CHƯƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan chung về vấn đề nghiên cứu Giống là một trong những khâu quan trọng nhất của trồng rừng, đặc biệt là rừng trồng sản xuất. Không có giống được cải thiện theo mục tiêu kinh tế thì không thể đưa năng suất rừng trồng lên cao. Nghiên cứu của Davidson (1996) cho một số loài cây mọc nhanh ở vùng nhiệt đới đã thấy rằng năm đầu sau khi trồng cải thiện giống chỉ đóng góp 15% của năng suất thì đến năm thứ ba là 50% và năm thứ sáu là 60%.
Vì thế nghiên cứu chọn tạo giống cây rừng là một khâu thể thiếu trong sản xuất lâm nghiệp. Trong việc thực hiện dự án trồng rừng, công tác giống có vai trò hết sức quan trọng. Dù trồng rừng sản xuất hay trồng rừng phòng hộ thì dùng giống có chất lượng di truyền được cải thiện mới mau đem lại hiệu quả. Chọn loài cây cho trồng rừng phải căn cứ vào mục tiêu kinh tế và/ hoặc phòng hộ được đặt ra, có thị trường tiêu thụ mau đạt hiệu quả và phù hợp điều kiện lập địa ở nơi gây trồng.
Công tác giống bao gồm nhiều bước đi khác nhau trong đó có 4 khâu quan trọng nhất là chọn lọc giống, lai giống, khảo nghiệm giống và nhân giống. Trong đó khảo nghiệm giống là biện pháp không thể thiếu được nhằm đánh giá giá trị của giống được chọn tạo cả về năng suất, tính thích ứng sinh thái lẫn khả năng chống sâu bệnh. Khảo nghiệm giống có thể được thực hiện ở các mức độ khác nhau: từ khảo nghiệm loài, khảo nghiệm xuất xứ, đến khảo nghiệm hậu thế của các cây trội và khảo nghiệm dòng vô tính, cũng như khảo nghiệm các giống lai mới được chọn tạo. Khảo nghiệm giống không chỉ xác định di truyền và giá trị kinh tế của giống mà còn xác định vùng trồng thích hợp cho một giống mới được nhập hoặc mới được chọn tạo.
10 Để tăng năng suất rừng trồng bên cạnh việc sử dụng giống có chất lượng di truyền được cải thiện thì phải áp dụng các biện pháp thâm canh khác và phải quan tâm đầy đủ tới công tác bảo vệ rừng. Kết hợp sử dụng giống có chất lượng di truyền được cải thiện với việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh thích đáng là những biện pháp tổng hợp để tăng năng suất rừng nước ta. Nhận thức được vai trò của công tác giống, trong những năm gần đây Nhà nước đã ban hành nhiều văn bản về quản lý giống cây trồng như Pháp lệnh giống cây trồng và pháp lệnh về chất lượng hàng hóa của Chủ tịch nước, Nghị định bảo hộ giống cây trồng và một số Nghị định và Nghị quyết khác của chính phủ về công tác giống và bảo tồn nguồn gen cây rừng làm cơ sở cho cải thiện giống cây rừng ở nước ta phát triển. Một số khái niệm liên quan đến vấn đề nghiên cứu Khảo nghiệm loài và xuất xứ chính là sự lợi dụng các biến dị di truyền có sẵn trong tự nhiên một cách có cơ sở khoa học, thông qua thực nghiệm gây trồng trong những điều kiện mới.
Đây là phương pháp chọn giống nhanh nhất và rẻ nhất. Muốn tiến hành một cách có hiệu quả các khảo nghiệm xuất xứ, nhằm đạt được tăng thu lớn nhất từ khảo nghiệm thì cần có những hiểu biết tối thiểu về chúng. * Loài (species): Loài là nhóm các sinh vật có các đặc trưng hình thái và đặc điểm di truyền giống nhau, có khu phân bố địa lý - sinh thái nhất định, có thể giao phối tự do với nhau để cho ra đời sau hoàn toàn hữu thụ và cách ly với loài khác bởi sự khó kết hợp với nhau về mặt sinh sản hữu tính. Cũng theo Zobel và Talbert (1984) thì nòi địa lí và xuất xứ là những khái niệm tương đồng.
