Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu sinh thái học và nhân giống loài khôi tía Ardisia silvestris tại Thạch An, Cao Bằng

• Tác giả: Lý Đức Long
• Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Thị Thu Hà
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Lâm học
• Đề tài: Nghiên Cứu Đặc Điểm Sinh Thái Học, Sinh Học Và Nhân Giống Bằng Phương Pháp Giâm Hom Loài Khôi Tía (Ardisia Silvestris Pitard) Tại Thạch An, Cao Bằng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Cao Bằng

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 2. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Một số đặc điểm về loài Khôi tía
• 1.2. Những nghiên cứu về loài Khôi tía ở Việt Nam
• 1.3. Những nghiên cứu về loài Khôi tía trên thế giới
• 1.4. Đánh giá chung về tình hình tổng quan nghiên cứu
• 1.5. Tổng quan về giâm hom
• 3. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Đặc điểm sinh thái học của loài Khôi tía
• 4.2. Đặc điểm sinh học của cây Khôi tía
• 4.3. Kết quả nghiên cứu nhân giống Khôi tía bằng phương pháp giâm hom
• 4.3.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của loại hom đến nhân giống giâm hom Khôi tía
• 4.3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ đến nhân giống giâm hom cây Khôi tía
• 4.3.3. Ảnh hưởng của chất kích thích ra rễ đến nhân giống giâm hom cây Khôi tía
• 4.3.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của giá thể đến nhân giống giâm hom cây Khôi tía
• 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Đặc điểm sinh thái học của loài Khôi tía

Loài Khôi tía (Ardisia silvestris) có đặc điểm sinh thái học phong phú, phân bố chủ yếu ở các khu vực rừng ẩm ướt tại tỉnh Cao Bằng. Cây ưa bóng râm và phát triển tốt ở độ cao từ 400 đến 1200m. Đặc điểm này cho thấy khôi tía có khả năng thích nghi với môi trường sống đa dạng. Theo nghiên cứu, cây thường mọc dưới tán rừng, nơi có độ ẩm cao và đất nhiều mùn. Điều này không chỉ giúp cây phát triển mà còn bảo tồn đa dạng sinh học trong khu vực. Việc bảo tồn loài này là cần thiết, vì khôi tía đang bị đe dọa do khai thác quá mức và mất môi trường sống. Theo Sách Đỏ Việt Nam, loài này được xếp vào danh sách nguy cấp, cần có biện pháp bảo tồn và phát triển bền vững.

1.1. Đặc điểm phân bố

Cây khôi tía phân bố rộng rãi ở nhiều tỉnh miền Bắc Việt Nam, từ Lào Cai đến Quảng Nam. Tuy nhiên, số lượng cây tự nhiên đang giảm sút do khai thác và mất môi trường sống. Nghiên cứu cho thấy, cây thường mọc ở những khu vực có độ ẩm cao, đất tơi xốp, và thường gặp trong các khu rừng nguyên sinh. Việc hiểu rõ về đặc điểm phân bố của loài này sẽ giúp trong công tác bảo tồn và phát triển giống cây này tại Cao Bằng.

1.2. Đặc điểm khí hậu và thủy văn

Khí hậu tại Cao Bằng có sự phân hóa rõ rệt giữa các mùa, với mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của khôi tía. Nguồn nước từ các con suối và mạch nước ngầm cũng góp phần duy trì độ ẩm cho đất, giúp cây sinh trưởng tốt. Nghiên cứu cho thấy, cây khôi tía có khả năng chịu đựng tốt trong điều kiện khí hậu ẩm ướt, nhưng lại nhạy cảm với sự thay đổi đột ngột của môi trường.

