Nghiên Cứu Chọn Lọc Cây Trội Bạch Đàn Urô (Eucalyptus Urophylla) Cho Vùng Nguyên Liệu Giấy Bãi Bằng

Luận văn thạc sĩ phân tích chọn lọc cây trội và khảo nghiệm dòng vô tính bạch đàn urô eucalyptus urophylla s t blacke cho vùng, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải

• Tác giả: Hoàng Ngọc Hải
• Người hướng dẫn: GS. Lê Đình Khả
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Lâm Học
• Đề tài: Chọn Lọc Cây Trội Bạch Đàn Urô (Eucalyptus Urophylla) Cho Vùng Nguyên Liệu Giấy Bãi Bằng
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sỹ
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Sự cần thiết chọn giống bạch đàn cho vùng nguyên liệu giấy Bãi Bằng
• 1.2. Vai trò của chọn giống trong việc tăng năng suất rừng trồng
• 1.3. Khảo nghiệm giống và chọn lọc cây trội
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Chọn Giống Bạch Đàn Urô Bãi Bằng

Vùng nguyên liệu giấy Bãi Bằng trải rộng trên các tỉnh Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Yên Bái, Tuyên Quang, Hà Giang. Tổng diện tích rừng trồng khoảng 65.000 ha, chủ yếu là keo (95%) và bạch đàn urô (5%). Tỷ lệ bạch đàn thấp do keo có năng suất cao hơn ở những nơi đất còn tốt. Tuy nhiên, ở những vùng đất nghèo kiệt, bạch đàn lại là lựa chọn duy nhất. Việc chọn lọc cây trội bạch đàn và cải thiện giống cây trồng là vô cùng quan trọng để nâng cao năng suất và chất lượng nguyên liệu giấy. Nghiên cứu này tập trung vào Eucalyptus Urophylla nhằm tìm ra những giống vượt trội, thích nghi tốt với điều kiện địa phương, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành kinh tế lâm nghiệp.

1.1. Tầm quan trọng của Bạch Đàn Urophylla cho Bãi Bằng

Bạch đàn Urophylla đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguyên liệu giấy cho nhà máy Giấy Bãi Bằng. Tuy nhiên, diện tích trồng bạch đàn còn hạn chế so với keo. Việc chọn lọc cây trội và cải thiện giống bạch đàn sẽ giúp tăng năng suất và hiệu quả kinh tế, đặc biệt ở những vùng đất khó khăn. Điều này góp phần đảm bảo nguồn cung ổn định và chất lượng cho ngành công nghiệp giấy. Cần có những nghiên cứu sâu rộng hơn về đặc điểm sinh học bạch đàn để có thể đưa ra những phương pháp trồng bạch đàn hiệu quả nhất.

1.2. Thực trạng giống Bạch Đàn và nhu cầu cải thiện giống

Trước năm 2006, phần lớn rừng trồng bạch đàn ở Bãi Bằng là từ hạt, năng suất không cao và không đồng đều. Sau đó, cây mô-hom dần thay thế, cải thiện năng suất và tính đồng đều. Tuy nhiên, việc chọn lọc cây trội từ rừng trồng từ hạt trước khi chúng bị thay thế hoàn toàn là rất quan trọng để bảo tồn và phát huy nguồn gen quý. Viện nghiên cứu cây nguyên liệu giấy đã triển khai đề tài nghiên cứu để chọn giống bạch đàn và keo, nhằm thiết lập vườn lưu giữ giống và khảo nghiệm chọn lọc.

II. Vai Trò Của Chọn Giống Bạch Đàn Nâng Cao Năng Suất Rừng

Chọn giống là khâu then chốt trong trồng rừng thâm canh. Giống tốt giúp tăng năng suất và chất lượng gỗ. Chọn lọc cây trội và khảo nghiệm giống là phương pháp nhanh nhất và hiệu quả nhất để cải thiện giống. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng cây trội chỉ là kiểu hình, cần khảo nghiệm để xác định khả năng di truyền. Phương pháp nhân giống dinh dưỡng (nuôi cấy mô, giâm hom) và khảo nghiệm dòng vô tính là cần thiết để đánh giá đúng tiềm năng di truyền của cây trội. Theo Lê Đình Khả, Dương Mộng Hùng (1998), việc sử dụng giống lai và kỹ thuật thâm canh đã giúp tăng gấp đôi năng suất cây nông nghiệp trên thế giới.

2.1. So sánh năng suất rừng tự nhiên và rừng trồng cải thiện

Năng suất rừng tự nhiên ở Việt Nam chỉ đạt 2-3 m3/ha/năm, rừng trồng từ giống chưa cải thiện đạt 5-10 m3/ha/năm. Trong khi đó, các nước tiên tiến có thể đạt 40-50 m3/ha/năm nhờ giống lai và kỹ thuật thâm canh. Điều này cho thấy tiềm năng to lớn của việc cải thiện giống cây trồng để nâng cao năng suất rừng. Cần đầu tư vào nghiên cứu và phát triển các giống bạch đàn và keo có năng suất cao, phù hợp với điều kiện địa phương.

2.2. Lai giống và chọn lọc giống lai Phương pháp chủ yếu

Mặc dù công nghệ sinh học phát triển, lai giống và chọn lọc giống lai vẫn là phương pháp chủ yếu để tạo ra các giống cây trồng mới có năng suất cao. Trong quá trình lai tự nhiên, cả cây tốt và cây xấu đều có thể tham gia, tạo ra sự đa dạng di truyền. Do đó, cần chọn lọc cẩn thận các cây lai có sẵn, nhân giống sinh dưỡng và khảo nghiệm dòng vô tính để chọn dòng có ưu thế lai cao nhất. Điều này đặc biệt quan trọng đối với bạch đàn, một loài cây có khả năng lai tạo cao.

