Tổng quan nghiên cứu

Đến năm 2010, diện tích trồng cao su tại Việt Nam đã đạt khoảng 740.000 ha, mang lại kim ngạch xuất khẩu 2,3 tỷ USD sang 24 quốc gia và vùng lãnh thổ. Trước áp lực cạnh tranh đất đai công nghiệp và cây trồng thế mạnh tại vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 750/QĐ-TTg ngày 3/6/2009 với mục tiêu phát triển 50.000 ha cao su tại các tỉnh miền núi phía Bắc vào năm 2020. Tính đến năm 2011, toàn vùng đã có 7/15 tỉnh triển khai trồng cao su với tổng diện tích ước đạt 19.000 ha.

Tuy nhiên, rào cản sinh thái lớn nhất tại khu vực này là mùa đông lạnh kéo dài từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, có nhiệt độ tối thấp trung bình chỉ 10 - 15°C, thường xuyên xuất hiện các đợt rét đậm, rét hại dưới 5°C gây cháy lá, hoại tử vỏ và chết cây non. Công tác chọn tạo giống trong nước mất từ 15 đến 20 năm, trong khi bộ giống truyền thống như GT1, RRIM 600, PB 260 đều có khả năng chịu lạnh hạn chế. Do đó, việc nhập nội các dòng vô tính cao su đã được chọn lọc chịu lạnh thành công từ tỉnh Vân Nam (Trung Quốc) là giải pháp chiến lược then chốt.

Mục tiêu cụ thể của đề tài là đánh giá toàn diện khả năng sinh trưởng, tính chịu lạnh và mức độ nhiễm bệnh phấn trắng của 3 giống cao su nhập nội gồm Vân Nghiên 77-2 (VNg 77-2), Vân Nghiên 77-4 (VNg 77-4) và Vân Nghiên 73-46 (VN 73-46) so với giống đối chứng GT1. Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm từ tháng 9/2009 đến tháng 9/2012 tại 5 điểm thuộc 4 tỉnh đại diện: Phú Thọ, Yên Bái, Sơn La và Lai Châu với cao trình từ 40m đến 984m. Kết quả nghiên cứu cung cấp luận cứ khoa học xác đáng nhằm xây dựng cơ cấu bộ giống thích ứng, nâng cao tỷ lệ sống trên 85%, giảm thiểu rủi ro kinh tế cho giai đoạn kiến thiết cơ bản tại vùng miền núi phía Bắc.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên lý thuyết thích ứng sinh thái học cây trồng (Ecological Adaptation Theory) và mô hình tương tác kiểu gen - môi trường (Genotype by Environment Interaction - GxE). Cây cao su (Hevea brasiliensis) là loài cây nhiệt đới ẩm nguyên sản từ lưu vực sông Amazon, có khoảng nhiệt độ sinh trưởng tối ưu từ 25 - 30°C và lượng mưa trên 1.500 mm/năm. Khi phát triển tại vĩ độ cao (21° - 22°30'B), nhiệt độ dưới 10°C làm đình trệ quá trình phân chia mô phân sinh ngọn, còn nhiệt độ dưới 5°C kéo dài sẽ làm đông kết dịch mủ và phá hủy hệ thống mạch rây.

Bên cạnh đó, đề tài vận dụng mô hình đánh giá đa tính trạng trong giai đoạn kiến thiết cơ bản (KTCB) của cây cao su do Hiệp hội Nghiên cứu Phát triển Cao su Quốc tế (IRRDB) chuẩn hóa. Các khái niệm khoa học cốt lõi bao gồm:

  • Dòng vô tính (Clone): Quần thể cây trồng nhân bản vô tính bằng phương pháp ghép mắt nhằm duy trì nguyên vẹn đặc tính di truyền ưu tú của cây mẹ.
  • Sinh trưởng vanh thân (Stem Girth): Chu vi thân cây đo tại vị trí chuẩn 1m cách mặt đất, là chỉ số tương quan thuận với số vòng ống mủ nội bì, độ dày vỏ nguyên sinh và quyết định thời gian mở cạo khai thác.
  • Cấp độ rét hại và khả năng phục hồi: Thước đo định lượng phản ứng sinh lý của tế bào thực vật trước áp lực nhiệt độ thấp qua các biểu hiện tổn thương thân lá và tốc độ tái sinh chồi ngọn.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập liên tục trong 3 năm (2009 - 2012) tại 5 điểm thí nghiệm: xã Phú Hộ - Phú Thọ (cao trình 40 - 50m), xã Minh Quán - Yên Bái (54 - 110m), xã Khổng Lào - Lai Châu (400 - 500m), xã Chiềng Ban - Sơn La (760 - 800m) và xã Chiềng Kheo - Sơn La (878 - 984m).