II. Đặc điểm sinh học của loài Khôi tía

Cây khôi tía có nhiều đặc điểm sinh học nổi bật, từ hình thái đến cấu trúc sinh lý. Cây có chiều cao từ 1 đến 2m, với thân rỗng và ít phân nhánh. Lá cây có hình giáo ngược, dài từ 20 đến 40cm, có màu xanh đậm ở mặt trên và nhạt hơn ở mặt dưới. Đặc điểm này không chỉ giúp cây thích nghi với môi trường mà còn tạo điều kiện cho việc quang hợp hiệu quả. Hoa của cây thường nở vào mùa hè, tạo thành chùm dài với màu sắc bắt mắt, thu hút côn trùng thụ phấn. Quả của cây chín vào mùa thu, có màu đỏ, chứa hạt có khả năng tái sinh tự nhiên. Tuy nhiên, khả năng tái sinh của cây khôi tía qua hạt không cao, do đó, việc nhân giống bằng phương pháp giâm hom trở nên cần thiết.

2.1. Đặc điểm hình thái

Hình thái của cây khôi tía rất đặc trưng với thân cây nhỏ, ít phân nhánh và có vỏ màu nâu tía. Lá cây mọc so le, có hình dạng giáo ngược, giúp cây tối ưu hóa khả năng quang hợp. Đặc điểm này không chỉ giúp cây phát triển tốt trong môi trường rừng mà còn tạo ra giá trị thẩm mỹ cao. Việc nghiên cứu hình thái cây sẽ giúp trong việc nhận diện và bảo tồn loài này.

2.2. Đặc điểm sinh lý

Cây khôi tía có khả năng sinh trưởng tốt trong điều kiện ẩm ướt, với khả năng chịu đựng tốt trong môi trường có độ ẩm cao. Nghiên cứu cho thấy, cây có thể phát triển mạnh mẽ trong điều kiện ánh sáng yếu, nhờ vào cấu trúc lá đặc biệt. Hệ thống rễ của cây cũng phát triển mạnh, giúp cây hấp thụ nước và dinh dưỡng hiệu quả. Điều này cho thấy, cây khôi tía không chỉ có giá trị dược liệu mà còn có vai trò quan trọng trong việc bảo tồn đa dạng sinh học tại Cao Bằng.

III. Nghiên cứu nhân giống cây Khôi tía

Nghiên cứu về nhân giống cây khôi tía bằng phương pháp giâm hom đã cho thấy nhiều kết quả khả quan. Phương pháp này không chỉ giúp bảo tồn loài mà còn tạo điều kiện cho việc phát triển bền vững. Kỹ thuật giâm hom được áp dụng để nhân giống cây, với các yếu tố như loại hom, thời vụ, và chất kích thích ra rễ được nghiên cứu kỹ lưỡng. Kết quả cho thấy, việc sử dụng chất kích thích ra rễ như NAA và IBA có tác dụng tích cực đến tỷ lệ sống và sự phát triển của hom. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc nhân giống và phát triển loài cây này tại Cao Bằng.

3.1. Phương pháp giâm hom

Phương pháp giâm hom là một trong những kỹ thuật nhân giống hiệu quả, giúp tạo ra cây con mang đầy đủ đặc tính di truyền của cây mẹ. Nghiên cứu cho thấy, việc chọn lựa hom từ cây mẹ khỏe mạnh và áp dụng các chất kích thích ra rễ sẽ tăng tỷ lệ sống của hom. Kỹ thuật này không chỉ đơn giản mà còn tiết kiệm thời gian và chi phí, phù hợp với điều kiện sản xuất tại địa phương.

3.2. Kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ sống của hom khôi tía có thể đạt trên 80% khi áp dụng đúng kỹ thuật. Thời vụ giâm hom cũng ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ sống và sự phát triển của cây con. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, thời điểm giâm hom vào mùa xuân là thời điểm tối ưu nhất. Điều này không chỉ giúp bảo tồn loài mà còn tạo điều kiện cho người dân phát triển mô hình trồng cây khôi tía, góp phần nâng cao đời sống kinh tế tại Cao Bằng.