2.3. Vai trò của cây trội trong chương trình cải thiện giống

Cây trội là nền tảng của chương trình chọn giống. Chúng có sinh trưởng nhanh, hình dáng thân thẳng đẹp, tỷ lệ gỗ sử dụng cao. Tuy nhiên, cần nhớ rằng cây trội mới chỉ là kiểu hình, cần khảo nghiệm để xác định khả năng di truyền. Cây trội là những cá thể thích ứng nhất với điều kiện khí hậu, đất đai và thực bì của mỗi vùng, do đã có sức sống cao nhất. Sự chọn lọc và đánh giá cây trội chủ yếu dựa vào kiểu hình của các cá thể, nhưng phải kết hợp với sự phân tích kiểu gen.

III. Phương Pháp Chọn Cây Trội Bạch Đàn Urô Bí Quyết Thành Công

Giá trị kiểu hình của một cây trong rừng đồng tuổi phụ thuộc vào cả yếu tố di truyền (G) và môi trường (E): P = G + E. Biến dị di truyền, đặc biệt là biến dị tổ hợp, là quan trọng nhất trong chọn giống. Cây trội mang biến dị di truyền tốt có kiểu gen chứa nhiều gen trội hoạt tính cao. Khảo nghiệm giống là so sánh giống được chọn với giống đại trà để xác định tính ưu việt. Trong cải thiện giống cây rừng, khảo nghiệm hậu thế và khảo nghiệm dòng vô tính các cây trội là chủ yếu. Theo Lê Đình Khả, Dương Mộng Hùng (2003), quá trình nâng cao năng suất và chất lượng rừng dựa trên cải thiện giống cây rừng được tiến hành theo các bước nhất định.

3.1. Phân tích kiểu gen và kiểu hình trong chọn lọc cây trội

Việc chọn lọc cây trội không chỉ dựa vào kiểu hình (sinh trưởng nhanh, thân thẳng, cành nhỏ) mà còn cần phân tích kiểu gen để đảm bảo khả năng di truyền các đặc tính tốt cho đời sau. Các biến dị cá thể do các nhân tố di truyền gây nên được gọi là biến dị di truyền. Những biến dị này mới thực sự có ý nghĩa trong công tác chọn giống. Biến dị di truyền mà chủ yếu là biến dị tổ hợp được hình thành thông qua sinh sản hữu tính.

3.2. Khảo nghiệm giống Đánh giá tính ưu việt của giống mới

Khảo nghiệm giống là bước quan trọng để đánh giá tính ưu việt của giống mới so với giống đại trà. Chỉ những giống có năng suất cao hơn và thích ứng tốt hơn mới được tiếp tục nhân giống để phát triển vào sản xuất. Trong cải thiện giống cây rừng, khảo nghiệm giống chủ yếu là khảo nghiệm hậu thế và khảo nghiệm dòng vô tính các cây trội (để chọn cây ưu việt). Cần có những phương pháp quản lý rừng bạch đàn hiệu quả để đảm bảo năng suất và chất lượng gỗ.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Chọn Cây Trội Bạch Đàn Urô Ưu Tú

Nghiên cứu đã chọn lọc được các dòng bạch đàn urô ưu tú, có tiềm năng năng suất cao hơn so với các dòng phổ biến như U6 và PN2. Các dòng này được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu như thể tích thân cây và chất lượng gỗ. Việc sử dụng các dòng giống bạch đàn mới này sẽ góp phần tăng sản lượng gỗ cho vùng nguyên liệu giấy Bãi Bằng và các vùng sinh thái tương tự. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu và khảo nghiệm ở nhiều địa điểm khác nhau để đánh giá đầy đủ tiềm năng của các dòng giống mới.

4.1. Các dòng Bạch Đàn Uro triển vọng cho vùng Bãi Bằng

Nghiên cứu đã xác định được một số dòng Bạch Đàn Uro có triển vọng lớn cho vùng Bãi Bằng, thể hiện qua các chỉ số sinh trưởng vượt trội so với các giống hiện tại. Các dòng này cần được tiếp tục theo dõi và đánh giá trong các điều kiện khác nhau để xác định tính ổn định và khả năng thích nghi. Việc sử dụng các dòng giống bạch đàn mới này sẽ góp phần tăng sản lượng gỗ cho vùng nguyên liệu giấy Bãi Bằng và các vùng sinh thái tương tự.

4.2. Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp theo về giống Bạch Đàn

Một hạn chế của nghiên cứu là việc khảo nghiệm giống chỉ được thực hiện tại một địa điểm duy nhất. Để có kết quả chính xác hơn, cần khảo nghiệm thêm ở 1-2 lập địa khác trong vùng. Ngoài ra, cần nghiên cứu sâu hơn về khả năng chống chịu sâu bệnh và thích ứng với biến đổi khí hậu của các dòng giống bạch đàn mới. Cần có những nghiên cứu sâu rộng hơn về đặc điểm sinh học bạch đàn để có thể đưa ra những phương pháp trồng bạch đàn hiệu quả nhất.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Nhân Rộng Giống Bạch Đàn Urô Mới

Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng để nhân rộng các dòng bạch đàn urô ưu tú, cung cấp nguyên liệu giấy chất lượng cao cho Bãi Bằng. Việc sử dụng các giống mới này sẽ giúp tăng hiệu quả kinh tế cho người trồng rừng và góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành lâm nghiệp. Cần có sự phối hợp giữa các nhà khoa học, doanh nghiệp và người trồng rừng để đưa các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất.

5.1. Giải pháp nhân giống và cung cấp giống Bạch Đàn chất lượng

Để nhân rộng các dòng bạch đàn urô ưu tú, cần áp dụng các phương pháp nhân giống hiệu quả như giâm hom, nuôi cấy mô. Cần xây dựng các vườn giống chất lượng cao để cung cấp giống cho người trồng rừng. Đồng thời, cần có chính sách hỗ trợ người trồng rừng sử dụng các giống mới, đảm bảo hiệu quả kinh tế và môi trường. Cần có những nghiên cứu sâu rộng hơn về đặc điểm sinh học bạch đàn để có thể đưa ra những phương pháp trồng bạch đàn hiệu quả nhất.

