Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tên họ và nguồn gốc cây cao su Cây cao su là một loại cây rừng lớn, thân thẳng, cao trên 30 mét, vanh thân có thể đạt 5, 7 mét và có thể sống trên 100 năm, mọc trong tình trạng hoang dại. Cây cao su Hevea brasiliensis là một trong 10 loài cây cho mủ thuộc chi Hevea trong họ Euphorbiaceae, cây cao su có tên khoa học là (Hevea brasiliensis Muell. Arg), là một loài thuộc chi Hevea, họ Euphorbiaceae.
Trong chi Hevea còn có 9 loài Hevea khác H. Trong 9 loài trên chỉ có Hevea brasiliensis là cho mủ và có ý nghĩa được phổ biến trồng rộng rãi mang lại giá trị kinh tế cho sản lượng mủ cũng như gỗ. Cao su là nguồn cung cấp cao su thiên nhiên duy nhất hiện nay cho thị trường.1: Phân bố cao su trên thế giới (nguồn: Viện NCCS Việt Nam, tài liệu tập huấn BVTV,2010) 3 Cây cao su có nguồn gốc ở vùng rừng thuộc lưu vực sông Amazon, Nam Mỹ, phân bố tự nhiên trên một vùng rộng lớn nằm giữa vĩ độ 6 0 Bắc - 150 Nam và từ 460 - 770 Tây, bao gồm các nước Brazil, Bolivia, Peru, Colombia, Ecuador, Venezuela, French Guiana, Surinam và Guyana (Webster et al, 1989). Ngoài vùng xuất xứ trên người ta còn thấy cây cao su trong tự nhiên ở các nơi khác trên thế giới (dẫn theo Vũ Văn Trường, 2004) [17].
Thành quả nghiên cứu Cao su là một loài cây trồng mang lại giá trị kinh tế cao, cải thiện môi trường sinh thái, tạo công ăn việc làm và ổn định xã hội. Cho nên việc gây trồng chúng càng trở lên phổ biến và rộng rãi hơn và sản lượng mủ là yếu tố then chốt của giống trồng, chính vì vậy đã có rất nhiều nhà khoa học cũng như các tác giả trên thế giới đã nghiên cứu trong lĩnh vực này như sau: Đầu thế kỷ thứ VIII hai nhà bác học người Pháp La Condamine (1701 - 1775) và Fresneau (1703 - 1770) đã tìm hiểu và nghiên cứu về cây cao su tại một số nước Nam Mỹ như Para thuộc Brazil, Peru, sườn núi Thái Bình Dương…. và đã nhận thấy cao su “chảy nhão” dưới nhiệt độ cao và trở lên “dòn” trong không khí lạnh cũng từ đó hai nhà khoa học này đã nghiên cứu tìm cách làm cho mủ latex không bị đông, nhựa cao su chứa các sản phẩm để sử dụng và từ đây Fresneau có thể coi là người mở đường cho công nghiệp cao su vào giữa thế kỷ XVIII và có vai trò to lớn trong sự phát triển của xã hội. Herussant và Macquer (1768) đã nghiên cứu ra cách hòa tan mủ cao su trong éther đã sử dụng dầu thông (essence de térébenthine) và Fourcroy (1791) đã đề xuất ý kiến chống đông mủ cao su bằng một chất kiềm.
Ở nước Anh Thomas Hancock đã tìm ra phương pháp cho mủ cao su thấm vào vải laine, vải bông, dây thừng… và một phát minh mà ông tìm ra đó 4 là cái máy nhai cao su masticateur) có tác dụng trộn cao su với các phụ gia khác. Nhà nghiên cứu Macintosh dùng benzene hòa tan cao su và sản xuất những tấm vải không thấm nước dùng vào việc may quần áo. Nhà nghiên cứu Charles Goodyear (1840) đã trăn trở làm sao cho mủ cao su vượt khỏi tác hại của nóng và lạnh để trở thành vật liệu sử dụng được. Từ đó ông mày mò tìm hiểu mủ cao su ở nhiệt độ cao với lưu huỳnh và cho kết quả mủ không còn chảy nhão hoặc cứng dòn như trước nữa mà nó giữ được tính đàn hồi và đã được cấp bằng phát minh sáng chế trong lĩnh vực công nghệ cao su.
