và đặc tính của chế phẩm EMINA hiệu quả của EMINA trong xử lý rác thải và vệ sinh môi trường, trong trồng trọt, chăn nuôi Các kết quả nghiên cứu, ứng dụng chế phẩm EMINA trên một số cây trồng ở Việt Nam đã cho thấy hiệu quả tích cực, tăng hiệu quả sản xuất nông nghiệp, tạo sản phẩm nông nghiệp sạch,
an toàn, chất lượng, cải tạo đất trồng và làm nền tảng cho nông nghiệp hữu cơ
Ở Thái Bình, khi xử lý EMINA cho hạt cải bắp, thóc giống cho thấy tỷ lệ nảy mầm cao hơn, cây con sống khoẻ hơn và có tốc độ sinh trưởng, phát triển nhanh hơn Khi phun EMINA cho rau muống, năng suất tăng 21 - 25%, phun cho đậu tương, năng suất tăng 15 - 20%
Tại Hải Phòng đã xử lý EMINA cho các loại cây ăn quả: vải, cam, quýt… làm cho cây phát triển mạnh hơn, quả to, chín sớm, vỏ đẹp hơn và năng suất tăng 10 - 15% Tại trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, sử dụng chế phẩm EM5, EM-FPE riêng rẽ hay phun xen kẽ 3 lần/vụ làm năng suất tăng 8 - 15% và có tác dụng hạn chế sự gia tăng bệnh bạc lá và khô vằn hại lúa
Trang 32Nhóm nghiên cứu của thạc sĩ Đỗ Hải Lan (khoa Sinh - Hoá, Đại học Tây Bắc) cho biết có thể xử lý EMINA 1% với cây lan hồ điệp tím nhung khi vừa đưa
ra khỏi phòng nuôi cấy mô để tăng cường khả năng thích nghi của cây với điều kiện ngoại cảnh mới Cũng có thể xử lý EMINA ở giai đoạn cây còn non để kích thích sự sinh trưởng sinh dưỡng, tạo điều kiện cho sự phát triển mạnh mẽ của cây lan ở giai đoạn sau
Trên cây ngô, phun EMINA làm ngô trỗ cờ tập trung Bón EMINA Bokashi kết hợp phun EMINA thứ cấp đều có ảnh hưởng tốt đến sinh trưởng, phát triển của cây, tăng năng suất, tăng hiệu quả kinh tế rõ rệt (Nguyễn Quang Thạch, 2001)
Trên cây đậu tương, sử dụng EMINA dạng phun hay dạng bón trên đất thiếu ẩm làm tăng tỷ lệ nảy mầm của hạt, hàm lượng diệp lục trong lá cây cao hơn không sử dụng, hạn chế bệnh lở cổ rễ ở đậu tương (Nguyễn Quang Thạch, 2004) Trên cà chua, dùng tổng hợp EMINA Bokashi, EM5, EM-FPE bổ sung kasugamicin làm giảm bệnh héo xanh và thiệt hại do thối đen đỉnh quả
Dùng EMINA cho dưa chuột bao tử thì cây sinh trưởng, phát triển tốt, năng suất tăng 25% so với không sử dụng
Với rau ăn lá, sử dụng EMINA kết hợp phun EMINA thứ cấp làm giảm chỉ tiêu nitơrat (NO3- ) trong lá cải, chỉ tiêu cấu thành năng suất tăng Vì vậy, công nghệ EMINA được coi là khâu quan trọng trong sản xuất rau an toàn (Nguyễn Quang Thạch, 2004)
EMINA còn làm tăng chiều cao, đường kính gốc ghép vải, na, nhãn Từ đó đến nay, đã có nhiều nghiên cứu, ứng dụng công nghệ EMINA ở nhiều Viện, Trung tâm và các tỉnh nhất là trong lĩnh vực môi trường Viện sinh học nông nghiệp trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã hoàn toàn chủ động trong việc phân lập các vi sinh vật hữu hiệu và sản xuất ra chế phẩm EMINA (Nguyễn Quang Thạch, 2001)
Chế phẩm EMINA còn được thử nghiệm và cho hiệu quả trên nhiều lĩnh vực như: Lên men trong chế biến thức ăn cho gia súc từ những phụ phẩm nông nghiệp như thân ngô, rơm, rỉ đường, xử lý chất thải hữu cơ trong môi trường, làm
