Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới. Nghiên cứu về phân loại, hình thái, sinh thái và sinh trưởng. Thông nhựa (Pinus merkusii Jungh & de Vriese), Thông hai lá hay thông Tenasserim, được Mason miêu tả khoa học đầu tiên năm 1849.
Kết quả nghiên cứu về thông nhựa tại Sumatra (Indonesia) cho đã xác định có 3 dạng thông nhựa là: “Aceh”, “Tapanuli” và “Kerinci”. Theo đó, các dạng trên khác nhau về hình thái thân cây, cách phân cành, hình thái vỏ cây, thành phần của nhựa thông và khả năng chống chịu với sâu bệnh hại, đặc biệt là với sâu Milionia basalis [34],[40]. Thông nhựa là loài cây bản địa của khu vực Đông Nam Á, tập trung nhiều ở khu vực miền núi Đông Nam Myanmar, Bắc Thái Lan, Lào, Camphuchia, Philippine, Indonesia và Việt Nam [40]. Thông nhựa có thể chịu nóng, đất đai khô cằn, tầng mỏng, khí hậu gần biển.
Thông nhựa là cây gỗ lớn, cao 25–45 m, tán hình trứng, phân cành thấp, vỏ cây màu xám nâu ở dưới, màu đỏ cam ở trên, thường nứt dọc sâu ở sát gốc, nhưng phần trên thường nhẵn và dễ bong mảng. Đường kính thân cây có thể tới 1,5 m, trong thân cây có chứa nhiều nhựa, nhựa có mùi thơm hắc [35]. Lá hình kim, có hai lá mọc cụm trên một đấu cành, lá dài 20–25 cm, dày trên 1 mm, màu xanh đậm, đính vòng xoắn ốc vào cành lớn. Nón đơn tính cùng gốc, nón cái chín trong hai năm.
Nón thường hình trứng cân đối, kích thước với chiều cao 4–5 cm, chiều rộng 3–4 cm khi khép và 6–8 cm khi mở, cuống nón thường thẳng, dài 1,5 cm [34] Lá bắc kém phát triển, lá noãn thường hóa gỗ khi chín. Mặt vảy hình thoi, có hai gờ ngang dọc nổi rõ, rốn vảy lõm, mỗi vảy có hai hạt, hạt dài 7–8 mm, có cánh 20–25 mm, phát tán nhờ gió [35]. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3 Giá trị nổi bật của loài cây này chủ yếu trồng để lấy nhựa, song có thể lấy gỗ phục vụ xây dựng, đóng đồ dùng gia dụng. Thông nhựa là loài cây tiên phong trồng rừng ở những nơi đất khô cằn, lục hóa đất trống, đồi núi trọc và có khả năng cải tạo đất tốt.
Nhựa thông được được tinh chế để thu tinh dầu thông, và phần còn lại là colophan được xà phòng hóa để làm xà phòng và sử dụng làm keo trong sản xuất giấy (keo nhựa thông) và một số ứng dụng trong công nghiệp điện, làm chất đốt. Nghiên cứu về chọn giống Thông nhựa Những nghiên cứu về nhựa thông và thực tiễn khai thác nhựa tại một số nước khu vực Đông Nam Á cho thấy, lượng nhựa của cây là một tính trạng có biến dị lớn, những cây nhiều nhựa có thể cho sản lượng nhựa nhiều gấp 3-5 lần lượng nhựa bình quân của lâm phần và gấp hàng chục lần so với những cây ít nhựa [34], [35]. Nhằm thỏa mãn nhu cầu ngày một tăng về nguyên liệu nhựa thô của các ngành công nghiệp thông qua việc xây dựng các lâm phần chuyên kinh doanh khai thác nhựa bằng nguồn giống có chất lượng di truyền được cải thiện, một chương trình chọn giống thông P. elliottii theo lượng nhựa đã được đặt ra và bắt đầu triển khai từ năm 1941 tại bang Florida của Mỹ.
