BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
------------------------------------
TRẦN MINH QUYÊN
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ
MÔI TRƯỜNG ĐẾN HIỆU QUẢ NHÂN IN VITRO 02
GIỐNG MÍA BRAZIL 3280 VÀ QUẾ ĐƯỜNG 93 NHẬP NỘI
LUẬN VĂN THẠC SĨ
CHUYÊN NGÀNH: NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC
HÀ NỘI, NĂM 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
------------------------------------
TRẦN MINH QUYÊN
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ
MÔI TRƯỜNG ĐẾN HIỆU QUẢ NHÂN IN VITRO 02
GIỐNG MÍA BRAZIL 3280 VÀ QUẾ ĐƯỜNG 93 NHẬP NỘI
CHUYÊN NGÀNH: NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC
MÃ SỐ: 60.42.02.01
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HOC
1: TS HÀ THỊ THÚY
2: PGS. TS PHAN HỮU TÔN
HÀ NỘI, NĂM 2014
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản luận văn là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự
hướng dẫn của TS. Hà Thị Thúy và PGS.TS Phan Hữu Tôn. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn là trung thực. Kết quả nghiên cứu trong cuốn luận văn này chưa
từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Học viên
Trần Minh Quyên
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page i
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Hà Thị Thúy, Phó Viện Trưởng
Viện Di Truyền Nông Nghiệp Việt Nam. PGS. TS Phan Hữu Tôn, Trưởng Bộ Môn
Sinh Học Phân Tử, Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam tận tình hướng dẫn và tạo
mọi điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu này.
Các thầy giáo, cô giáo thuộc Khoa Công Nghệ Sinh Học, Học Viện Nông
Nghiệp Việt Nam đã nhiệt tình giảng dậy và tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành
khóa học.
Các cán bộ, kĩ thuật viên Phòng Thí Nghiệm Trọng Điểm CNTBTV, Viện Di
Truyền Nông Nghiệp đã tư vấn, hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm
luận văn.
Những lời động viên, khích lệ từ gia đình, sự chia sẻ, học hỏi, giúp đỡ từ
bạn bè cũng góp phần rất nhiều cho luận văn của tôi được hoàn chỉnh.
Tôi xin chân thành cám ơn.
Hà Nội, ngày 01 tháng 07 năm 2014
Học viên
Trần Minh Quyên
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
i
LỜI CẢM ƠN
ii
MỤC LỤC
iii
DANH MỤC VIẾT TẮT
v
DANH MỤC BẢNG
vi
DANH MỤC BIỂU ĐỒ
vii
DANH MỤC HÌNH
viii
Chương 1. MỞ ĐẦU
1
1.
Đặt vấn đề
1
2.
Mục đích và yêu cầu của đề tài
2
2.1
Mục đích của đề tài
2
2.2
Yêu cầu của đề tài
2
3.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
2
3.1
Ý nghĩa khoa học
2
3.2.
Ý nghĩa thực tiễn
3
Chương 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
4
2.1
4
Giới thiệu chung về cây mía
2.1.1 Nguồn gốc, phân bố của cây mía
4
2.1.2 Đặc điểm thực vật học cơ bản của cây mía
5
2.1.3 Yêu cầu của cây mía đối với điều kiện ngoại cảnh
6
2.1.4 Vấn đề sâu bệnh ở mía
8
2.2
9
Tình hình nghiên cứu và sản xuất mía trên thế giới
2.2.1 Tình hình sản xuất mía trên thế giới
9
2.2.2 Tình hình nghiên cứu nhân giống
2.3
10
Tình hình nghiên cứu và sản xuất mía ở Việt Nam
14
2.3.1 Tình hình sản xuất mía ở Việt Nam
14
2.3.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
15
2.4
Công nghệ nhân giống mía bằng cấy mô và vấn đề nguyên liệu của
công nghiệp mía đường của nước ta
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
16
Page iii
Chương 3. ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
3.1
NGHIÊN CỨU
18
Đối tượng, vật liệu, địa điểm nghiên cứu
18
3.1.1 Đối tượng nghiên cứu
18
3.1.2 Vật liệu nghiên cứu
18
3.1.3 Địa điểm nghiên cứu
18
3.2
Nội dung nghiên cứu
18
3.3
Phương pháp nghiên cứu
19
3.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm
19
3.3.2 Các phương pháp nghiên cứu
20
3.3.3 Các hóa chất và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu
25
3.3.4 Các chỉ tiêu theo dõi
26
3.4
26
Phương pháp theo dõi và xử lý số liệu
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1
27
Nghiên cứu ảnh hưởng của BAP ở các nồng độ khác nhau kết hợp với 0,2
mg/l Kinetin lên quá trình nhân nhanh chồi của 02 giống Br 3280, QĐ 93
4.2
27
Nghiên cứu ảnh hưởng của nước dừa lên quá trình nhân chồi của 02
giống Br 3280, QĐ 93
4.3
30
Nghiên cứu ảnh hưởng của trạng thái môi trường lên quá trình nhân
nhanh chồi của 02 giống Br 3280, QĐ 93
4.4
33
Nghiên cứu ảnh hưởng của dung tích môi trường lên quá trình nhân
chồi của 02 giống Br 3280, QĐ 93
4.5
36
Nghiên cứu ảnh hưởng của BAP ở các nồng độ khác nhau lên quá
trình kéo dài chồi của 02 giống Br 3280, QĐ 93
4.6
4.7
41
Nghiên cứu ảnh hưởng của NAA ở các nồng độ khác nhau lên quá
trình ra rễ của 02 giống Br 3280, QĐ 93
44
Nghiên cứu ảnh hưởng của chất nền đến tỷ lệ sống của cây trên vườn ươm
47
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
51
5.1 Kết luận
51
5.2 Đề nghị
52
TÀI LIỆU THAM KHẢO
53
PHỤ LỤC
56
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iv
DANH MỤC VIẾT TẮT
BAP :
6-Benzylaminopurine
Br 3280 :
Brazil 3280
CV % :
Hệ số biến động
Cs :
Cộng sự
NAA :
1-Naphthaleneacetic acid
LSD0,5
:
Gía trị sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa tại mức 0.5.
