Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm sinh học và nhân giống cây kim ngân Lonicera japonica tại Viện Nghiên cứu và Phát triển Lâm nghiệp

• Tác giả: Đinh Quang Vũ
• Người hướng dẫn: GS. Đặng Kim Vui
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Lâm học
• Đề tài: Nghiên Cứu Đặc Điểm Sinh Học, Sinh Thái Học Và Nhân Giống Vô Tính Loài Cây Kim Ngân (Lonicera Japonica Thunb) Tại Viện Nghiên Cứu Và Phát Triển Lâm Nghiệp
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thái Nguyên

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.3. Ý nghĩa nghiên cứu
• 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 2.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
• 2.2. Khái quát về cây Kim ngân
• 2.3. Những nghiên cứu trên thế giới
• 2.4. Những nghiên cứu tại Việt Nam
• 2.5. Tổng quan khu vực nghiên cứu
• 2.5.1. Điều kiện tự nhiên Vị Xuyên
• 2.5.2. Điều kiện kinh tế - xã hội Vị Xuyên
• 2.5.3. Tổng quan về Viện Nghiên cứu và phát triển Lâm Nghiệp
• 3. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 3.3. Thời gian tiến hành
• 3.4. Nội dung nghiên cứu
• 3.5. Phương pháp nghiên cứu
• 3.5.1. Phương pháp kế thừa
• 3.5.2. Phương pháp nghiên cứu các đặc điểm sinh học, sinh thái học
• 3.5.3. Phương pháp xác định lựa chọn cây mẹ, lựa chọn nguồn gen cây Kim ngân phục vụ nhân giống
• 3.5.4. Phương pháp nghiên cứu nhân giống vô tính
• 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Đặc điểm sinh học của loài cây Kim ngân tại huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang
• 4.1.1. Đặc điểm thân Kim ngân
• 4.1.2. Đặc điểm lá Kim ngân
• 4.1.3. Đặc điểm hoa Kim ngân
• 4.1.4. Đặc điểm quả và hạt Kim ngân
• 4.2. Đặc điểm sinh thái học của loài cây Kim ngân tại huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang
• 4.2.1. Tổ thành tầng cây gỗ nơi cây Kim ngân phân bố
• 4.2.2. Đặc điểm về tái sinh của Kim ngân
• 4.2.3. Độ tàn che các OTC nơi Kim ngân phân bố
• 4.2.4. Đặc điểm phẫu diện đất khu vực loài Kim ngân phân bố
• 4.2.5. Đặc điểm phân bố của Kim ngân
• 4.3. Kết quả lựa chọn cây mẹ loài Kim ngân để nhân giống bằng phương pháp vô tính
• 4.3.1. Xây dựng tiêu chí cây Kim ngân
• 4.3.2. Kết quả chọn lọc các cây Kim ngân vượt trội về kích thước chiều cao trung bình
• 4.4. Kết quả giâm hom cây Kim ngân (Lonicera japonica Thunb)
• 4.4.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của giá thể đến kết quả giâm hom cây Kim Ngân
• 4.4.2. Ảnh hưởng của loại hom đến khả năng nhân giống
• 4.4.3. Ảnh hưởng của chất kích thích và chế phẩm đến kết quả giâm hom cây Kim Ngân
• 4.4.4. Ảnh hưởng của thời vụ đến kết quả giâm hom cây Kim ngân
• 4.5. Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả công tác bảo tồn, phát triển và nhân giống vô tính loài Kim ngân bằng phương pháp giâm hom
• 4.5.1. Giải pháp bảo tồn và phát triển
• 4.5.2. Giải pháp nâng cao hiệu quả nhân giống cây Kim ngân
• 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• Phụ lục 1 Một số hình ảnh thực hiện thí nghiệm giâm hom

I. Đặc điểm sinh học của cây kim ngân Lonicera japonica

Cây kim ngân, hay còn gọi là Lonicera japonica, thuộc họ Kim ngân (Caprifoliaceae). Đặc điểm sinh học của cây này bao gồm hình dáng thân leo, lá mọc đối, hoa hình ống màu trắng có mùi thơm. Cây thường mọc ở những vùng ẩm ướt, ưa sáng và có khả năng thích nghi với nhiều loại đất khác nhau. Theo nghiên cứu, cây kim ngân có thể phát triển tốt ở những vùng có khí hậu mát mẻ, trong khi ở những vùng nóng, sự phát triển của cây bị chậm lại. Đặc biệt, cây kim ngân có giá trị dược liệu cao, được sử dụng để chữa nhiều loại bệnh như thanh nhiệt, giải độc, và chữa mụn nhọt. Việc nghiên cứu đặc điểm sinh học của cây kim ngân không chỉ giúp hiểu rõ hơn về loài cây này mà còn tạo cơ sở cho việc phát triển và bảo tồn giống cây quý này.

