Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm sinh thái và nhân giống cây hoàng đằng fibraurea tinctoria tại huyện Võ Nhai, Thái Nguyên

• Tác giả: Hoàng Đình Trọng
• Người hướng dẫn: TS. Đặng Thị Thu Hà
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Lâm học
• Đề tài: Nghiên Cứu Đặc Điểm Sinh Thái Học Và Nhân Giống Cây Hoàng Đằng (Fibraurea Tinctoria Lour) Bằng Phương Pháp Giâm Hom Tại Huyện Võ Nhai, Tỉnh Thái Nguyên
• 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. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.2. Ý nghĩa nghiên cứu
• 1.2.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 2. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 2.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu
• 2.1.1. Về cơ sở sinh học
• 2.1.2. Về cơ sở bảo tồn
• 2.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước
• 2.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 2.2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
• 2.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
• 2.3.1. Đặc điểm tự nhiên của khu vực nghiên cứu
• 2.3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng nghiên cứu. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 3.1.1. Địa điểm: Huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên
• 3.1.2. Thời gian tiến hành
• 3.2. Nội dung nghiên cứu
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3.3.1. Phương pháp kế thừa số liệu
• 3.3.2. Phương pháp ngoại nghiệp
• 3.3.3. Phương pháp nhân giống cây Hoàng Đằng
• 3.3.4. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Đặc điểm sinh thái học của loài cây Hoàng đằng tại khu vực nghiên cứu
• 4.2. Đặc điểm hình thái của cây Hoàng đằng
• 4.3. Đặc điểm phân bố của loài Hoàng đằng
• 4.4. Đặc điểm của loài Hoàng đằng trong quần xã thực vật rừng
• 4.5. Ảnh hưởng của chất kích thích và nồng độ đến khả năng ra rễ, số rễ và chiều dài rễ của hom cây Hoàng Đằng
• 4.6. Ảnh hưởng của nồng độ và loại chất kích thích đến tỷ lệ ra rễ
• 4.7. Ảnh hưởng của nồng độ và loại chất kích thích đến số rễ, chiều dài rễ
• 4.8. Ảnh hưởng của vị trí hom đến khả năng ra rễ
• 4.9. Ảnh hưởng của hỗn hợp ruột bầu đến tỷ lệ sống và sinh trưởng của cây hom
• 5. KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ
• 5.1. Đặc điểm sinh thái học cây Hoàng Đằng tại huyện Võ Nhai
• 5.2. Ảnh hưởng của nồng độ và loại chất kích thích đến khả năng ra rễ
• 5.3. Ảnh hưởng của tuổi hom đến tỷ lệ ra rễ. Ảnh hưởng của hỗn hợp ruột bầu đến tỷ lệ sống và sinh trưởng của cây hom
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Đặc điểm sinh thái học của cây Hoàng đằng Fibraurea tinctoria

Cây Hoàng đằng (Fibraurea tinctoria) là một loài thực vật thuộc họ Tiết dê (Menispermaceae), có khả năng sinh trưởng tốt trong điều kiện khí hậu nhiệt đới. Đặc điểm sinh thái của loài này bao gồm khả năng tái sinh bằng hạt và chồi, cho thấy sự thích nghi cao với môi trường sống. Cây thường mọc ở những khu vực có độ ẩm cao, đất tơi xốp và giàu dinh dưỡng. Theo nghiên cứu, cây Hoàng đằng có thể phát triển tốt trong các quần xã thực vật rừng, nơi có sự cạnh tranh với nhiều loài khác. Việc hiểu rõ về đặc điểm sinh thái học của cây Hoàng đằng không chỉ giúp bảo tồn loài mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc nhân giống và phát triển bền vững. "Cây Hoàng đằng có khả năng thích nghi với nhiều loại đất khác nhau, nhưng phát triển tốt nhất trên đất phù sa màu mỡ".

