MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài Cây cà chua có tên khoa học là (Lycopersicon esculentum Miller). Có nguồn gốc từ Nam Mỹ, là loại rau ăn quả họ cà (Solana ceaae). Quả chứa nhiều vitamin C nên vị có vị chua. Cây cà chua được xếp vào các loại rau cho năng suất cao, giá trị kinh tế lớn, là loại rau cao cấp được nhiều người ưa chuộng. Ở nước ta việc phát triển cây cà chua được làm khá tốt diện tích lên đến hàng chục ngàn ha, trong đó chủ yếu tập trung ở đồng bằng Bắc Bộ, Đồng Bằng Sông Cửu Long và Đà Lạt. Đây là ba trung tâm sản xuất cà chua lớn ở nước ta. Hiện nay có một số giống cà chua chịu nhiệt đới lại tạo chọn lọc có thể trồng ở các tỉnh Miền Trung, Tây Nguyên và Nam Bộ do đó diện tích trồng cà chua ngày càng được mở rộng. Trên địa bàn tỉnh Nghệ An cũng như là khu vực Bắc Miền Trung, việc phát triển cây cà chua còn rất hạn chế. Trong đó có những yếu tố khách quan và chủ quan. Về khách quan, đây là vùng phải chịu nhiều thiệt thòi về phát triển nông nghiệp, với một mùa hè nóng và một mùa đông lạnh, hàng năm tình trạng lũ lụt, hạn hán xẫy ra thường xuyên. Cũng do điều kiện khí hậu nên tình hình sâu bệnh hại cà chua cũng rất phổ biến. Về chủ quan, chúng ta chưa có cách quản lý,quy hoặch sản xuất hợp lý, việc trồng cà chua chủ yếu là ở hộ gia đình, manh mún, chủ yếu phục vụ cho nhu cầu cá nhân thêm vào đó chúng ta chưa có được bộ giống thích hợp và đây là một yếu tố rất quan trọng. Cà chua có tính thích ứng rộng, tuy nhiên nó có tính khu vực rất cao, một số giống có thể thích hợp với vùng sinh thái này nhưng lại không thích hợp với vùng sinh thái khác. Vì vậy cần phải có sự kết hợp trong công tác chọn tạo, nhập nội, khảo nghiệm giống nhằm chọn được giống thích hợp cho từng vùng. Tỉnh Nghệ An có đủ tiềm năng về đất đai, con người, để phát triển cây cà chua. Điều quan trọng hiện nay là chúng ta phải chọn, tạo ra cho được giống có năng suất, chất lượng cao, phù hợp với điều kiện của địa phương. 1 Nghi Lộc là một huyện nằm phía đông của tỉnh Nghệ An. Trên chất đất pha cát ven biển, vì vậy đất đai và khí hậu rất thích hợp cho cây cà chua sinh trưởng và phát triển, tuy nhiên nhu cầu giống đang là vấn đề được quan tâm và được đặt lên hàng đầu. Xuất phát từ tình hình đó để góp phần vào công tác chọn tạo giống của địa phương tăng thêm cơ cấu giống cà chua phục vụ cho nhu cầu của người dân chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của một số giống cà chua có triển vọng vụ Xuân năm 2008 ”. 2. Mục đích và yêu cầu. 2.1. Mục đích Tuyển chọn các giống tốt từ một đến ba giống, theo hướng năng suất cao, phẩm chất tốt, có khả năng chống chịu sâu bệnh, phù hợp với điều kiện sản xuất của địa phương. 2.2. Yêu cầu Nghiên cứu các đặc điểm cơ bản về sinh trưởng, phát triển và năng suất của các giống, qua đó tìm ra một số giống có triển vọng đưa vào sản xuất đại trà ở địa phương. Nghiên cứu các chỉ tiêu về chất lượng quả của các giống có triển vọng nhằm phục vụ cho ăn tươi và chế biến. .3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Gồm 4 giống cà chua Phạm vi nghiên cứu: Trong nhà lưới của trai thực hành nông học. 4. Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu đặc điểm thực vật học của các giống cà chua. Nghiên cứu các đặc điểm sinh trưởng và phát triển của các giống. Nghiên cứu khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống cà chua. Nghiên cứu các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống cà chua. Nghiên cứu các chỉ tiêu về hình thái và độ chắc quả của các giống cà chua Nghiên cứu một số chỉ tiêu về chất lượng quả của các giống cà chua 5. Ý nghĩa khoa học của đề tài 2 Sự phát triển của khoa học di truyền chọn tạo giống dẫn tới việc ngày càng có nhiều phương pháp trong công tác giống như lai tạo, xử lý đột biến, chuyển gen, . Trong số đó việc nghiên cứu, đánh giá, khảo nghiệm giống một cách chính xác, khách quan là rất quan trọng, có thể chọn ra được giống cây trồng mới phù hợp với từng vùng cũng như hệ thống luân canh, đồng thời đây cũng là cơ sở rất quan trọng cho các công tác giống khác. Giống tốt là yếu tố đầu tư rất quan trọng và có hiệu quả kinh tế cao của ngành trồng trọt nói chung cũng như nghề trồng rau, cà chua nói riêng. Tuy vậy không phải cơ sở nghiên cứu, cơ sở sản xuất nào, người dân nào cũng có những thông tin đầy đủ và chính xác về các giống mới, đặc biệt là các giống chưa được công nhận thì việc nghiên cứu về khả năng sinh trưởng, phát triển, cho năng suất cũng như tính chống chịu của các giống có triển vọng có vai trò rất quan trọng trong chọn tạo giống cây trồng. Từ những nghiên cứu đó, chúng ta có thể nắm bắt được những thông tin đầy đủ và chính xác về các đặc điểm đặc trưng của các giống, từ đó chúng ta có thể đưa ra được giống có thể sản xuất được đại trà hoặc phục vụ cho các công tác nghiên cứu tiếp theo để đi đến mục đích cuối cùng là giống tốt. 6. Ý nghĩa thực tiển của đề tài Cà chua là loại cây trồng rất mẫn cảm với các loại sâu bệnh, thêm vào đó chúng lại có yêu cầu khắt khe về điều kiện khí hậu thời tiết. Việc sản xuất cà chua để có thể đạt được hiệu quả kinh tế cao yêu cầu phải đạt năng suất cao, ổn định và phẩm chất tốt phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng. Thực tế hiện nay, người dân vẩn còn sử dụng các giống địa phương ngày càng bị thái hoá vào sản xuất đả đem lại hiệu quả kinh tế thấp. Các giống lai tạo nhập nội đều chống chịu kém với điều kiện ngoại cảnh và các loại sâu bệnh phá hoại, rất khó khăn để đưa vào sản xuất, trong khi đó diện tích đất pha cát ven biển của tỉnh Nghệ An là rất lớn một điều kiện tốt để trồng cà chua. Do đó, việc khảo nghiệm đánh giá các giống cà chua có triển vọng nhằm chọn tạo ra các giống tốt phù hợp với điều kiện thời tiết 3 của từng địa phương và đạt được các chỉ tiêu giống tốt là rất cần thiết và cấp bách nhất là đối với một địa phương như Nghệ An. 4 Chương I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Nguồn gốc và phân loại 1.1.1. Nguồn gốc Nhiều công trình nghiên cứu đều khẳng định rằng, cây cà chua có nguồn gốc ở vùng Trung và Nam Châu Mỹ. Tomato là tên gọi của Nam Mỹ chỉ cây cà chua, từ này có nguồn gốc từ những từ hoặc nhóm từ xitomate hoặc là Zitotomate và Mexican tomati [5]. Theo tài liệu nghiên cứu của Decandole(1844), Muller(1940), Luckwill(1943), Jenkin(1948) thì cà chua trồng hiện nay có nguồn gốc từ Peru, Ecuado và Bolivia. Ở các vùng núi ở Trung và Nam Mỹ, người ta tìm thầy rất nhiều dạng cà chua dại và cà chua trồng. Decandole đã chứng minh rằng cà chua dại quả lớn rất phổ biến, dạng cà chua dại quả nhỏ thì phát triển phổ biến dọc theo bờ biển của Peru, miền Đông Peru và tại vùng biên giới Mehico và Mỹ theo hướng lên tới Califolia. Bukaxop (1930) đã tìm thấy các dạng cà chua dại tại vùng rừng núi của Mehico, Goatemala và Colombia. Khả năng lớn