Một lĩnh vực mới đầu tiên trong cạo mủ cao su là nhà nghiên cứu người Anh Ridley (1888) sáng chế ra con dao cạo cơ bản là cạo cách cạo “xương cán” trên nền vỏ tái sinh và ông cũng khuyến cáo nên cạo mủ vào buổi sáng sớm, chế độ cạo ngày một, nhưng sau đó là chế độ ngày cạo, ngày nghỉ sẽ đạt hiệu quả hơn và cây cạo bắt đầu từ năm thứ 6 trở đi và một điều đặc biệt là sản lượng cũng như năng suất vườn cây chịu ảnh hưởng của bề vòng thân, mật độ trồng khoảng 370 cây/ha (Wycherly, 1959) và cũng chính từ đây các đồn điền cao su ở một số nước mới bắt đầu công cuộc trồng cao su tiêu biểu như: Malaysia, Indonesia, Đông Dương, Cambodia, cộng hòa nhân dân Trung Hoa, các nước Châu Phi, Mỹ La tinh (dẫn theo Đặng Văn Vinh, 2007) [22] Giống cao su là loài cây trồng có chu kỳ không như các loài cây trồng khác, để theo dõi về chúng là tốn thời gian (Subramaniam 1980; Tân 1987; Simmonds 1989). Trong mỗi chương trình thụ phấn, tạo ra kiểu gen mới rất phức và các nghiên cứu của các tác giả (Dijkman 1951, Polhamus 1962; Panikkar et al 1980; Tan 1987; Simmonds 1989, Varghese 1992; Ong và cộng sự 1994; Varghese và Mydin năm 2000, Saraswathyamma 2002; Priyadarshan và Clement-Demange 2004) đã cố gắng tìm ra các dòng vô tính cho năng suất cao và ổn định thông qua tuổi cây để rút ngắn chu kỳ trong sản xuất (T. Việc nghiên cứu về cao su còn rất nhiều nhà khoa học đã tốn nhiều công sức như nhà thực vật học người Anh, Henry Wickham (1876) và Robert Cross (1876) đã thu thập hạt cao su ở thượng lưu sông Amazon được chuyển về vườn ươm Kew và được đưa sang Sri Lanka, Singapore, Malaysia và Indonesia. Đây là nguồn gen khởi đầu cho sự thành công của các chương trình tạo tuyển giống cao su ở Đông Nam Á được gọi là nguồn gen Wickham (W).
Ngoài ra nguồn hạt do Wickham thu thập được ở Brazil chuyển về trồng ở Malaysia và Sri Lanka đã được xem là thủy tổ của hầu hết diện tích cao su ở Châu Á và Châu Phi hiện nay. Trong thời kỳ này cao su được trồng từ hạt thực sinh không chọn lọc, do đó sản lượng đạt được rất thấp, dưới 500 kg/ha. Cramer (1910) là người đã nhận thấy trong vườn cao su thực sinh có sự biến thiên rất lớn về sản lượng giữa các cá thể, qua phân tích sự biến thiên Cramer thấy 70% sản lượng của vườn cây là từ khoảng 30% số cây trong vườn cung cấp. Từ đó ông đã khuyến cáo sử dụng hạt thực sinh từ những cây có năng suất cao để trồng.
Kết quả thu được từ vườn trồng hạt có chọn lọc đã đưa năng suất bình quân lên 630 - 704 kg/ha/năm so với 496 kg/ha/năm (Dijkman, 1951). Sau đó các nguyên tắc chọn giống lần đầu tiên đã được công bố tại hội nghị Batavia (Indonesia) vào năm 1914.M Van Helten thành công trong phương pháp nhân giống vô tính cao su bằng kỹ thuật ghép mầm mủ trên gốc thực sinh và mở ra một con đường mới trong tạo tuyển giống cao su là tạo các dòng vô tính. Công tác tạo tuyển giống cao su được chú trọng ở nhiều nước như ở Châu Á có malaysia, Indonesia, Ấn Độ, Sri lanka. ở Châu Phi có Cote d’voici (dẫn theo Phạm Hải Dương, 2002) [3].
