Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tình hình nghiên cứu Mắc ca trên thế giới 1. Di truyền, chọn giống Các nghiên cứu về chọn giống và nhân giống Mắc ca đã được thực hiện chủ yếu là chọn lọc cây trội, khảo nghiệm hậu thế và khảo nghiệm dòng vô tính tại các vùng sinh thái khác nhau để xác định hệ số di truyền, quan hệ giữa các kiểu gen với điều kiện hoàn cảnh, cũng như hệ số di truyền theo nghĩa rộng và áp dụng chỉ thị phân tử vào chọn giống (Hardner & MeConchie, 1999; Peace, Hardner and others, 2000; Peace et al, 2001) [27]. Tương quan di truyền giữa hạt và nhân có thể đạt rg = 0,80 (Hardner, Winks, 2001) [28].
Nghiên cứu lai giống Mắc ca cũng được thực hiện và bước đầu đã thu được những kết quả khả quan (Hardner, MeConchie and others, 2000) [27]. Các giống Mắc ca lai có nhân chiếm tỷ lệ trung bình 46% khối lượng hạt, hương vị của hạt thơm, hàm lượng dầu của giống lai khoảng 75%, vỏ rất mỏng, các giống cây Mắc ca lai có kích cỡ trung bình, tán hình tháp và bắt đầu cho quả sau 5 năm trồng. Từ năm 1930 nghiên cứu nhân giống sinh dưỡng cho Mắc ca được thực hiện tại Australia (Cheel & Morrison, 1935) [24]. Có nhiều nghiên cứu về cải thiện di truyền cho Mắc ca (Hardner et al, 2009) [31].
Nghiên cứu cho thấy không có tương quan di truyền giữa kích thước cây và năng suất hạt của cây (Hardner et al, 2002) [29]. Nghiên cứu chọn lọc sớm nhằm rút ngắn thời gian để vườn quả đạt năng suất hơn và kiểm soát được di truyền (Hardner et al, 2009) [31]. Nghiên cứu về năng suất đã chỉ ra mỗi quan hệ có ý nghĩa của giữa kiểu gen (G) và môi trường (E) cho sự chọn lọc sớm (Hardner et al, 2006) [30]. Năng suất trồng vườn cây ăn quả sau LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 này trong cùng độ tuổi có thể tăng lên đến 60% (MaFadyen et al, 2004).
Các hệ số di truyền về năng suất ở tuổi 10 là rất cao (Hardner et al, 2009) [31]. Nghiên cứu về chọn giống kháng sâu, bệnh được coi là một trong những nội dung quan trọng của chiến lược phát triển cây Mắc ca (Akinsanmi et al, 2007; Hardner et al, 2009). Phát triển các giống kháng sâu bệnh đòi hỏi một sự hiểu biết tốt hơn về các chu kì sâu bệnh hại (Hardner et al, 2009) [31]. Từ năm 1936 ở Hawai đã có chương trình cải tạo giống Mắc ca (Bell, 1995) [23].
Năm 1960 đã nghiên cứ chọn giống có chất lượng nhân trong hạt cao và đã chọn được 5 giống có chất lượng cao nhất, đặc biệt là 2 dòng Keaau và Kau có tỷ lệ nhân tương ứng là 97% và 98% (Hamilton, Ito, 1976) [26]. Kỹ thuật gây trồng Macadamia được trồng phổ biến để lấy hạt ở Hawai từ những năm 1930, sau đó được trồng rộng rãi ở Astralia từ năm 1960. Hiện nay, Macadamia được trồng ở nhiều vùng khác như Trung Quốc, Nam Phi, Kenya, Zimbabue, Israel, California, Guatemala, Brazil, Costa Rica v. Sản lượng hạt Macadamia ở vườn quả thành thục ở Hawaii, Astralia và Nam Phi đạt năng suất hàng năm từ 3,5-5 tấn hạt/ha (Mavis, 1997; Allan, 1992; Allan, 2001) ( [21],[22],[33]).
