Chương 1 TỔNG QUAN 1. Nhân giống và kỹ thuật gây trồng 1. Trên thế giới 1. Một số nghiên cứu về nhân giống Theo cuốn Hướng dẫn bảo tồn thực vật hoang dại hữu ích của WHO, IUCN và WWF.
Nhân giống thực vật hoang dại hữu ích là một hoạt động quan trọng trong công tác bảo tồn, nhằm tạo giống thực vật hoang dại hữu ích phục vụ hoạt động trồng trọt, bảo tồn chuyển vị, bảo tồn nguyên vị, phục tráng giống thực vật hoang dại hữu ích. Nhân giống bằng hom (Cutting propagation): là một phương pháp nhân giống sinh dưỡng với hom là một đoạn thân, cành, rễ được đặt trong điều kiện môi trường thích hợp sẽ phát triển rễ bất định và mọc thành cây độc lập [46]. Đây là một hình thức nhân giống sinh dưỡng, dựa trên khả năng sinh sản sinh dưỡng của cây, trên cơ sở phân bào nguyên nhiễm. Tế bào mẹ sinh ra tế bào con có bộ nhiễm sắc thể giống hệt mình.
Do vậy sinh sản sinh dưỡng duy trì được các đặc tính di truyền của cơ thể mẹ và ổn định qua nhiều thế hệ. Phương pháp này được áp dụng để duy trì các dòng vô tính để tăng số lượng các cá thể cây hiếm hay duy trì các genotyp quan trọng của cây mẹ [4],[46]. Nhân giống bằng hom đã được các nhà làm vườn và trồng cây cảnh ở các nơi khác nhau trên thế giới sử dụng từ lâu đời và áp dụng trong sản xuất lâm nghiệp cách đây hàng trăm năm, được nghiên cứu ở các nước trên thế giới như Liên Xô (cũ), Trung Quốc, Thụy Điển, Australia, Pháp, Ấn Độ, Malaysia, Indonesia, Nhật Bản, Công Gô, đặc biệt từ khi con người tổng hợp được các chất điều hoà sinh trưởng nhân tạo [36], [37], [41]. n 5 Ở Liên Xô (cũ) việc nhân giống bằng hom đã được tiến hành trên 50 năm trước, đã thí nghiệm nhân giống 260.000 hom của 240 loài cây thuộc 55 họ, 111 chi trong đó có 47 loài lá kim, 113 loài lá rộng cho các loài cây rừng, cây làm cảnh, làm thuốc, cây công nghiệp và cây ăn quả.
Tại Thụy Điển, hàng năm công ty Hylleshog sản xuất 4.000 cây hom Vân sam. Năm l993 vườn ươm Toolara tại bang Quensland (Australia), sản xuất 700.000 cây hom thông lai. Nhật Bản hàng năm sản xuất 49 triệu hom cây Lãnh sam. Ở Trung Quốc, chi riêng với nghiên cứu sản xuất chế phẩm ABT, người ta đã nghiên cứu thực nghiệm 1.270 loài cây gỗ, cây ăn quả, cây hoa, cây nông nghiệp, thực vật có ích.
Riêng Quảng Đông (Trung Quốc) có 4 xưởng sản xuất cây bằng hom, trong đó có 3 xưởng cấp huyện, đạt công suất 1 triệu cây/năm [38]. Tại Malaysia, 75 loài cây họ Quả hai cánh đã được nhân giống bằng hom. Tại Thái Lan, 1 ha vườn giống Sao đen 5 tuổi có thể sản xuất 200.000 cây hom đủ trồng 400 – 500 ha rừng [26]. Một số nghiên cứu về kỹ thuật gây trồng Khi nghiên cứu và thử nghiệm các kỹ thuật gây trồng đối với các loài thực vật hoang dại hữu ích bản địa, các nhà nghiên cứu thường phải quan tâm tìm hiểu rất kỹ về đặc điểm sinh thái nơi phân bố của loài cây đó trong tự nhiên, nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng và phát triển của nó tương ứng với sự biến động các yếu tố sinh thái trong điều kiện cụ thể ngoài thực địa.