5.2. Chính sách hỗ trợ phát triển giống Bạch Đàn năng suất cao

Nhà nước cần có chính sách hỗ trợ phát triển các giống bạch đàn năng suất cao, bao gồm hỗ trợ kinh phí nghiên cứu, chuyển giao công nghệ, xây dựng vườn giống. Cần khuyến khích các doanh nghiệp đầu tư vào lĩnh vực giống cây trồng, tạo ra các sản phẩm giống chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu của thị trường. Cần có những nghiên cứu sâu rộng hơn về đặc điểm sinh học bạch đàn để có thể đưa ra những phương pháp trồng bạch đàn hiệu quả nhất.

VI. Kết Luận Tiềm Năng Phát Triển Bạch Đàn Urô Bãi Bằng

Nghiên cứu chọn lọc cây trội và khảo nghiệm dòng vô tính bạch đàn urô cho thấy tiềm năng to lớn của việc cải thiện giống cây trồng để nâng cao năng suất và chất lượng nguyên liệu giấy cho Bãi Bằng. Việc ứng dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất sẽ góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành lâm nghiệp và kinh tế địa phương. Cần tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu và phát triển các giống cây trồng mới, phù hợp với điều kiện địa phương và đáp ứng nhu cầu của thị trường.

6.1. Đánh giá tiềm năng kinh tế của việc trồng Bạch Đàn Uro

Việc trồng Bạch Đàn Uro có tiềm năng kinh tế lớn, đặc biệt khi sử dụng các giống năng suất cao và áp dụng các biện pháp thâm canh. Cần đánh giá đầy đủ các yếu tố kinh tế như chi phí đầu tư, giá bán gỗ, lợi nhuận để đưa ra các quyết định đầu tư hợp lý. Cần có những nghiên cứu sâu rộng hơn về đặc điểm sinh học bạch đàn để có thể đưa ra những phương pháp trồng bạch đàn hiệu quả nhất.

6.2. Hướng tới phát triển bền vững ngành trồng Bạch Đàn

Để phát triển bền vững ngành trồng bạch đàn, cần chú trọng đến các yếu tố môi trường như bảo vệ đất, nước, đa dạng sinh học. Cần áp dụng các phương pháp quản lý rừng bạch đàn bền vững, đảm bảo hài hòa giữa lợi ích kinh tế và bảo vệ môi trường. Cần có những nghiên cứu sâu rộng hơn về đặc điểm sinh học bạch đàn để có thể đưa ra những phương pháp trồng bạch đàn hiệu quả nhất.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Vùng nguyên liệu giấy Bãi Bằng quản lý tổng diện tích rừng trồng xấp xỉ 65.000 ha phân bố tại 16 Công ty lâm nghiệp trực thuộc Tổng công ty Giấy Việt Nam. Trong cơ cấu cây trồng, các loài Keo chiếm khoảng 95% diện tích, trong khi loài Bạch đàn urô (Eucalyptus urophylla S. Blake) chỉ chiếm khoảng 5%. Dù chiếm tỷ lệ khiêm tốn, Bạch đàn urô lại giữ vai trò chiến lược sống còn tại các lập địa đất đồi khô cằn, nghèo kiệt và xói mòn mạnh như Tam Thanh (Phú Thọ) hay Lập Thạch (Vĩnh Phúc) - nơi cây keo hoàn toàn không thể sinh trưởng hiệu quả.

Tuy nhiên, tính đến năm 2006, diện tích rừng trồng Bạch đàn urô từ nguồn giống hạt chỉ còn khoảng 1.500 ha, giảm hơn 50% so với các giai đoạn trước. Những lâm phần này chủ yếu ở độ tuổi 7 đến 8 năm và đứng trước nguy cơ bị khai thác trắng để chuyển dịch sang trồng rừng mô hom. Thực trạng này đặt ra nguy cơ xói mòn nghiêm trọng các nguồn gen ưu tú mang ưu thế lai tự nhiên quý giá đã thích nghi qua nhiều năm. Vấn đề cấp bách là phải kịp thời điều tra, tuyển chọn các cây trội có năng suất vượt trội trước khi rừng hạt bị chặt hạ hoàn toàn.

Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu là tuyển chọn các cá thể cây trội ưu tú, hoàn thiện quy trình tạo chồi, giâm hom trẻ hóa và thiết lập mô hình khảo nghiệm 22 dòng vô tính tại thực địa. Nghiên cứu hướng đến việc tìm ra các dòng bạch đàn sinh trưởng nhanh, chất lượng thân cây thẳng đẹp và khả năng nhân giống vô tính cao nhằm nâng cao năng suất rừng trồng nguyên liệu giấy từ 8 - 10 m3/ha/năm lên mức 20 - 25 m3/ha/năm.

Phạm vi nghiên cứu được thực hiện từ năm 2006 đến năm 2009 tại các vùng rừng trồng trọng điểm thuộc tỉnh Phú Thọ và Vĩnh Phúc, với khu vực khảo nghiệm tập trung quy mô 2,2 ha tại xã Ngọc Mỹ, huyện Lập Thạch. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn lớn khi cung cấp các dòng vô tính chất lượng cao, trực tiếp phục vụ chiến lược thâm canh bền vững cho ngành sản xuất giấy Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết di truyền số lượng và biến dị cá thể trong chọn giống cây rừng của Giáo sư Tiến sĩ Lê Đình Khả. Mô hình nghiên cứu biểu diễn giá trị kiểu hình của một cây trong rừng đồng tuổi qua công thức kinh điển P = G + E, trong đó kiểu hình (P) là kết quả tương tác giữa kiểu gen (G) và điều kiện hoàn cảnh môi trường (E). Trong quần thể thụ phấn chéo tự nhiên, các biến dị tổ hợp xuất hiện liên tục tạo ra sự phân hóa kiểu gen phong phú. Nhiệm vụ của công tác chọn giống là phát hiện những cá thể mang tổ hợp gen trội có lợi.