Trong khuôn khổ của chương trình này rất nhiều các công trình nghiên cứu có giá trị về quy mô biến động, khả năng di truyền và tính ổn định theo thời gian của tính trạng lượng nhựa đã xuất hiện và đây là những tài liệu tham khảo có giá trị rất lớn đối với công tác chọn giống [29]. Những năm 1970, khi các rừng trồng P. elliottii từ nguồn giống có chất lượng di truyền cao đã bắt đầu đi vào khai thác với nawmg suất gấp 2 lần lượng nhựa so với rừng trồng bình thường [ Squilace, Bengton 1968], việc chọn lọc cây trội và xây dựng vườn giống P. elliottii đã bắt đầu thực hiện đối với các loài thông ở các nước châu Âu, Châu Á và châu Mỹ [ 29 ] LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 Một nghiên cứu về lượng nhựa giữa các xuất xứ và vùng sinh trưởng cho thấy, lượng nhựa của P.
eliiotii có nguồn gốc khác nhau khi được gây trồng trên cùng một địa điểm có sự khác nhau nhất định. Còn Inderson và Rayl (1944) cho rằng, lượng nhựa giữa các xuất xứ của vùng ven biển luôn luôn có lượng nhựa cao hơn so với các vùng khác [Gansel và cộng sự, 1971]. Ngoài ra, khi nghiên cứu về chọn giống thông nhựa ở Papua New Guinea bằng phương pháp lai giống giữa hai xuất xứ Thông nhựa Tapaluli và Atjch tại Bulolo cho rằng, hậu thế tuổi vườn ươm và cây con giai đoạn 1- 2 năm tuổi trồng trên lập địa đồi cỏ, hầu hết các giống lai cho sinh trưởng tốt hơn từ 70 - 91,3% so với đối chứng trong cùng điều kiện hoàn cảnh [39], [40]. Chứng tỏ, chọn lọc kết hợp với lai giống thu được cây lai có sức sinh trưởng tốt hơn, khả năng thu hoạch sẽ sớm hơn so với giống chưa được chọn lọc hay thu hái xô bồ.
Khi nghiên cứu về gây trồng thâm canh Thông nhựa ỏ Thái lan, các tác giả Sirikul, Hojenn - P, Granhof (1969 - 1974) đã có nhận xét sơ bộ, ảnh hưởng của đất, phân bón và kỹ thuật lâm sinh đến sinh trưởng của 5 loài thông là khá rõ rệt. Theo đó, phân bón đều ảnh hưởng rõ rệt đến sinh trưởng của Thông nhựa, giúp tăng trưởng ở tuổi 3 từ 10 - 15%, lớn hơn so với các loài thông khác trong cùng thí nghiệm [36], [38], [40]. Như vậy, chọn giống kết hợp với các biện pháp kỹ thuật lâm sinh như bón phân sẽ xúc tiến sinh trưởng, nhanh chóng mang lại hiệu quả cho trồng rừng Thông nhựa. Theo Hà Huy Thịnh (1999), phương pháp nghiên cứu cải thiện giống được áp dụng để nâng cao năng suất nhựa của các loài thông là bằng con đường chọn lọc nhân tạo và lợi dụng triệt để các nguồn biến dị sẵn có thông qua việc chọn lọc cây trội có lượng nhựa cao ổn định để thu hái hạt xây dựng các vườn giống vô tính bằng cấy ghép nhằm cung cấp hạt giống có chất lượng di truyền được cải thiện bước đầu cho sản xuất ( Dorman, 1945; Mergen et al, 1955).
Bên cạnh đó các khảo nghiệm hậu thế thụ phấn tự do ( half – sibs) và thụ phấn khống LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 chế ( Full-sibs), các khảo nghiệm dòng vô tính bằng cấy ghép cũng đồng thời được xây dựng nhằm đánh giá kiểu gen (genotype) của các cây trội và sử dụng làm vật liệu ban đầu cho các chương trình chọn giống tiếp theo trong đời sau như chọn lọc gia đình hoặc chọn lọc cá thể trong các gia đình [37] Nghiên cứu của Budi leksono và Eko B. Hardiyanto ở Indolexia(1996) cũng đã thấy rằng lượng nhựa của loài thông nhựa là một tính trạng có khả năng di truyền cao. Hệ số di truyền theo nghĩa hẹp của tính trạng lượng nhựa ở loài thông này là 0. Tóm lại, kết quả nghiên cứu của rất nhiều các tác giả khác nhau đối với loài thông nhựa đều cho thấy lượng nhựa của cây là một tính trạng có hệ số biến động lớn, khả năng di truyền cao và tương đối ổn định trong nhiều năm do vậy cải thiện giống thông nhựa bằng con đường chọn lọc cây trội theo hàm lượng nhựa hứa hẹn sẽ đem lại hiệu quả kinh tế lớn.Những nghiên cứu về phân loại, hình thái, sinh thái và sinh trưởng Thông nhựa là loài cây bản địa, có các tên khác như Thông ta, Thông hai lá, phân bố nhiều ở các tỉnh miền Trung và một số ở các tỉnh phía Bắc.