Tổng quan nghiên cứu

Cây Khôi tía (Ardisia silvestris Pitard) là một loài cây thuốc quý có giá trị dược lý cao, được sử dụng phổ biến trong y học cổ truyền để điều trị các bệnh về dạ dày, viêm loét và các vấn đề về tiêu hóa. Theo tổ chức Y tế thế giới (WHO, 2015), khoảng 80% dân số thế giới sử dụng thuốc thảo dược, trong đó Khôi tía đóng vai trò quan trọng tại nhiều vùng miền, đặc biệt là tỉnh Cao Bằng với điều kiện đất đai và khí hậu thuận lợi cho sự phát triển của loài cây này. Tuy nhiên, do khả năng tái sinh hạt kém và khai thác quá mức, Khôi tía đang đứng trước nguy cơ suy giảm nguồn gen và bị đe dọa nghiêm trọng, được liệt kê trong Sách Đỏ Việt Nam ở mức độ nguy cấp.

Nghiên cứu này tập trung vào đặc điểm sinh thái học, sinh học và kỹ thuật nhân giống bằng phương pháp giâm hom loài Khôi tía tại huyện Thạch An, tỉnh Cao Bằng trong giai đoạn từ tháng 5/2019 đến 9/2020. Mục tiêu chính là xác định điều kiện sinh thái phù hợp, đặc điểm sinh học của cây và phát triển kỹ thuật nhân giống hiệu quả nhằm bảo tồn và phát triển nguồn gen loài. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc mở rộng mô hình trồng Khôi tía, góp phần nâng cao đời sống kinh tế cho người dân địa phương và bảo vệ đa dạng sinh học.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về sinh thái học rừng, sinh học thực vật và kỹ thuật nhân giống vô tính bằng phương pháp giâm hom. Hai mô hình chính được áp dụng gồm:

• Mô hình sinh thái học rừng: Phân tích đặc điểm khí hậu, đất đai, cấu trúc rừng và thảm thực vật để xác định điều kiện sinh trưởng của Khôi tía.
• Mô hình nhân giống vô tính bằng giâm hom: Dựa trên cơ sở tế bào học và di truyền học, phương pháp giâm hom sử dụng đoạn thân hoặc cành để tạo cây mới giữ nguyên đặc tính di truyền của cây mẹ.

Các khái niệm chính bao gồm: đặc điểm sinh thái (độ ẩm, nhiệt độ, độ che phủ), đặc điểm sinh học (hình thái thân, lá, hoa, quả), các loại hom (non, bánh tẻ, già), chất kích thích ra rễ (NAA, IAA, IBA), và giá thể giâm hom.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ điều tra thực địa tại 3 xã Lê Lai, Đức Long, Đức Thông và thí nghiệm nhân giống tại vườn ươm thôn Nà Vai, xã Kim Đồng, huyện Thạch An, Cao Bằng. Cỡ mẫu gồm 270 hom giâm trong các thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của loại hom, thời vụ, chất kích thích và giá thể.

Phương pháp phân tích bao gồm:

• Điều tra sinh thái học: Lập 9 ô tiêu chuẩn (OTC) diện tích 500 m² để đo đếm mật độ cây Khôi tía, cấu trúc rừng, thành phần cây bụi và thảm tươi.
• Phân tích đất: Lấy mẫu đất ở độ sâu 0-20 cm và 20-40 cm, đánh giá độ tơi xốp, màu sắc, thành phần cơ giới.
• Thí nghiệm giâm hom: Bố trí ngẫu nhiên, lặp lại 3 lần, theo dõi tỷ lệ sống, tỷ lệ ra rễ, số rễ trung bình, chiều dài rễ và chất lượng chồi sau 30 ngày.
• Phân tích số liệu bằng phần mềm IRRISTAT 5 với phương pháp phân tích phương sai (ANOVA).