vệ sinh chuồng trại, giảm nguy cơ dịch bệnh, bảo vệ gia súc, gia cầm mà không gây độc hại cho người và môi trường xung quanh
Trang 33Năm 2008, trung tâm ứng dụng tiến bộ khoa học công nghệ tỉnh Bắc Giang đã xây dựng mô hình nuôi giun quế bằng chế phẩm sinh học EMINA tại
xã Tiên Sơn huyện Việt Yên Tiến hành ủ theo công thức 70% phân, 30% rơm rạ
để nuôi giun, sau đó dùng chế phẩm EMINA ủ với tỷ lệ 1/200 Phun xong đậy bạt che lại để nước mưa không ngấm vào được Thời gian ủ phân khoảng 30 - 45 ngày Khi thấy phân đã hoai mục, tiến hành hòa nước và chế phẩm EMINA để trộn phân đã mục Sau đó đổ phân lên các chậu hay luống giun quế Sau 3 - 5 ngày lại cho giun ăn 1 lần, hiệu quả tăng lên rõ rệt
Trung tâm nghiên cứu thuỷ sản 3 (Bộ Thuỷ sản) đã ứng dụng thành công EMINA trong xử lý hồ nuôi tôm sú ở Việt Nam Chế phẩm EMINA làm cho tổng
số nhóm vi sinh vật có lợi trong hồ luôn cao hơn so với nhóm vi sinh vật không
có lợi từ 2 - 7 lần, chỉ số N-NH3 ở mức thấp (dưới 0,02mg/l), các chỉ số môi trường như pH và màu tảo ổn định trong thời gian dài
Dựa trên nguyên tắc hoạt động và phối chế của chế phẩm EMINA nhiều
cơ quan ở Việt Nam đã sản xuất ra các dạng EMINA của Việt Nam như: EMUNI của trường Đại học Khoa học tự nhiên, EMINA của Viện sinh học nông nghiệp - trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Chế phẩm EMINA đã được thử nghiệm và ứng dụng có hiệu quả trên nhiều lĩnh vực môi trường, nông nghiệp Chế phẩm EMINA cũng đã được thử nghiệm trên khoai tây nhưng chưa nhiều
2.2.2.3 Các nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EMINA trên cây khoai tây
Sau khi ra đời, chế phẩm EMINA đã được ứng dụng nhiều các lĩnh vực khác nhau như trong nông nghiệp, trong môi trường, … Trên thế giới, EMINA chủ yếu được nghiên cứu ở dạng EMINA Bokashi với cây khoai tây
Milagrosa S.P và Balaki E.T (1996) cho rằng, bón riêng biệt Bokashi (2000 kg/ha) hoặc EM1 (10 l/ha với nồng độ 1/500) cho khoai tây đã hạn chế được bệnh
héo xanh vi khuẩn Pseudomonas solanacearum Năng suất khoai tây ở trường hợp
bón riêng Bokashi cao hơn so với bón riêng EM1 Bón kết hợp Bokashi và EM1 làm tăng kích cỡ củ to nhiều hơn so với bón phân gà kết hợp NPK Việc tăng kích
cỡ củ và năng suất là do Bokashi và EM1 có hiệu lực trong việc cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trong suốt các thời kỳ sinh trưởng phát triển
Trang 34Rochayat Y và cs (2000), nghiên cứu ảnh hưởng của việc bón Bokashi và phân lân đến sinh trưởng phát triển và năng suất của cây khoai tây trồng ở Tây Java, nơi có độ cao trung bình 545 m so với mặt nước biển, đã cho rằng: bón Bokashi với 20 tấn/ha đã làm tăng chiều cao cây, diện tích lá, khối lượng cây khô, số củ/khóm và tăng năng suất củ một cách rõ rệt