1.1. Đặc điểm hình thái của cây Hoàng đằng

Cây Hoàng đằng có thân leo, chiều dài có thể lên tới 10m, với vỏ ngoài nứt nẻ và màu vàng. Lá cây có hình trái xoan, dài từ 9-18cm, rộng 3-7cm, với cuống lá dài từ 5-14cm. Hoa của cây nhỏ, màu vàng chanh, thường mọc thành cụm ở phần thân già. Quả của cây có hình trứng thuôn, khi chín có màu vàng và mùi hơi khó chịu. Đặc điểm hình thái này không chỉ giúp cây thích nghi với môi trường mà còn tạo ra các giá trị dược liệu quý. "Đặc điểm hình thái của cây Hoàng đằng là yếu tố quyết định đến khả năng sinh trưởng và phát triển của nó trong tự nhiên".

II. Phương pháp nhân giống cây Hoàng đằng

Phương pháp nhân giống cây Hoàng đằng chủ yếu được thực hiện bằng cách giâm hom. Đây là một kỹ thuật nhân giống sinh dưỡng, cho phép tạo ra cây con từ một đoạn thân hoặc cành. Việc áp dụng phương pháp này giúp duy trì các đặc tính di truyền của cây mẹ, đồng thời tăng cường số lượng cây giống. Nghiên cứu cho thấy, việc lựa chọn nồng độ và loại chất kích thích ra rễ có ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ ra rễ và sự phát triển của hom. "Nhân giống bằng hom là một phương pháp hiệu quả để bảo tồn và phát triển cây Hoàng đằng, đặc biệt trong bối cảnh khai thác quá mức hiện nay".

2.1. Ảnh hưởng của chất kích thích đến khả năng ra rễ

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng nồng độ và loại chất kích thích có tác động đáng kể đến khả năng ra rễ của hom cây Hoàng đằng. Các thí nghiệm cho thấy, việc sử dụng chất kích thích phù hợp có thể làm tăng tỷ lệ ra rễ lên đến 80%. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc nghiên cứu và lựa chọn đúng loại chất kích thích trong quá trình nhân giống. "Sự lựa chọn chất kích thích phù hợp không chỉ giúp tăng tỷ lệ ra rễ mà còn cải thiện chất lượng cây giống".

III. Ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu về cây Hoàng đằng không chỉ có giá trị khoa học mà còn mang lại nhiều ý nghĩa thực tiễn. Việc bảo tồn và phát triển cây Hoàng đằng sẽ góp phần vào việc đa dạng hóa nguồn dược liệu, nâng cao thu nhập cho người dân địa phương. Huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên được xác định là khu vực tiềm năng cho việc phát triển cây dược liệu này. "Thành công trong việc nhân giống và phát triển cây Hoàng đằng sẽ giúp người dân địa phương cải thiện đời sống và bảo tồn nguồn gen quý".

3.1. Tác động đến kinh tế địa phương

Việc phát triển cây Hoàng đằng sẽ tạo ra cơ hội việc làm cho người dân, đồng thời góp phần vào việc xóa đói giảm nghèo. Cây Hoàng đằng không chỉ được sử dụng trong y học mà còn có thể trở thành một sản phẩm xuất khẩu tiềm năng. "Đầu tư vào phát triển cây Hoàng đằng sẽ mang lại lợi ích kinh tế lớn cho cộng đồng và góp phần vào sự phát triển bền vững của địa phương".

Tổng quan nghiên cứu

Cây Hoàng đằng (Fibraurea tinctoria Lour) là một loài thực vật thuộc họ Tiết dê (Menispermaceae), có giá trị dược liệu cao nhờ chứa hợp chất alkaloid palmatin với hàm lượng từ 1-3,5%. Loài cây này được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền để chữa các bệnh như đau mắt, mụn nhọt, sốt nóng, kiết lỵ và ngộ độc thức ăn. Tuy nhiên, do khai thác quá mức và chưa có phương pháp nhân giống hiệu quả, nguồn gen Hoàng đằng đang đứng trước nguy cơ suy giảm nghiêm trọng, thậm chí có thể dẫn đến tuyệt chủng tại nhiều địa phương. Huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên, với điều kiện sinh thái phù hợp, được lựa chọn làm khu vực nghiên cứu nhằm bảo tồn và phát triển loài cây này.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc mô tả đặc điểm sinh thái học của cây Hoàng đằng tại huyện Võ Nhai và xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả nhân giống vô tính bằng phương pháp giâm hom, bao gồm tuổi hom, loại và nồng độ chất kích thích ra rễ, cũng như giá thể giâm hom phù hợp. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ tháng 7/2019 đến tháng 8/2020, với phạm vi khảo sát tại xã Nghinh Tường, huyện Võ Nhai.

Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học quan trọng trong việc cung cấp cơ sở dữ liệu về sinh thái và kỹ thuật nhân giống cây Hoàng đằng, góp phần bảo tồn nguồn gen quý hiếm. Về mặt thực tiễn, kết quả nghiên cứu hỗ trợ phát triển kinh tế nông lâm nghiệp bền vững, nâng cao thu nhập cho người dân địa phương thông qua việc nhân giống và trồng cây dược liệu có giá trị cao.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết sinh thái học thực vật và kỹ thuật nhân giống vô tính. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

1. Lý thuyết sinh thái học cây rừng: Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái như ánh sáng, độ ẩm, đặc tính đất đai đến sự sinh trưởng và phân bố của cây Hoàng đằng. Theo đó, ánh sáng và thành phần đất ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng phát triển và năng suất sinh học của cây.

2. Lý thuyết nhân giống vô tính bằng giâm hom: Dựa trên khả năng sinh sản sinh dưỡng của cây, phương pháp giâm hom sử dụng các đoạn thân, cành để tạo cây mới giữ nguyên đặc tính di truyền của cây mẹ. Việc sử dụng các chất kích thích sinh trưởng như IAA, IBA, NAA giúp tăng tỷ lệ ra rễ và sinh trưởng của hom.

Các khái niệm chính bao gồm: alkaloid palmatin, tuổi hom, chất kích thích ra rễ, giá thể giâm hom, đặc điểm sinh thái (độ cao, trạng thái rừng, độ ẩm, ánh sáng), và tỷ lệ ra rễ.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu thực địa tại xã Nghinh Tường, huyện Võ Nhai, kết hợp với tài liệu khoa học trong và ngoài nước liên quan đến cây Hoàng đằng. Số liệu bao gồm đặc điểm hình thái, phân bố sinh thái, và kết quả thí nghiệm nhân giống.

• Phương pháp điều tra ngoại nghiệp: Thiết lập 3 tuyến điều tra với 8 ô tiêu chuẩn (diện tích 2.000 m² mỗi ô) để khảo sát đặc điểm sinh thái, phân bố và tái sinh của cây Hoàng đằng. Các chỉ tiêu đo đạc gồm chiều cao, đường kính thân, kích thước lá, quả, mật độ cây, độ tàn che, và trạng thái rừng.

• Phương pháp nhân giống: Thí nghiệm giâm hom với các biến số gồm loại chất kích thích (IAA, IBA, NAA), nồng độ (500 ppm đến 2.000 ppm), tuổi hom (non, bánh tẻ, già), và giá thể giâm hom (cát vàng, trấu sống, hỗn hợp đất và phân). Mỗi thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ, lặp lại 3 lần với cỡ mẫu 30 hom mỗi lần.

• Phân tích số liệu: Sử dụng phần mềm Excel và SPSS để xử lý thống kê, so sánh các chỉ tiêu như tỷ lệ sống, tỷ lệ ra rễ, số lượng rễ, chiều dài rễ và sinh trưởng cây hom. Kết quả được trình bày dưới dạng bảng và biểu đồ để minh họa.

• Timeline nghiên cứu: Thực hiện từ tháng 7/2019 đến tháng 8/2020, bao gồm khảo sát thực địa, thí nghiệm giâm hom, theo dõi sinh trưởng và phân tích dữ liệu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Đặc điểm sinh thái và hình thái cây Hoàng đằng tại Võ Nhai:

   • Chiều dài thân trung bình là 9,2 m, đường kính trung bình 2,4 cm, với cây lớn nhất dài 17 m và đường kính 4,5 cm.
   • Lá trưởng thành có chiều dài trung bình 20 cm, chiều rộng 12,5 cm; quả có chiều dài trung bình 2,9 cm, đường kính 2,1 cm.
   • Cây phân bố chủ yếu ở độ cao từ 206 m đến 297 m, trong các trạng thái rừng như rừng phục hồi, rừng trồng keo, rừng vầu - gỗ, với mật độ cây rất thưa thớt (1-4 cây/2.000 m²).
   • Tái sinh chủ yếu qua chồi (100%), do khai thác quá mức làm giảm nguồn hạt tự nhiên.