Khung lý thuyết chọn giống vô tính khẳng định rằng phương pháp nhân giống sinh dưỡng bằng giâm hom hoặc nuôi cấy mô cho phép bảo tồn nguyên vẹn 100% cấu trúc di truyền và ưu thế lai của cây trội mà không bị phân ly hay thoái hóa như gieo hạt. Các nghiên cứu quốc tế tại Brazil và Congo đã chứng minh việc trồng rừng bằng dòng vô tính chọn lọc kết hợp thâm canh giúp tăng năng suất rừng trồng từ 10 - 15 m3/ha/năm lên tới 40 - 80 m3/ha/năm, cá biệt tại Công ty Aracruz (Brazil) đã đạt mốc 100 m3/ha/năm.

Bốn khái niệm then chốt được áp dụng xuyên suốt nghiên cứu gồm:

1. Cây trội (Plus tree): Cá thể có sinh trưởng và phẩm chất vượt trội tối thiểu từ 1,5 đến 3,0 lần độ lệch chuẩn so với quần thể so sánh.
2. Dòng vô tính (Clone): Tập hợp các cá thể nhân giống sinh dưỡng từ một cây mẹ duy nhất.
3. Chỉ số ra rễ (Ir): Đại lượng đánh giá khả năng nhân giống hom, xác định bằng tích số giữa số lượng rễ bình quân và chiều dài rễ lớn nhất.
4. Hệ số di truyền theo nghĩa rộng (H2): Chỉ số phản ánh mức độ sai khác giữa các dòng vô tính do yếu tố di truyền quyết định so với biến dị hoàn cảnh.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu thực nghiệm sơ cấp thu thập qua 2 giai đoạn từ năm 2006 đến năm 2009. Cỡ mẫu ban đầu gồm hơn 200 cây rừng được điều tra sơ thám trên các lâm phần 6 đến 8 tuổi tại Tam Thanh, Phù Ninh, Đoan Hùng (Phú Thọ) và Lập Thạch (Vĩnh Phúc). Phương pháp chọn mẫu áp dụng theo Quy phạm kỹ thuật xây dựng rừng giống và vườn giống (QPN 16-93) kết hợp Tiêu chuẩn ngành 04 TCN 147-2006. Qua đo đếm cây so sánh xung quanh, đề tài đã chọn lọc được 20 cây trội chính thức đạt tiêu chuẩn độ vượt nghiêm ngặt từ 1,5 đến 3,0 độ lệch chuẩn về đường kính ngang ngực và chiều cao vút ngọn.

Trong khâu nhân giống, 120 hom cho mỗi dòng được bố trí giâm trong nhà giâm có hệ thống phun sương tự động, sử dụng chất điều hòa sinh trưởng IBA nồng độ 0,75% trên giá thể đất tầng B khử trùng bằng Benlate 0,3%. Tại hiện trường, mô hình khảo nghiệm diện tích 2,2 ha được thiết lập với 22 công thức gồm 19 dòng mới tuyển chọn, dòng CT3 và 2 giống đối chứng đại trà là U6 và PN2. Thí nghiệm bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) với 4 lần lặp, mỗi ô tiêu chuẩn gồm 6 cây, cự ly trồng 3m x 2,5m (mật độ 1.333 cây/ha), hố đào 40x40x40 cm, bón lót 300g phân vi sinh kết hợp 200g NPK 10-5-5.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) và phần mềm thống kê SPSS 13.0 là nhằm bóc tách chính xác các sai số do lập địa tạo ra giữa các khối lặp, từ đó ước lượng chuẩn xác hệ số di truyền H2 theo công thức Wright và kiểm định sự sai khác có ý nghĩa thống kê ở mức xác suất P nhỏ hơn 0,05.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã mang lại 4 phát hiện quan trọng có tính đột phá đối với công tác phát triển giống cây lâm nghiệp:

Thứ nhất, về kỹ thuật tạo chồi và nhân giống hom: Phương pháp khoanh vỏ để lại 1/4 chu vi thân ở độ cao 0,25m đến 0,5m cho hiệu quả kích thích phát sinh chồi ngủ cao nhất sau 30 đến 60 ngày. Trong vườn ươm, tỷ lệ ra rễ trung bình của các dòng cây trội đạt từ 70% đến trên 85% khi xử lý bằng IBA 0,75%, trong đó chỉ số ra rễ (Ir) ở nhiều dòng mới tương đương hoặc vượt trội so với dòng đối chứng U6 và PN2.

Thứ hai, về tỷ lệ sống và khả năng thích nghi: Sau 18 đến 27 tháng trồng khảo nghiệm trên lập địa đất Feralit phát triển trên đá mẹ sạn kết tại Lập Thạch, tỷ lệ sống của 22 dòng vô tính đạt bình quân trên 90%, phản ánh khả năng chống chịu hạn và thích ứng tốt với điều kiện đất chua nghèo dinh dưỡng có pH KCl từ 3,5 đến 4,55.

Thứ ba, về tốc độ tăng trưởng thể tích thân cây: Đến 27 tháng tuổi, xuất hiện sự phân hóa sinh trưởng rõ rệt giữa các dòng. Nổi bật nhất là hai dòng CT3 và TTKT7 với các chỉ tiêu sinh trưởng vượt bậc. Thể tích thân cây bình quân của dòng CT3 và TTKT7 đạt mức vượt trội từ 200% đến 400% (tức gấp từ 2 đến 4 lần) so với hai dòng đối chứng phổ biến là U6 và PN2.

Thứ tư, về phẩm chất thân cây và hệ số di truyền: Đánh giá chỉ số chất lượng tổng hợp (Icl) cho thấy các dòng tuyển chọn đều đạt điểm bình quân trên 4,2/5 điểm. Cây có thân thẳng tròn đều, độ thuôn nhỏ, cành nhánh mảnh tự tỉa cành tốt và không bị nhiễm sâu bệnh hại lá. Hệ số di truyền nghĩa rộng (H2) đối với thể tích thân cây đạt giá trị trên 0,65, khẳng định tính trạng sinh trưởng nhanh chịu sự kiểm soát chặt chẽ của kiểu gen.