MT :
Môi trường
QĐ 93:
Quế Đường 93
TB :
Trung Bình
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page v
DANH MỤC BẢNG
STT
Tên bảng
2.1 Sản xuất và xuất nhập khẩu đường toàn cầu
Trang
từ 2008/2009 đến
2012/2013 ....................................................................................................... 9
2.2 Top 20 quốc gia sản xuất mía đường hàng đầu thế giới năm 2012 ................. 10
2.3 Vùng sản xuất mía của Việt Nam .................................................................. 14
4.1 Ảnh hưởng của BAP ở các nồng độ khác nhau kết hợp với 0,2 mg/l
Kinetin lên quá trình nhân nhanh chồi của 02 giống Br 3280, QĐ 93 ............ 28
4.2 Ảnh hưởng của nước dừa đến quá trình nhân nhanh chồi ở 2 giống Br
3280, QĐ 93 ................................................................................................. 31
4.3 Ảnh hưởng của trạng thái môi trường đến quá trình nhân chồi của giống
Br 3280 ......................................................................................................... 33
4.4. Ảnh hưởng của trạng thái môi trường đến quá trình nhân chồi của
giống QĐ 93 ................................................................................................. 34
4.5 Ảnh hưởng của dung tích môi trường đến quá trình nhân nhanh chồi
của giống Br 3280 ......................................................................................... 37
4.6 Ảnh hưởng của dung tích môi trường đến quá trình nhân nhanh chồi
của giống QĐ 93 ........................................................................................... 38
4.7 Ảnh hưởng của BAP ở các nồng độ khác nhau lên quá trình kéo dài
chồi của giống Br 3280 ................................................................................. 41
4.8 Ảnh hưởng của BAP ở các nồng độ khác nhau lên quá trình kéo dài
chồi của giống QĐ 93 ................................................................................... 42
4.9 Ảnh hưởng của nồng độ NAA đến quá trình hình thành rễ của giống Br
3280 sau 2 tuần nuôi cấy ................................................................................. 45
4.10 Ảnh hưởng của nồng độ NAA đến quá trình hình thành rễ của giống
QĐ 93 sau 2 tuần nuôi cấy ............................................................................ 46
4.11 Ảnh hưởng của chất nền đến tỷ lệ sống của giống Br 3280 trên vườn ươm....... 48
4.12 Ảnh hưởng của chất nền đến tỷ lệ sống của giống QĐ 93 trên vườn ươm ......... 49
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vi
DANH MỤC BIỂU ĐỒ
STT
Tên biểu đồ
Trang
4.1. Ảnh hưởng của BAP ở các nồng độ khác nhau kết hợp với 0,2 mg/l
Kinetin lên quá trình nhân nhanh chồi của 02 giống Br 3280, QĐ 93 .............. 28
4.2. Ảnh hưởng của nước dừa đến quá trình nhân nhanh chồi ở 2 giống Br
3280, QĐ 93 ................................................................................................... 31
4.3. Ảnh hưởng của trạng thái môi trường lên quá trình nhân nhanh chồi của
02 giống Br 3280, QĐ 93 ................................................................................ 34
4.4. Ảnh hưởng của BAP ở các nồng độ khác nhau lên quá trình kéo dài chồi
của 02 giống Br 3280, QĐ 93 ......................................................................... 42
4.5. Ảnh hưởng của NAA ở các nồng độ khác nhau lên quá trình ra rễ của 02
giống Br 3280, QĐ 93..................................................................................... 46
4.6. Ảnh hưởng của chất nền đến tỷ lệ sống của cây trên vườn ươm ..................... 49
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vii
DANH MỤC HÌNH
STT
Tên hình
Trang
4.1 Ảnh hưởng của BAP kết hợp với 0,2 mg/l Kinetin lên quá trình nhân
nhanh chồi giống Br 3280 ............................................................................. 30
4.2 Ảnh hưởng của nước dừa lên quá trình nhân chồi giống Br 3280 .................. 32
4.3 Ảnh hưởng của trạng thái môi trường lên quá trình nhân nhanh chồi của
giống Br 3280 ............................................................................................... 36
4.4 Ảnh hưởng của trạng thái môi trường lên quá trình nhân nhanh chồi của
giống QĐ 93 ................................................................................................. 36
4.5 Ảnh hưởng của dung tích bình môi trường là 60 ml đến quá trình nhân
nhanh chồi của giống QĐ 93 ......................................................................... 40
4.6 Ảnh hưởng của BAP lên quá trình kéo dài chồi của giống QĐ 93 ................. 44
4.7 Ảnh hưởng của 0,5 mg/l NAA lên quá trình ra rễ của giống QĐ 93 ............. 47
4.8 Ảnh hưởng của 0,5 mg /l NAA lên quá trình ra rễ của giống Br 3280 .......... 47
4.9 Giống mía Br 3280 trên giá thể sau 30 ngày ra cây ....................................... 50
4.10 Giống mía QĐ 93 trên giá thể sau 30 ngày ra cây.......................................... 50
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page viii
Chương 1. MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Nhân giống bằng nuôi cấy mô đã trở thành một trong những phương pháp
quan trọng nhất để nhân nhanh, đặc biệt là với cây trồng khó nhân bằng phương
pháp truyền thống. Tốc độ phát triển của công nghệ nuôi cấy mô đã được thúc đẩy
không ngừng nhờ thương mại hóa. Hiện nay nuôi cấy mô được ứng dụng rộng rãi
nhất trên các đối tượng hoa cây cảnh và các cây lâm nghiệp, dược liệu khác nhau.
Hệ thống nuôi cấy mô cũng được xây dựng thành công ở các loại cây thực phẩm,
cây ăn quả, cây công nghiệp đặc biệt là cây mía (Saccharum officinarum L.)(Đỗ
Năng Vịnh, 2006).
Cây mía (Saccharum officinarum L.) là một trong những cây công nghiệp có
giá trị kinh tế cao, là nguyên liệu chính để sản xuất đường trên thế giới và Việt
Nam. Theo các nhà chuyên môn thì triển vọng của ngành trồng mía ở nước ta rất
lớn, do có những điều kiện thuận lợi để nâng cao năng suất và sản lượng mía, đáp
ứng đủ nhu cầu trong nước và xuất khẩu.
Tuy nhiên, các nhà máy đường ở Việt Nam không thể tự ý nâng quy mô và
công suất nếu vùng trồng tại đó không có tiềm năng mở rộng tương ứng. Do đó,
việc cung cấp đủ nguyên liệu mía cho nhà máy và việc phát triển vùng trồng mía
phù hợp là việc rất quan trọng.
(Báo cáo tổng kết hiệp hội mía đường Việt Nam, 2013).
Nguyên nhân chính của việc không thể mở rộng các vùng nguyên liệu là do
phương thức thâm canh cây mía sử dụng các hom cây giống sau thu hoạch vụ trước
trồng sang vụ sau kéo dài dẫn đến hiện tượng nhiễm bệnh do nấm, vi khuẩn, virus
và tuyến trùng làm năng suất giống bị giảm.