2. Ảnh hưởng của chất kích thích và nồng độ đến khả năng ra rễ của hom:

   • IAA ở nồng độ 1.500 ppm cho tỷ lệ ra rễ cao nhất, đạt khoảng 66,66%, vượt trội so với IBA và NAA.
   • Số rễ trung bình trên một hom đạt 6,1 rễ, chiều dài rễ trung bình 3,8 cm sau 90 ngày giâm.
   • Đối chứng không sử dụng chất kích thích có tỷ lệ ra rễ thấp hơn đáng kể.

3. Ảnh hưởng của tuổi hom đến tỷ lệ ra rễ:

   • Hom bánh tẻ có tỷ lệ ra rễ cao nhất (66,66%), so với hom non và hom già.
   • Điều này cho thấy tuổi hom là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả nhân giống vô tính.

4. Ảnh hưởng của giá thể giâm hom đến tỷ lệ sống và sinh trưởng cây hom:

   • Hỗn hợp ruột bầu gồm 80% đất tầng B, 15% phân chuồng hoai mục và 5% phân NPK cho tỷ lệ sống cao nhất (94,67%) và sinh trưởng tốt nhất sau 20 tuần.
   • Giá thể 100% cát vàng hoặc hỗn hợp cát vàng và trấu sống cho kết quả thấp hơn.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy cây Hoàng đằng tại huyện Võ Nhai có đặc điểm sinh thái phù hợp với vùng đồi núi đất feralit, độ ẩm cao và ánh sáng khuất dưới tán rừng thứ sinh. Mật độ cây thưa thớt phản ánh tình trạng khai thác quá mức và thiếu các biện pháp bảo tồn hiệu quả. Việc tái sinh chủ yếu qua chồi cho thấy khả năng phục hồi tự nhiên còn hạn chế, cần có biện pháp nhân giống bổ sung.

Phương pháp giâm hom với chất kích thích IAA nồng độ 1.500 ppm được xác định là tối ưu, phù hợp với các nghiên cứu trước đây tại các vùng khác như Quảng Ninh và Tuyên Quang. Tuổi hom bánh tẻ cho tỷ lệ ra rễ cao nhất do có sự cân bằng giữa mô non và mô già, thuận lợi cho quá trình sinh trưởng rễ mới. Giá thể hỗn hợp đất và phân chuồng hoai mục cung cấp dinh dưỡng và độ xốp tốt hơn so với cát vàng đơn thuần, giúp cây hom phát triển khỏe mạnh.

Các kết quả này có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh tỷ lệ ra rễ theo loại chất kích thích và nồng độ, biểu đồ sinh trưởng chiều cao và đường kính cây hom theo giá thể, cũng như bảng phân bố mật độ cây Hoàng đằng theo độ cao và trạng thái rừng. So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế cho thấy phương pháp và kết quả nghiên cứu phù hợp, góp phần hoàn thiện kỹ thuật nhân giống cây dược liệu quý hiếm.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng phương pháp giâm hom với IAA 1.500 ppm để nhân giống cây Hoàng đằng, ưu tiên sử dụng hom bánh tẻ nhằm nâng cao tỷ lệ ra rễ và chất lượng cây giống. Thời gian xử lý hom nên duy trì khoảng 15-20 phút để đạt hiệu quả tối ưu. Chủ thể thực hiện: các vườn ươm, trung tâm nghiên cứu dược liệu trong vòng 1 năm.

2. Sử dụng giá thể hỗn hợp gồm 80% đất tầng B, 15% phân chuồng hoai mục và 5% phân NPK trong quá trình giâm hom và chăm sóc cây hom để tăng tỷ lệ sống và sinh trưởng cây con. Chủ thể thực hiện: người trồng cây, các hộ gia đình và doanh nghiệp trồng dược liệu.

3. Xây dựng mô hình trồng bảo tồn và phát triển cây Hoàng đằng tại huyện Võ Nhai, kết hợp với công tác tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng về khai thác bền vững và bảo vệ nguồn gen. Thời gian triển khai: 2-3 năm, chủ thể: chính quyền địa phương, các tổ chức bảo tồn và nông dân.

