Cây tỏi phát triển thích hợp ở đất thịt nhẹ, tơi xốp, giàu mùn, pH thích hợp từ 6,0 đến 6,5. Độ ẩm đất thích hợp ở giai đoạn phát triển thân lá từ 70% đến 80%, giai đoạn hình thành củ độ ẩm đất thích hợp từ 60 đến 65%. Kỹ thuật canh tác với kinh nghiệm phối trộn giá thể từ nguồn đất bazan Lý Sơn và kỹ thuật che phủ cát san hô trên bề mặt ruộng nhằm hạn chế bốc hơi nước, sụt giảm độ ẩm đất đột ngột, nhằm tối ưu hóa sử dụng nước, phù hợp với điều kiện thời tiết, khí hậu của đảo và đặc điểm sinh học, sinh thái của cây tỏi, đã trở thành những bí quyết sản xuất tạo ra hương vị đặc thù của củ tỏi Lý Sơn.

Nền đất tự nhiên trên đảo có cấu tạo từ các loại đá bazan lỗ hổng do núi lửa cổ phun trào, cùng với đá vôi san hô, cát kết vôi, bột kết, sét kết đã thành tạo nên nền thổ nhưỡng đặc thù của Lý Sơn. Trong đó, đất bazan là nguồn tài nguyên quan trọng của đảo Lý Sơn, là nguyên liệu được sử dụng để phối trộn làm giá thể trồng tỏi Lý Sơn. Các đặc trưng về tính chất hóa học, vật lý của tầng đất canh tác trồng tỏi Lý Sơn (15cm tầng mặt) có các đặc thù như sau:

Đặc điểm hóa học và vật lý đất của tầng đất canh tác trồng tỏi Lý Sơn

STT Chỉ tiêu Đơn vị đo Giá trị lớn nhất Giá trị nhỏ nhất Giá trị trung bình Ký hiệu
1 pH H2O - 8,51 7,79 8,23 pH H2O
2 pH KCl - 8,13 7,03 7,78 pH KCl
3 Độ dẫn điện (EC) μS/cm 3300,00 81,00 672,77 EC
4 Thành phần cơ giới          
  + Cát % 63,32 20,14 50,47 Cat
  + Bột % 27,33 6,62 16,56 Bot
  + Sét % 59,64 14,07 32,97 Set
5 Cacbon hữu cơ tổng số (OC) % 1,06 0,53 0,78 OC
6 S tổng số %SO4 0,48 0,12 0,22 Tong_S
7 Canxi tổng sổ mg/kg 81792 21018 56997 Tong_Ca
8 Tổng N % 0,13 0,06 0,09 Tong_N
9 Tổng P %P2O5 0,50 0,14 0,30 Tong_P
10 Tổng K %K2O 0,25 0,05 0,12 Tong_K
11 P dễ tiêu mgP2O5/100g 29,48 3,70 14,56 P_de_tieu
12 K dễ tiêu mgK2O/100g 13,50 2,02 4,54 K_de_tieu
13 K+ meq/100g 0,68 0,11 0,50 K
14 Na+ meq/100g 2,96 0,33 1,08 Na
15 Ca2+ meq/100g 15,72 3,06 6,17 Ca_2
16 Mg2+ meq/100g 5,51 1,16 3,50 Mg_2
17 Al3+ meq/100g 1,11 < 0,005 0,29 Al_3
18 Fe3+ meq/100g 0,41 0,01 0,11 Fe_3
19 CEC meq/100g 22,90 7,50 14,92 CEC
20 Mn mg/kg 2022,60 368,00 904,12 CEC
21 B mg/kg 28,66 1,06 5,77 Mn
22 Mo mg/kg 5,75 < 0,001 2,97 B
23 Zn mg/kg 303,29 48,35 105,02 Zn