nhất về quê hương của cà chua là các nước Peru và Mehico. Nhiều bằng chứng về khảo cổ học, thực vật học, ngôn ngữ học và lịch sử đã thừa nhận Mehico là trung tâm thuần hoá cà chua trồng. Pier Andrea Mattioli cho rằng những giống cà chua đầu tiên đưa vào Châu Âu xuất phát từ Mehico. Đến thế kỷ thứ 18, cà chua đã được trồng phổ biến, sử dụng làm thực phẩm ở các nước Châu Âu và Bắc Mỹ. Ở Châu Á, cà chua được đưa đến đầu tiên là Philippin, Java và Malayxia từ Châu Âu qua các lái buôn và thực dân Hà Lan, Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha vào thế kỷ thứ 17. Sau đó mới phổ biến đến các vùng khác của Châu Á (Kuo và cs, 1998). 1.1.2. Phân loại Từ lâu đã có nhiều tác giả nghiên cứu về phân loại cà chua và lập thành hệ thống phân loại theo quan điểm riêng của mình. Cà chua là thành viên của họ cà. Theo I.B.Libner Nonnecke(1989) thì cà chua thuộc chi Licopersicon. Thông thường chi này được phân loại thành hai chi phụ dựa vào sắc quả. 5 Chi phụ Eulycopersicon (Red fruited): quả có màu đỏ hoặc vàng, hoa to là cây hàng năm. Chi phụ này gồm hai loại: L. culetum Cà chua thông thường L.pimpinelliolium Cà chua nhỏ Chi phụ Eriopersicon (Green fruited) quả có màu xanh, có sọc tía, có lông, hạt nhỏ, gồm năm loại: L.cheesmanii Hoang dại L.chilensi Hoang dại L.glandulosum Hoang dại L.hirsutum Hoang dại L.peruvianum Hoang dại Tất cả các loài cà chua đều có số nhiễm sắc thể 2n = 24 1.1.3. Giá trị dinh dưỡng và kinh tế Cây cà chua (Lycopersicon esculentum Miller) là loại rau ăn trái rất được ưa thích vì phẩm chất ngon và chế biến được nhiều cách, cà chua còn cho năng suất cao do đó được trồng rộng rãi và được canh tác khoảng 2 trăm năm nay để làm thương phẩm. Cà chua là loại trái cây không thể thiếu trong thực đơn gia đình cũng như các nhà hàng, là nguồn cung cấp khoáng chất và vitamin góp phần làm cho món ăn, nước uống trở nên bổ hơn. Khi cà chua chín màu đỏ tươi của cà chua tạo nên sức hấp dẫn cho mỗi món ăn. Màu đỏ của cà chua cũng cho thấy hàm lượng vitamin A thiên nhiên cao, trung bình 100g cà chua chín tươi sẻ đáp ứng được 13% nhu cầu hàng ngày về vitamin A, vitamin B 6 , vitamin C. Ngoài ra còn có vitamin B 1 , B 2 , đạm, đường, chất béo và cung cấp ít năng lượng rất thích hợp cho người sợ mập, các chất khoáng và vi lượng như: Ca, Fe, K, P, Mg, S, Ni, Các axit hữu cơ dưới dạng muối Citrat, Malat và tuỳ môi trường trồng mà cà chua còn có Đồng, Molipden. Chính nhờ các yếu tố ấy mà cà chua được xem là một thực phẩm giàu chất dinh dưởng dễ tiêu hoá tăng cường sức đề kháng của cơ thể. Theo y học trong quả cà chua chín có chứa 90% nước, 4% gluxit, 0,3% protid, 0,3% lipid, axitoxalic, . nhiều nguyên tố vi lượng giàu vitamin A, B 1 , C, 6 B 2 , B 6 , PP. Đặc biệt những năm gần đây người ta nghiên cứu phát hiện trong quả cà chua chín có chất Lycopen, tạo nên màu đỏ quả cà chua. Lycopen tác động mạnh đến việc giảm sự phát triển nhiều loại ung thư như: ung thư tiền liệt tuyến, ung thư ruột kết, ung thư trực tràng, và nhồi máu cơ tim. Vai trò của Lycopen là ngăn chặn sự phá huỷ của các gốc tự do cùng các phân tử và gen khi chúng tuần hoàn trong máu. Sự phá huỷ này có thể làm cho Lesterol đang lưu thông có thể bám vào các thành mạch làm nghẽn mạch, gây nhồi máu cơ tim sự phá huỷ đó làm biến đổi gen ung thư. Lycopen có nhiều nhất trong quả cà chua chín. Theo y học cổ truyền cà chua có vị ngọt chua, tính mát, có