1.1. Đặc điểm hình thái

Cây kim ngân có thân leo, phân cành nhiều, lá hình trái xoan, cụm hoa xim mọc từ kẽ lá. Hoa có màu trắng, sau chuyển vàng nhạt, dài khoảng 3-4 cm. Quả của cây hình trứng, chứa một hạt nhỏ. Đặc điểm hình thái này không chỉ giúp cây thích nghi với môi trường sống mà còn tạo điều kiện cho việc thu hoạch và chế biến dược liệu.

1.2. Đặc điểm sinh thái

Cây kim ngân thường phân bố ở các tỉnh miền núi phía Bắc như Hà Giang, Cao Bằng, Lạng Sơn. Cây ưa ẩm và ánh sáng, thường mọc ở những nơi có độ che phủ thấp. Đặc điểm sinh thái này cho thấy cây kim ngân có khả năng tái sinh và phát triển mạnh mẽ trong điều kiện tự nhiên, đồng thời cũng là một yếu tố quan trọng trong việc bảo tồn và phát triển giống cây này.

II. Kỹ thuật nhân giống cây kim ngân

Nhân giống cây kim ngân chủ yếu được thực hiện bằng phương pháp vô tính, trong đó giâm hom là phương pháp phổ biến nhất. Việc lựa chọn cây mẹ có đặc điểm vượt trội về chiều cao và sức sống là rất quan trọng. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng các chất kích thích sinh trưởng có thể nâng cao tỷ lệ sống và khả năng ra rễ của hom. Thời vụ giâm hom cũng ảnh hưởng lớn đến kết quả nhân giống. Để đạt hiệu quả cao, cần lựa chọn thời điểm thích hợp và điều kiện môi trường phù hợp cho quá trình giâm hom.

2.1. Lựa chọn cây mẹ

Việc lựa chọn cây mẹ có ảnh hưởng lớn đến chất lượng giống cây. Cây mẹ cần có sức sống tốt, không bị sâu bệnh và có các đặc điểm sinh trưởng vượt trội. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, cây mẹ có chiều cao trung bình lớn hơn 1,5m thường cho tỷ lệ hom sống cao hơn. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc chọn lọc cây mẹ trong quy trình nhân giống.

2.2. Phương pháp giâm hom

Giâm hom là phương pháp nhân giống phổ biến cho cây kim ngân. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng giá thể phù hợp và chất kích thích sinh trưởng có thể nâng cao tỷ lệ ra rễ. Thời điểm giâm hom cũng cần được chú ý, với thời điểm tốt nhất là vào mùa xuân hoặc đầu mùa hè. Các yếu tố như độ ẩm, ánh sáng và nhiệt độ cũng cần được kiểm soát để đảm bảo hom phát triển tốt.

III. Giá trị và ứng dụng của cây kim ngân

Cây kim ngân không chỉ có giá trị kinh tế cao mà còn có nhiều ứng dụng trong y học. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, cây kim ngân có tác dụng kháng khuẩn, chống viêm và thanh nhiệt. Việc phát triển và nhân giống cây kim ngân sẽ góp phần nâng cao nguồn dược liệu trong nước, đáp ứng nhu cầu thị trường ngày càng tăng. Ngoài ra, cây kim ngân còn có thể được trồng để cải thiện sinh kế cho người dân địa phương, tạo ra việc làm và thu nhập ổn định.

3.1. Giá trị kinh tế

Cây kim ngân có giá trị kinh tế cao, được sử dụng rộng rãi trong ngành dược liệu. Giá bán của các sản phẩm từ cây kim ngân như hoa, cành và lá đang có xu hướng tăng. Việc phát triển vùng nguyên liệu cây kim ngân sẽ tạo ra cơ hội kinh doanh cho người dân địa phương, đồng thời góp phần vào sự phát triển kinh tế bền vững.