Tuy vậy, nòi địa lí là thuật ngữ mang tính sinh thái di truyền, trong lúc xuất xứ lại mang tính chất là nguồn gốc giống, thường được dùng trong công tác chọn giống. * Xuất xứ (provenance): Tuỳ theo đặc điểm sinh thái mà mỗi loài cây đều có phạm vi phân bố nhất định. Loài có biên độ sinh thái rộng thì có phạm vi phân bố lớn, loài có phạm vi phân bố hẹp thì có phạm vi phân bố nhỏ. Mỗi một khu phân bố có điều kiện sinh thái đặc trưng được gọi là một xuất xứ (provenance).
Xuất xứ là địa điểm của cây bố mẹ được lấy vật liệu giống (hạt, hom cành, mô, phấn, v. Xuất xứ nguyên sinh hay xuất xứ tự nhiên là nơi lấy giống từ rừng tự nhiên (trong trường hợp này xuất xứ đồng nghĩa với nguồn gốc), xuất xứ phát sinh là nơi lấy giống từ rừng trồng. Các xuất xứ khác nhau thường gắn với các điều kiện sinh thái địa lý khác nhau. Khi biến dị là liên tục, các xuất xứ chỉ thể hiện khác biệt ở tỉ lệ sống và sức sinh trưởng thì xuất xứ cũng có nghĩa là cline (tập hợp những điểm dị biệt giữa những sinh vật đồng loại), còn khi không có sự khác biệt cần thiết thì đó chỉ thuần tuý là nơi lấy hạt hay nguồn hạt.
Vì thế, các xuất xứ có sự khác biệt cần thiết thì hạt cần được thu hái ở những nơi cách nhau 300m về độ cao và 160km về vĩ độ (Zobel và Talbert, 1984) [19]. * Nòi địa phương (land race): Nòi địa phương là một quần thể của những cá thể đã thích ứng với điều kiện hoàn cảnh được gây trồng và cho hạt hữu thụ (Zobel và Talbert, 1984) [19]. Thí dụ, Thông ba lá (Pinus kesiya) được lấy giống từ Đà Lạt để trồng khảo nghiệm ở Zambia (Châu Phi), sau đó hạt giống thu thập từ Zambia 12 lại được dùng để trồng khảo nghiệm ở các nơi khác trên thế giới thì nguồn hạt là Zambia còn xuất xứ gốc vẫn là Đà Lạt. Đồng thời xuất xứ Zambia cũng được gọi là nòi địa phương (Hansen, 1998) [15].
Tuy nhiên trong một số trường hợp người ta vẫn không phân biệt giữa nguồn hạt với xuất xứ (nhất là khi không biết rõ xuất xứ gốc), trong trường hợp này nguồn hạt mới vẫn được gọi là nòi địa phương. Một lô hạt thường có một số hiệu nhất định. Vì thế một xuất xứ có thể bao gồm một số lô hạt có chất lượng khác nhau. Thí dụ, trong một khảo nghiệm xuất xứ cho Bạch đàn trắng Camal (E.camaldulensis) tại Mã Đà (Đồng Nai) xuất xứ Katherin gồm hai lô hạt là 13801 và 13923.
Sau 5 năm lô hạt 13803 có chiều cao là 7,34m, đường kính là 6,98cm, thể tích thân cây là 0,0178m3/cây thì lô hạt 13923 có các chỉ tiêu trên tương ứng là 6,72m, 5,54cm, và 0,0102m3/cây (Hoàng Chương, 1996) [3]. Vì vậy khi khảo nghiệm xuất xứ bao giờ cũng phải chú ý đến lô hạt. * Di truyền học cây rừng (Forest tree genetics): là những hoạt động giới hạn trong các nghiên cứu di truyền ở cây rừng. Nhiệm vụ chính của di truyền học cây rừng là nghiên cứu tính biến dị di truyền của các loài cây rừng, là xác định mối quan hệ di truyền giữa các cây và các loài cây, là bố trí các phép lai để xác định sơ đồ lai giống giữa các cây trong loài và khác loài.
