Chương 1 TỔNG QUAN VẾN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Thông tin chung về loài Keo tai tượng Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) có nguồn gốc từ Australia, Papua New Guinea và Indonesia, có sức sinh trưởng nhanh, phù hợp với nhiều điều kiện lập địa khác nhau. Do Keo tai tượng đóng vai trò quan trọng trong trồng rừng nên đã có nhiều nghiên cứu về loài cây này trên thế giới cũng như ở Việt Nam, bao gồm các nghiên cứu về đặc điểm phân bố, đặc điểm sinh học, nghiên cứu chọn giống đến kỹ thuật gây trồng cũng như khả năng sử dụng, cụ thể như sau: 1. Đặc điểm phân bố Keo tai tượng Ở Australia, Keo tai tượng phân bố tự nhiên trong vùng Queensland và giới hạn ở 2 vùng là khu vực Jardine đến Claudie River (từ 11o20’ đến 12o44’ vĩ độ Nam) và vùng Ayton đến Nam Ingham (từ 15o54’ đến 18o30’ vĩ độ Nam).
Hầu hết đó là vùng nhiệt đới duyên hải thấp với độ cao dưới 800 m so với mực nước biển. Keo tai tượng còn phân bố kéo dài tới các tỉnh miền tây Papua New Guinea và tỉnh Irian Jaya thuộc Indonesia, nơi địa hình chủ yếu là núi non và được bao phủ bởi những cánh rừng mưa nhiệt đới cũng như có những khu vực đất ướt rất rộng bao quanh là điều kiện lý tưởng để Keo tai tượng phân bố và phát triển. Vùng sinh thái của Keo tai tượng thường là nhiệt đới ẩm, với mùa khô ngắn (4 – 6 tháng), lượng mưa trung bình từ 1. Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất là 13 – 21oC, nhiệt độ trung bình tháng cao nhất là 25 - 32oC (Awang and Taylor, 1993) [16].
3 Indonesia IJ PNG-N PNG-SE 12oS FNQ QCR Hình 1.1: Phân bố tự nhiên của Keo tai tượng (Pinyopusarerk, 1990) 1. Đặc điểm sinh học Hoa của Keo tai tượng có màu trắng nhạt hoặc màu kem, mọc thành chùm từ 5 – 12 cm trên cuống có chiều dài từ 0,6 – 1 cm, tại mỗi nách lá có thể mọc từ 1 – 2 chùm hoa. Quả dạng đậu, dẹt, mỏng, dài 7 – 8 cm, rộng 0,3 – 0,5 cm, khi quả già vỏ cong xoắn lại. Hạt đen và bóng có hình ovan hoặc thuôn, kích thước 5 - 6 x 2 – 3 mm có đính dải màu vàng hoặc màu cam nhạt.
Keo tai tượng có thể ra hoa ở giai đoạn từ 18 – 24 tháng tuổi, tuy nhiên hoa bắt đầu ra nhiều vào tuổi 4 – 5. Hoa có thể ra quanh năm, mùa hoa chính vào tháng 6 – 7 ở bán đảo Maylaysia, vào tháng giêng ở Sabah (Malaysia) (Zakaria and Awang, 1991) [33], vào tháng 10 – 11 ở Đài Loan và vào tháng 9 ở Thái Lan (Pinyopusarerk và các cộng sự, 1993) [34]. Quả thường chín sau khi ra hoa từ 6 – 7 tháng. Hạt Keo tai tượng chất lượng tốt có thể lấy từ cây 4 tuổi trở lên, do vỏ hạt cứng nên có thể bảo quản trong vài năm.
Mỗi kilogram hạt có khoảng 63. Các nghiên cứu về Keo tai tượng trên thế giới 1. Nghiên cứu về chọn giống Các dự án nghiên cứu của CSIRO vào những năm 1980 tại các nước Đông Á, Đông Nam Á, Australia và Fiji đã cơ bản xác định được các xuất xứ có triển vọng cho các nước tham gia, ví dụ như các xuất xứ PNG được đánh giá là phù hợp với lập địa của Trung Quốc, Đài Loan (Harwood, C. Cho đến nay đã có 179 xuất xứ và 469 gia đình thuộc 21 loài keo được khảo nghiệm ở miền Nam Trung Quốc với tổng diện tích là 130 ha, Keo tai tượng là một trong ba loài keo đã được khảo nghiệm giống và đưa vào trồng rừng trên diện rộng nhằm cung cấp gỗ.