Thông nhựa được quan tâm và gây trồng từ lâu tại các tỉnh Quảng Ninh, Hà Tĩnh, Nghệ An và Lâm Đồng [16], [30]. Thông nhựa giống như nhóm loài thông (Thông đuôi ngựa, Thông Caribe, ) ngoài khả năng thích ứng và sinh trưởng tốt trên các điều kiện lập địa, đất đai khô hạn, cằn cỗi, nghèo xấu, còn có khả năng chịu lạnh tốt, thích nghi với độ cao 500 m hoặc hơn [7], [10],[12],[15]. Ở Việt nam thông nhựa là loại câu có phân bố rộng kéo dài trong 10 vĩ tuyến và gần 5 kinh tuyến ( 11030 – 21030 độ vĩ Bắc; 104020-108050 độ kinh Đông) song phân bố của chúng lại mang tính gián đoạn , không liên tục và chỉ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 tập chung trên 3 vành đai cao là 100-200m; 500-600m và 800-900m so với mặt biển [29] Thông nhựa loại cây có kích thước từ trung bình đến lớn có thể cao 30- 40m với đường kính khoảng 1m, trong một số trường hợp ngoại lệ thông nhựa có thể cao đến 70m [29]. Thông Nhựa có thể gây trồng trên dạng lập địa đồi trọc ở vùng thấp và đất bị thái hóa mạnh, thông nhựa thường chỉ cao 20-25m với đường kính ngang ngực là 30-40cm và nhìn chung cây sinh trưởng chậm và có hình dáng xấu, nhiều cành lớn và khó có thể sử dụng làm cây gỗ lớn, Vì vậy, mục tiêu kinh doanh chính của các rừng trồng thông nhựa ở Việt nam hiện nay là dùng để khai thác nhựa thông.
Song cũng cần nhấn mạnh rằng thật hiếm có loài cây nào có biên độ sinh thái lớn và lại sinh được trên các dạng lập địa nghèo kiệt, bị thoái hóa mạnh ở các vùng đất trống đồi núi trọc của vùng thấp ven biển trong khi Thông nhựa lại hoàn toàn thích ứng và sinh trưởng tốt. Do đó thông nhựa vẫn được xem là một loài cây trồng chủ lực để phủ xanh đất trống đồi trọc, chống xói mòn và sử dụng để khai thác nhựa. Như vậy, ngoài giá trị nổi bật của Thông nhựa là phủ xanh đất trống đồi núi trọc trên các lập địa nghèo xấu khô cằn và cung cấp sản phẩm gỗ, sản phẩm nhựa Thông thu từ loài cay này là nguyên liệu quan trọng của nhiều ngành công nghiệp, hiện đang rất có giá trị thương mại trên thị trường trong nước và quốc tế. Những nghiên cứu về chọn giống Thông nhựa Kết quả nghiên cứu của Trung tâm Nghiên cứu Giống cây rừng (Viện KHLN Việt Nam) giai đoạn 1987-1997 cho thấy, lượng nhựa ở cây Thông nhựa của Việt Nam cũng là một tính trạng có biến dị cá thể rất lớn, khả năng di truyền cao và tương đối ổn định trong nhiều năm [10], [13], [19], [31].
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 Nghiên cứu của tác giả Hà Huy Thịnh (1999) cho thấy có thể chọn lọc cây trội Thông nhựa bằng phương pháp vi chích để chọn những cây trội có lượng nhựa cao và ổn định.