3.2. Ứng dụng trong y học

Cây kim ngân được sử dụng trong nhiều bài thuốc dân gian để chữa trị các bệnh như viêm nhiễm, dị ứng và các bệnh về đường hô hấp. Nghiên cứu về tác dụng của cây kim ngân trong y học hiện đại đang được tiến hành, với hy vọng sẽ phát hiện ra nhiều ứng dụng mới cho loài cây này. Việc bảo tồn và phát triển cây kim ngân không chỉ có ý nghĩa về mặt kinh tế mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Tổng quan nghiên cứu

Cây Kim ngân (Lonicera japonica Thunb) là một loài cây dược liệu có giá trị kinh tế và y học cao, được trồng phổ biến tại các tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam, trong đó huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang là vùng trọng điểm về đa dạng cây dược liệu với hơn 1.100 loài. Tuy nhiên, nguồn giống Kim ngân hiện nay chưa đảm bảo về số lượng và chất lượng, ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất và phát triển bền vững. Nhu cầu về giống cây chất lượng cao, sạch bệnh và đồng nhất ngày càng tăng, đặc biệt trong bối cảnh áp dụng các tiêu chuẩn sản xuất dược liệu sạch theo GACP-WHO.

Luận văn tập trung nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái học và nhân giống vô tính loài Kim ngân tại huyện Vị Xuyên trong khoảng thời gian từ tháng 6/2019 đến tháng 6/2020. Mục tiêu cụ thể gồm đánh giá đặc điểm sinh học, sinh thái học; lựa chọn cây mẹ phù hợp để nhân giống vô tính; thực hiện các bước nhân giống bằng phương pháp giâm hom; đề xuất giải pháp bảo tồn và phát triển loài. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp cơ sở khoa học cho công tác bảo tồn, phát triển nguồn gen và nâng cao hiệu quả nhân giống Kim ngân, góp phần phát triển kinh tế nông nghiệp vùng cao, đồng thời bảo vệ môi trường sinh thái.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết sinh thái học thực vật, trong đó có "Quy luật giới hạn sinh thái" của Shelford, nhấn mạnh sự thích nghi của sinh vật với các yếu tố môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm và dinh dưỡng đất. Ngoài ra, các mô hình tổ thành tầng cây gỗ và phân bố sinh cảnh được áp dụng để đánh giá đặc điểm sinh thái của Kim ngân trong hệ sinh thái rừng tự nhiên.

Các khái niệm chính bao gồm: đặc điểm sinh học (hình thái thân, lá, hoa, quả), đặc điểm sinh thái (độ tàn che, thành phần đất, tái sinh tự nhiên), nhân giống vô tính (giâm hom, ảnh hưởng của giá thể, loại hom, chất kích thích ra rễ), và tiêu chuẩn chọn cây mẹ (chiều cao, đường kính thân, số lá, kích thước lá, tình trạng sâu bệnh).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu được thu thập từ điều tra thực địa tại 9 ô tiêu chuẩn (OTC) trên 6 tuyến điển hình ở huyện Vị Xuyên, kết hợp với khảo sát tại Viện Nghiên cứu và Phát triển Lâm nghiệp - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Cỡ mẫu gồm 270 lá đo kích thước, 90 hom giâm trong mỗi thí nghiệm nhân giống với 3 lần lặp lại.

Phương pháp phân tích bao gồm: đo đạc hình thái, phân tích thành phần đất, đánh giá mật độ tái sinh, đo độ tàn che tầng cây gỗ, phân tích phương sai (ANOVA) trên phần mềm R và IRRISTAT để so sánh các công thức thí nghiệm. Thời gian nghiên cứu kéo dài 12 tháng, từ tháng 6/2019 đến tháng 6/2020, đảm bảo theo dõi đầy đủ các chỉ tiêu sinh trưởng và nhân giống trong các mùa vụ khác nhau.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Đặc điểm sinh học Kim ngân tại Vị Xuyên: Đường kính cổ rễ thân cây dao động từ 0,6 đến 2,7 cm, trung bình 1,65 cm; chiều cao cây từ 3 đến 5 m tùy giá thể leo. Lá đơn mọc đối, chiều dài trung bình 6,64 cm, chiều rộng 4,18 cm. Hoa nở tháng 3-5, quả chín tháng 6-8, quả hình cầu đen, mỗi quả có 1-3 hạt nhỏ.