Dựa vào khả năng sinh trưởng và hình dạng thân cây các nhà chọn giống Trung Quốc đã xác định được các xuất xứ có triển vọng của Keo tai tượng là Abergowie (Qld), Claudie River (Qld), Oriomo (PNG). Trung Quốc đã xây dựng được 40 ha rừng giống, vườn giống thế hệ 1 và 1,5. Theo ước tính, các rừng giống và vườn giống này có thể cung cấp khoảng 1.000 kg hạt giống/năm (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2003) [10]. Keo được đưa vào khảo nghiệm và gây trồng ở Philippin từ những năm 1980.
Trong đó Keo tai tượng được đánh giá là rất có triển vọng, năng suất của rừng trồng 10 tuổi đạt tới 32 m3/ha/năm ở Tal ogon. Bốn xuất xứ tốt nhất là Kini, Bensbach, Wipim (PNG), Claudie River (Qld) (Baggayan & Baggayan, 1998) [17]. Kết quả khảo nghiệm xuất xứ Keo tai tượng ở giai đoạn 6,1 tuổi tại Malaysia cho thấy 3 xuất xứ có triển vọng là Western Province (PNG) với D1.3 là 19,1 cm; Claudie River (Qld) và Olive River (PNG) với D1.3 tương ứng là 19,1cm và 18,7 cm. Còn ở khảo nghiệm xuất xứ 5,7 tuổi đã xác định được 3 xuất xứ tốt nhất là Broken Pole Creke (Qld), Abergowrie (Qld), và Olive River (Qld) (Khamis bin Selamat, 1991) [27].
Song song với công tác cải thiện giống, các biện pháp kĩ thuật lâm sinh cũng được thử nghiệm nhằm chuyển hóa rừng trồng cung cấp nguyên liệu dăm và bột giấy có giá trị kinh tế thấp thành rừng 5 trồng cung cấp gỗ xẻ với việc cắt tỉa cành và tỉa thưa, mục đích là tạo ra chiều cao dưới cành lớn (Hdc> 9 m) (Mead, D. Khảo nghiệm giống tại một số nước nhiệt đới cho thấy, tăng trưởng của các giống Keo tai tượng biến động rất khác nhau, từ 20 – 44 m3/ha/năm phụ thuộc vào giống, lập địa và biện pháp kỹ thuật lâm sinh (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2003) [10]. Keo tai tượng sinh trưởng nhanh hơn ở những nước gần xích đạo và chậm hơn ở các nước ở xa xích đạo (Awang&Taylor, 1993) [16]. Để có được các giống tốt như vậy, công tác cải thiện giống Keo tai tượng đã được chú trọng từ rất sớm và ở nhiều nước.
Các khảo nghiệm xuất xứ và quần thể chọn giống đã được xây dựng ở nhiều quốc gia. Giai đoạn 1990 – 2000, các nghiên cứu cải thiện giống thường tập trung vào việc tìm ra những xuất xứ hay những dòng vô tính có năng suất cao. Các khảo nghiệm xuất xứ ở một số nước đã cho thấy biến dị về sinh trưởng, độ thẳng thân và một số tính chất về cành lá là rất lớn, đặc biệt là sự khác biệt về 3 vùng phân bố tự nhiên của Keo tai tượng, cũng như sự khác nhau rõ rệt giữa các xuất xứ của cùng một vùng địa lý. Các xuất xứ có nguồn gốc từ PNG có sinh trưởng nhanh hơn so với các xuất xứ có nguồn gốc từ Qld và NT (Awang&Taylor, 1993) [16].
Ở Malaysia, 5 xuất xứ có triển vọng được xác định là Western Province (PNG), Claudie River (Qld), Broken Pole Creke (Qld), Abergowrie (Qld), và Olive River (Qld) (Khamis bin Selamat, 1991) [27]. Giai đoạn 2000 – 2010, các nghiên cứu biến dị di truyền ở mức độ gia đình mới bắt đầu được chú trọng, nhằm cải thiện các tính trạng sinh trưởng, chất lượng thân cây và tỷ trọng gỗ. Các kết quả đã chỉ ra rằng biến dị di truyền về sinh trưởng và chất lượng thân cây của Keo tai tượng biến động từ thấp đến trung bình, trong khi biến dị di truyền là trung bình cho tỷ trọng gỗ (Susumu & Rimbawanto, 2004) [32]. Nhìn chung, tương quan di truyền giữa sinh trưởng và chất lượng thân cây là tương quan thuận tức là cải thiện sinh trưởng cũng đồng thời cải thiện chất lượng thân cây.