Theo kinh nghiệm của các nước cùng trồng mía đường cho thấy vai trò của
công nghệ nuôi cấy mô đối với nhân giống mía, cây mía qua nuôi cấy mô cho năng
suất cao hơn bình thường gấp 20% - 30%. Nuôi cấy mô còn là biện pháp an toàn
trong cung cấp giống sạch bệnh, giảm chi phí thuốc hoá học, giúp cho việc nhập nội
giống và trao đổi nguồn gen. Đặc biệt, nhập nội giống hàng loạt như hiện nay có thể
mang các bệnh virus, nấm, vi khuẩn, trứng các loài sâu hại từ nước ngoài vào nước
ta, dẫn đến thoái hoá giống, giảm năng suất và tăng chi phí thuốc phòng trừ sâu
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 1
bệnh. Để tạo được các giống mía cho năng suất, tỷ lệ đường cao và cây sạch bệnh
thì công nghệ nuôi cấy mô là một đòi hỏi hết sức cấp bách.
Các thành phần của môi trường sử dụng trong nuôi cấy mô thực vật in vitro,
trong đó có các hợp chất kích thích sinh trưởng thực vật là những yếu tố quan trọng
đối với khả năng thành công của công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật. Vì vậy, để
có được quy trình nhân giống in vitro thích hợp đối với từng giống mía rất cần thiết
phải tối ưu hóa và đánh giá ảnh hưởng của các chất kích thích sinh trưởng thực vật
lên các giống mía. Trên nhu cầu thực tế, chúng tôi đã thử nghiệm một số giống mía
mới trong đó có 02 giống mía Br 3280 và QĐ 93 là 02 giống có khả năng thích ứng
và triển vọng phát triển tại vùng nguyên liệu mía đường của nhà máy đường Lam
Sơn – Thanh Hóa. Với ưu điểm nổi trội của 2 giống mía trên, chúng ta cần tạo số
lượng nguyên liệu lớn phục vụ cho ngành công nghiệp mía đường và nuôi cấy mô là
một trong những biện pháp tối ưu để nhân nhanh số lượng giống đưa vào sản xuất.
Xuất phát từ mục tiêu đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ảnh
hưởng của các yếu tố môi trường đến hiệu quả nhân in vitro 02 giống mía Brazil
3280 và Quế Đường 93 nhập nội”.
2. Mục đích và yêu cầu của đề tài
2.1 Mục đích của đề tài
- Tìm ra được thành phần môi trường và điều kiện nuôi cấy in vitro thích hợp
nhất cho nhân nhanh 02 giống mía Br 3280 và QĐ 93 mới nhập nội.
2.2 Yêu cầu của đề tài
- Xác định được hàm lượng chất điều tiết sinh trưởng thích hợp cho quá trình
nhân nhanh 02 giống mía Br 3280 và QĐ 93.
- Xác định được chất điều tiết sinh trưởng bổ sung vào môi trường tạo rễ
thích hợp cho chồi invitro.
- Xác định được giá thể thích hợp cho cây con ngoài vườn ươm.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.1 Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu quy trình nhân nhanh thích hợp nhất với 02 giống mía Br 3280
và QĐ 93 mới nhập nội từ đó tìm ra công nghệ nhân nhanh các giống mía, duy trì
và nhân nhanh các nguồn giống tốt phục vụ cho học tập và nghiên cứu khoa học.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 2
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Đưa ra những bằng chứng khoa học làm cơ sở đề xuất quy trình nhân
giống invitro cho cây mía mới nhập nội.
- Đảm bảo an toàn sinh học: Bắt đầu gây dựng một vùng nguyên liệu mía
mới bằng các giống cấy mô sạch bệnh. Nuôi cấy mô là biện pháp an toàn trong cung
cấp giống sạch bệnh, giảm chi phí thuốc hóa học, giúp cho việc nhập nội giống an
toàn sinh học.
- Nuôi cấy mô làm trẻ hóa, sạch bệnh, tăng năng suất mía một cách đáng kể.
- Sau khi làm chủ được công nghệ này, chúng ta có thể chủ động nhân nhanh
một số lượng lớn giống mới thay thế giống cũ, đáp ứng nhu cầu về mía giống của
thực tiễn sản xuất hiện nay.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 3
Chương 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Giới thiệu chung về cây mía
Mía là tên gọi chung của một số loài trong chi mía (Saccharum), bên cạnh
các loài lau, lách. Chúng là các loại cỏ sống lâu năm, thuộc tông Andropogoneae
của họ Hòa thảo (Poaceae), bản địa khu vực nhiệt đới và ôn đới ẩm của châu Á Phi – Âu. Chúng có thân to mập, chia đốt, chứa nhiều đường, cao từ 2 - 6 m. Trên
thân cây mía thường thì phần ngọn nhạt hơn phần gốc do phần ngọn chứa thêm một
lượng nước lớn để cung cấp cho lá và ngọn. Lá mía cứng, dài, có lông, khi dài
chuyển sang mầu nâu. Cây mía thuộc cây rễ chùm ăn trên bề mặt đất khoảng 0 cm 60 cm (Nguyễn Viết Hưng, 2012).
Nhiệt độ thích hợp cho cây mía phát triển từ 150C - 260C, thời kỳ mía nảy
mầm thì cần nhiệt độ tốt nhất là 260C - 330C. Thời gian chiếu sáng phải đạt từ 1200
- 2000 lux/ ngày. Độ ẩm cần 100 - 170mm nước/ tháng, khi mía sắp tới thời kỳ thu
hoạch cần khô khoảng 2 tháng như vậy thì tỷ lệ đường trong cây sẽ cao. Mía là loại
cây công nghiệp khỏe, không kén đất, có thể trồng trên nhiều loại đất khác nhau từ
70% đất sét đến 70% đất cát. Đất thích hợp nhất cho mía là những loại đất xốp, tầng
canh tác sâu, có độ phì cao, giữ ẩm tốt và dễ thoát nước. Tuy nhiên pH của đất phải
giới hạn từ 4 - 9, pH thích hợp nhất cho cây mía phát triển từ 5,5 - 7,5 (Nguyễn Viết
Hưng, 2012).