Với nhiều loài thực vật nhiệt đới, các yếu tố sinh thái chi phối quan trọng có thể kể đến như: ánh sáng, nhiệt độ, ẩm độ không khí, tính chất đất đai (hàm lượng các yếu tố dinh dưỡng, độ dày tầng đất, thành phần cơ giới đất, độ pH, mùn, ẩm độ đất). Đây chính là cơ sở khoa học quyết định sự thành công của các nghiên cứu vườn hóa thực vật hoang dại hữu ích bản địa. (1983) [49] với các loài cây thân gỗ và cây bụi sống nhiều năm trong các hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới, nhu cầu về ánh sáng n 6 thường thay đổi qua các giai đoạn phát triển khác nhau. Đây là yếu tố sinh thái hết sức quan trọng góp phần quyết định đến sự phân bố, khả năng sinh trưởng, phát triển và tạo ra năng suất sinh vật học của cây.
Cùng với ánh sáng thì các đặc điểm về tính chất đất đai, đặc biệt là hàm lượng các yếu tố dinh dưỡng trong đất cũng đóng vai trò chi phối quan trọng đến khả năng cho năng suất của cây. Chính vì vậy, nghiên cứu về ảnh hưởng của yếu tố ánh sáng, đất đai và phân bón tới sinh trưởng, phát triển của cây là những nội dung không thể thiếu trong nỗ lực nghiên cứu bảo tồn và phát triển các loài thực vật hoang dại hữu ích bản địa. Ánh sáng là một trong những yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng lớn nhất đến cây trồng. Nó ảnh hưởng đến hầu hết các hoạt động sống của cây như quá trình quang hợp, sự hút khoáng, vận chuyển các chất trong cây, sự thoát hơi nước, từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và phẩm chất cây trồng.
Nhà sinh lý học thực vật người nga Timiriazep đã nói: “Hạt diệp lục là tiêu cự trong không gian một đầu kéo theo năng lượng ánh sáng mặt trời, đầu kia bắt nguồn với mọi hoạt động sống của sinh vật”. Ông đã phát hiện ra vai trò tích cực của hạt diệp lục ở cây xanh, đó là loại vật chất thường xuyên hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời, đồng hoá khí CO2 và nước tạo ra các vật chất hữu cơ. Cây xanh hấp thụ các tia sáng một cách chọn lọc, chủ yếu các tia trong nhóm ánh sáng trông thấy (λ = 0,39 – 0,76 µm). [32] Kết quả nghiên cứu của Học viện Timiriazep cho thấy khi cây cải bắp sinh trưởng đầy đủ dùng phương pháp nhân tạo rút ngắn thời gian chiếu sáng còn 10 h/ngày trong 3 năm liên tục cây cải bắp không ra hoa.
Đối với cây sắn là cây cần ánh sáng ngày ngắn nên trong điều kiện ngày ngắn sẽ thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của củ. Còn trong điều kiện ngày dài sẽ làm tăng số lượng củ, thuận lợi cho sự phát triển cành lá nhưng không thuận lợi cho củ lớn lên. Trong điều kiện thiếu ánh sáng không ảnh hưởng đến sự ra lá của n 7 chuối nhưng nếu thiếu hoàn toàn phiến lá có màu trắng nhạt, bẹ lá vươn dài nhanh. Điều kiện trong vườn chuối thiếu ánh sáng cây sẽ vươn cao, nếu cường độ ánh sáng quá mạnh và đột ngột sẽ làm bỏng chỗ cong của cổ buồng và quả chuối [11].
Theo kết quả nghiên cứu của (V. lecxcếp, 1973) [11] đã cho thấy khi tuổi lớp cây tái sinh tăng lên thì nhu cầu ánh sáng của nó cũng tăng theo. Các loại cây ưa sáng yêu cầu ánh sáng lớn hơn, tái sinh của các loại cây này sẽ chết ở điều kiện ánh sáng 10 – 12% ở tuổi nhỏ (dưới 2 tuổi) và điều kiện ánh sáng 25 – 30% ở tuổi lớn hơn (5 – 10 tuổi). Thực tế đã chứng minh những cây mọc lẻ hoặc mọc ở bìa rừng sẽ ra hoa kết quả sớm hơn, số lượng và chất lượng hạt quả cao hơn.