2. Đặc điểm sinh thái: Độ tàn che trung bình tại các ô tiêu chuẩn là 0,56, cho thấy Kim ngân là loài ưa sáng. Mật độ cây tái sinh ngoài tự nhiên đạt khoảng 840 cây/ha, cao hơn mật độ cây trưởng thành (124 cây/ha), chủ yếu tái sinh bằng hạt (91,5%). Đất nơi Kim ngân phân bố có tầng đất dày, màu nâu, độ ẩm cao, kết cấu xốp, phù hợp cho sinh trưởng.

3. Phân bố sinh cảnh: Kim ngân phân bố chủ yếu ở rừng tự nhiên (60,67%), tiếp đến là rừng trồng (20,23%) và vườn nhà (13,48%). Không xuất hiện ở trảng cỏ và rất ít ở nương rẫy.

4. Nhân giống vô tính bằng giâm hom: Giá thể hỗn hợp 70% đất + 30% xơ dừa cho tỷ lệ sống cao nhất 82,96% và tỷ lệ ra rễ 86,04%, vượt trội so với các công thức khác. Loại hom bánh tẻ cho kết quả tốt nhất về tỷ lệ sống và ra rễ. Chất kích thích NAA và IBA ở nồng độ phù hợp làm tăng tỷ lệ ra rễ lên trên 80%. Thời vụ giâm hom tốt nhất là mùa hè với tỷ lệ sống và ra rễ cao hơn các mùa khác.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy Kim ngân tại Vị Xuyên có đặc điểm sinh học và sinh thái phù hợp với điều kiện khí hậu, đất đai vùng núi phía Bắc, đồng thời là loài ưa sáng nên độ tàn che cao làm hạn chế tái sinh tự nhiên. Mật độ tái sinh cao hơn cây trưởng thành phản ánh sự khai thác quá mức cây lớn, cần có biện pháp bảo tồn.

Phân bố chủ yếu ở rừng tự nhiên cho thấy môi trường này cung cấp điều kiện sinh trưởng tối ưu. Kết quả nhân giống vô tính bằng giâm hom với giá thể hỗn hợp đất và xơ dừa phù hợp với đặc tính sinh trưởng của Kim ngân, tương tự các nghiên cứu quốc tế về nhân giống cây dược liệu. Việc lựa chọn hom bánh tẻ và sử dụng chất kích thích ra rễ phù hợp giúp nâng cao hiệu quả nhân giống, đáp ứng nhu cầu cung cấp giống sạch bệnh, đồng nhất.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tỷ lệ hom sống và ra rễ theo từng công thức giá thể, bảng so sánh đặc điểm sinh thái và phân bố sinh cảnh, giúp minh họa rõ ràng các phát hiện.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng vườn giống gốc Kim ngân chất lượng cao: Áp dụng tiêu chuẩn chọn cây mẹ với chiều cao >30 cm, đường kính thân >0,35 cm, lá phát triển tốt, không sâu bệnh. Thời gian thực hiện trong 1-2 năm, do Viện Nghiên cứu và Phát triển Lâm nghiệp phối hợp với địa phương.

2. Phát triển quy trình nhân giống vô tính bằng giâm hom: Sử dụng giá thể 70% đất + 30% xơ dừa, hom bánh tẻ, kết hợp xử lý chất kích thích NAA hoặc IBA ở nồng độ thích hợp. Mục tiêu nâng tỷ lệ sống và ra rễ trên 80% trong vòng 90 ngày. Thực hiện ngay trong mùa hè để đạt hiệu quả cao.

3. Bảo tồn và phát triển rừng tự nhiên có Kim ngân: Giảm khai thác cây trưởng thành, tăng cường trồng mới và tái sinh tự nhiên, duy trì độ tàn che phù hợp để tạo điều kiện sinh trưởng tốt cho Kim ngân. Chủ thể thực hiện là chính quyền địa phương và các tổ chức bảo tồn.