công dụng thanh nhiệt, chỉ khát dưỡng âm và lương huyết, thường để dùng chửa các chứng bệnh như nhiệt bệnh phiền khát, môi khô họng khát do vị nhiệt, can âm bất túc hay hoa mắt chóng mặt, âm hư huyết nhiệt, chảy máu cam, chảy máu chân răng, tiêu hoá kém, loét dạ dày, huyết áp cao [25]. Năng suất cây cà chua có thể đạt 52 – 70 tấn/ha trong điều kiện thâm canh tốt, đem lại hiệu quả kinh tế cao cho người trồng rau. Diện tích cà chua hàng năm trên thế giới khoảng 2,7 triệu ha, trong đó 80 – 85% dùng để ăn tươi, lượng cà chua chế biến khoảng 68 triệu tấn/năm. Cà chua được sản xuất không những ngoài đồng mà còn trong nhà kính, nhà lưới ở những nơi vào những điều kiện thời tiết không thuận lợi cho canh tác. Nhu cầu người tiêu dùng cà chua là rất lớn do đó việc nghiên cứu, phát triển cây cà chua nhất là một nước nông nghiệp như nước ta là rất cần thiết. 1.2. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống và sản xuất, tiêu thụ cà chua trên thế giới 1.2.1. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống cà chua trên thế giới Giống tốt là tiền đề cho năng suất và chất lượng tốt, nhờ việc áp dụng các thành tựu khoa học kỷ thuật cùng với phương pháp chọn tạo giống thích hợp như lai tạo, chọn lọc, sử dụng đột biến, nuôi cấy invitro,… Việc chọn tạo giống cây trồng nói chung và việc chọn tạo giống cây cà chua nói riêng trở nên đơn giản hơn và rút ngắn được thời gian tạo ra giống mới. Giống cà chua trước hết tạo ra có 7 năng suất và chất lượng cao. Giống có khả năng thích ứng với các vùng sinh thái khác nhau, trồng được nhiều vụ trong năm, chống chịu được sâu bệnh, ngắn ngày. Những tiến bộ ban đầu về dòng, giống cà chua là hoàn toàn dựa vào Châu Âu. Năm 1863, có 23 giống cà chua được giới thiệu. Trophy được coi là giống có chất lượng tốt ở thời đó với giá 5 USD một gói nhỏ gồm 20 hạt giống. Trong vòng hai thập kỷ, dòng, giống cà chua đã phát triển tới hàng mấy trăm năm [5]. Năm 1986, chương trình thử nghiệm của Liberty Hyde Bailey ở trường nông nghiệp Michigan (Mỹ) đã tiến hành chọn lọc và phân loại giống cà chua trồng trọt. A. Livingston là người Mỹ đầu tiên nhận thức sự cần thiết phải chọn tạo giống cà chua. Từ năm 1870 tới năm 1893 Ông đã giới thiệu 13 giống cà chua trồng trọt được chọn lọc theo phương pháp chọn lọc cá thể. Cuối thế kỷ 19, trên hai trăm dòng, giống cà chua được giới thiệu một cách rộng rãi. Ở Bungari người ta đã sử dụng các loại hình cà chua dại thuộc các thứ Var.racemigerum – có hàm lượng chất khô cao. Var.elongatum – có hàm lượng đường cao, quả hình trụ. Var.pimpeneuifolium - chống bệnh sương mai (Phythophthora infestans) để lai với cà chua dạng trồng trọt. Kết quả thu được dòng số 10 (N 0 10) có kiểu quả chùm, quả hình trụ, có hàm lượng chất khô và hàm lượng đường cao, dễ bong vỏ khi gặp hơi nước nóng, chống bệnh sương mai, dòng này được dùng làm dùng để lai tạo ra nhiều giống cà chua ưu thế lai có năng suất cao, phẩm chất quý, kháng bệnh sương mai phục vụ cho công nghiệp đồ hộp xuất khẩu. Nhờ thành tựu này mà sản phẩm “cà chua trắng” của Bungari ra đời rất nổi tiếng [10]. Việc sử dụng ưu thế lai (UTL) đã tạo ra bước đột phá lớn trong công tác chọn giống cây trồng. Nhờ UTL đã tạo ra những cây trồng có năng suất siêu cao. Không phải ngẫu nhiên mà nhiều nhà khoa học đã cho rằng thế kỷ XXI là thế kỷ sinh vật học, trong đó các giống cây trồng vật nuôi UTL chiếm vị trí tuyệt đối trong