Yêu cầu sinh thái của cây khoai lang

1. Nhiệt độ thích hợp đối với sự phát triển của cây khoai lang

Khoai lang có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới Châu Mỹ La tinh. Do đó nhiệt độ tương đối cao là điều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng thân lá cũng như sự hình thành và phát triển của khoai lang.

Ogle (1950) khi nghiên cứu xử lý trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau (10,15,21 và 23^oC) đối với 3 giống khoai lang (Unit I, Proto Rico, Goldrush) đã có nhận xét:

Nhiệt độ tối thích là khoảng giữa 21 - 23^oC.

Hartner và Whitney trồng giống khoai lang Yellow gersey trên đất cát pha được giữ

ở các nhiệt độ khác nhau từ 10 đến 45,5^oC đã có những nhận xét:

- Ở nhiệt độ 10^oC lá chuyển màu vàng và cây sẽ chết.

- Ở nhiệt độ 15^oC phần lớn lá vẫn giữ được màu xanh, nhưng cây không lớn được.

- Ở nhiệt độ từ 20 đến 25oC cây sinh trưởng nhanh hơn, tỷ lệ thuận với nhiệt độ.

- Nhiệt độ từ 45^oC cây sinh trưởng không tốt bằng ở nhiệt độ 25^oC.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với cây khoai lang còn tuỳ thuộc vào điều kiện từng thời kỳ sinh trưởng, phát triển khác nhau của cây và có liên quan chặt chẽ đối với thời vụ trồng. Nói chung khi nhiệt độ không khí trung bình từ 15oC trở lên thì có thể trồng được khoai lang, tuy nhiên nhiệt độ thích hợp cho thời kỳ mọc mầm ra rễ của khoai lang là 20 - 25^oC. Nếu điều kiện nhiệt độ dưới 10^oC khoai lang có thể bị chết, dây mới trồng không bén rễ được.

Thời kỳ phân cành kết củ, điều kiện nhiệt độ cao sẽ có lợi cho sự phát triển để sinh trưởng ngọn của dây khoai lang và sự phân cành cấp 1. Nhiệt độ thích hợp thời kỳ này là 25 - 28^oC. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp đều không có lợi cho quá trình phân hoá hình thành củ. Nhiệt độ thích hợp nhất cho sự sinh trưởng phát triển của cây khoai lang từ 20 - 30oC, nhiệt độ càng cao đặc biệt trong điều kiện đủ nước và chất dinh dưỡng thân lá phát triển càng tốt, sự hình thành củ thuận lợi do đó số củ trên một cây càng nhiều. Mặt khác nhiệt độ cao cũng thuận lợi cho quá trình phát triển của củ, tuy nhiên ngoài nhiệt độ bình quân hàng ngày (22 - 24^oC) tốc độ lớn của củ khoai lang còn phụ thuộc vào biên độ chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm, giữa bề mặt luống khoai và độ sâu củ phát triển; chênh lệch này càng lớn thì càng có lợi cho sự lớn lên của củ khoai lang.

Ở Việt Nam từ miền Trung Trung Bộ trở vào đến Nam Bộ nhiệt độ quanh năm thường cao nên thích hợp cho sự sinh trưởng phát triển của cây khoai lang. Ở các tỉnh miền Bắc thường có một mùa Đông giá lạnh (từ tháng 11 - 12 đến tháng 1 - 2) nên nhiệt độ thấp trong mùa Đông đã có ảnh hưởng ít nhiều đến sinh trưởng phát triển của cây khoai lang ở cả vùng đồng bằng cũng như trung du miền núi trong những thời vụ cụ thể.

Ví dụ:

- Vụ khoai lang Đông Xuân: (trồng tháng 11 - 12, thu hoạch tháng 4 - 5) cần lưu ý ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ thấp khi trồng cũng như giai đoạn phân hoá hình thành củ - Mặt khác ở các tỉnh miền núi cao do mùa đông giá lạnh, nhiệt độ thấp kéo dài kèm theo sương giá, sương muối nên không trồng được khoai lang Đông Xuân.

- Vụ khoai lang Đông (trồng tháng 9 - 10, thu hoạch tháng 1 - 2) ở các tỉnh đồng bằng Trung du Bắc bộ cần lưu ý trồng sớm để tranh thủ khi nhiệt độ còn cao thân lá phát triển sớm. Đồng thời phải có biện pháp hạn chế ảnh hưởng của nhiệt độ thấp trong thời gian lớn của củ bằng các biện pháp kỹ thuật như bón nhiều phân hữu cơ, làm luống thấp và nở sườn, tưới nước và bón phân kali. Các tỉnh miền núi không trồng được vụ khoai lang này.