Cỡ mẫu và quy cách bố trí: Thí nghiệm được thiết kế theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với 3 lần nhắc lại cho 4 công thức giống (GT1, VNg 77-2, VNg 77-4, VN 73-46). Cỡ mẫu tại mỗi ô thí nghiệm là 20 cây/giống/lần nhắc, tương đương 60 cây/giống/điểm và 240 cây tại mỗi địa điểm (tổng dung lượng mẫu toàn mạng lưới đạt 1.200 cây). Mật độ trồng 571 cây/ha (khoảng cách hàng cách hàng 7m, cây cách cây 2,5m), sử dụng vật liệu cây ghép stump bầu 2 - 3 tầng lá ổn định.

Phương pháp thu thập và phân tích:

  • Đo chu vi thân tại vị trí cố định 1m cách đất và phân cấp đánh giá theo chuẩn Paardekooper (1965).
  • Đánh giá mức độ thiệt hại và khả năng phục hồi sau các đợt rét có nhiệt độ trung bình ngày ≤ 15°C liên tục trên 7 ngày dựa trên thang phân cấp 5 mức của Huang & Pan (1992).
  • Giám định tỷ lệ và chỉ số bệnh phấn trắng (Oidium heveae) theo Tiêu chuẩn ngành 10TCN 902:2006.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích: Sử dụng mô hình phân tích phương sai gộp qua nhiều địa điểm (Multi-location ANOVA) bằng phần mềm chuyên dụng IRRISTAT và Microsoft Excel nhằm phân tách chính xác tác động độc lập của yếu tố giống, yếu tố địa điểm và tương tác giống x địa điểm ở mức xác suất sai số P < 0,05 và P < 0,01.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích dữ liệu thực nghiệm qua các giai đoạn mang lại những phát hiện quan trọng:

  1. Tỷ lệ sống sau 20 tháng phân hóa rõ nét: Sau đợt rét kỷ lục đầu năm 2011, tỷ lệ sống trung bình của các giống nhập nội VNg 77-2 (72,0%) và VNg 77-4 (70,6%) vượt trội có ý nghĩa thống kê so với đối chứng GT1 (63,0%) với P < 0,01. Tại điểm Khổng Lào (Lai Châu), tỷ lệ sống đạt mức cao nhất từ 95,0% đến 98,3%. Ngược lại, tại điểm Chiềng Kheo (Sơn La, cao trình > 800m), rét đậm kèm sương muối đã làm chết 95 - 100% số cây thí nghiệm (tỷ lệ sống chỉ còn 0 - 5,0%).

  2. Sinh trưởng vanh thân năm thứ 2 vượt tiêu chuẩn ngành: Số liệu đo tháng 11/2011 cho thấy giống VNg 77-2 đạt vanh thân 7,1 - 7,9 cm và VNg 77-4 đạt 7,0 - 7,7 cm tại các điểm trồng dưới 800m. Cả hai giống này đều đạt và vượt tiêu chuẩn quy trình kỹ thuật cây cao su hạng đất III (7,0 cm) từ 1,4% đến 12,8%. Đối chứng GT1 chỉ đạt 6,3 - 7,0 cm và VN 73-46 đạt 6,2 - 7,1 cm.

  3. Động thái tăng trưởng vanh thân giai đoạn tuổi 2 sang tuổi 3 (2011 - 2012): Tốc độ tăng chu vi thân dẫn đầu tại Lai Châu (5,2 - 6,3 cm/năm), tiếp theo là Phú Thọ (4,4 - 5,4 cm/năm), Yên Bái (4,3 - 5,7 cm/năm) và thấp nhất tại vùng cao Sơn La (2,5 - 3,0 cm/năm). Dòng VNg 77-2 duy trì mức tăng trưởng cao nhất toàn diện (3,0 - 6,3 cm).

  4. Khả năng chịu lạnh và kháng bệnh phấn trắng: VNg 77-2 và VNg 77-4 có mức độ tổn thương do rét thấp nhất (cấp 1 - 2), thời gian phục hồi tầng lá mới vào tháng 5/2011 đạt cấp 4 - 5 nhanh hơn GT1 khoảng 15 - 20 ngày. Mức độ nhiễm bệnh phấn trắng mùa xuân năm 2011 và 2012 của hai giống này ở mức nhẹ (chỉ số bệnh dưới 15%), rụng lá tập trung và tái sinh chồi khỏe hơn đối chứng.

Thảo luận kết quả

Các kết quả trên có thể được trình bày và minh họa trực quan qua biểu đồ đường động thái tăng trưởng vanh thân theo tháng và bảng ma trận phân cấp thiệt hại rét hại theo từng dải cao trình.

