Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu trên thế giới. Thông tin chung về Thông caribê. Thông caribê được đặt tên đầu tiên bởi Morelet từ năm 1851 (Dieters và Nikles, 1997).
Thông caribê (Pinus caribaea Morelet) là loài cây nguyên sản ở vùng Trung Mỹ gồm các nước Bahamas, Cuba, Belize, Honduras, Guatemala và Nicaragua. Thông caribê gồm 3 biến chủng là: Pinus caribaeavar. caribaea (PCC), Pinus caribaea var. honderensis (PCH) và Pinus caribaea var.
Phân bố tự nhiên của Thông Caribê nằm giữa vĩ độ 27°25'N ở Grand Bahama và Great Abaco và 12°13'N gần Bluefields phía đông Nicaragua (Greaves và cộng sự, 1977). Chúng phân bố dọc theo kinh độ từ 71°40'W ở Caicos Islands tới 89°25'W ở Poptun in Peten thuộc Guatemala. Các biến chủng này có vùng phân bố cách biệt rõ rệt, cụ thể là: PCB phân bố ở 22 - 27 độ vĩ Bắc thuộc quần đảo Bahamas và Caicos ngoài ra còn tìm thấy ở bán đảo Yucatan thuộc vùng Đông Bắc Mỹ. PCC có phân bố từ 16 - 20 độ vĩ Bắc, phân bố tự nhiên ở Cu Ba và đảo Juventus thuộc vùng biển Caribê, chủ yếu tập trung ở những vùng thấp, đồi bát úp, thường ở độ cao 330 m so với mặt biển, ngoài ra PCC còn xuất hiện ở độ cao xấp xỉ 760 m, ít có trường hợp phân bố ở độ cao trên 1200 m (Poynton, 1977).
PCH phân bố tự nhiên ở 12 - 16 độ vĩ Bắc, tập trung chủ yếu ở các nước Belize, Honduras, Guatemala, Poptun, Guanaja, Nicaragua. Trên các khu vực đồng cỏ, đồng bằng ven biển có độ cao so với mặt biển là 460 – 760 m, nhưng phân bố tập trung nhiều nhất ở độ cao 460 m (Perry, 1991). Thông caribê là loài cây gỗ lớn có thể đạt đến chiều cao 45 m và 1,35 m đường kính ngang ngực tại điều kiện tốt nhất tại Bristish Honduras. Biến chủng PCC được mô tả có hình thái lá ở dạng cụm 3 lá kim (hiếm khi 4 lá kim), chiều dài nón từ 5-10 cm.
Biến chủng PCH, cụm lá có 3 lá kim, thỉnh thoảng có 4, 5 lá (và có 7 thể có 6 lá kim ở giai đoạn cây non), nón có kích thước từ 6-14cm. Trong khi đó, biến chủng PCB, cụm lá có từ 2-3 lá, chiều dài nón từ 4-12 cm (Lamb, 1973). Vùng phân bố tự nhiên Thông caribê (Camacho, 2018). Tình hình gây trồng.
Ghi nhận đầu tiên về xuất khẩu hạt Thông caribê từ Belize đến California và Nam Phi vào năm 1927 (Luckhoff, 1964). Sau đó đến năm 1929, 2,4 ha Thông caribê được xây dựng tại Dukuduku, Nam Phi. Đến năm 1930, một lâm phần Thông caribê được xây dựng tại bang Queensland, Úc. Tuy nhiên, đến sau thế chiến thứ 2, sự du nhập loài Thông caribê tới nhiều nước trên thế giới mới được thực hiện một cách toàn diện và đáng kể.
Có hai làn sóng du nhập rộng rãi Thông caribê trên thế giới. Làn sóng đầu tiên là vào những năm 1950 và 1960, hai biến chủng PCH và PCB được du nhập vào Úc và Nam Phi và Thông caribê đã chứng tỏ có sinh trưởng tốt hơn so với Thông elliottii (Pinus elliotii). Khảo nghiệm xuất xứ đầu tiên có đầy đủ các lần lặp tại Nam Phi vào năm 1959 của Thông caribê bao gồm hai biến chủng PCB và PCC. Tuy nhiên, khảo nghiệm xuất xứ của biến chủng PCH được trồng vào năm 1956 tại Queensland, Úc có đối chứng là một ô trồng biến chủng PCB.