Nhận thức được vai trò của vi sinh vật từ những năm đầu của thập kỷ 80, nước ta đã triển khai hàng loạt các đề tài nghiên cứu thuộc chương trình công nghệ sinh học phục vụ nông nghiệp
Trần Thị Hồng Ngọc cho rằng: Việc sử dụng chế phẩm EMINA đã ảnh hưởng rõ rệt đến sinh trưởng, phát triển và năng suất khoai tây Bón lót Bokashi kết hợp phân chuồng (1:1) làm tăng năng suất 25,92%, khối lượng củ bị ghẻ giảm 13% so với chỉ bón lót phân chuồng
Phạm Thị Kim Hoàn cho rằng sử dụng EMINA làm cho quá trình hình thành tia củ và ra củ sớm, tập trung hơn, chiều cao cây, số lá, chỉ số diện tích lá, khối lượng củ cao hơn, khả năng chống chịu bệnh tốt hơn so với không dùng EMINA Khi tiến hành nghiên cứu khả năng ứng dụng chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu EMINA trong sản xuất khoai tây tại tỉnh Thái Bình đã thu được kết quả rất khả quan Khi xử lí củ giống bằng dung dịch EMINA trước khi trồng đã có tác dụng tích cực với sinh trưởng, phát triển, năng suất cũng như chất lượng làm giống của khoai tây Năng suất tăng từ 4,8% đến 22,2%, giảm bệnh vàng lá do nấm
Fusarium spp Sử dụng tổng hợp các biện pháp xử lí củ giống trước khi trồng,
phun lên lá bằng dung dịch EMINA thứ cấp nồng độ 1‰ và bón lót 50% Bokashi
và 50% phân chuồng trong mô hình đã làm tăng năng suất 25,8% và hiệu quả kinh
tế thu được gấp 2,27 lần so với đối chứng
Cũng theo Trần Thị Hồng Ngọc và Phạm Thị Kim Hoàn, xử lý củ khoai tây giống bằng dung dịch EMINA trước khi trồng làm tăng năng suất, giảm tỷ lệ
ghẻ củ và bệnh vàng lá do nấm Fusarum spp
Trong điều kiện sử dụng kết hợp các biện pháp như bón lót Bokashi, xử lý
củ giống trước khi trồng và phun EMINA trực tiếp lên cây có tác dụng làm tăng năng suất và hiệu quả kinh tế tăng gấp 2,27 lần so với không sử dụng
Trang 353 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Địa điểm, thời gian nghiên cứu
- Địa điểm: Thí nghiệm được thực hiện tại huyện Quế Võ - tỉnh Bắc Ninh
- Thời gian: Từ tháng 10 năm 2013 đến tháng 1 năm 2014
3.2 Vật liệu nghiên cứu
3.2.1 Giống khoai tây Marabell
- Nguồn gốc: Là giống nguyên chủng nhập khẩu từ Đức, được nhân giống
ở vụ xuân để làm giống cho vụ đông
- Thời vụ trồng: Vụ Đông từ 15/10 - 25/11, vụ Xuân từ 1/12 - 30/12
- Đặc điểm: Lá dày, thân cây mập, củ hình ovan, vỏ nhẵn, màu vàng nhạt, ruột củ màu vàng, mắt không sâu, có từ 3 - 4 mắt/củ, thời gian sinh trưởng 85 -
90 ngày, năng suất từ 22 - 26 tấn/ha, khả năng chống chịu bệnh mốc sương ở mức trung bình và bệnh virus Y ở mức tương đối khá
3.3 Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ xử lý chế phẩm EMINA đến sinh trưởng, phát triển và năng suất khoai tây Marabell tại Quế Võ - Bắc Ninh
- Nghiên cứu ảnh hưởng của phương thức xử lý chế phẩm EMINA đến sinh trưởng, phát triển và năng suất khoai tây Marabell tại Quế Võ - Bắc Ninh
- Nghiên cứu ảnh hưởng của số lần xử lý chế phẩm EMINA đến sinh trưởng, phát triển và năng suất khoai tây Marabell tại Quế Võ - Bắc Ninh
3.4 Phương pháp nghiên cứu