Thảo luận kết quả

Sự vượt trội ấn tượng của hai dòng vô tính CT3 và TTKT7 bắt nguồn từ việc đề tài đã bảo tồn thành công hiệu ứng ưu thế lai tự nhiên tích lũy qua nhiều năm trong rừng trồng hạt, sau đó cố định hoàn toàn các đặc tính di truyền ưu việt này bằng kỹ thuật giâm hom trẻ hóa. Điều này giải thích tại sao năng suất của cây hom tuyển chọn lại vượt trội hoàn toàn so với các giống đại trà đã qua nhiều chu kỳ thoái hóa.

Kết quả này hoàn toàn nhất quán với các công trình nghiên cứu trước đây của Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, tiêu biểu như các dòng bạch đàn lai UC và UE do Giáo sư Tiến sĩ Lê Đình Khả công bố có năng suất gấp 1,5 đến 3,0 lần giống bố mẹ, hay dòng SM16 và SM23 của Tiến sĩ Nguyễn Hoàng Nghĩa đạt năng suất 20 m3/ha/năm tại Đông Nam Bộ.

Trong quá trình đánh giá, dữ liệu sinh trưởng được trực quan hóa hiệu quả thông qua hệ thống bảng biểu phân tích phương sai ANOVA và biểu đồ cột so sánh độ vượt thể tích thân cây tại các mốc thời gian 18 tháng và 27 tháng tuổi. Bên cạnh đó, biểu đồ nhiệt độ - lượng mưa Gaussel - Walter khu vực Phú Hộ - Lập Thạch đã giải thích rõ chu kỳ sinh trưởng chậm của cây trong các tháng mùa khô từ tháng 12 đến tháng 2 năm sau (khi lượng mưa dưới 40 mm), từ đó chứng minh vai trò quyết định của việc bón lót phân vi sinh nhằm duy trì độ ẩm và dinh dưỡng cho cây non.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của phát hiện này là cung cấp cơ sở dữ liệu vững chắc để đề nghị Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận các dòng CT3 và TTKT7 là giống tiến bộ kỹ thuật, bổ sung kịp thời vào cơ cấu giống quốc gia.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu thực nghiệm, đề tài đưa ra 4 khuyến nghị và giải pháp hành động cụ thể:

Thứ nhất, mở rộng khảo nghiệm sản xuất trên đa dạng lập địa: Giao Viện Nghiên cứu cây nguyên liệu giấy Phù Ninh chủ trì phối hợp với các Công ty lâm nghiệp triển khai trồng khảo nghiệm mở rộng 2 dòng CT3 và TTKT7 trên 3 đến 4 vùng sinh thái khác nhau tại Phú Thọ, Tuyên Quang và Yên Bái trong giai đoạn 2011 - 2013. Mục tiêu là kiểm chứng tính ổn định di truyền và độ bền vững năng suất đạt trên 25 m3/ha/năm trước khi nhân rộng đại trà.

Thứ hai, xây dựng hệ thống vườn lưu giữ và vườn cung cấp hom đầu dòng: Khẩn trương thiết lập vườn giống vô tính quy mô từ 3 đến 5 ha tại Trung tâm giống Hàm Yên và vườn ươm Phù Ninh trong năm 2011 do Tổng công ty Giấy Việt Nam cấp kinh phí. Vườn giống cần được quản lý nghiêm ngặt theo đúng quy chuẩn kỹ thuật nhằm cung cấp ổn định từ 2 đến 3 triệu hom giống đạt chuẩn mỗi năm.

Thứ ba, hoàn thiện quy trình công nghệ nhân giống mô hom thâm canh: Yêu cầu các đơn vị ươm giống áp dụng thống nhất quy trình kỹ thuật giâm hom trẻ hóa trong thời gian 12 tháng tới, bao gồm việc sử dụng thuốc kích thích ra rễ IBA nồng độ 0,75%, giá thể đất tầng B khử trùng và hệ thống tưới phun sương tự động nhằm nâng tỷ lệ ra rễ tại vườn ươm đạt trên 85% và hạ giá thành cây giống từ 15% đến 20%.

Thứ tư, chuẩn hóa quy trình lâm sinh trồng rừng thâm canh: Chuyển giao hướng dẫn kỹ thuật trồng rừng cho 16 Công ty lâm nghiệp thành viên từ quý 1 năm 2012. Quy trình bắt buộc áp dụng mật độ trồng 1.333 cây/ha (cự ly 3m x 2,5m), xử lý hố đào kích thước 40x40x40 cm, bón lót tối thiểu 300g phân vi sinh Bãi Bằng kết hợp 200g phân NPK 10-5-5 cho mỗi hố nhằm bảo đảm tỷ lệ sống đạt trên 95% và rút ngắn chu kỳ kinh doanh gỗ nguyên liệu xuống còn 5 đến 6 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn là tài liệu chuyên khảo giá trị cao, phục vụ thiết thực cho 4 nhóm đối tượng sau:

Thứ nhất, các nhà khoa học và chuyên gia chọn tạo giống cây rừng: Tài liệu cung cấp phương pháp luận chuẩn xác về quy trình tuyển chọn cây trội theo độ lệch chuẩn từ 1,5 đến 3,0 Sx, phương pháp tính toán hệ số di truyền H2 và mô hình thiết kế khảo nghiệm dòng vô tính RCBD với 22 công thức nghiệm thức.

Thứ hai, cán bộ quản lý kỹ thuật tại 16 Công ty lâm nghiệp vùng nguyên liệu giấy: Ứng dụng trực tiếp thông tin về đặc tính sinh trưởng của 2 dòng CT3 và TTKT7 để thay thế các diện tích rừng bạch đàn hạt già cỗi, nâng cao năng suất rừng trồng bình quân lên mức 20 - 25 m3/ha/năm trên nền đất đồi Feralit nghèo kiệt.