2.1.1 Nguồn gốc, phân bố của cây mía
Tên Việt Nam: Cây mía
Tên khoa học: Saccharum officinarum
Ngành : Có hạt (Spermatophyta)
Lớp : Một lá mầm (Monocotyledoneae)
Họ : Hòa thảo (Poaceae)
Chi: Saccharum
Qua nhiều năm tranh luận, ngày nay New Guinea được thừa nhận là nơi
nguyên sản của cây mía. Theo tài liệu nghiên cứu về cấu tạo địa chất, nhiều tác giả
cho rằng cây mía xuất hiện trên trái đất từ khi lục địa Châu Á và Châu Úc còn dính
liền, cách đây hàng vạn năm.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 4
Ấn Độ và Trung Quốc là hai nước có lịch sử trồng mía lâu đời nhất trên thế
giới. Ở Trung Quốc, căn cứ những tài liệu ghi chép cổ xưa cùng sự phân bố rộng rãi
của mía dại ở nhiều nơi và mức độ phong phú của những giống mía trồng trọt cho
thấy cây mía được trồng rất lâu đời, trước thế kỉ IV trước Công Nguyên (Nguyễn
Viết Hưng, 2012).
Trong thế kỷ XVI, đường mía đã là một nguồn hàng trao đổi quan trọng giữa
các nước Nam Mỹ và Thị trường Châu Âu. Cuối thế kỷ XIX, A.S. Marggraf - giám
đốc viện Hàn Lâm khoa học Berlin, khám phá ra nguồn đường mới: Cây củ cải
đường. Và từ đây đường mía và đường củ cải cùng song song phát triển (Nguyễn
Viết Hưng, 2012).
2.1.2 Đặc điểm thực vật học cơ bản của cây mía
Thân mía: Ở cây mía, thân là đối tượng thu hoạch, là nơi dự trữ đường được
dùng làm nguyên liệu chính để chế biến đường ăn.
Thân cây mía cao trung bình 2 m - 3 m, một số giống có thể cao 4 m – 5 m.
Thân mía được hình thành bởi nhiều dóng (đốt) hợp lại. Chiều dài mỗi dóng từ 15 cm 20 cm, trên mỗi dóng gồm có mắt mía (mắt mầm), đai sinh trưởng, đai rễ, sẹo lá…
Thân mía có màu vàng, đỏ hồng hoặc đỏ tím. Tuỳ theo từng giống mà dóng
mía có nhiều hình dạng khác nhau như: Hình trụ, hình trống, hình ống chỉ… Thân
đơn độc, không có cành nhánh, trừ một số trường hợp bị sâu bệnh.
Rễ mía: Cây mía có 2 loại rễ là rễ sơ sinh và rễ thứ sinh.
+ Rễ sơ sinh mọc ra từ đai rễ của hom trồng, có nhiệm vụ hút nước trong đất
để giúp mầm mía mọc và sinh trưởng trong giai đoạn đầu (rễ tạm thời). Khi mầm
mía phát triển thành cây con, thì các rễ thứ sinh mọc ra từ đai rễ của gốc cây con,
giúp cây hút nước và chất dinh dưỡng. Lúc này các rễ sơ sinh teo dần và chết, cây
mía sống nhờ vào rễ thứ sinh và không nhờ vào chất dinh dưỡng dự trữ trong hom
mía nữa.
+ Rễ thứ sinh là rễ chính của cây mía, bám vào đất để giữ cho cây mía không
bị đổ ngã, đồng thời hút nước và chất dinh dưỡng nuôi cây trong suốt chu kỳ sinh
trưởng (rễ vĩnh cửu). Rễ mía thuộc loại rễ chùm, ăn nông, tập trung ở tầng đất mặt
30 cm – 40 cm, rộng 40 cm - 60 cm.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 5
Lá mía: Cây mía có bộ lá phát triển mạnh, chỉ số diện tích lá lớn và hiệu
suất quang hợp cao, giúp cây tổng hợp một lượng đường rất lớn. Lá mía thuộc loại
lá đơn gồm phiến lá và bẹ lá. Phiến lá dài trung bình từ 1,0 m - 1,5 m có một gân
chính tương đối lớn. Phiến lá có màu xanh thẫm, mặt trên có nhiều lông nhỏ và
cứng, hai bên mép có gai nhỏ. Bẹ lá rộng, ôm kín thân mía có nhiều lông. Nối giữa
bẹ và phiến lá là đai dày cổ lá. Ngoài ra còn có lá thìa, tai lá… Các đặc điểm của lá
cũng khác nhau tuỳ vào giống mía.
Hoa và hạt mía:
+ Hoa mía (còn gọi là bông cờ): Mọc thành chùm dài từ điểm sinh trưởng
trên cùng của thân khi cây mía chuyển sang giai đoạn sinh thực. Mỗi hoa có hình
chiếc quạt mở, gồm cả nhị đực và nhụy cái, khả năng tự thụ rất cao. Cây mía có
giống ra hoa nhiều, có giống ra hoa ít hoặc không ra hoa. Khi ra hoa cây mía bị rỗng
ruột làm giảm năng suất và hàm lượng đường. Trong sản suất người ta thường
không thích trồng các giống mía ra hoa và tìm cách hạn chế ra hoa.
+ Hạt mía: Hình thành từ bầu nhụy cái được thụ tinh trông như một chiếc
váy nhỏ, hình thoi và nhẵn, dài khoảng 1 mm - 1,2 mm. Trong hạt có phôi và có thể
nảy mầm thành cây mía con, dùng trong công tác lai tạo tuyển chọn giống, không
dùng trong sản xuất. Cây mía từ khi nảy mầm đến thu hoạch kéo dài trong khoảng 8
- 10 tháng tuỳ điều kiện thời tiết và giống mía.
2.1.3 Yêu cầu của cây mía đối với điều kiện ngoại cảnh
2.1.3.1 Yêu cầu đối với ánh sáng
Mía là cây nhạy cảm với ánh sáng và đòi hỏi cao về ánh sáng. Thiếu ánh sáng,
mía phát triển không tốt, hàm lượng đường thấp. Mía cần thời gian tối thiểu là 1200
giờ tốt nhất là trên 2000 giờ (Nguyễn Viết Hưng, 2012). Quang hợp của cây mía tỉ
lệ thuận với cường độ và độ dài chiếu sáng. Thiếu ánh sáng cây hút phân kém do đó
phân đạm, lân, kali chỉ hiệu quả khi ánh sáng đầy đủ. Vì vậy ở vùng nhiệt đới và á
nhiệt đới mía vươn cao mạnh nhất khi bắt đầu vào mùa hè có độ dài ngày tăng lên.