Ngoài ra còn nhiều công trình mà các tác giả đã nghiên cứu về giống cao su và đánh giá tiềm năng sản lượng từ các giống mang lại cũng như hiệu quả 6 kinh tế kể đến như tác giả Aidi Daslin, Sekar Woelan (2004) [32], Lai Van Lam, Le Mau Tuy, Tran Thi Thuy Hoa and Le Hoang Ngoc Anh (2006) [34], Le Mau Tuy, Vu Van Truong, Le Dinh Vinh (2006) [35]. Ở các chế độ khai thác khác nhau để cho lượng mủ trên cây từ đó phản ánh năng suất vườn cây. Tiêu biểu như: J. Willis và Parkin 1897 phát hiện lần đầu tiên tại vườn thực vật Peradenya (Sri Lanka) đã tìm hiểu diễn biến của tỷ trọng nước, tỷ lệ mủ khô xác định cây có thể mở miệng cạo, thời vụ cạo, giờ cạo mủ thích hợp nhất trong ngày, hình dáng miệng cạo, độ sâu miệng cạo, dụng cụ dùng trong việc cạo mủ….
trên cơ sở ông đã ước tính năng suất vườn cây cũng như năng suất lao động (dẫn theo Đặng Văn Vinh, 2007) [22]. Obouayeba (2006) và các cộng sự khác [38] đã nghiên cứu về sản lượng thông qua các chế độ cạo khác nhau trên thân cây của 9 giống kết quả cho thấy ở các vị trí mặt cạo có sự thay đổi lớn về biến thiên sản lượng ở mỗi cá thể. Cũng về chế độ cạo tác giả Sumarmadji (2006) [ 39] đã thí nghiệm trên 15 giống ở 8 chế độ cạo có sử dụng thuốc kích thích mủ … và kết quả là sản lượng g/c/c, kg/ha/năm, DRC, đều khác nhau. Như vậy theo tác giả ở chế độ 1/2S d/3.18/y là tốt nhất.
Trên các giống khai thác 10 năm trở lên các chế độ cạo khác nhau có sử dụng thuốc kích thích và khí RRIMFLOW để làm tăng sản lượng, tăng năng suất[33]. Phan Dinh Thao và cộng sự (2006) [37] đã xây dựng các mô hình toán học dự đoán sản lượng trên giống GT 1 và PB 235 ở Đồng Phú và Dầu Tiếng từ đó tìm ra hàm thích hợp để áp dụng nhanh vào tính sản lượng vườn cây. Một lĩnh vực quan trong của cây cao su là khả năng di truyền của chúng từ đây mà theo Ong (1979) thì cây cao su có bộ nhiễm sắc thể 2n = 36, cây cao su có thể là một dạng tứ bội với số lượng nhiễm sắc thể cơ bản n = 9. Các đặc tính như sinh trưởng, sản lượng, khả năng kháng bệnh đều do những tính trạng đa gen, di truyền theo phương phức cộng hợp và khả năng phối hợp 7 chung quan trọng hơn khả năng phối hợp riêng (Tan và các cộng sự, 1975; Tan và Subramaniam, 1976; Tan, 1977, 1978, 1995) hệ số di truyền theo nghĩa hẹp biến thiên từ 11% - 56% cho sản lượng mủ và từ 9% - 56% cho sinh trưởng (Nga và Subramaniam, 1974; Tan và Subramaniam, 1976, Tan, 1978a, b) (dẫn theo Vũ Văn Trường, 2004) [21], [17], [36], [41].
Cho đến nay, chưa có bằng chứng về sự tự bất tương hợp ở cây cao su, mặc dù thường khi giao phấn chéo cho tỉ lệ đậu trái cao hơn tự thụ. Hiện nay, nghiên cứu đặc điểm di truyền ở cây cao su qua thống kê sinh học (di truyền định lượng) bắt đầu muộn hơn các nghiên cứu khác, nhưng đã có những đóng góp làm nền tảng cho việc định hướng chương trình cải tiến giống cao su. Một số nước trồng cao su chính Sản xuất cao su thiên nhiên trên thế giới ngày càng tăng mạnh, sản phẩm cao su cung cấp trên thị trường chủ yếu là trồng từ các vườn cây khai thác, sản lượng cao su thế giới đã tăng từ 125 nghìn tấn vào năm 1914 và đến năm 1941 tăng lên 1.