Thứ ba, giảng viên, nghiên cứu sinh và sinh viên ngành Lâm học, Công nghệ sinh học: Luận văn là case study học thuật hoàn chỉnh về kỹ thuật trẻ hóa mô hom, phân tích phương sai lâm nghiệp trên phần mềm SPSS 13.0 và đánh giá mối tương quan giữa điều kiện thổ nhưỡng với năng suất sinh khối gỗ.

Thứ tư, các chủ trang trại và hộ gia đình liên kết trồng rừng nguyên liệu: Nắm bắt giải pháp phân bón vi sinh kết hợp NPK và kỹ thuật trồng cây hom dòng vô tính chuẩn xác, giúp tối đa hóa sản lượng gỗ khai thác thương phẩm tăng từ 2 đến 4 lần so với tập quán canh tác truyền thống.

Câu hỏi thường gặp

Cây trội Bạch đàn urô được tuyển chọn dựa trên những tiêu chuẩn cụ thể nào? Cây trội phải được chọn lọc từ rừng trồng đồng tuổi từ 6 đến 8 năm, có độ vượt về đường kính và chiều cao gấp từ 1,5 đến 3,0 lần độ lệch chuẩn so với trung bình quần thể so sánh theo quy phạm QPN 16-93. Cây phải có thân thẳng tròn đều, độ dưới cành cao, cành nhánh mảnh tự tỉa tốt và hoàn toàn không bị sâu bệnh.

Phương pháp nào kích thích cây trội nảy chồi ngọn hiệu quả nhất để lấy hom giâm? Phương pháp khoanh vỏ thân cây để lại một dải vỏ bằng 1/4 đến 1/3 chu vi ở độ cao cách mặt đất 0,25m đến 0,5m mang lại hiệu quả cao nhất. Biện pháp này làm gián đoạn dòng vận chuyển chất hữu cơ ở tượng tầng, buộc cây nảy chồi mới mạnh mẽ dưới vết khoanh sau 30 đến 60 ngày với tỷ lệ thành công đạt trên 80%.

Những dòng vô tính nào đạt năng suất cao nhất trong đợt khảo nghiệm tại Lập Thạch? Hai dòng vô tính CT3 và TTKT7 đạt kết quả xuất sắc nhất sau 27 tháng theo dõi. Thể tích thân cây của CT3 và TTKT7 đạt độ vượt ấn tượng từ 200% đến 400% (gấp từ 2 đến 4 lần) so với hai giống đối chứng U6 và PN2, đồng thời đạt điểm đánh giá chất lượng thân cây thẳng trên 4,5/5 điểm.

Tại sao cần bón kết hợp 300g phân vi sinh và 200g NPK cho mỗi hố trồng bạch đàn? Kết quả phân tích thổ nhưỡng cho thấy đất Feralit tại vùng đồi Phú Thọ và Lập Thạch rất chua với pH KCl từ 3,5 đến 4,55, lượng mùn thấp và đạm tổng số nghèo kiệt chỉ đạt 0,01% đến 0,14%. Việc bón lót phân vi sinh kết hợp NPK giúp cải thiện hệ vi sinh vật đất, tăng độ phì và đảm bảo tỷ lệ sống trên 90%.

Nhân giống vô tính bằng giâm hom mang lại ưu thế gì so với trồng rừng bằng hạt? Bạch đàn là loài cây giao phấn mạnh nên gieo hạt sẽ gây phân ly tính trạng làm thế hệ sau bị thoái hóa và phân hóa chiều cao không đồng đều. Ngược lại, nhân giống vô tính bằng giâm hom giúp bảo tồn trọn vẹn 100% đặc tính di truyền ưu việt của cây mẹ, nâng năng suất rừng trồng lên 20 - 25 m3/ha/năm.

Kết luận

Nghiên cứu của luận văn mang lại những đóng góp nền tảng cho ngành lâm học Việt Nam qua các điểm cốt lõi sau:

• Tuyển chọn thành công 20 cây trội Bạch đàn urô ưu tú đạt độ vượt từ 1,5 đến 3,0 độ lệch chuẩn từ hơn 200 cây dự tuyển trên diện tích 1.500 ha rừng hạt sắp thanh lý.
• Hoàn thiện quy trình tạo chồi bằng phương pháp khoanh vỏ gốc và kỹ thuật giâm hom đạt tỷ lệ ra rễ cao trên 75% với chất điều hòa sinh trưởng IBA nồng độ 0,75%.
• Xây dựng thành công mô hình khảo nghiệm 22 dòng vô tính quy mô 2,2 ha tại xã Ngọc Mỹ, huyện Lập Thạch với tỷ lệ sống đạt trên 90%.
• Phát hiện và khẳng định 2 dòng vô tính đột phá CT3 và TTKT7 có thể tích thân cây vượt trội gấp từ 2 đến 4 lần so với các giống đối chứng U6 và PN2.
• Xác định hệ số di truyền nghĩa rộng H2 đạt trên 0,65, chứng minh các đặc tính sinh trưởng nhanh và thân thẳng đẹp chịu sự chi phối mạnh mẽ của kiểu gen.

Đóng góp chính của luận văn là đã kịp thời giải cứu nguồn gen lai tự nhiên quý hiếm, đồng thời cung cấp các dòng vô tính chất lượng cao cho vùng nguyên liệu giấy Bãi Bằng. Trong giai đoạn 2011 - 2015, các cơ quan chuyên môn cần tiếp tục khảo nghiệm diện rộng trên nhiều vùng sinh thái để hoàn tất hồ sơ công nhận giống cấp Quốc gia. Các doanh nghiệp và đơn vị lâm nghiệp cần chủ động liên kết chuyển giao công nghệ, đưa nhanh hai dòng CT3 và TTKT7 vào sản xuất đại trà nhằm tối ưu hóa năng suất và hiệu quả kinh tế rừng trồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Sự cần thiết chọn giống bạch đàn cho vùng nguyên liệu giấy Bãi Bằng Vùng trồng rừng nguyên liệu giấy Bãi Bằng được quy hoạch trên các đồi núi thấp và trung bình ở các tỉnh Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Yên Bái, Tuyên Quang, Hà Giang. Các đơn vị sản xuất trực thuộc Tổng Công ty giấy Việt Nam có 16 Công ty lâm nghiệp, tổng diện tích rừng trồng xấp xỉ 65.000 ha với hai loài cây trồng chủ yếu: Keo các loại chiếm ≈ 95% tổng diện tích rừng trồng, còn lại là Bạch đàn urô. Lý do loài bạch đàn ở đây chỉ chiếm ≈ 5% vì những nơi còn tính chất đất rừng thì năng xuất của cây keo nói chung thường lớn hơn bạch đàn, do vậy một số đơn vị đang trồng bạch đàn chuyển sang trồng keo (Công ty lâm nghiệp Đoan Hùng-Phú Thọ); một số nơi do đất quá nghèo kiệt, khô cằn không thể trồng được cây keo, họ bắt buộc phải trồng bạch đàn như Công ty lâm nghiệp Tam Thanh-Phú Thọ; Công ty lâp nghiệp Lập Thạch-Vĩnh Phúc.