Chính vì vậy, nó là nhân tố quan trọng quyết định năng suất và sản lượng mía
(Nguyễn Viết Hưng, 2012).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 6
2.1.3.2 Yêu cầu với nhiệt độ
Mía là loại cây nhiệt đới nên đòi hỏi điều kiện độ ẩm rất cao. Nhiệt độ bình
quân thích hợp cho sự sinh trưởng của cây mía là 250C - 260C. Giống mía nhiệt đới
sinh trưởng chậm khi nhiệt độ dưới 210C và ngừng sinh trưởng khi nhiệt độ 130C và
dưới 50C thì cây sẽ chết. Những giống mía á nhiệt đới tuy chịu rét tốt hơn nhưng
nhiệt độ thích hợp cũng giống như mía nhiệt đới (Nguyễn Viết Hưng, 2012).
Thời kì nảy mầm mía cần nhiệt độ trên 150C tốt nhất là từ 260C - 330C. Mía nảy
mầm kém ở nhiệt độ dưới 150C và trên 400C. Từ 280C - 350C là nhiệt độ thích hợp
cho mía vươn cao. Sự dao động biên độ nhiệt giữa ngày và đêm liên quan tới tỉ lệ
đường trong mía. Giới hạn nhiệt độ thích hợp cho thời kì mía chín từ 150C - 200C.
Vì vậy tỉ lệ đường trong mía thường đạt ở mức cao nhất cho các vùng có khí hậu lục
địa và vùng cao (Nguyễn Viết Hưng, 2012).
2.1.3.3 Yêu cầu với độ ẩm
Mía là cây cần nhiều nước nhưng lại sợ úng nước. Mía có thể phát triển tốt ở
những vùng có lượng mưa từ 1500 mm/năm. Giai đoạn sinh trưởng mía yêu cầu
lượng mưa từ 100 – 170 mm/tháng. Khi chín cần khô ráo, mía thu hoạch sau một
thời gian khô ráo khoảng 2 tháng sẽ cho tỉ lệ đường cao. Bởi vậy các nước nằm
trong vùng khô hạn nhưng vẫn trồng mía tốt còn những nơi mưa nhiều và phân bố
đều trong năm thì việc trồng mía không hiệu quả (Nguyễn Viết Hưng, 2012).
2.1.3.4 Yêu cầu đối với dinh dưỡng khoáng
Mía là cây trồng có khả năng tạo ra lượng sinh khối rất lớn, chỉ trong vòng
chưa đầy 1 năm, 1 ha mía có thể cho từ 70 - 100 tấn mía cây, chưa kể lá và rễ. Vì
vậy nhu cầu dinh dưỡng của cây mía rất lớn. Ngoài các chất đa lượng N-P-K, cây
mía rất cần canxi (Ca) và các chất vi lượng.
Đạm (N): Là yếu tố rất quan trọng giúp cây mọc khoẻ, đâm nhiều nhánh, tốc
độ làm dóng và vươn cao nhanh, năng suất cao. Trung bình 1 tấn mía tơ cần 1 kg N
và một tấn mía để gốc cần 1,25 kg N. Ở giai đoạn đầu cây mía rất cần N, lượng N
dự trữ trong cây mía ở giai đoạn đầu có ảnh hưởng đến suốt quá trình sinh trưởng
và phát triển về sau. Tuy nhiên nếu bón nhiều đạm và không cân đối với lân, kali và
bón muộn cây mía sẽ bị vóng, nhiều nước, lượng đường thấp và dễ nhiễm sâu bệnh.
Lân (P): Lân giúp bộ rễ phát triển để hấp thu nước và chất dinh dưỡng, tăng
khả năng chịu hạn, giữ sự cân đối giữa đạm và kali nên giúp cây phát triển khoẻ
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 7
mạnh, tăng năng suất và chất lượng mía. Đối với công nghiệp chế biến đường, bón
đủ lân sẽ giúp quá trình lắng trong nước mía và kết tinh đường được thuận lợi.
Thiếu lân, bộ rễ phát triển kém, đẻ nhánh ít, thân lá nhỏ, cây cằn cỗi. Phần lớn đất
trồng mía ở nước ta đều thiếu lân, nhất là vùng Đông Nam Bộ và trung du phía Bắc,
do đó chú ý bón lân đầy đủ. Để có một tấn mía cây cần bón thêm 1,3 kg P2O5.
Kali (K): Là nguyên tố dinh dưỡng cây cần nhiều nhất. Để tạo ra một tấn mía
cây cần 2,75 K2O. Kali có vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp tạo ra đường.
Đủ kali, cây mía cứng cáp, không đổ ngã, ít sâu bệnh, chín sớm và tăng tỉ lệ đường.
Canxi (Ca): Canxi làm giảm độ chua trong đất, cải thiện tính chất vật lý đất,
giúp sự phân giải chất hữu cơ và hoạt động của các vi sinh vật đất được tốt hơn, tạo
điều kiện cho cây mía hấp thu chất dinh dưỡng hiệu quả hơn. Các vùng đất trồng
mía của nước ta thường chua nên cần phải bón thêm vôi.
Các chất vi lượng: Bao gồm các nguyên tố như magiê (Mg), sắt (Fe), mangan
(Mn), kẽm (Zn), đồng (Cu)… tuy cần ở số lượng ít nhưng rất quan trọng đối với
quá trình sinh trưởng và phát triển cũng như chất lượng của cây mía. Đất ở nước ta
do trồng lâu đời lại không chú ý bón bổ sung chất vi lượng nên thường bị thiếu.
Nhiều thí nghiệm ở một số vùng cho thấy, nếu bón bổ sung các chất vi lượng đều có
tác dung tăng năng suất và chất lượng mía rõ rệt.
2.1.4 Vấn đề sâu bệnh ở mía
Theo thông báo của FAO gần đây (1993) hàng năm thiệt hại do sâu bệnh gây
ra với cây mía khá lớn, có khi tới 45% sản lượng. Theo kết quả điều tra của ngành
mía đường cho thấy chỉ riêng sâu bệnh hại mía đã làm giảm sản lượng đến 20%.
Sâu bệnh ảnh hưởng nghiêm trọng đối với ngành mía đường như: bệnh
than, bệnhfiji gây hại ở nhiều vùng trồng mía trên thế giới như Ấn Độ, Brazyl,
Indonexia, Đài Loan, Trung Quốc, Philippine... (Heinz, 1987). Các nhà khoa học
đã tổng kết có khoảng 118 bệnh ở mía, nhiều nhất là bệnh do nấm 64 bệnh, do
virus 10 bệnh, vi khuẩn 6 bệnh, còn lại 38 bệnh do một loạt các tác nhân di
truyền, yếu tố môi trường gây ra.
Dựa vào tác nhân gây bệnh có thể chia làm 5 loại chính như sau:
• Bệnh do nấm.
• Bệnh do vi khuẩn.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 8
• Bệnh do virus.
• Bệnh do sâu bọ và tuyến trùng.