4. Đào tạo kỹ thuật nhân giống và chăm sóc cây Hoàng đằng cho người dân địa phương, nhằm nâng cao trình độ và khả năng áp dụng kỹ thuật mới, góp phần phát triển kinh tế nông lâm nghiệp bền vững. Chủ thể: các cơ sở đào tạo nghề, trung tâm khuyến nông trong vòng 1-2 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và học viên ngành Lâm học, Dược liệu: Cung cấp dữ liệu khoa học về đặc điểm sinh thái và kỹ thuật nhân giống cây Hoàng đằng, làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo hoặc ứng dụng thực tiễn.

2. Các vườn ươm và doanh nghiệp trồng cây dược liệu: Hướng dẫn kỹ thuật giâm hom hiệu quả, lựa chọn chất kích thích và giá thể phù hợp để nâng cao năng suất và chất lượng cây giống.

3. Chính quyền địa phương và tổ chức bảo tồn thiên nhiên: Tham khảo để xây dựng các chương trình bảo tồn nguồn gen cây thuốc quý, phát triển mô hình trồng bền vững, góp phần phát triển kinh tế vùng.

4. Người dân và hộ gia đình tại các vùng có điều kiện sinh thái phù hợp: Áp dụng kỹ thuật nhân giống và trồng cây Hoàng đằng nhằm đa dạng hóa cây trồng, tăng thu nhập và cải thiện đời sống.

Câu hỏi thường gặp

1. Cây Hoàng đằng có thể nhân giống bằng phương pháp nào hiệu quả nhất?
   Phương pháp giâm hom sử dụng chất kích thích IAA ở nồng độ 1.500 ppm cho tỷ lệ ra rễ cao nhất, phù hợp để nhân giống vô tính giữ nguyên đặc tính cây mẹ.

2. Tuổi hom ảnh hưởng như thế nào đến tỷ lệ ra rễ?
   Hom bánh tẻ có tỷ lệ ra rễ cao nhất (khoảng 66,66%) do cân bằng giữa mô non và già, giúp hom phát triển rễ nhanh và khỏe hơn so với hom non hoặc hom già.

3. Giá thể nào thích hợp nhất cho giâm hom cây Hoàng đằng?
   Hỗn hợp ruột bầu gồm 80% đất tầng B, 15% phân chuồng hoai mục và 5% phân NPK tạo điều kiện tốt nhất cho tỷ lệ sống và sinh trưởng cây hom.

4. Cây Hoàng đằng phân bố ở độ cao nào tại huyện Võ Nhai?
   Cây phân bố chủ yếu ở độ cao từ 206 m đến 297 m, trong các trạng thái rừng thứ sinh và rừng trồng, tuy nhiên mật độ rất thưa do khai thác quá mức.

5. Làm thế nào để bảo tồn và phát triển nguồn gen cây Hoàng đằng?
   Cần kết hợp nhân giống vô tính hiệu quả, xây dựng mô hình trồng bảo tồn, nâng cao nhận thức cộng đồng và áp dụng các chính sách bảo vệ nguồn gen theo quy định pháp luật.

Kết luận

• Cây Hoàng đằng tại huyện Võ Nhai có đặc điểm sinh thái phù hợp với vùng đồi núi đất feralit, phân bố thưa thớt do khai thác quá mức.
• Phương pháp giâm hom với chất kích thích IAA nồng độ 1.500 ppm và hom bánh tẻ cho tỷ lệ ra rễ và sinh trưởng tốt nhất.
• Giá thể hỗn hợp đất tầng B, phân chuồng hoai mục và phân NPK là lựa chọn tối ưu cho giâm hom và chăm sóc cây giống.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và kỹ thuật để bảo tồn, phát triển nguồn gen và nhân giống cây Hoàng đằng hiệu quả tại địa phương.
• Đề xuất triển khai các mô hình nhân giống, bảo tồn và đào tạo kỹ thuật nhằm phát triển kinh tế nông lâm nghiệp bền vững trong vòng 1-3 năm tới.

Hãy áp dụng các kết quả nghiên cứu này để bảo vệ và phát triển cây dược liệu quý Hoàng đằng, góp phần nâng cao giá trị kinh tế và bảo tồn đa dạng sinh học tại vùng núi phía Bắc Việt Nam.