Năm 1994, ở Việt Nam bắt đầu nhập dây truyền công nghệ sản xuất cây mô tế bào, trong đó có Viện nghiên cứu cây nguyên liệu giấy. Từ những năm này, diện tích bạch đàn trồng từ cây mô-hom ở vùng nguyên liệu giấy Bãi Bằng dần thay thế cho rừng trồng từ hạt bởi sự đồng đều và năng suất của cây mô-hom hơn hẳn cây trồng từ hạt (Hoàng Ngọc Hải, Cấn Văn Thơ, 2002)[5]. Năm 2006, vùng nguyên liệu giấy Bãi Bằng chỉ còn khoảng 1500 ha rừng trồng từ hạt (giảm 50% diện tích rừng trồng bạch đàn từ hạt). Đặc biệt, những cánh rừng này đang ở tuổi 7, tuổi 8, nếu không sớm chọn những gen trội tự nhiên này thì sau năm 2007 chúng sẽ bị chặt trắng và thay vào đó là 100% diện tích rừng bạch đàn mô, hom.

Như vậy, những cây giống ưu trội c 5 trên đang và sẽ bị chặt, ưu thế lai tự nhiên quý hiếm bị hạn chế, không còn những nguồn giống ưu tú, có giá trị; việc chọn cây trội lai tự nhiên trong rừng trồng bằng cây con từ hạt cho loài cây này sẽ không còn cơ hội. Trước tình hình đó, Viện nghiên cứu cây nguyên liệu giấy đã lập đề cương trình Bộ Công thương và được triển khai đề tài: Nghiên cứu, chọn dẫn giống một số dòng Keo tai tượng và bạch đàn có triển vọng để thiết lập vườn lưu giữ giống ở vùng trung tâm Bắc bộ. Kết quả năm 2006 – 2007 Viện nghiên cứu này đã chọn được > 200 cây trội cả hai loài để lưu giữ giống và khảo nghiệm chọn lọc. Vai trò của chọn giống trong việc tăng năng suất rừng trồng Theo các chuyên gia đã khẳng định: Giống là một trong những khâu quan trọng nhất của trồng rừng thâm canh, không có giống được cải thiện theo mục tiêu kinh tế thì không thể đưa năng suất rừng lên cao.

Để có giống mới được cải thiện trong thời gian nhanh và rẻ nhất phải tiến hành chọn lọc cây trội và khảo nghiệm giống. Tuy vậy các cây trội được chọn cũng chỉ là những kiểu hình (phenotype) khác nhau, muốn biết chúng có di truyền cho đời sau hay không phải qua khảo nghiệm giống. Song nếu dùng cây hạt thì đời sau không thể tránh khỏi hiện tượng phân ly và thoái hoá. Vì thế để đánh giá đúng khả năng di truyền của các cây trội được chọn lọc trong các giống lai đời F1 phải dùng phương pháp nhân giống dinh dưỡng bằng nuôi cấy mô phân sinh hoặc nhân giống hom và phải qua khảo nghiệm dòng vô tính (Lê Đình Khả, Dương Mộng Hùng, 1998)14.

Nhờ sử dụng giống lai và áp dụng các biện pháp kỹ thuật thâm canh mà năng suất và sản lượng cây nông nghiệp trên thế giới trong những năm gần đây đã tăng gấp đôi những năm 1960. Nhiều giống lúa lai, ngô lai, vv. có năng suất cao đã góp phần đáng kể vào việc đảm bảo an toàn lương thực cho loài người trong bối cảnh bùng nổ dân số trên thế giới. Năng suất và chất c 6 lượng của rừng từ các giống lai trong các chi bạch đàn (Eucalyptus), Dương (Populus), Keo (Acacia), vv.Trong những năm gần đây cũng được nâng cao, cung cấp nhiều hơn nguyên liệu cho công nghiệp (Lê Đình Khả, Duơng Mộng Hùng, 2003)15.

Thực tế cho thấy trong lúc ở nước ta năng suất rừng tự nhiên chỉ đạt 2- 3 m3/ha/năm, năng suất rừng trồng từ giống chưa được cải thiện chỉ đạt 5-10 m3/ha/năm, thì một số nước có nền lâm nghiệp tiên tiến đã tạo ra năng suất rừng trồng 40-50 m3/ha/năm ( như Dương lai I-214 ở Italia và bạch đàn ở Công Gô) hoặc cao hơn nữa (Lê Đình Khả, Dương Mộng Hùng, 1998)14. Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ sinh học người ta có thể tạo ra nhiều dạng cây trồng bằng các con đường khác nhau như gây đột biến, đa bội hoá, biến nạp gen, v., xong lai giống và chọn lọc giống lai vẫn là phương pháp chủ yếu để tạo ra các giống cây trồng mới có năng suất cao trên thế giới (Lê Đình Khả, Dương Mộng Hùng, 1998)14. Khi lai tự nhiên thì bất kỳ cây bố và cây mẹ nào có khả năng phù hợp về di truyền và sinh lý (có thời kỳ nở hoa trùng khớp nhau) đều có thể lai giống với nhau để tạo nên cây lai. Như vậy, tham gia lai giống tự nhiên bao gồm cả những cây tốt nhất, lẫn những cây xấu nhất, bao gồm cả cây sinh trưởng nhanh nhất, hình dáng thân đẹp nhất lẫn những cây sinh trưởng chậm và dáng thân xấu nhất, cũng như rất nhiều kiểu tổ hợp của những cặp tính trạng như sinh trưởng, tính chống chịu, hình dáng thân, lá, hoa, quả và các đặc trưng khác.