Quan hệ tương quan đa biến giữa đặc thù của sản phẩm củ tỏi dạng nguyên củ mang chỉ dẫn địa lý LÝ SƠN với các đặc trưng hóa học và vật lýđất trồng tỏi Lý Sơn tuân theo các phương trình sau:

+ Đặc thù về trọng lượng củ tỏi Lý Sơn với giá trị trung bình 7,87 ± 0,17 (gam/củ) có mối quan hệ tương quan khá chặt với 06 chỉ tiêu đặc trưng thành phần hóa học và vật lý đất trồng theo phương trình sau:

Trọng lượng củ tỏi = 16,466099 + 0,008948*EC – 23,346895* Tong_S + 29,832349*Tong_K – 8,783024*K+ + 5,436669*Al_3 – 0,094913*Zn;  hệ số tương quan bội R2 = 0,6551 và mức ý nghĩa trên 95%

+ Đặc thù về chiều cao củ tỏi Lý Sơn với giá trị trung bình 26,22 ± 0,17 (mm) có mối quan hệ tương quan yếu với 03 chỉ tiêu đặc trưng thành phần hóa học và vật lý đất trồngtheo phương trình sau:

Chiều cao củ tỏi = 33,218047 + 0,008752*EC + 5,445967*Al_3 - 0,119776*Zn;(hệ số tương quan bội R2 = 0,3713 và mức ý nghĩa 95%).

+ Đặc thù về đường kính củ tỏi Lý Sơn với giá trị trung bình 24,95 ± 0,21 (mm) có mối quan hệ tương quan rất chặt với 21 chỉ tiêu đặc trưng về thành phần hóa học và vật lý đất trồng theo phương trình sau:

Đường kính củ tỏi = 2,646E+02 - 3,682E+01 *pHH2O – 1,003E+01 * pHKCl + 2,339E-02 * EC - 3,977E-01  * Bot + 1,820E+01 * OC - 6,109E+01 * Tong_S - 1,050E+01 * Tong_Ca - 9,485E+01 * Tong_N + 4,301 E+01 * Tong_P + 8,660E+01 * Tong_K - 1,138E+00 * P_de_tieu + 1,951E+00 * K_de_tieu – 1,805E+01 * K + 2,780E+00 * Na - 2,803E+00 * Ca_2 - 2,931E+00 * Mg_2 + 2,496E+01 * Al_3 + 1,545E+00 * CEC - 1,096E-02 * Mn + 7.171E-01 * B - 2,692E-01 * Zn; hệ số tương quan bội R2 = 0,9842 và mức ý nghĩa 95%.

+ Đặc thù về hàm lượng Kali (K) của củ tỏi Lý Sơn với giá trị trung bình 357,3 ± 2,41 (mg/100gam) có quan hệ tương quan với 05 chỉ tiêu đặc trưngvề thành phần hóa học và vật lý đất trồng theo phương trình sau:

Hàm lượng kali trong thịt củ tỏi = 2,668E+02 + 3,526E+01 * pHH2O – 2,711E+01 * pHKCl + 1,101E-04 * Tong_Ca – 1,965E+00 * K_de_tieu + 1,312E-01 * Zn; hệ số tương quan bội R2 = 0,5828 và mức ý nghĩa 95%.

+ Đặc thù về hàm lượng các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ bay hơi trong củ tỏi Lý Sơn với giá trị trung bình 0,17 ± 0,01 (% khối lượng chất khô) có mối quan hệ tương quan khá chặt với 06 chỉ tiêu đặc trưng về thành phần hóa học và vật lý đất trồng theo phương trình sau:

Hàm lượng các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ bay hơi = - 0,4981245 + 0,0737828 * pHH2O + 0,0038626 * CEC + 0,0014786 * P_de_tieu – 0,0111294 * K_de_tieu – 0,0111294 * Na – 0,0064027 * Ca_2; hệ số tương quan bội ở mức ở mức khá chặt: R2 = 0,6437 và mức ý nghĩa 95%.