3.4.1 Bố trí thí nghiệm
* Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nồng độ xử lý EMINA đến sinh trưởng,
phát triển và năng suất của khoai tây Marabell
Thí nghiệm gồm 5 công thức
Trang 36Việc xử lý chế phẩm EMINA tiến hành 3 lần:
- Lần 1: Phun vào lúc 25 ngày sau trồng
- Lần 2: Phun vào lúc 40 ngày sau trồng
- Lần 3: Phun vào lúc 55 ngày sau trồng
* Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của phương thức xử lý EMINA đến sinh
trưởng, phát triển và năng suất của khoai tây Marabell
Thí nghiệm gồm 4 công thức
- CT1: Phun nước lã sạch (Đối chứng)
- CT2: Phun lên lá ở nồng độ 0,8%
- CT3: Tưới vào gốc ở nồng độ 0,8%
- CT 4: Phun lên lá và tưới vào gốc ở nồng độ 0,8%
Việc xử lý tiến hành 3 lần vào lúc 25, 40 và 55 ngày sau trồng
* Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của số lần phun và thời điểm phun EMINA
đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của khoai tây Marabell
Thí nghiệm gồm 7 công thức
- CT1: Không phun (Đối chứng)
- CT2: Phun dung dịch EMINA 0,8% sau trồng 25 ngày
- CT3: Phun dung dịch EMINA 0,8% sau trồng 40 ngày
- CT4: Phun dung dịch EMINA 0,8% sau trồng 55 ngày
- CT5: Phun dung dịch EMINA 0,8% sau trồng 25 và 40 ngày
- CT6: Phun dung dịch EMINA 0,8% sau trồng 25 và 55 ngày
- CT7: Phun dung dịch EMINA 0,8% sau trồng 25, 40 và 55 ngày
Các công thức thí nghiệm đều được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với 3 lần lặp lại, có diện tích 10 m2/công thức (kích thước 12,5 m x 0,8 m), mặt luống 60 - 65 cm, rãnh rộng 20 - 25 cm, độ sâu rãnh khi trồng là 20 - 25 cm Liều lượng xử lý 300 - 400 lít dung dịch/ha/lần (0,3 - 0,5 lít/công thức/lần)
Trang 37Các điều kiện thí nghiệm và quy trình kỹ thuật là như nhau cho các thí nghiệm
Sơ đồ toàn bộ khu thí nghiệm
+ Lót: Toàn bộ phân chuồng, phân lân, 1/3 lượng phân đạm
+ Thúc lần 1 (sau trồng 20 - 25 ngày hay cây cao 15cm): Bón 1/3 lượng phân đạm, 1/2 lượng phân kali
+ Thúc lần 2 (sau lần 1 từ 15 - 20 ngày): 1/3 lượng phân đạm, 1/2 lượng phân kali
- Vun xới, tưới nước: Kết hợp cùng các đợt bón thúc
- Phòng trừ sâu bệnh: Theo thông báo của các cơ quan chức năng (trạm BVTV, trạm khuyến nông huyện)
Trang 383.4.3 Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi
Theo dõi mỗi công thức 5 cây
* Các chỉ tiêu sinh trưởng (2 ngày/lần từ sau khi mọc)
+ Ngày trồng: 15- 20/10/2013
+ Ngày bắt đầu mọc: khi có 10% số củ mọc lên khỏi mặt đất
+ Ngày mọc rộ: khi có 50% số củ mọc lên khỏi mặt đất
+ Ngày mọc hoàn toàn: khi có 90% số củ mọc lên khỏi mặt đất
Tỷ lệ mọc (%) = Số cây mọc/tổng số củ trồng x 100
+ Tổng thời gian sinh trưởng: Tính từ khi trồng đến khi thu hoạch (ngày)
* Chỉ tiêu theo dõi định kỳ 15 ngày/lần
- Chiều cao cây (cm): Bắt đầu theo dõi sau trồng 30 ngày, đo từ gốc đến đỉnh sinh trưởng của cây
Chiều cao cây trung bình (cm) = Tổng số chiều cao theo dõi
Tổng số cây theo dõi
- Số lá trên khóm (lá/khóm): Bắt đầu theo dõi sau trồng 30 ngày, đếm số