Hơn nữa một kiểu hình được thể hiện là kết quả của sự tác động lẫn nhau giữa kiểu gen với điều kiện hoàn cảnh. Vì thế muốn sử dụng giống lai tự nhiên một cách có hiệu quả phải qua một quá trình chọn lọc cẩn thận các cây lai có sẵn, tiến hành nhân giống sinh dưỡng và khảo nghiệm dòng vô tính để chọn dòng có ưu thế lai cao nhất. c 7 Trong lâm phần, cây trội được chọn là những cây sinh trưởng nhanh có hình dáng thân thẳng đẹp, tán đều, cành nhánh nhỏ, bên cạnh nó là những cây sinh trưởng chậm có hình dáng thân cong queo, cành nhánh lớn. Vì vậy, chọn lọc cây trội là khâu không thể thiếu trong chương trình cải thiện giống.

Cây trội là nền tảng của chương trình chọn giống. Cây trội là những cây có sinh trưởng nhanh nhất trong quần thể chọn giống, có đoạn thân dưới cành dài nhất, hình dáng thân cây tròn đều, cành nhánh nhỏ. Vì thế thường là những cây có tỷ lệ gỗ sử dụng cao nhất (Lê Đình Khả, 1992)11. Tuy vậy, như phần trên đã giới thiệu cây trội cũng mới là kiểu hình, muốn biết các cây trội này có thật sự di truyền các đặc tính tốt cho đời sau hay không, phải qua khảo nghiệm.

Để có vật liệu cho khảo nghiệm giống phải có phương pháp nhân giống thích hợp. Cây trội (Plus tree) là những cây có sinh trưởng nhanh nhất trong đám cây rừng cùng loại, có chất lượng gỗ cũng như các sản phẩm khác theo mục đích kinh tế đạt yêu cầu cao nhất của nhà chọn giống. Đây là những biến dị tự nhiên về sinh trưởng, về hình dạng thân cây và các phẩm chất mong muốn khác đã xuất hiện một cách tự phát trong nhiều năm và được chọn lọc tự nhiên giữ lại. Cây trội cũng là những cá thể thích ứng nhất với các điều kiện khí hậu, đất đai và thực bì của mỗi vùng, do đã có sức sống cao nhất.

Sự chọn lọc và đánh giá cây trội chủ yếu dựa vào kiểu hình của các cá thể, nhưng phải kết hợp với sự phân tích kiểu gen, vì như ta đã biết những biến đổi ở kiểu hình mà không do biến đổi trong kiểu gen thì không di truyền cho đời sau. Biến dị cá thể là sự phân hóa về mặt di truyền giữa các cá thể và được biểu hiện ra ngoài bằng kiểu hình. Biến dị cá thể có thể do điều kiện hoàn cảnh sống gây nên và cũng có thể do nhân tố di truyền hoặc do tác động tổng hợp của cà hai nhân tố. c 8 Giá trị kiểu hình của một cây trong rừng đồng tuổi có thể được mô tả bằng công thức: P = G + E.

Các nhân tố di truyền và điều kiện hoàn cảnh nơi trồng rừng có thể tự biến đổi để gây ra sự khác biệt giữa các cá thể. Sự biến đổi của môi trường có thể là sự biến đổi về đất đai như độ dầy tầng đất, độ màu mỡ, độ ẩm …từ cây này tới cây khác trong một khu rừng. Còn các nhân tố di truyền thay đổi tùy theo bộ gen mà mỗi cá thể được thu nhận từ các bố mẹ của chúng. Những biến dị cá thể do các nhân tố di truyền gây nên được gọi là biến dị di truyền.

Những biến dị này mới thực sư có ý nghĩa trong công tác chọn giống. Biến dị di truyền mà chủ yếu là biến dị tổ hợp được hình thành thông qua sinh sản hữu tính. Đại bộ phận cây rừng sinh sản bằng phương thức giao phấn, rất ít loài cây tự thụ phấn (Lê Đình Khả, Dương Mộng Hùng, 2003)[15]. Phương thức thụ phấn chéo dẫn tới sự phân ly hữu tính rất lớn, qua thụ phấn làm xuất hiện nhiều kiểu gen khác nhau ở thế hệ sau.

Nhờ vậy mà tạo nên đa dạng trong quần thể, làm cơ sở cho chọn giống Những cá thể mang biến dị di truyền tốt (cây trội) sẽ là những cây mà kiểu gen của nó có chứa số lượng gen trội hoạt tính cao nhất. Số lượng cây trội này luôn luôn chiếm một tỷ lệ nhất định trong quần thể thế hệ lai. Đây là những biến dị di truyền tự nhiên có sẵn, chúng cần được lợi dụng triệt để trong công tác giống. Khảo nghiệm giống là so sánh giống được chọn với giống đại trà có sẵn trong sản xuất nhằm xác định tính ưu việt của giống mới, chỉ giống có năng suất cao hơn giống đại trà và có tính thích ứng tốt hơn mới được tiếp tục nhân giống để phát triển vào sản xuất.

Trong cải thiện giống cây rừng, khảo nghiệm giống chủ yếu là khảo nghiệm hậu thế và khảo nghiệm dong vô tính các cây trội (để chọn cây ưu việt). c 9 Theo Lê Đình Khả, Dương Mộng Hùng (2003)15 quá trình nâng cao năng suất và chất lượng rừng trên cơ sở cải thiện giống cây rừng được tiến hành theo các bước sau (hình 1.