Các 8 khảo nghiệm này đã cho thấy hai biến chủng PCB và PCC có sinh trưởng và độ thẳng thân vượt trội so với biến chủng PCH (Dieters và Nikles, 1997), điều này thúc đẩy các nhà nghiên cứu quan tâm hơn về hai biến chủng PCC và PCB. Làn sóng thứ hai về nghiên cứu Thông caribê được thực hiện vào năm 1962 và trong giai đoạn này các nghiên cứu tập trung vào các biến chủng và xuất xứ Thông caribê, đồng thời tiến hành thu hái hạt giống trên qui mô rộng để xây dựng các khảo nghiệm xuất xứ. Kết quả là vào năm 1971, 35 xuất xứ Thông caribê (bao gồm 19 xuất xứ thuộc biến chủng PCH, 10 xuất xứ thuộc biến chủng PCC và 6 xuất xứ thuộc biến chủng PCB) được đưa vào sử dụng và hàng trăm khảo nghiệm được xây dựng trên 50 quốc gia nhiệt đới (Lamb, 1973). Trong giai đoạn 1970-1980, các lô hạt Thông caribê được thu hái theo từng gia đình tại các lâm phần khác nhau để phục vụ cho công tác cải thiện giống và bảo tồn cho loài này.
Từ năm 1982-1993, 23 xuất xứ và 1178 cây trội thuộc biến chủng PCH được hái tại Trung Mỹ và Mexico, và 94 khảo nghiệm được xây dựng tại 6 nước khác nhau (Dvorak và cộng sự, 1993). Cũng trong giai đoạn này các trao đổi nguồn giống giống giữa các tổ chức quan tâm nghiên cứu cải thiện giống cho Thông caribê. Các nguồn giống này được thu hái tập trung chủ yếu là thuộc biến chủng PCH bởi vì biến chủng này có sinh trưởng tốt ở các khảo nghiệm quốc tế (Baylis và Barnes, 1989). Sau giai đoạn 1980, biến chủng PCB được quan tâm thu hái hạt nhiều hơn bởi vì biến chủng này được ghi nhận là có khả năng kháng bệnh tốt hơn biến chủng PCH.
Các nguồn giống này được sử dụng để xây dựng các khảo nghiệm gia đình trong xuất xứ tại phía Nam, Trung Quốc và Queensland, Úc vào năm 1990 (Diesters và Nikles, 1997). Đối với biến chủng PCC, đến năm 1994, nguồn giống của biến chủng này được thu hái tại các vùng phân bố tự nhiên để phục vụ xây dựng các quần thể chọn giống tại Trung Quốc. Nguồn giống từ 195 cây trội của 12 xuất xứ tự nhiên và 1 của vườn giống tại Cuba được sử dụng để xây dựng khảo nghiệm hậu thế cho loài này tại phía Nam Trung Quốc (Diesters và Nikles, 1997). Giới hạn vĩ độ trồng được mở rộng đáng kể so với nơi nguyên sản, từ vĩ độ 9 55 nam ở Argentina tới 33 vĩ độ bắc ở Ấn Độ.
Giới hạn kinh độ cũng được mở rộng từ 180 kinh độ đông ở Fiji tới 158 kinh độ tây ở Hawaii. Độ cao vùng trồng biến động từ mặt nước biển tới 1. Như vậy, Thông caribê đã được gây trồng tất cả các dạng khí hậu của các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới. Vùng phân bố rừng trồng của loài được mở rộng cả về vĩ độ và kinh độ, cả vùng có khí hậu miền núi tới khí hậu cận nhiệt đới và vùng ven biển (Baylis và Barnes, 1989).
Do được gây trồng ở nhiều vị trí địa lý và khí hậu khác nhau, đất trồng Thông caribê ngoài nơi nguyên sản của chúng cũng rất đa dạng. Nhìn chung, Thông caribê có thể sinh trưởng tốt trên nhiều loại đất khác nhau khi được trồng ngoài phạm vi phân bố tự nhiên của chúng (Brigden và cộng sự, 1984). Thông caribê đã được khảo nghiệm ở rất nhiều nước trên thế giới, tập trung chủ yếu ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới. Trong ba biến chủng được đưa vào khảo nghiệm thì PCH có sinh trưởng tốt nhất trên tất cả các khảo nghiệm.
Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới thì các xuất xứ vùng ven biển thuộc Belize, Nicaragua, Guatemala có sinh trưởng vượt trội so với các xuất xứ ở vùng lục địa. Các xuất xứ của PCC có sinh trưởng kém nhất nhưng có dạng thân đẹp nhất trong khi các xuất xứ của PCB có sinh trưởng tốt trên những lập địa đất khô cằn, tầng đất nông hoặc trên lập địa vùng cao. Việc đánh giá các xuất xứ cần được tiến hành trên nhiều khảo nghiệm ở nhiều lập địa khác nhau và cần có thời gian đủ dài để đánh giá khả năng sinh trưởng của từng xuất xứ (Brawner và cộng sự, 2005). Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, biến chủng PCH và PCC là các biến chủng có tiềm năng kinh tế cho trồng rừng thương mại.
Đã có khoảng hơn một triệu ha Thông caribê đã được trồng tại khu vực Nam Mỹ, và tổng diện tích trồng Thông caribê trên thế giới đã đạt được xấp xỉ với diện tích trồng Thông radiata. Biến chủng PCB và PCC đã chứng minh có khả năng kháng lại một số bệnh sâu bướm gây hại hơn là biến chủng PCH, vì vây đã có những đề xuất mở rộng rừng trồng biến chủng PCC ở phía đông Á (Souza và cộng sự, 2017). Nghiên cứu chọn giống Thông caribê. Vào năm 1958, tại Koraput, Ấn Độ cũng đã xây dựng một khảo nghiệm xuất xứ Thông caribê gồm các xuất xứ của PCH là Guatemala, Nicaragua, Honduras, Belize và Queensland (Australia), xuất xứ Andros của PCB và 1 xuất xứ Cuba của PCC.
Khảo nghiệm được bố trí ở các điểm khác nhau ở độ cao 700-1000 m. Kết quả cho thấy các xuất xứ thuộc PCH có sinh trưởng tốt nhất trên các điểm khảo nghiệm. Sau 10 năm trồng xuất xứ có sinh trưởng tốt nhất là Limone (Hvn = 11,4 m; D1.3 = 16 cm), Guanaja (Hvn = 9,2 m; D1.3 = 14,8 cm), Rico Coco (Hvn = 10 m; D1.3 = 13,8 cm), Alamicamba (Hvn = 9,8 m; D1. Ở Malaysia, Thông caribê được trồng trên diện tích lớn và cho sinh khối bình quân khoảng 17m3/ha/năm.
Ở miền bắc Australia, các xuất xứ tốt nhất của Honduras ở tuổi 10 cho sinh khối bình quân 22 m3/ha/năm. Từ năm 1970, Viện lâm nghiệp Oxford đã tiến hành thu hái hạt trên những vùng rộng lớn đại diện cho tất cả các vùng phân bố của cả 3 biến chủng (khoảng 50 xuất xứ) và đã xây dựng một hệ thống gồm hơn 180 khảo nghiệm trên 53 nước. Tổng hợp các kết quả nghiên cứu cho thấy PCH có sinh trưởng nhanh nhất, tiếp theo là PCB và PCC có sinh trưởng kém nhất trên hầu khắp các khảo nghiệm (Dvorak và cộng sự, 1993; Greaves, 1980). Sự sai khác về sinh trưởng cũng như các tính trạng khác giữa các xuất xứ chỉ được ghi nhận ở PCH mà không thể hiện ở hai biến chủng còn lại mà nguyên nhân được giải thích có thể là do phạm vi phân bố hẹp của hai biến chủng này (Greaves, 1981).
Với PCH, nhìn chung các xuất xứ từ vùng ven biển phía nam Nicaragua và Honduras có sinh trưởng nhanh và khả năng chống chịu gió tốt hơn so với các xuất xứ ở vùng cao hoặc vùng khô hạn sâu trong đất liền khi khảo nghiệm ở vùng nhiệt đới ẩm gần xích đạo. Các xuất xứ từ vùng cao hoặc vùng khô trong đất liền của PCH thường có sinh trưởng chậm, ra hoa sớm và hay bị bệnh khô ngọn (Greaves, 1981). Một số 11 xuất xứ thuộc PCH có sinh trưởng nhanh trên nhiều khảo nghiệm có thể kể đến là Karawala, Alamicamba, Poptun và Brus Lagoon, các xuất xứ Byfield, Santa Clara và Culmi cũng là những xuất xứ có triển vọng (Greaves, 1980).