- Vụ khoai lang Xuân (trồng tháng 2 - 3, thu hoạch tháng 6 - 7). Nói chung ở đồng bằng thời vụ này có điều kiện nhiệt độ thuận lợi cho cây khoai lang sinh trưởng phát triển. Các tỉnh trung du miền núi cần trồng muộn tháng 3 để tránh những đợt rét muộn của mùa Đông.

- Vụ khoai lang Hè Thu (trồng tháng 5 - 6 thu hoạch 8 - 9). Vụ này ở các tỉnh miền Nam có điều kiện nhiệt độ rất thuận lợi, song ở các tỉnh miền Bắc thời vụ này nằm trong mùa mưa bão nhiệt độ cao nên thân lá phát triển quá mạnh không cân đối với sự phát triển của củ nên năng suất không cao. Điều quan trọng của vụ này là cần phải chọn chân đất cao thoát nước để hạn chế bớt ảnh hưởng xấu của điều kiện nhiệt độ đối với cây khoai lang.

2. Điều kiện ánh sáng phù hợp cho sự phát triển của cây khoai lang

Khoai lang có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới. Nhưng khoai lang cũng đã được trồng thí nghiệm có kết quả ở vùng ôn đới có nhiệt độ cao, mùa hè tương đối nóng. Ở các vùng đó cũng như các vùng nhiệt đới khoai lang sinh trưởng phát triển thuận lợi do có điều kiện cường độ ánh sáng cao. Vì có nguồn gốc nhiệt đới nên cây khoai lang có phản ứng ánh sáng ngày ngắn (<13 giờ ánh sáng/ngày). Thời gian chiếu sáng thích hợp trong một ngày từ 8 - 10 giờ ánh sáng. Tuy nhiên trong điều kiện ngày dài hơn khoai lang cũng sinh trưởng phát triển được.

Cường độ ánh sáng cũng là một yếu tố có ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển của cây khoai lang. Nói chung cường độ ánh sáng mạnh thuận lợi cho sự phát triển của khoai lang. Ngược lại cường độ ánh sáng yếu (cường độ ánh sáng bằng 26,4% cường độ ánh sáng trung bình) có tác dụng xúc tiến quá trình ra hoa của khoai lang. Như vậy trong thực tế sản xuất khoai lang ra hoa trong điều kiện ngày ngắn đêm dài. Người ta đã có nhận xét ở các vùng ôn đới khoai lang thường dễ ra hoa vào mùa Đông hay đầu mùa Xuân.

Khoai lang có đặc điểm thân bò, lá bị che khuất nhau nhiều nên đã làm giảm hệ số sử dụng ánh sáng của khoai lang, do đó ảnh hưởng đến quang hợp.

Trong ruộng khoai lang, tầng lá trên cùng nhận được 100% cường độ ánh sáng tự nhiên, song xuống các tầng lá dưới khả năng thu nhận ánh sáng đã giảm xuống một cách nhanh chóng. Điều đó không những ảnh hưởng tới quá trình quang hợp mà còn làm cho tuổi thọ của lá giảm, số lần rụng lá tăng lên, tiêu hao vật chất dinh dưỡng.

Hệ số sử dụng ánh sáng của khoai lang thường rất thấp khoảng 0,76 - 1,28%. Bởi vậy để nâng cao hệ số giờ sử dụng ánh sáng của khoai lang lên khoảng 2%. Chúng ta cần chú ý đến việc chọn giống (thân ngắn, ít bò lan, khả năng ra cành nhiều, lá đứng...) bố trí mật độ khoảng cách trồng hợp lý vv... để nâng cao năng suất.

Việt Nam thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa không những có nhiệt độ cao mà còn có điều kiện ánh sáng đầy đủ, tổng lượng bức xạ ánh sáng mặt trời rơi vào mặt ruộng lớn và tương đối rải đều ở các tháng trong năm nên ánh sáng không phải là yếu tố hạn chế năng suất. Bởi vậy ở nước ta khoai lang có thể trồng được quanh năm và đạt năng suất cao nếu được chú ý đầu tư thâm canh.