Nguyên nhân tạo nên sự vượt trội sinh trưởng tại Phong Thổ (Lai Châu) bắt nguồn từ yếu tố địa hình: dãy núi Hoàng Liên Sơn đóng vai trò bức tường tự nhiên ngăn chặn gió mùa đông bắc lạnh buốt, kết hợp với độ ẩm cao và lượng mưa phân bố đều, tạo tiểu khí hậu thung lũng ấm áp thích hợp cho cây cao su phát triển. Ngược lại, vùng đồi núi mở tại Sơn La ở độ cao trên 800m phải hứng chịu trực tiếp các đợt gió rét cực đoan với nhiệt độ không khí xuống dưới 2 - 3°C, làm đóng băng dịch mô tế bào, nứt vỏ xì mủ và hoại tử toàn bộ đỉnh sinh trưởng.

So sánh với các nghiên cứu của Viện Cây trồng Nhiệt đới Vân Nam (Trung Quốc), hai giống VNg 77-2 và VNg 77-4 là con lai của tổ hợp GT1 x PR 107, được chọn lọc bền bỉ qua nhiều thế hệ chịu rét, có khả năng tích lũy nồng độ chất hòa tan cao trong tế bào chất khi gặp lạnh. Kết quả khảo nghiệm tại miền núi phía Bắc Việt Nam hoàn toàn tương đồng với các công bố khoa học quốc tế, khẳng định tiềm năng năng suất mủ cao hơn GT1 từ 12,8% đến 17,7% khi bước vào chu kỳ khai thác thương mại.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Công nhận và đưa giống VNg 77-2, VNg 77-4 vào cơ cấu giống chủ lực: Khuyến nghị Bộ Nông nghiệp & PTNT cùng Tập đoàn Công nghiệp Cao su Việt Nam bổ sung hai giống này vào Bảng I và Bảng II cho các dự án trồng mới tại vùng thấp thuộc Tây Bắc và Đông Bắc. Mục tiêu duy trì tỷ lệ sống trên 90% và rút ngắn chu kỳ kiến thiết cơ bản từ 9 năm xuống còn 7 - 8 năm trong giai đoạn 2013 - 2020.

  2. Thiết lập ranh giới quy hoạch cao trình nghiêm ngặt: Ban chỉ đạo phát triển cao su các tỉnh Lai Châu, Điện Biên, Sơn La, Yên Bái cần ban hành văn bản quy định tuyệt đối không trồng cao su thương mại ở cao trình trên 600m hoặc các sườn đồi đón gió lạnh trực tiếp nhằm ngăn chặn nguy cơ thiệt hại kinh tế 100% do thiên tai sương muối.

  3. Xây dựng hệ thống vườn nhân giống sạch bệnh tại chỗ: Giao Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp miền núi phía Bắc và Công ty Cổ phần Cao su Lai Châu phối hợp thiết lập vườn ươm nhân giống vô tính quy mô 500.000 - 1.000.000 cây/năm tại Phú Thọ và Phong Thổ. Thời gian hoàn thành trong 18 tháng nhằm chủ động cung ứng cây giống chuẩn tầng lá, giảm thiểu suy giảm sức sống do vận chuyển xa.

  4. Quy chuẩn hóa gói kỹ thuật phòng chống rét chuyên sâu: Trung tâm Khuyến nông Quốc gia và các công ty cao su địa phương cần hướng dẫn nông dân tăng cường bón phân Kali và lân từ tháng 9 đến tháng 10 hàng năm (tăng 15 - 20% liều lượng so với quy trình chuẩn), tiến hành quét vôi trắng gốc cây cao 1m và tủ gốc giữ ẩm bằng tàn dư thực vật trước ngày 15/12 hàng năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Cơ quan quản lý và hoạch định chính sách (Bộ Nông nghiệp & PTNT, Sở Nông nghiệp các tỉnh Tây Bắc): Tiếp cận bộ cơ sở dữ liệu thực nghiệm tin cậy để thẩm định các quy hoạch vùng trồng, xây dựng chính sách bảo hiểm nông nghiệp và định hướng chuyển đổi cơ cấu cây trồng đồi dốc.
  • Doanh nghiệp và công ty cao su (Tập đoàn Cao su Việt Nam, các Công ty Cổ phần Cao su phía Bắc): Ứng dụng kết quả để lựa chọn bộ giống tối ưu cho từng nông trường, dự toán chi phí trồng dặm, lập lịch trình bón phân và kiểm soát bệnh phấn trắng theo mùa.
  • Các nhà khoa học, giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Khoa học cây trồng, Lâm nghiệp: Tham khảo phương pháp bố trí thí nghiệm đa địa phương RCBD, thang đánh giá chịu rét theo Huang & Pan và mô hình xử lý phương sai gộp trên phần mềm IRRISTAT.
  • Chủ trang trại và hộ nông dân vùng cao: Nắm vững đặc tính sinh thái của giống cao su Vân Nghiên để tránh đầu tư sai lầm tại các vùng tiểu khí hậu khắc nghiệt, nâng cao hiệu quả kinh tế trên đất dốc.