Ngay ở trên cùng một cây cũng vậy ở phần phía trên tán thường cho quả hoa nhiều và tốt hơn (to nặng và chín đều). Do ánh sáng kìm hãm sự nảy mầm của hạt nên có nơi người ta đã cất trữ hạt bằng cách dùng ánh sáng mạnh để giảm khả năng nảy mầm của hạt trong mỗi giới hạn thời gian nhất định (Vũ Trung Tạng, 2003) [33]. Từ những nhận thức về tầm quan trọng của các loài thực vật hoang dại hữu ích bản địa, nên chúng đã được chú ý phát triển trong các chiến lược phát triển ở nhiều Quốc gia như Trung quốc, Ấn Độ, Pêru, Indonesia, và đã có rất nhiều công trình nghiên cứu được thực hiện ở nhiều nước đặc biệt là các nước có nguồn tài nguyên rừng nhiệt đới để làm cơ sở cho việc định hướng phát triển trong tương lai. Tuy nhiên, các công trình tập trung chủ yếu vào các lĩnh vực như phân loại, đánh giá vai trò, giá trị kinh tế, xã hội và môi trường, công dụng, kỹ thuật gây trồng, thị trường, như các công trình của Mendelsohn (1989); Heinzman (1990); Falconer (1993).
Đa số các công trình đều khẳng định các loài thực vật hoang dại hữu ích bản địa có vai trò quan trọng, cung cấp thực phẩm, thuốc chữa bệnh, vật liệu xây dựng, đồng thời là nguồn thu nhập lớn (khoảng 20 – 30% cơ cấu thu nhập) của các hộ gia đình miền núi ở các nước này [6]. n 8 Như vậy, việc nghiên cứu về phân loại, mô tả hình thái, sinh thái, công dụng, tầm quan trọng cũng như đánh giá các mô hình gây trồng và phát triển các loài thực vật hoang dại hữu ích trên thế giới đã có nhiều kết quả. Các kết quả đều khẳng định việc gây trồng, phát triển, sử dụng hợp lý và bền vững thì những loài hoang dại hữu ích này sẽ có vai trò to lớn trong việc tạo thu nhập cho người dân miền núi, góp phần xoá đói giảm nghèo, nâng cao đời sống, đảm bảo an ninh lương thực, ổn định xã hội đồng thời đóng góp rất lớn trong quá trình bảo vệ và phát triển rừng. Nghiên cứu về nhân giống Ở Việt Nam, nhân giống bằng hom cây lâm nghiệp và cây ăn quả một cách có hệ thống mới được tiến hành vài thập kỷ nay tại hầu hết các trường đại học, viện nghiên cứu, trung tâm nghiên cứu, cơ sở sản xuất, vườn Quốc gia.
Từ những năm 1986 đến nay, Phòng nghiên cứu giống cây rừng (nay là Trung tâm nghiên cứu nhân giống thuộc Phân viện lâm nghiệp Miền Nam), Trung tâm Phát triển Lâm nghiệp Phù Ninh, Trường Đại học Lâm nghiệp, Trung tâm Nghiên cứu giống cây trồng (thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp) đã tiến hành nghiên cứu giâm hom các loài phục vụ công tác trồng rừng như Bạch đàn, Thông, Sở, Mỡ, Phi lao, Giáng hương, Keo giậu và một số cây thuộc họ Quả hai cánh như Dầu rái, Sao đen. Nhờ có các nỗ lực nghiên cứu trên, hiện nay Việt Nam đã có thể nhân giống bằng hom một số loài ở quy mô sản xuất lớn cây lâm nghiệp như: Bạch đàn trắng, Keo tai tượng, Keo lá tràm, Thông đuôi ngựa, Mỡ, Sở, Phi lao. n 9 [38], cây công nghiệp như Chè, Cà phê, Ca cao [39] và một số cây ăn quả cũng như cây cảnh khác phục vụ công tác bảo tồn, phủ xanh đất trống đồi trọc, phát triển kinh tế tại các nông trại, vườn hộ gia đình. Nhân giống bằng hom có tiềm năng và tầm quan trọng lớn vì nó góp phần nhân nhanh các vật liệu nhân giống qúy, hiếm nguồn gen của các loài bị khai thác quá mức, các loài không cho hạt.