3. Nhu cầu nước của cây khoai lang

Khoai lang là một cây hoa màu trồng cạn, thời gian sinh trưởng ngắn (3 - 5 tháng) nhưng trong quá trình sinh trưởng phát triển khoai lang đã tổng hợp được một lượng vật chất hữu cơ khá lớn. Đó là nhờ khoai lang đã sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời tổng hợp CO₂ và NH₂ tạo nên chất hữu cơ - nguyên liệu để tạo ra các bộ phận của cây khoai lang cũng như tất cả các vật chất dự trữ vào củ.

Như vậy nước đóng một vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng phát triển của cây khoai lang. Lượng mưa thích hợp nhất đối với khoai lang từ 750 - 1000mm/năm, khoảng xấp xỉ 500mm trong cả vụ trồng.

Mặc dù độ ẩm thích hợp cho khoai lang nói chung là khoảng 70 - 80% độ ẩm tối đa đồng ruộng, nhưng nhu cầu về nước đối với khoai lang qua từng thời kỳ sinh trưởng phát triển cũng có khác nhau. Nhu cầu nước của khoai lang có thể chia ra làm 3 giai đoạn.

+ Giai đoạn đầu (từ trồng đến kết thúc thời kỳ phân cành kết củ) nhu cầu nước của khoai lang còn thấp nên độ ẩm đất chỉ cần đảm bảo 65 - 75% độ ẩm tối đa đồng ruộng nhưng lại là giai đoạn quan trọng bởi nó ảnh hưởng tới quá trình hình thành củ, quyết định số củ trên 1 cây khoai lang. Tuy nhiên nếu độ ẩm đất quá cao (90 - 100%) thì có lợi cho quá trình mọc mầm ra rễ, song lại ảnh hưởng không tốt tới sự phân hoá hình thành củ làm giảm số lượng củ trên 1 dây khoai lang. Lượng nước cần trong giai đoạn này thấp khoảng 15 - 20% tổng lượng nước cần trong suốt thời kỳ sinh trưởng phát triển bởi vào lúc này sinh trưởng của cây khoai lang tăng chậm, nhất là bộ phận trên mặt đất. Kết hợp với giai đoạn này cây khoai lang có khả năng chịu hạn khá.

+ Giai đoạn thứ hai: (chủ yếu là giai đoạn thân lá phát triển). Từ sau khi kết thúc thời kỳ phân cành kết củ, số củ hữu hiệu đã ổn định, cây khoai lang bước vào thời kỳ sinh trưởng mạnh của bộ phận trên mặt đất, số lá và diện tích lá tăng, cành cấp 1, 2, 3 phát triển mạnh tạo nên một lượng sinh khối lớn - Lúc này củ cũng bước vào giai đoạn phát triển nhưng với tốc độ chậm. Để tạo nên được lượng sinh khối lớn cây khoai lang cần rất nhiều nước. Lượng nước cần tăng dần từ đầu cho đến khi thân lá đạt đến trị số tối đa. Lượng nước cần cho giai đoạn này chiếm cao nhất. Khoảng 50 - 60% tổng lượng nước cần trong suốt thời kỳ sinh trưởng. Tuy nhiên để cho luống khoai có đủ độ thoáng khí, độ ẩm đất cũng chỉ cần đảm bảo 70 - 80% độ ẩm tối đa đồng ruộng.

Đây là giai đoạn cây khoai lang cần được cung cấp đầy đủ nước. Trong sản xuất tưới vào giai đoạn này hiệu quả tăng năng suất rất rõ, nhất là trong điều kiện thời vụ nào gặp hạn thời tiết khô hanh (vụ Đông ở miền Bắc Việt Nam).

+ Giai đoạn thứ ba: Sau khi thân lá đạt tới đỉnh cao nhất, giảm xuống từ từ cho đến khi thu hoạch bộ phận trên mặt đất về cơ bản hầu như ngừng sinh trưởng và giảm sút. Quá trình phát triển tập trung chủ yếu vào sự vận chuyển tích luỹ vật chất hữu cơ từ thân lá vào củ. Tốc độ lớn của củ tăng nhanh, nhất là vào thời điểm trước khi thu hoạch khoảng 1 tháng; cung cấp nước vào lúc này không có tác dụng xúc tiến sự phát triển thân lá mà chính để phục vụ quá trình vận chuyển tích luỹ vật chất đồng hoá vào củ. Do đó lượng nước cần vào giai đoạn này đã bắt đầu giảm xuống, chỉ khoảng trên dưới 20% tổng lượng nước cần trong suốt thời kỳ sinh trưởng phát triển của cây khoai lang. Tuy nhiên để củ phát triển thuận lợi cũng cần đảm bảo độ ẩm đất 70 - 80% độ ẩm tối đa đồng ruộng. Trong sản xuất thường người ta ít tưới vào giai đoạn này bởi giai đoạn này nếu độ ẩm trong đất quá cao hoặc gặp trời mưa củ khoai lang rất dễ bị thối.