Đến thập kỷ 90 của thế kỷ 20, Macadamia được phát triển nhanh nhất trên phạm vi toàn cầu. Theo thống kê năm 2006, diện tích trồng Macadamia trên toàn thế giới đạt 78.015ha, sản lượng hạt đạt 115. Cây Macadamia đã trồng ở Kenya khoảng 40 năm, nhưng phát triển thành cây thương mại khoảng 25 năm trở lại đây và đã có những nghiên cứu trồng Macadamia ở các độ cao và lượng mưa khác nhau (Natalio. Tại Trung Quốc, cây Macadamia bắt đầu trồng từ năm 1969 với 65 giống ban đầu nhập từ Australia, Hawai, đến nay đã trồng được hơn 4000ha LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 chủ yếu tại phía nam giáp với Việt Nam, Lào và Miến Điện có triển vọng đạt sản lượng 1500 tấn đến 2500 tấn đạt trong vài năm tới, giá hạt có thể đạt từ 3,5 – 4,0USD/kg (Tran Hien Quoc, 2000) [36].
Tình hình sản xuất Mắc ca ở một số nước trên thế giới Năm 1992 tác giả Nagao & Hirae và Hardner & Meconchie năm 1999 [34] đã nghiên cứu về loài Mắc ca. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng Mắc ca là cây ăn quả thân gỗ, thuộc nhóm quả hạch, hạt có vỏ cứng, tỷ lệ nhân 30 – 50%, tỷ lệ dầu trong nhân 71 – 80%. Nhân hạt Mắc ca được dùng làm nhân bánh ngọt, nhân socola, kem hoặc ăn trực tiếp ở dạng đồ hộp. Theo Kim Wilson năm 2006 [32] Mắc ca được trồng phổ biến để lấy hạt ở Hawai từ những năm 1930, sau đó được trồng rộng rãi ở Australia từ những năm 1960.
Đến năm 2006 diện tích trồng Mắc ca ở Australia đã vượt xa Hawai, năm 2006 các vườn quả ở Australia đã trồng 21. Hiện nay Mắc ca được trồng ở một số nơi khác như Trung Quốc, Nam Phi, Kenya, Zimbabuê, Israel, California, Guatemala, Brazil, Costa Rica … Năm 1999 Hardner & Meconchie và Peace et at (2001) [28] đã nghiên cứu về chọn giống và nhân giống Mắc ca được thực hiện chủ yếu là chọn lọc cây trội, khảo nghiệm hậu thế và khảo nghiệm dòng vô tính tại các vùng sinh thái khác nhau để xác định hệ số di truyền, quan hệ giữa kiểu gen với điều kiện hoàn cảnh, cũng như hệ số di truyền theo nghĩa rộng và áp dụng chỉ thị phân tử vào chọn giống. Nghiên cứu của Hardner, Mecochie năm 2000 [27] về lai giống Mắc ca bước đầu đã thu được một số kết quả khả quan. Các giống Mắc ca lai có nhân tỷ lệ trung bình 46% khối lượng của hạt, hương vị của hạt thơm, hàm lượng dầu của giống lai khoảng 75%, vỏ rất mỏng, các giống cây Mắc ca lai có kích cỡ trung bình, tán hình tháp và bắt đầu cho quả sau 5 năm trồng.
Allan năm 1968; Reim năm 1991 kết luận các giống Mắc ca được trồng và nhập tại trang trại nghiên cứu Ukulinga – Đại học Natal - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 Pietermarizburg từ năm 1969. Các giống Mắc ca lai cũng được trồng khảo nghiệm trên các vùng sinh thái khác nhau và đã xác định được một số giống Mắc ca lai không những cho sản lượng hạt cao mà còn cho tỷ lệ nhân cấp I trên 90% [21]. Cheel & Morrison từ những năm 1930 đã nghiên cứu nhân giống sinh dưỡng cho Mắc ca được thực hiện tai Australia [24]. Hardner, Winks năm 1999 [28] và một số tác giả khác năm 2001 đã nghiên cứu về hoa cây Mắc ca.
Kết quả cho thấy, Mắc ca là loài có hoa lưỡng tính, song nhị và nhụy chín so le nên là cây thụ phấn khác hoa, vườn quả điển hình được trồng từ 2 – 4 dòng vô tính bằng cây ghép. Trên 1 ha có thể trồng 200 – 370 cây. Hạt được thu nhặt từ quả rụng dưới gốc cây. Tại Australia đã thực hiện chương trình chọn giống Mắc ca gồm những nội dung chính là: Tăng sản lượng hạt và nhân trên một đơn vị diện tích, cải thiện tính trạng chất lượng (kích thước hạt, tỷ lệ nhân, khả năng cất trữ hạt,…), cải thiện hình dạng tán, chống sâu bệnh.