Đó chưa phải là mục tiêu của chọn giống. * Chọn giống cây rừng (Forest tree breeding): là lĩnh vực nghiên cứu và áp dụng các phương pháp tạo giống cây rừng có định hướng như tăng năng suất. Tạo các sản phẩm mong muốn, có tính chống chịu sâu bệnh v.v…và nhân các giống này để phát triển vào sản xuất. * Cải thiện giống cây rừng (Forest tree improvement): là áp dụng các nguyên lý di truyền học và các phương pháp chọn giống để nâng cao năng suất và chất lượng cây rừng theo mục tiêu kinh tế cùng với việc áp dụng các biện pháp trồng rừng thâm canh (Zobel và Talbert, 1984) [19].
Vị trí của khảo nghiệm xuất xứ trong công tác giống cây rừng Hoạt động về giống cây rừng thực chất là hoạt động về cải thiện giống cây rừng. Sơ đồ chung của hoạt động cải thiện giống cây rừng là: Rừng tự nhiên hoặc rừng trồng —› khảo nghiệm loài —› khảo nghiệm xuất xứ —› chọn lọc cây trội—› xây dựng rừng giống và vườn giống —› lai giống —› nhân giống —› rừng trồng mới. Khảo nghiệm Khảo nghiệm xuất Chọn lọc cây trội loài (chọn loài) xứ (chọn xuất xứ) B A A Lai giống Rừng tự nhiên và B rừng trồng A Khảo nghiệm giống A Rừng giống chuyển hóa Rừng giống Vườn giống A A A Vật liệu giống (hạt, hom…) A Rừng trồng mới A Hình 1.1: Sơ đồ chung của cải thiện giống cây rừng A - Có liên quan trực tiếp với bảo tồn nguồn gen B - Có liên quan gián tiếp tới bảo tồn nguồn gen (Nguồn: Lê Đình Khả, 2003) 14 Khảo nghiệm giống là biện pháp không thể thiếu để đánh giá giá trị của giống được chọn tạo cả về năng suất, tính thích ứng sinh thái lẫn khả năng chống sâu bệnh. Khảo nghiệm giống có thể được thực hiện ở các mức độ khác nhau: từ khảo nghiệm loài, khảo nghiệm xuất xứ, đến khảo nghiệm hậu thế của các cây trội và khảo nghiệm dòng vô tính, cũng như khảo nghiệm các giống lai mới được chọn tạo.
Khảo nghiệm giống không chỉ xác định di truyền và giá trị kinh tế của giống mà còn xác định vùng trồng thích hợp cho một giống mới được nhập hoặc mới được chọn tạo. Qua khảo nghiệm những xuất xứ có năng suất cao nhất và thích hợp nhất với điều kiện sinh thái của từng vùng sẽ được phát triển vào sản xuất, những xuất xứ năng suất thấp hoặc không thích hợp sẽ bị loại trừ. Các xuất xứ tốt nhất thường được dùng để xây dựng rừng giống để lấy giống phát triển vào sản xuất. Đây cũng là những quần thể làm cơ sở cho việc chọn lọc cây trội và tiếp tục cải thiện giống về sau.
Trật tự công việc trong công tác khảo nghiệm xuất xứ Để tiến hành khảo nghiệm loài và xuất xứ thành công, tránh được những thiếu xót không đáng có, cần chú ý thực hiện các bước: - Xác định mục tiêu khảo nghiệm xuất xứ - Tham khảo tài liệu - Xây dựng kế hoạch khảo nghiệm - Chọn xuất xứ cho khảo nghiệm - Thiết kế thí nghiệm vườn ươm và đánh giá sớm - Thiết kế xây dựng khảo nghiệm ở giai đoạn rừng trồng - Đánh giá khảo nghiệm. Khảo nghiệm giai đoạn đầu trồng rừng nhằm thu thập số liệu và đánh giá ban đầu về khả năng sinh trưởng của cây khảo nghiệm ở giai đoạn đầu và làm tư liệu để tiếp tục cho khảo nghiệm ở giai đoạn tiếp theo.