Cung cấp nước cho khoai lang là một biện pháp kỹ thuật trong thâm canh tăng năng suất khoai lang. Song phải cung cấp một cách hợp lý trên cơ sở dựa vào nhu cầu nước qua từng thời kỳ sinh trưởng phát triển của cây khoai lang kết hợp với việc xác định độ ẩm đất trên đồng ruộng. Nói một cách khác trong sản xuất cần dựa vào các thời vụ trồng cụ thể (vụ Đông Xuân, vụ Đông, và vụ Hè Thu) để có chế độ tưới cụ thể về cả lượng nước tưới, thời kỳ tưới và phương pháp tưới thích hợp.

4. Yêu cầu đất đai đối với cây khoai lang, đất phù hợp trồng cây khoai lang

Khoai lang có đặc tính thích ứng và đề kháng rất mạnh nên trồng ở bất cứ loại đất nào cũng có thể cho năng suất. Nói chung khoai lang dễ tính không kén đất. Ở tất cả các loại đất có thành phần cơ giới cũng như tính chất hoá học khác nhau cũng đều có thể trồng được khoai lang. Cây khoai lang ưa đất cát pha có tỷ lệ mùn cao, nhưng vẫn có thể trồng trên đất bạc màu thoái hoá và nghèo dinh dưỡng. Tuy nhiên thích hợp nhất cho khoai lang phát triển tốt vẫn là loại đất thịt nhẹ, tơi xốp, lớp đất mặt sâu. Một trong những điều kiện quan trọng để cho củ khoai lang phát triển thuận lợi là đất phải thoáng, tơi xốp, đất dí chặt củ khoai lang chậm lớn phát triển cong queo.

Theo Gourke (1985) ở Papua Niu Ghinê khoai lang được trồng trên đất thịt nặng, đất than bùn cũng như đất pha cát, trên đất bằng phẳng cũng như đất sườn dốc nghiêng tới 400. Đất có kết cấu chặt và nghèo dinh dưỡng sẽ hạn chế quá trình hình thành củ khoai lang, dẫn đến năng suất thấp.

Độ xốp của đất làm tăng hoạt động phân hoá rễ củ. Ở giai đoạn phát triển ban đầu, sự hô hấp của rễ củ chiếm khoảng 25% của toàn bộ cây dưới điều kiện bình thường. Sự thiếu oxy cũng như độ xốp của đất kém sẽ có thể ảnh hưỏng đến toàn bộ quá trình phân hoá và lớn lên của củ.

Kotama và C.S (1965) cho rằng đất có độ ẩm cao thường làm tăng quá trình phát triển thân lá hơn quá trình phát triển củ dẫn đến số củ trên cây thường ít. Những trường hợp như vậy thường xảy ra ở các loại đất thịt nặng có độ xốp kém.

Bourke (1985) cũng cho rằng độ pH tối thích cho sự sinh trưởng phát triển của cây khoai lang là 5,6 - 6,6. Tuy nhiên cây khoai lang vẫn có thể sinh trưởng phát triển tốt ở các loại đất có độ pH = 4,5 - 7,5 trừ đất sét nặng có hàm lượng nhôm trong đất cao.

Cây khoai lang mẫn cảm với chất kiềm, muối và rất mẫn cảm với độc tố nhôm. Cây khoai lang có thể chết trong vòng 6 tuần sau khi trồng trên đất có độ nhôm cao, không được bón vôi khi trồng khoai lang (Baufort - Murphy, 1989).

Chính do tính thích ứng rộng như vậy mà ở Việt Nam trên các loại đất cát ven biển miền Trung, đất đồi xấu vùng trung du miền núi, hay ở các vùng đất bạc màu nghèo dinh dưỡng, đất thịt nặng thường bị ngập đều có thể trồng khoai lang cho năng suất khá cao nếu biết đầu tư biện pháp kỹ thuật thâm canh hợp lý.