Nghiên cứu của Akinsanmi năm 2007 và Hardner năm 2009 đã chọn giống kháng sâu, bệnh được coi là một trong những nội dung quan trọng của chiến lược phát triển cây Mắc ca, phát triển các giống kháng bệnh đòi hỏi một sự hiểu biết tốt hơn về các chu kỳ sâu bệnh hại [31]. Theo Kim Wilson năm 2006 [32] bên cạnh chương trình nghiên cứu cải thiện giống Mắc ca tại Australia cũng nghiên cứu trồng khảo nghiệm theo vùng, phân vùng và từng lập địa, từ đó đưa ra khuyến cáo cho các nhà vườn trồng cây Mắc ca. Nhóm tác giả Allan; Shigeura năm 1981; Liang et al năm 1983; Shigeura và Ooka năm 1984 hàng năm các nghiên cứu về đất và phân tích hàm lượng các chất dinh dưỡng thông qua lá cây Mắc ca, dữ liệu về khí tượng, vv…, cho thấy nhiệt độ thích hợp cho cây Mắc ca sinh trưởng và phát LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 triển khoảng 230C – 240C và tối đa là 380C, nếu nhiệt độ đất cao không gây ra cây chết, nhưng hạn chế sự phát triển [21]. Theo Thompson năm 1957 trồng Mắc ca ở vùng lạnh hơn dẫn đến sự phát triển chậm hơn và ra quả muộn.
Tuy nhiên với các nghiên cứu của Trochoulias và Lahav năm 1983 thì nhiệt độ thích hợp cho cây Mắc ca khoảng 150C – 300C. Awada et al năm 1967 và Trochoulias năm 1983 nghiên cứu về nhu cầu nước cần thiết cung cấp cho cây Mắc ca ở các giai đoạn phát triển khác nhau, đặc biệt trong mùa khô. Liang et al năm 1983, tại Hawaii trồng các vườn quả Mắc ca đều dựa trên hồ sơ phân loại đất, thời tiết và sử dụng các giống có năng suất cao. Cooil et al năm 1996; Sigeura et al năm 1974, ở Hawaii đã nghiên và chứng minh về tăng sản lượng hạt Mắc ca thông qua bón phosphate cho đất trồng cây Mắc ca.
Đã có nhiều tác giả nghiên cứu về bản đồ di truyền liên kết cho Mắc ca như Peace, C. Theo Hamilton, Ito (1976) [26] từ năm 1936 ở Hawaii đã có chương trình cải tạo giống Mắc ca. Năm 1960 đã nghiên cứu chọn giống có chất lượng nhân trong hạt cao và đã chọn được 5 giống có chất lượng tốt nhất, đặc biệt là 2 dòng Keaau và Kau có tỷ lệ nhân tương ứng là 97% và 98%. Đến thập kỷ 90 của thế kỷ 20.
Mắc ca được phát triển nhanh nhất trên phạm vi toàn cầu. Theo thống kê năm 2006, diện tích trồng Mắc ca trên thế giới đạt 78.051 ha, sản lượng đạt 115.707 tấn, trong đó có 8 nước trồng nhiều nhất là: Australia trồng 21.500 ha, sản lượng đạt 44.000 tấn, Nam Phi trồng 8.579 ha, sản lượng đạt 16.500 tấn; Hawaii trồng 7.408 ha, sản lượng hạt đạt 23.600 tấn; Malawi trồng 5.995 ha, sản lượng hạt đạt 5.500 tấn; Brazil trồng 4.722 ha, sản lượng hạt đạt 3.350 tấn; Kênya trồng 4.348 ha, sản lượng hạt đạt 12.500 tấn; Costa Rica trồng 800 ha, sản lượng hạt đạt 7.500 tấn; LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 Goatamala trồng 5.500 ha, sản lượng hạt đạt 6. Ở 8 nước này diện tích trồng Mắc ca chiếm 90%, sản lượng hạt chiếm 92% so với toàn thế giới. Còn với những nước trồng với lượng ít như: Srilanca, Veneduela, Mehicô, Zimbabuê, Pêru, Indônêxia, Thái lan v.