Tăng thu di truyền thực tế của lô hạt thu từ vườn giống thế hệ 2 tại Indonesia đạt 3,1% - 5,2% về sinh trưởng và độ thẳng thân. Tổng hợp 3 tính trạng này là tiền đề sử dụng để chọn lọc gia đình 6 (Nirsatmanto et al. Tương tác kiểu gen – hoàn cảnh cũng đã xác định là có ý nghĩa giữa Sumatra và Kalimantan, Indonesia nhưng tương tác này phụ thuộc vào tuổi và tính trạng nghiên cứu (Susumu & Rimbawanto, 2004) [32]. Sử dụng các chỉ thị phân tử vi vệ tinh (microsatellite) và chỉ thị đa hình các đoạn cắt giới hạn giải thích lý do của hiện tượng sản xuất hạt giống có chất lượng thấp tại vườn giống Keo tai tượng ở Subanjeriji cũng đã được nghiên cứu.
Các tác giả phát hiện: Các xuất xứ PNG với các quần thể lớn và phân bố rộng có tính đa dạng di truyền cao và hoàn toàn thụ phấn chéo, trong khi đó các xuất xứ phân bố nhỏ và rải rác thuộc vùng Queensland lại có tính đa dạng di truyền và tỷ lệ thụ phấn chéo thấp; Tỷ lệ thụ phấn chéo có ảnh hưởng lớn tới chất lượng rừng trồng. Bản đồ liên kết gen của 219 chỉ thị RFLP và 33 chỉ thị SSR trong 13 nhóm liên kết khác nhau cũng đã được xây dựng cho Keo tai tượng (Butcher et al. Nghiên cứu về nhân giống Nhân giống sinh dưỡng đã được xác định là một lựa chọn khả quan nhằm tăng năng suất và chất lượng rừng trồng Keo tai tượng. Walker và Haines (1998) [33] khẳng định nếu hom lấy từ các chồi từ gốc có tỷ lệ ra rễ 34%, nhưng lấy hom ở lá thứ 3 đến thứ 5 sẽ có tỷ lệ ra rễ 79 - 86%.
Darus (1993) [18] đã nghiên cứu nhân giống Keo tai tượng bằng nuôi cấy mô, kết quả cho thấy số lượng chồi có thể đạt 25,4 chồi/cụm. Galiana và cộng sự (1990) [21] đã chỉ ra môi trường thích hợp cho quá trình nhân chồi Keo tai tượng, sau 6 tuần hầu hết các chồi có thể tạo thành cụm chồi lớn với 14 - 18 chồi mới; tác giả này cũng chỉ rõ quá trình kéo dài chồi thực sự bị ảnh hưởng bởi BAP. Nghiên cứu tái sinh chồi Keo tai tượng bằng cách nuôi cấy mô từ hạt, kết quả cho thấy môi trường ra rễ thích hợp khi bổ sung 3 hoặc 6% đường và 30,0 mg/l 2,4-D (Gerad et al. Đến năm 2000, Deyu Xie và Yan Hong (2001) [20] đã nghiên cứu nhân giống Keo tai tượng bằng nuôi cấy mô bằng các bộ phận: phân phôi, lá non, cuống lá và thân.
7 Năm 2005, Indonesia đã nghiên cứu ứng dụng chương trình trồng rừng dòng vô tính gia đình (Clonal Family Forestry – CFF) cho Keo tai tượng, tức là trồng bằng nhân giống sinh dưỡng hàng loạt các gia đình ưu việt và/hoặc các tổ hợp lai tốt nhất (Griffin et al. Rừng trồng dòng vô tính gia đình được áp dụng cho những loài cây mà không thể nhân giống vô tính cho từng dòng, chẳng hạn như Keo tai tượng và Keo lá liềm, vì hiện tượng già hóa nhanh ở vật liệu nhân giống (White et al. Mỗi một lô hạt từ một gia đình ưu việt bao gồm nhiều kiểu gen khác nhau do quá trình tái tổ hợp trong giai đoạn phân bào giảm nhiễm.