• Bệnh do các tác nhân khác.
2.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất mía trên thế giới
2.2.1 Tình hình sản xuất mía trên thế giới
Sản lượng mía thế giới tăng trước tiên do phát triển diện tích. Trong thế
kỷ XX, nhất là ở nửa sau thế kỷ, nhiều nước ở Châu Á, Châu Phi, Nam Mỹ phát
triển diện tích trồng mía và công nghiệp đường để thỏa mãn nhu cầu trong nước
và tìm cơ hội xuất khẩu, nhất là sau khủng hoảng thiếu đường năm 1974. Trong
4 thập kỷ cuối thế kỷ XX, mỗi thập kỷ diện tích mía thu hoạch trên thế giới tăng
bình quân hơn 2,5 triệu ha.
Ngành mía đường thế giới rất xem trọng công tác nghiên cứu khoa học và
chuyển giao tiến bộ kỹ thuật và việc tiến hành các thí nghiệm nghiên cứu về cây
mía trên đồng ruộng đã được con người tiến hành từ rất sớm ở Ấn Độ (1840),
Java (1855), Mauritius (1869), Mỹ (1885), Hawaii (1897).
Ngành mía đường thế giới phát triển từ thế kỷ thứ 16. Sản lượng đường toàn
cầu phát triển nhanh theo nhu cầu tiêu thụ, đầu những năm cách mạng công nghiệp
(1750-1830) khoảng 820 ngàn tấn/năm, trước thế chiến thứ nhất (1914-1918)
khoảng 18 triệu tấn/năm, đến nay đạt trên 170 triệu tấn/năm .
(Bảng 2.1). Vụ đường 2012/2013 được dự báo 174 triệu tấn, lượng tiêu thụ
toàn cầu là 163 triệu tấn.
Bảng 2.1 Sản xuất và xuất nhập khẩu đường toàn cầu
từ 2008/2009 đến 2012/2013
Đơn vị tính: Ngàn tấn
Niên vụ
2008/2009
2009/2010
2010/2011
2011/2012
2012/2013
Tồn
trước
niên vụ
43.650
31.561
29.849
30.558
31.661
Sản
xuất
Nhập
khẩu
143.888
153.517
161.612
170.967
174.453
44.859
51.194
51.921
48.870
49.105
Tổng
cung
Xuất
khẩu
Tiêu
dùng
Tồn sau
niên vụ
232.397 47.881 152.955 31.561
236.272 51.902 154.521 29.849
243.412 56.088 156.766 30558
250.395 57.819 160.965 31.611
255.169 58.326 163.761 33.082
Nguồn: Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA)
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 9
Theo thống kê của Tổ chức Nông Lương Liên Hợp Quốc (FAO, 2012); đến
năm 2012, có 20 nước có sản lượng mía hàng năm đạt trên 9 triệu tấn trong đó có
Việt Nam. Còn 5 nước sản xuất mía đường lớn nhất thế giới theo thứ tự là Brazil,
Ấn Độ, Trung Quốc, Thái Lan và Pakistan
Bảng 2.2 Top 20 quốc gia sản xuất mía đường hàng đầu thế giới năm 2012
TT
Quốc gia
Sản lượng mía (tấn)
1
Brazil
721.077.287
2
Ấn Độ
347.870.000
3
Trung Quốc
123.460.500
4
Thái Lan
96.500.000
5
Pakistan
58.397.000
6
Mexico
50.946.483
7
Colombia
38.000.000
8
Philippines
30.000.000
9
Indonesia
26.341.600
10
Hoa Kỳ
27.900.000
11
Australia
25.957.093
12
Argentina
25.000.000
13
Guatemala
21.800.000
14
Việt Nam
19.040.798
15
Nam Phi
17.278.000
16
Egypt
16.500.000
17
Cuba
14.400.000
18
Peru
10.368.866
19
Myanmar
10.000.000
20
Venezuela
9.350.000
Nguồn: Tổ chức Nông - Lương Liên Hiệp Quốc (FAO, 2012)
2.2.2 Tình hình nghiên cứu nhân giống
Mía bị nhiễm nhiều bệnh hại khác nhau, gây ra bởi khoảng 100 loài nấm
bệnh, 10 loài vi khuẩn, 10 loài virus và khoảng 50 loài tuyến trùng khác nhau trên
toàn thế giới. Các loại bệnh do virus và tác nhân tương tự virus gây ra rất nguy
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 10
hiểm, chúng lây lan nhanh, bệnh truyền theo cây giống (nhân vô tính từ thế hệ này
sang thế hệ khác). Bệnh virus và tương tự virus là nguyên nhân chủ yếu gây thoái
hóa giống và là bệnh dịch khó kiểm soát nhất ở mía (Rao, G. P. và Ford, R. E. 2000;
Xie và cs, 2009).
Nuôi cấy mô mía đã được thực hiện từ năm 1961 ở Hawaii (Nickell,1964).
Kỹ thuật nuôi cấy chồi đỉnh sinh trưởng để làm sạch bệnh khảm do virus ở cây mía
đã được nghiên cứu từ năm 1970 bởi Coleman và Hendre và cs (Coleman, 1970;
Hendre và cs, 1975; Kaiser và Makhdoom, 2004). Mía đã được nghiên cứu nuôi cấy
mô in vitro để tạo đột biến và phục vụ chọn giống (Nickell, 1964; Heinz và Mee,
1969). Phương pháp nhân giống thông qua mô sẹo phôi hóa đã được đưa vào các
chương trình nhân nhanh giống mía thương mại (Alam và cs, 2003).
Nhân nhanh giống mía có thể thực hiện bằng 2 phương thức cấy mô: Nuôi
cấy đỉnh sinh trưởng và tái sinh phôi vô tính từ tế bào mô sẹo phiến lá non. Cây con
tạo được đồng nhất về di truyền và rất ít khi bị biến dị trừ trường hợp nuôi cấy quá
dài hoặc xử lý đột biến in vitro (Taylor, 1993; Kale và cs, 2004). Tính đồng nhất về
hình thái và ổn định về di truyền của cây mía cấy mô đã được khẳng định bằng các
phương pháp khác nhau, trong đó có các phương pháp sinh học phân tử RAPD,
RFLP (Taylor và cs, 1995, Chowdhury và Vasil, 1993). Ngày nay, kỹ thuật nuôi
cấy chồi đỉnh để tạo giống mía sạch bệnh đã được sử dụng rộng rãi trong công
nghiệp mía đường để nhân nhanh giống sạch bệnh với khả năng làm tăng năng suất
mía lên 20 % - 30 % sau 3 - 4 vụ thu hoạch so với giống mía nhân bằng phương pháp
truyền thống (Anominous, 1994; Gosal và cs, 1998; Chattha và cs, 2001; Cheema và
Hussain, 2004). Theo tổng kết của các nhà khoa học ở Quảng Tây – Trung Quốc, vật
liệu giống sạch bệnh có thể làm tăng năng suất lên tới 48% so với giống nhân bằng
phương pháp truyền thống (Zhou và Lin, 2006).