Câu hỏi thường gặp

  1. Các giống cao su nhập nội từ Trung Quốc có ưu điểm gì vượt trội so với giống truyền thống GT1? Dòng VNg 77-2 và VNg 77-4 mang nguồn gen chịu lạnh ưu tú, thể hiện tỷ lệ sống sau rét đạt trên 70 - 72% (so với 63% của GT1), vanh thân năm thứ 2 vượt tiêu chuẩn ngành từ 1,4% đến 12,8% và có khả năng phục hồi tầng lá mới nhanh hơn 15 - 20 ngày sau mùa đông.

  2. Tại sao cây cao su trồng ở cao trình trên 800m tại Sơn La lại bị chết gần như hoàn toàn? Ở cao trình trên 800m (điểm Chiềng Kheo), nhiệt độ mùa đông hạ thấp dưới 5°C kèm theo sương muối kéo dài nhiều ngày. Nhiệt độ cực đoan này vượt qua ngưỡng chịu đựng sinh lý của cây cao su, làm đông vỡ mạch dẫn nhựa và hoại tử toàn bộ thân ngọn.

  3. Địa phương nào tại miền núi phía Bắc thích hợp nhất để phát triển các giống cao su này? Huyện Phong Thổ (Lai Châu) đạt kết quả sinh trưởng tốt nhất với tỷ lệ sống sau 20 tháng đạt 95,0 - 98,3% và mức tăng vanh thân đạt 5,2 - 6,3 cm/năm nhờ thung lũng kín gió được che chắn bởi dãy Hoàng Liên Sơn, tạo nền nhiệt ẩm thuận lợi.

  4. Bệnh phấn trắng gây hại như thế nào và mức độ kháng bệnh của các giống nhập nội ra sao? Bệnh phấn trắng do nấm Oidium heveae gây hại chủ yếu trên lá non dưới 10 ngày tuổi vào mùa xuân. Giống VNg 77-2 và VNg 77-4 rụng lá qua đông tập trung và ra lá mới đồng loạt nên có chỉ số nhiễm bệnh nhẹ hơn đáng kể so với giống GT1.

  5. Luận văn đã áp dụng những phương pháp nghiên cứu và công cụ xử lý số liệu nào? Nghiên cứu bố trí thí nghiệm theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) 3 lần nhắc lại, đánh giá sinh trưởng theo tiêu chuẩn Paardekooper (1965), phân cấp rét theo Huang & Pan (1992), điều tra bệnh theo 10TCN 902:2006 và phân tích ANOVA gộp bằng phần mềm IRRISTAT cùng Excel.

Kết luận

  • Luận văn đã xác định thành công hai giống cao su VNg 77-2 và VNg 77-4 có khả năng thích ứng sinh thái tốt, tỷ lệ sống sau rét đạt trên 85 - 98% tại các vùng thấp dưới 600m thuộc miền núi phía Bắc.
  • Sinh trưởng vanh thân năm thứ 2 của VNg 77-2 và VNg 77-4 đạt 7,0 - 7,9 cm, vượt chuẩn kỹ thuật cây cao su từ 1,4% đến 12,8% và tăng trưởng mạnh hơn giống đối chứng GT1.
  • Khẳng định cao trình 600m là giới hạn an toàn sinh thái tối đa; các vùng trên 800m tuyệt đối không trồng cao su do tỷ lệ thiệt hại rét hại lên tới 95 - 100%.
  • Xác lập tiểu vùng Tây Bắc (tiêu biểu là Phong Thổ - Lai Châu) có tiềm năng nông sinh học vượt trội hơn so với các tiểu vùng Đông Bắc nhờ hiệu ứng chắn gió rét của địa hình.
  • Đóng góp luận cứ khoa học thực tiễn vững chắc phục vụ chương trình phát triển 50.000 ha cao su bền vững của Chính phủ tại các tỉnh phía Bắc.

Bước phát triển tiếp theo cần tập trung theo dõi năng suất mủ thương phẩm, độ dày vỏ tái sinh và chất lượng mủ khi vườn cây bước vào chu kỳ khai thác từ năm thứ 7 - 8. Các cơ quan quản lý, viện nghiên cứu và doanh nghiệp cao su nên tham khảo toàn văn luận văn để ứng dụng kịp thời các kết quả khoa học vào thực tiễn sản xuất.