Đặc điểm thực vật học của cây khoai lang

1. Rễ cây khoai lang

1.1. Sự hình thành rễ khoai lang

* Trong điều kiện trồng bằng hạt, gặp điều kiện thuận lợi hạt sẽ nảy mầm, sau khi gieo 3 - 5 ngày ra rễ chính, 5 - 7 ngày trên rễ chính bắt đầu ra rễ con, 20 - 25 ngày lá đầu tiên xuất hiện, rễ con ra nhiều.

* Trong điều kiện trồng bằng dây (sinh sản vô tính) kể từ khi đặt dây đến khi ra rễ mất khoảng 5 - 7 ngày. Rễ được hình thành ở các mắt đốt thân từ trên xuống dưới. Mỗi một mắt đốt thân có thể ra được 10 - 15 rễ, nhưng trong thực tế thường chỉ có 5 - 7 rễ, trong đó có khoảng 2 - 3 rễ có khả năng phân hoá thành rễ củ.

Theo Wilson (1970) quan sát về hình thái có thể xếp rễ khoai lang thành 3 loại bao gồm 10 dạng sau:

• Loại rễ phụ: (Rễ phát triển trên các mắt đốt thân) được chia làm 2 loại và 7 dạng khác nhau:

A. Rễ hướng địa

- Rễ cám

- Rễ to

- Rễ hình dây

- Rễ thon dài

- Rễ củ

B. Rễ khuynh hướng trung gian (chủ yếu rễ phát triển trên mặt đất)

- Rễ cám

- Rễ to

• Loại rễ nằm ngang:

- Rễ hình thành từ rễ già

• Loại rễ mọc ra từ củ

- Rễ đầu củ

- Rễ bên củ

1.2. Quá trình phát triển của rễ

Trong thực tế sản xuất, căn cứ vào đặc tính, chức năng nhiệm vụ và mức độ phân hoá có thể chia rễ khoai lang thành 3 loại:

- Rễ con (còn gọi là rễ cám, rễ nhỏ)

- Rễ củ

- Rễ nửa chừng (còn gọi là rễ đực, rễ lửng)

1.2.1. Rễ con

Bắt đầu mọc ở các mắt gần sát mặt đất, 7 - 10 ngày sau khi bén rễ, rễ con phát triển ở lớp đất mặt và phát triển tối đa ở giai đoạn sau trồng khoảng 1,5 - 2 tháng, sau đó rễ con phát triển chậm dần.

Khi thân khoai lang bò trên mặt đất, trong điều kiện thuận lợi ở các mắt đốt thân cũng sẽ mọc ra nhiều rễ con và rễ con đó cũng có thể phân hoá thành rễ củ. Sự phát triển của rễ con có liên quan đến sự phát triển thân lá trên mặt đất. Tuy nhiên trong điều kiện rễ con phát triển quá nhiều sẽ ảnh hưởng đến sự hình thành và lớn lên của củ. Biện pháp khống chế tốt nhất là nhấc dây và cày xả luống.

- Về giải phẫu rễ con (rễ hút thức ăn) có cấu tạo như sau:

+ Một lớp vỏ bên ngoài dày, gồm nhiều tế bào

+ Một lớp nội bì rõ ràng

+ Một lớp nội bì phát triển

+ Bốn nhóm mô và libe sơ cấp cùng bốn nhóm gỗ sơ cấp.

Chức năng chủ yếu của rễ con là hút nước và chất dinh dưỡng để nuôi cây.

1.2.2. Rễ củ

- Được phân hoá hình thành từ rễ con.

Trong điều kiện thuận lợi, sau khi trồng 15 - 20 ngày, trong rễ con có sự phân hoá và hoạt động của tượng tầng quyết định rễ con phân hoá thành rễ củ và sau đó phát triển thành củ khoai lang. Củ khoai lang được hình thành ổn định (còn gọi là củ hữu hiệu) vào thời điểm sau trồng khoảng 30 ngày (đối với giống ngắn ngày) và 35 - 40 ngày (đối với giống trung bình và dài ngày). Sự phân hoá hình thành củ khoai lang còn phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ, độ ẩm đất và sự cân bằng dinh dưỡng.

- Về giải phẫu rễ củ có cấu tạo như sau:

+ Ngoại bì gồm nhiều lớp tế bào, phía dưới có lớp tượng tầng nên gọi là tượng tầng ngoại bì để sinh ra tế bào vỏ ở phía ngoài và tế bào lục bì ở phía trong. Vòng gồm nhiều bó mạch ở ngay dưới lớp ngoại bì. Vòng này cũng có lớp tượng tầng, gọi là tượng tầng mạch để sinh ra lớp libe thứ cấp ở phía ngoài và gỗ thứ cấp, tế bào bọc mô dự trữ ở bên trong.