2.2.2.1 Nuôi cấy đỉnh sinh trưởng tạo giống sạch bệnh ở mía
Từ năm 1975, Hendre và cộng sự đã thành công trong sử dụng kỹ thuật nuôi
cấy chồi đỉnh để tạo giống mía sạch bệnh virus khảm lá (Hendre et al, 1975). Từ đó
kỹ thuật này đã được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp mía đường để nhân nhanh
giống sạch bệnh với khả năng làm tăng năng suất mía lên 20 % - 30 % sau 3 - 4 vụ thu
hoạch so với giống mía nhân bằng phương pháp truyền thống (Anominous, 1994).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 11
Mục tiêu ứng dụng công nghệ cấy mô mía:
-
Loại trừ bệnh và nhân nhanh các giống mía sạch bệnh.
-
Bảo quản và trao đổi quỹ gen.
-
Nhân giống thương mại nhằm thiết lập các điền trang trồng mía.
2.2.2.2 Vấn đề giá cây con nhân nhanh in vitro
Đối với việc vi nhân giống phục vụ cho trồng mía quy mô lớn, vấn đề giá
cây con rất quan trọng. Ví dụ ở Úc, cây cấy mô thường có giá thành cao hơn so với
cây nhân bằng các phương pháp truyền thống. Nhưng trong trường hợp nhân nhanh
một giống mới cho sản xuất công nghiệp, giá cây con cấy mô lại có thể thấp hơn.
Thông thường, số lượng nhỏ cây con giống mới được bán cho người trồng để nhân
giống cho đến khi có một lượng giống đủ cho sản xuất. Quá trình này ít nhất phải
kéo dài trong 2 năm, trong khi đó chỉ cần 6 tháng nhân nhanh bằng cấy mô có thể
tạo ra số lượng cây tương tự (Taylor, 1997). Giống mía mới Quế đường 11 với hàm
lượng đường cao đã được nhân nhanh bằng cấy mô, chỉ trong 4 năm giống này đã
phủ kín 32.000 ha mía ở Quảng Tây, Trung Quốc. Trong khi bằng phương pháp
nhân giống truyền thống phải cần 10 năm để có diện tích tương tự (Sasson, 1993).
2.2.2.3 Nhân giống truyền thống thường kèm theo vấn đề sâu bệnh
Cây trồng được nhân giống theo phương pháp truyền thống thường mắc
nhiều về vấn đề sâu bệnh và khó có thể kiểm soát chúng như ở Louisiana Mỹ Mỹ
có 2 loại bệnh là SCMV (Sugarcane cumcumber mosaic virus) và bệnh smut, chúng
rất khó kiểm soát. Do vậy, họ luôn luôn cần đến vi nhân giống để cung cấp nguồn
giống sạch bệnh (Taylor, 1997). Các nhà khoa học Úc đã nghiên cứu để tự động hoá
quá trình vi nhân giống mía. Nhiều thí nghiệm tối ưu hoá điều kiện nuôi cấy như
kích thước chồi, phương pháp cắt mẫu, kích thước cụm chồi, kích thước và kiểu
dáng bình nuôi, lượng agar vv... đã được triển khai để nhân nhanh giống mía. Hệ số
nhân chồi đạt lớn nhất khi 1 cụm chồi có từ 18 - 20 chồi con. Cụm chồi sau đó được
tách ra thành 4 cụm nhỏ hơn với khoảng 5 chồi /cụm chồi và nuôi cấy tiếp 3 tuần
trên môi trường nhân nhanh (Taylor and Dukic, 1993).
2.2.2.4 Bảo quản quỹ gen giống mía in vitro
Mía sinh trưởng và phát triển ở nhiều vùng sinh thái nhiệt đới và cận nhiệt
đới khác nhau đã tạo ra tập đoàn giống mía rất đa dạng và phong phú. Chỉ tính riêng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 12
ở Tân Ghi-nê đã tìm thấy hơn 1000 giống mía thuộc S.oficinarum (Berding và
Koike, 1980).
Theo Berding và Roach (Berding and Roach, 1987), những tập đoàn giống
mía quốc tế lớn đã được lưu giữ tại 3 Trung tâm:
- Tại Canal Point ( Mỹ ): 3.237 mẫu giống.
- Tại Miami : 1.787 mẫu giống.
- Tại Viện chọn tạo giống mía Ấn độ, Cananore: 3438 mẫu giống.
Ngoài ra tập đoàn còn được lữu giữ ở nhiều nước khác như tại CIRAD Pháp...
Sử dụng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào trong bảo quản nguồn gen cây trồng đã
được nhiều tác giả và tổ chức quốc tế quan tâm (Wilkins; Withers, 1980, 1982). Các
phương pháp bảo vệ nguồn gen truyền thống có những nhược điểm:
- Các sinh vật phá hại và các tác nhân truyền bệnh, nhất là bệnh virus và các
bệnh tương tự virus.
- Biến động khí hậu bất thường.
- Tác động môi trường của xã hội loài người và thảm hoạ tự nhiên.
Các loại mẫu được sử dụng trong bảo quản in vitro: tế bào đơn, tế bào huyền
phù, mô sẹo, phôi, chồi hoặc cây con, củ hoặc thân ngầm như: chuối, khoai tây.
Phương thức bảo quản: có thể bảo quản trong nitơ lỏng (-196OC), Withers,
1980, 1982, 1983) hoặc bảo quản trong điều kiện sinh trưởng tối thiểu (Wilkins and
Dodds, 1983). Nhiều giải pháp hạn chế sinh trưởng đã được sử dụng trong bảo quản.
- Nhiệt độ thấp (6 oC – 18 oC).
- Môi trường nghèo dinh dưỡng, yếu tố thiết yếu cho sinh trưởng bình
thường có thể được loại bỏ hay sử dụng ở mức thấp nhất.
- Bổ sung các chất ức chế sinh trưởng vào môi trường nuôi cấy như: Abscisic
acid (ABA) hoặc hỗn hợp các chất điều hoà áp suất thẩm thấu của môi trường
nhưng ít có vai trò trong trao đổi chất như Manitol, Sorbitol (Withers, 1980;
Henshaw et al, 1980).