sản xuất nông nghiệp. Tổ hợp lai N 0 10 x Mondavi đạt 816 tạ/ha và giống Main 12/20-4 đạt 712tạ/ha (Ksova 1978). Do vậy, kết luận về UTL viện sỉ Daskalor đã nhấn mạnh: 8 Nghiên cứu UTL xác nhận rằng, trong một tổ hợp lai hiệu quả được biểu hiện chủ yếu là tăng sản lượng rất lớn, biến động từ 48,3- 73,8%. Một số tổ hợp lai có chất lượng tốt có thể sử dụng rộng rãi trong sản xuất. Sản xuất hạt lai ở một vùng lớn là hoàn toàn có khả năng và có giá trị kinh tế [2]. Ở các nước như Nhật, Pháp, Hà Lan, Anh,… nhờ ứng dụng UTL đã tạo ra những con lai siêu năng suất, bình quân năng suất cà chua của Hà Lan đạt tới 425 tấn/ha. Trung Quốc là nước đầu tiên có công nghệ chuyển ghen có tính chất thương mại từ những năm 1990, với những sản phẩm gen kháng virus ở cà chua [14]. Cây thực phẩm chuyển gen được đưa vào sản xuất từ năm 1994 ở Mỹ là giống cà chua (Flavr Savs). Ở các giống cà chua thông thường, một số enzim đựoc tạo ra trong quá trình chín, trong đó có Poly-galacturonaza, phân giải thành tế bào làm mềm quả cà chua. 1.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua trên thế giới Trong số các loại rau thì cà chua có vai trò và nhu cầu sử dụng là rất lớn. Trong những năm từ 2003-2005 tổng sản lượng cà chua trên thế giới liên tục tăng, cụ thể năm 2000 là 117.170.000 tấn, đến năm 2005 là 126.638.800 tấn, đến năm 2006 thì tổng sản lượng có giảm nhưng không đáng kể (124.799.400 tấn) trong số những quốc gia có sản lương cao trong năm 2006 thì Trung Quốc là quốc gia đứng đầu với 31.644.000 tấn, tiếp đó là Ấn Độ 8.585.600 (tấn), Iran 4.781.000 (tấn). Bảng.1.1. Diện tích, năng suất, sản lượng cà chua trên thế giới trong những năm gần đây Năm Diện tích (1000ha) Năng suất (Kg/ha) Tổng sản lượng (1000tấn) 9 Chỉ tiêu 1996 3406,2 27457 93523,7 2003 4191,0 27958 117170,0 2004 4543,7 27851 126546,2 2005 4631,0 27346 126638,8 2006 4598,0 27142 124799,4 (Nguồn FAO – 2007) Về diện tích, cả thế giới tăng từ năm 2003 với 4.191.000 ha, đến năm 2006 là 4.598.000 ha. Mặc dù vậy năng suất lại giảm từ 27958 kg/ha năm 2003 xuống còn 27142kg/ha năm 2006 và đó là nguyên nhân làm cho sản lượng cà chua giảm. Cũng như tổng sản lượng, Trung Quốc là quốc gia đứng đầu thế giới trong năm 2006 về diện tích trồng cà chua. Quốc gia thuộc nam Á là Iran lại là quốc gia đứng đầu về năng suất với 34448kg/ha và tiếp đến là Uzbekistan (26188 kg/ha) và Trung Quốc (24247 kg/ha). Theo Trần Khắc Thi (Viện rau quả Hà Nội) đứng đầu về tiêu thụ cà chua là Châu Âu, sau đó là Châu Á, rồi đến Bắc Mỹ và Nam Mỹ. Châu Á là châu lục đứng đầu về sản xuất cà chua, tiếp đó là Châu Âu. Năm 2003 Châu Âu là thị trường lớn nhất thế giới về tiêu thụ cà chua, với sản lượng nhập khẩu là 7,22 triệu tấn sau đó là Bắc Trung Mỹ (1,56 triệu tấn), Châu Á (1,69 triệu tấn). Thị trường Châu Âu vẫn là thị trường hứa hẹn nhiều tiềm năng cho những nước sản xuất cà chua. Nhật Bản là nước nhập khẩu cà chua lớn nhất thế giới, năm 1998 là 4.126 tấn, năm 1999 là 8.700 tấn, năm 2000 là 13.000 tấn. Theo dự tính nhu cầu thị trường của Nhật Bản vẫn tiếp tục tăng [26]. Bảng.1.2. Diện tích, năng suất, sản lượng cà chua của một số nước năm 2006. Quốc gia Chỉ tiêu Diện tích (1000ha) Năng suất (kg/ha) Tổng sản lượng (1000tấn) China 1305,1F 24247F 31644F India 547,7F 15676F 8585,6F Iran 138,8F 34448F 4781,0F Kazakhstan 25,0F 20640F 516,0F Uzbekistan 60,5 26188 1583,6 Indonesia 50,0F 11751F 587,8F 10