Ngoài ra còn có các ống dẫn nhựa nằm rải rác ở lớp bọc mô, giữa gỗ thứ cấp của vòng các bó mạch và lõi của rễ. Xung quanh những ống dẫn nhựa này cũng có lớp tượng tầng gọi là lớp tượng tầng đặc biệt phát triển từ những tế bào bọc mô để sinh ra ống nhựa mủ mới và các tế bào bọc mô phát triển về mọi hướng.

- Củ khoai lang thường tập trung nhiều ở các mắt gần sát mặt đất. Thời gian đầu phát triển chủ yếu theo chiều dài, thời gian cuối phát triển theo chiều ngang. Màu sắc hình dáng và số củ trên một cây nhiều hay ít phụ thuộc vào giống.

1.2.3. Rễ nửa chừng

Là loại rễ có khả năng hình thành củ, nhưng trong quá trình phát triển gặp điều kiện bất thuận như nhiệt độ quá cao, quá thấp, độ ẩm đất bão hoà (mưa nhiều, đất ngập nước) không cân bằng dinh dưỡng NPK, đặc biệt là quá nhiều đạm nên không phát triển thành củ. Những ảnh hưởng này chủ yếu ức chế hoạt động của tượng tầng, thân lá phát triển quá nhanh. Điều đáng chú ý là khi đã hình thành rễ nửa chừng, sau đó có gặp điều kiện ngoại cảnh thuận lợi thì rễ nửa chừng cũng không phát triển thành củ được. Rễ đực thường có đường kính 2 - 5mm, dài 20 - 30cm, mọc thẳng tuột và rất nhanh, không phình to thành củ được.

Trong sản xuất, để sự hình thành và phát triển rễ khoai lang thuận lợi cần lưu ý các vấn đề kỹ thuật sau:

* Chất lượng dây giống khi trồng,

* Thời gian từ khi cắt dây đến khi trồng,

* Kỹ thuật làm đất lên luống,

* Kỹ thuật trồng (phương pháp trồng)

Thời vụ trồng (lưu ý đến điều kiện nhiệt độ và độ ẩm đất khi trồng).

2. Thân cây khoai lang

Sau khi dây khoai lang bén rễ, rễ con đã phát triển thì các mầm nách trên thân cũng bắt đầu phát triển tạo thành các thân phụ (cành cấp 1) và từ cành cấp 1 lại phát triển tiếp cành cấp 2. Thân chính của khoai lang được hình thành từ đỉnh sinh trưởng ngọn phát triển dài ra của dây khoai lang đem trồng.

2.1. Đặc điểm hình thái thân cây khoai lang

Thân khoai lang chủ yếu là thân bò, nhưng cũng có những giống thân đứng hoặc thân leo. Chiều dài thân có khi tới 3 - 4m, trung bình khoảng 1,5 - 2m, đường kính thân thường nhỏ trung bình khoảng 0,3 - 0,6cm. Trên thân có rất nhiều đốt, mỗi đốt mang một lá. Chiều dài đốt trung bình khoảng 3 - 7cm. Tiết diện thân thường tròn hoặc có cạnh, một số giống trên thân thường có lông. Màu sắc thân cũng tuỳ giống khác nhau: Trắng vàng, xanh đậm, xanh nhạt,...

2.2. Quá trình phát triển của thân

Thân khoai lang bao gồm thân chính được phát triển từ phần ngọn của dây khoai lang đem trồng và thân phụ được phát triển từ nách lá (cành cấp 1 và cấp 2).

Thân chính và thân phụ tạo thành bộ khung thân khoai lang giúp cho lá phát triển thuận lợi.

Quá trình phát triển của thân, phụ thuộc vào đặc tính giống, điều kiện ngoại cảnh và biện pháp kỹ thuật trồng.

Trong sản xuất để có năng suất cao thường người ta chọn những giống khoai lang có chiều dài thân ngắn hoặc trung bình, thân đứng hoặc bán đứng, đường kính thân lớn và chiều dài đốt ngắn (nhặt mắt).

Một số đặc trưng chủ yếu của thân khoai lang

 (Nguồn: Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, 1996)

3. Lá cây khoai lang

3.1. Đặc điểm hình thái lá khoai lang

Lá khoai lang mọc cách, có cuống dài (trên dưới 10cm). Nhờ có cuống dài nên lá khoai lang có thể xoay chuyển phiến lá ra ngoài ánh sáng mặt trời. Hình dạng màu sắc lá phụ thuộc vào giống: Hình tim, mũi mác, xẻ thùy (nông, sâu hoặc chân vịt). Màu lá vàng nhạt, xanh, xanh đậm. Có một số giống, màu sắc lá thân và màu sắc lá ngọn cũng khác nhau.