4. Tuyên truyền và đào tạo kỹ thuật nhân giống, trồng và chăm sóc Kim ngân: Hướng đến người dân địa phương, hợp tác xã nông nghiệp, doanh nghiệp dược liệu nhằm nâng cao nhận thức và kỹ năng, góp phần phát triển kinh tế bền vững. Thời gian triển khai trong 1-3 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Lâm học, Nông học, Dược liệu: Cung cấp cơ sở khoa học về đặc điểm sinh học, sinh thái và kỹ thuật nhân giống vô tính Kim ngân, phục vụ nghiên cứu và học tập.

2. Cơ quan quản lý và phát triển nông lâm nghiệp địa phương: Hỗ trợ xây dựng chính sách bảo tồn, phát triển nguồn gen và quy trình nhân giống cây dược liệu sạch, nâng cao hiệu quả kinh tế vùng miền núi.

3. Doanh nghiệp sản xuất và kinh doanh dược liệu, cây giống: Áp dụng quy trình nhân giống vô tính hiệu quả, đảm bảo cung cấp giống chất lượng cao, sạch bệnh, đáp ứng nhu cầu thị trường.

4. Người dân và hợp tác xã nông nghiệp tại vùng núi phía Bắc: Nâng cao kỹ năng trồng, chăm sóc và khai thác Kim ngân, góp phần tăng thu nhập, cải thiện đời sống và bảo vệ môi trường sinh thái.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần nhân giống vô tính cho cây Kim ngân?
   Nhân giống vô tính giúp tạo ra cây giống đồng nhất về chất lượng, sạch bệnh và giữ nguyên đặc tính cây mẹ, đáp ứng nhu cầu sản xuất quy mô lớn và ổn định hơn so với nhân giống hữu tính bằng hạt.

2. Giá thể nào phù hợp nhất cho giâm hom Kim ngân?
   Giá thể hỗn hợp 70% đất + 30% xơ dừa cho tỷ lệ sống và ra rễ cao nhất, giúp hom cây phát triển bộ rễ khỏe mạnh, tăng khả năng sống sót sau giâm.

3. Loại hom nào nên sử dụng để giâm hom Kim ngân?
   Hom bánh tẻ (không non quá và không già quá) có tỷ lệ sống và ra rễ tốt nhất, giúp cây con phát triển nhanh và khỏe mạnh.

4. Ảnh hưởng của thời vụ đến kết quả giâm hom như thế nào?
   Mùa hè là thời vụ tốt nhất để giâm hom Kim ngân, với tỷ lệ sống và ra rễ cao hơn so với các mùa khác do điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thuận lợi.

5. Làm thế nào để bảo tồn nguồn gen Kim ngân tại vùng núi?
   Cần kết hợp bảo tồn rừng tự nhiên, xây dựng vườn giống gốc, hạn chế khai thác cây trưởng thành và áp dụng kỹ thuật nhân giống vô tính để duy trì và phát triển nguồn gen quý.

Kết luận

• Đã xác định được đặc điểm sinh học, sinh thái của Kim ngân tại huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang, phù hợp với điều kiện khí hậu và đất đai vùng núi phía Bắc.
• Mật độ tái sinh tự nhiên cao, chủ yếu bằng hạt, nhưng cây trưởng thành bị khai thác nhiều, cần bảo tồn và phát triển bền vững.
• Quy trình nhân giống vô tính bằng giâm hom với giá thể 70% đất + 30% xơ dừa và hom bánh tẻ đạt hiệu quả cao, tỷ lệ sống trên 80%.
• Đề xuất các giải pháp bảo tồn, phát triển nguồn gen và nâng cao hiệu quả nhân giống Kim ngân, góp phần phát triển kinh tế nông nghiệp vùng cao.
• Khuyến nghị triển khai xây dựng vườn giống gốc, đào tạo kỹ thuật nhân giống và bảo tồn sinh thái trong 1-3 năm tới.

Hành động tiếp theo: Áp dụng quy trình nhân giống vô tính trong sản xuất giống quy mô lớn, phối hợp với địa phương xây dựng mô hình bảo tồn và phát triển Kim ngân bền vững.