Cân toàn bộ lá/khóm được khối lượng P1 Cắt lá và xếp cho kín miếng giấy
1 dm2 Cân khối lượng của 1 dm2 lá được P2 Diện tích lá/khóm (dm2/khóm) = P1/P2
- Chỉ số diện tích lá (LAI) (m2 lá/m2 đất):
LAI = (Diện tích lá/khóm x 5 khóm/m2)/100
* Các chỉ tiêu về hình thành củ và năng suất
- Ngày ra tia củ: Khi có 5% số cây ra tia
- Ngày ra củ: Khi có 5% số cây ra củ
Trang 39- Ngày thu hoạch
- Số củ/khóm: Theo dõi khi thu hoạch
* Các yếu tố cấu thành năng suất: Theo dõi lần cuối khi thu hoạch
+ Số củ trung bình/khóm (củ):
Số củ trung bình/khóm = Tổng số củ
Tổng số khóm theo dõi + Khối lượng trung bình/khóm (g):
Khối lượng củ trung bình/khóm = Tổng khối lượng củ
Số khóm theo dõi + Khối lượng trung bình/củ (g):
Khối lượng củ trung bình = Tổng khối lượng củ
Tổng số củ + Năng suất lý thuyết (tấn/ha) = Khối lượng TB/củ x Số củ/khóm x số khóm/m2 x 10-2
Hoặc = Khối lượng củ/khóm x số khóm/m2 x 10-2 + Năng suất thực thu (tấn/ha): Cân trực tiếp từng công thức (10m2)
NSTT (tấn/ha) = NS/ô (kg/10m2) x 1000/1000
* Phân loại cấp củ sau thu hoạch: Tính tỷ lệ cỡ củ theo khối lượng
- Củ to: Φ ≥ 5 cm
Cỡ củ to (%) = Khối lượng cỡ củ to thu được x 100
Tổng khối lượng củ thu hoạch
- Củ trung bình: Φ = 3-5 cm
Cỡ củ trung bình (%) = Khối lượng cỡ củ trung bình thu được x 100
Tổng khối lượng củ thu hoạch
- Củ nhỏ: Φ ≤ 3 cm
Cỡ củ nhỏ (%) = Khối lượng cỡ củ nhỏ thu được x 100
Tổng khối lượng củ thu hoạch
Trang 40* Chỉ tiêu theo dõi sâu bệnh hại chính
Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và sử
dụng của giống khoai tây (QCVN 01-59: 2011/BNNPTNT)
- Bệnh mốc sương (nấm Phytophthora infestans): Đánh giá vào các thời kỳ sau
trồng 45 và 75 ngày, theo cấp bệnh như sau:
1: Không bệnh
3: Nhẹ, <20% diện tích thân lá nhiễm bệnh
5: Trung bình, 20-50% diện tích thân lá nhiễm bệnh
7: Nặng, 50-75% diện tích thân lá nhiễm bệnh
9: Rất nặng, >70% diện tích thân lá nhiễm bệnh
- Bệnh vi rút: Đếm số cây có triệu trứng bị bệnh vào thời kỳ sau mọc 15, 30 và
45 ngày Tính tỷ lệ cây bị bệnh
- Bệnh héo xanh do vi khuẩn (Pseudomonas Solanasearum): Đếm số cây bị bệnh
từ lúc mọc đến lúc thu hoạch Tính tỷ lệ cây % cây bị bệnh
- Bệnh héo lở cổ rễ: Đếm số cây bị bệnh Tính tỷ lệ cây % cây bị bệnh
- Bệnh héo vàng do nấm: Đếm số cây bị bệnh từ lúc mọc đến lúc thu hoạch Tính
tỷ lệ cây % cây bị bệnh
- Sâu xám: Đếm số cây bị hại Tính tỷ lệ % cây bị hại
- Rệp gốc và bọ trĩ: Đánh giá theo cấp hại 0- 9 như sau
0: Không bị hại
1: Bị hại nhẹ
3: Một số ít cây có lá bị héo
5: Tất cả các cây có lá bị héo, cây sinh trưởng chậm
7: Hơn một nửa số cây bị chết, những cây khác ngừng sinh trưởng
9: Tất cả các cây đều bị chết
3.5 Phương pháp tính toán và phân tích số liệu
Các số liệu thu trong thí nghiệm được xử lý thống kê trên máy theo
chương trình IRRISTAT 5.0 và Excel
Tỷ lệ cây bị sâu (bệnh) hại (%) = Tổng số cây bị sâu (bệnh) hại x 100
Tổng số cây theo dõi