Lá khoai lang giống CIP8 - Lá khoai lang giống KL5 - Lá khoai lang giống KB1

1. Lá hình tim 2. Lá xẻ thuỳ nông 3. Lá xẻ chân vịt 4. Lá xẻ thuỳ sâu

Các dạng lá của khoai lang

3.2. Sự phát triển của lá

Khoai lang là một cây trồng có số lượng lá nhiều, bao gồm lá trên thân chính (40 - 50 lá) và lá trên các thân phụ (cành cấp 1, 2). Tổng số lá trên cây khoảng 300 - 400 lá. Do đặc điểm thân bò, số lượng lá trên cây nhiều đã dẫn đến hiện tượng lá che khuất nhau nhiều làm giảm hiệu suất quang hợp, đồng thời giảm tuổi thọ của lá, ảnh hưởng tới quá trình tích luỹ vật chất khô.

Để tạo cho cây khoai lang có được một kết cấu lá hợp lý, nâng cao khả năng quang hợp cần phải chú ý đến việc chọn giống, bố trí mật độ khoảng cách trồng hợp lý cũng như tác động biện pháp chăm sóc, tưới nước, bón phân đầy đủ.

Trong sản xuất, để hạn chế sự bò lan của thân, tạo điều kiện phân cành nhiều nhằm có được một bộ khung thân lá phát triển hợp lý, cần bấm ngọn cho khoai lang. Bấm ngọn có tác dụng ức chế sự sinh trưởng ngọn, tăng khả năng phân cành (cấp 1 và 2).

Bấm ngọn thường được tiến hành vào lúc thân chính dài khoảng 40 - 50cm. Biện pháp này chỉ áp dụng cho những giống có chiều dài thân chính dài hoặc thời vụ trồng có điều kiện thuận lợi cho sự bò lan của thân chính.

Một số đặc trưng chủ yếu của lá khoai lang

 (Nguồn: Đại học Nông nghiệp 1 Hà Nội, 1996)

4. Hoa, quả và hạt khoai lang

4.1. Đặc điểm hình thái hoa và quả khoai lang

Khoai lang thuộc họ bìm bìm; hoa hình chuông có cuống dài, giống hoa rau muống. Hoa thường mọc ở nách lá hoặc đầu ngọn thân, mọc riêng rẽ hoặc thành chùm 3 - 7 hoa, mỗi hoa chỉ nở một lần vào lúc sáng sớm và héo vào lúc giữa trưa.

Tràng hoa hình phễu, màu hồng tía, cánh hoa dính liền, mỗi hoa có một nhị cái và 5 nhị đực cao thấp không đều nhau và đều thấp hơn nhị cái. Sau khi nở hoa nhị đực mới tung phấn. Phấn chín chậm, cấu tạo hoa lại không thuận lợi cho tự thụ phấn nên thường trong những quả đậu, tỷ lệ tự thụ phấn khoảng 10%, còn 90% thụ phấn khác cây, khác hoa. Trong sản xuất khoai lang thường thụ phấn nhờ gió hoặc côn trùng.

Quả khoai lang thuộc dạng quả sóc, hình hơi tròn, có 3 mảnh vỏ, mỗi quả có 1 - 4 hạt.

Hạt khoai lang thường có màu nâu đen, hình bầu dục hay đa giác, vỏ cứng do đó có thể duy trì khả năng sống được 20 năm hoặc lâu hơn.

Các bộ phận của hoa khoai lang

Hoa khoai lang

Quả và hạt khoai lang

4.2. Nở hoa thụ phấn và hình thành quả

Khoai lang có nguồn gốc nhiệt đới. Điều kiện ngoại cảnh thuận lợi cho sự ra hoa khoai lang thường là nhiệt độ tương đối cao (>200C), trời ấm áp và đặc biệt là phải có điều kiện ánh sáng ngày ngắn (8 - 10 giờ ánh sáng/ngày), cường độ ánh sáng yếu (bằng 26,4% cường độ ánh sáng trung bình). Ở Việt Nam, khoai lang thường ra hoa vào mùa Đông, gặp điều kiện nhiệt độ thấp, việc thụ phấn thụ tinh không thuận lợi ảnh hưởng tới sự kết hạt của khoai lang. Bởi vậy trong công tác chọn tạo giống khoai lang bằng phương pháp lai hữu tính, thường người ta phải che ánh sáng để giảm bớt thời gian chiếu sáng trong một ngày, giảm cường độ ánh sáng nhằm xúc tiến cho khoai lang ra hoa sớm tạo điều kiện thuận lợi cho công việc lai tạo.

Sau khi thụ tinh khoảng 1 - 2 tháng thì quả chín. Khi quả chín, quả tự tách vỏ làm hạt bắn ra ngoài. Vỏ hạt khoai lang cứng và dày. Bởi vậy khi gieo hạt cần xử lý hạt để hạt dễ mọc. Xử lý hạt khoai lang có thể bằng hai phương pháp:

- Xử lý bằng nước nóng (3 sôi 2 lạnh).

Xử lý bằng axit sulfuric (H₂SO₄) đậm đặc trong 20 - 60 phút, sau đó vớt ra dùng nước lã rửa sạch, ủ cho nảy mầm mới đem gieo.

Quả khoai lang