- Những thí nghiệm ở Ấn Độ cho thấy cây mía con có rễ có thể bảo quản ở
nhiệt độ 25oC trong một năm và cấy chuyển sau 6 tháng (Sinivasan, 1985). Người ta
đã bảo quản 200 dòng, giống mía thời gian 12 tháng ở 18oC và không thấy có sự
thay đổi kiểu hình cây con sau bảo quản (Taylor và Dukic, 1993).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 13
Vấn đề an toàn trong bảo quản in vitro: bảo quản in vitro trong điều kiện sinh
trưởng chậm không tránh khỏi những nguy hại cho cây, trong quá trình bảo quản
các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra sự xâm nhập của nấm và vi khuẩn vào mẫu cấy
ở nhiệt độ 18oC.
2.3 Tình hình nghiên cứu và sản xuất mía ở Việt Nam
2.3.1 Tình hình sản xuất mía ở Việt Nam
Theo báo cáo của Cục trồng trọt, Bộ NN và PTNT diện tích trồng mía ở
nước ta tăng khá mạnh. Đến cuối vụ 2011/2012 diện tích vùng trồng cả nước đạt
khoảng 283,2 nghìn ha; tăng 4,3% so với vụ trước đó. Năng suất mía bình quân cả
nước đạt 62,4 tấn/ha; sản lượng mía cả nước đạt 17,5 triệu tấn, tăng so với vụ trước
gần 2 tấn/ha. Sản lượng mía ép công nghiệp đạt 14,5 triệu tấn, sản xuất được
1306240 tấn đường. So với vụ trước, lượng mía ép công nghiệp tăng gần 2 triệu tấn,
sản lượng đường tăng 155.780 tấn đường. Đây là vụ mía thắng lợi nhất về năng
suất, sản lượng mía từ trong vòng 5 năm gần đây.
Mía là loại cây công nghiệp phù hợp với thời tiết và điều kiện đất đai trải
rộng trên cả 3 miền Bắc, Trung, Nam Bộ.
Dưới đây là kết quả niên vụ 2011/2012 chi tiết trên 6 khu vực:
Bảng 2.3 Vùng sản xuất mía của Việt Nam
Vùng
Diện
Tỷ Năng suất Chữ Sản lượng
Tỷ
sản xuất tích(ha) Trọng (tấn/ha) đường
mía
trọng
Cả nước 270.961
62,4
9,6 16.901.259
1.Miền Bắc
26.294 9,7%
61,0
10,5 1.528.306
9%
Miền núi phía Bắc
26.294 9,7%
61,0
10,5 1.528.306
9%
2.Miền Trung
151.618
56%
53,7
10,5 8.193.936 48,5%
Bắc Trung Bộ
54.383 20,1%
61,3
10,8 2.962.506 17,5%
Duyên Hải Miền
51.961 19,2%
52,0
10,0 2.601.503 15,4%
Trung
Tây Nguyên
45.274 16,7%
55,8
10,9 2.630.404 15,6%
3. Miền Nam
93.049 34,3%
79,1
9,3 7.178.990 42,5%
Đông Nam Bộ
34.395 12,7%
66,5
9,3 2.329.435 13,8%
ĐB SCL
58.654 21,6%
87,4
9,4 4.849.555 28,7%
(Nguồn:Bộ NN,PTNT niên vụ 2011/2012.)
Stt
(Ghi chú:chữ đường là khái niệm chỉ lượng đường thương phẩm có thể được chiết
suất từ cây mía).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 14
Theo số liệu trên thì mía được trồng hầu hết ở các địa phương trong cả nước,
được phân bố thành những vùng tập trung khác nhau. Trong đó, một số khu vực
như Bắc Trung Bộ, Duyên Hải Miền Trung, Đông Nam Bộ có diện tích lớn, tuy
nhiên nguồn nước tưới rất khó khăn đặc biệt những năm gần đây do tình hình hạn
hán diễn ra gay gắt nguồn nước mặt khan hiếm hơn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến
năng suất chất lượng của cây mía. Trong đó khu vực miền Trung chiếm 56% diện
tích trồng cả nước với 151.618 ha, khu vực Đông Nam Bộ có diện tích 34.395 ha,
chiếm 12,7% diện tích cả nước, đây là khu vực sản xuất mía hàng hóa có truyền
thống từ thời Pháp.
2.3.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
Ở nước ta, các nghiên cứu chọn tạo giống còn rất hạn chế. Theo Trung tâm
Nghiên cứu và Phát triển Mía Đường, ở nước ta hiện nay có khoảng 21 giống mía
chủ yếu đang được trồng sản xuất như: My5514; F156; Comus; Hòa Lan tím; Hòa
Lan;F 134; H39-3633; R570; QĐ11; QĐ15; VĐ81-3254; VĐ86-368; ROC10;
ROC16; ROC22; VN84-422; VN84-4137; VN85-1427; VN85-1859; K84-200;
DLM24) với năng suất từ 70 – 130 tấn/ha, trong số đó nhiều giống đã có biểu hiện
thoái hóa và nhiễm bệnh. Bên cạnh đó, một số giống mía mới triển vọng đã được
xác định cho từng vùng trồng mía trọng điểm. Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển
Mía Đường (SUGARD Center) đã chọn tạo và áp dụng trong sản xuất một số giống
mía như VN84-4137, VN85-14277, VN85-1859, DLM24. Số lượng lớn các giống
trong sản xuất đại trà vẫn là các giống nhập nội (Trung tâm Nghiên cứu và Phát
triển Mía Đường).
Việc nhập nội giống ồ ạt cũng là một nguyên nhân kéo theo nguồn sâu bệnh
hại từ nước ngoài. Phương án nhập nội số lượng ít và sau đó sử dụng công nghệ tế
bào nhân nhanh đã được đề xuất (Hà Thị Thúy và cs. 2000).
Các nghiên cứu trong nước cho thấy, vấn đề bệnh dịch ở mía rất nghiêm
trọng Công nghệ nuôi cấy mô tế bào là thích hợp nhất đối với cung cấp vật liệu
giống mới sạch bệnh, khắc phục thiệt hại do bệnh. Bệnh Chồi cỏ do Phytoplasma
bắt đầu thấy lần đầu ở huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An từ năm 2004 – 2005 vẫn chỉ
có lác đác, năm 2006 đã có 500 ha, năm 2007 trên 2.000 ha, năm 2008 diện tích
mía bị nhiễm bệnh đã lên tới 4.874 ha. Trong đó có 1.968 ha nhiễm bệnh ở mức độ
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 15