Thời gian nghiên cứu kéo dài từ tháng 5/2019 đến tháng 9/2020, đảm bảo thu thập dữ liệu đầy đủ cho các mùa sinh trưởng khác nhau.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Đặc điểm sinh thái học: Khôi tía phân bố chủ yếu ở độ cao từ 290 đến 550 m, trong trạng thái rừng IIa với mật độ từ 9 đến 25 cây/OTC. Khu vực phân bố có khí hậu ẩm mát quanh năm, nhiệt độ trung bình 20-24°C, độ ẩm không khí 81-84%, lượng mưa trung bình 1.648,9 mm/năm, độ che phủ 50-70%. Đất có màu xám nhạt đến xám đen, tầng đất mặt tơi xốp, nhiều mùn, thành phần cơ giới từ thịt nhẹ đến nặng, tỉ lệ đá lẫn thấp, khả năng thoát nước tốt.

2. Đặc điểm sinh học: Cây cao 50-200 cm, thân rỗng xốp, ít phân nhánh, lá mọc so le, phiến lá dài 35-40 cm, rộng 7-13 cm, mép răng cưa nhỏ, gân bên 28-35 đôi. Hoa mọc thành chùm dài 10-15 cm, màu trắng pha hồng tím, quả mọng hình cầu đường kính 7-8 mm, chín màu đỏ. Mùa hoa từ tháng 4-7, mùa quả từ tháng 9-12.

3. Ảnh hưởng của loại hom đến giâm hom: Hom bánh tẻ cho tỷ lệ sống và ra rễ cao nhất lần lượt là 98,89% và 97,78%, số rễ trung bình 3,32 rễ/hom, chiều dài rễ 3,37 cm, thời gian bật chồi 20 ngày. Hom non có tỷ lệ thấp nhất với 50% sống và 35,56% ra rễ.

4. Ảnh hưởng của thời vụ giâm hom: Giâm hom vào vụ Xuân đạt tỷ lệ sống 100% và ra rễ 97,78%, thời gian bật chồi ngắn nhất 19 ngày. Vụ Hè có tỷ lệ thấp nhất với 34,44% sống và 30% ra rễ, thời gian bật chồi dài nhất 31 ngày.

5. Ảnh hưởng của chất kích thích ra rễ: NAA 200 ppm là nồng độ hiệu quả nhất, đạt tỷ lệ sống 98,89%, ra rễ 97,78%, số rễ trung bình 4,37 rễ/hom, chiều dài rễ 4,45 cm, chỉ số ra rễ 19,46. Các chất IBA và IAA cũng có tác dụng nhưng thấp hơn.

6. Ảnh hưởng của giá thể: Giá thể gồm 90% đất tầng A + 5% cát + 5% phân chuồng hoai mục cho kết quả tốt nhất với tỷ lệ sống 72,22%, ra rễ 67,78%, số rễ trung bình 3,97 rễ/hom, chiều dài rễ 2,93 cm.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy Khôi tía là loài cây ưa bóng, ẩm, phát triển tốt trong điều kiện khí hậu mát mẻ, đất tơi xốp giàu mùn, phù hợp với đặc điểm sinh thái của vùng Thạch An, Cao Bằng. Tỷ lệ giâm hom cao nhất vào vụ Xuân và sử dụng hom bánh tẻ phù hợp với đặc tính sinh học của cây, giúp hom nhanh ra rễ và bật chồi khỏe mạnh. Việc sử dụng chất kích thích NAA 200 ppm và giá thể giàu dinh dưỡng giúp tăng cường khả năng ra rễ, rút ngắn thời gian nhân giống.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả phù hợp với các báo cáo về nhân giống vô tính các loài cây thuốc quý, đồng thời bổ sung thông tin chi tiết về điều kiện sinh thái và kỹ thuật nhân giống phù hợp cho Khôi tía tại địa phương. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tỷ lệ sống và ra rễ theo loại hom, thời vụ, chất kích thích và giá thể để minh họa rõ ràng hiệu quả từng yếu tố.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng kỹ thuật giâm hom hom bánh tẻ vào vụ Xuân nhằm đạt tỷ lệ sống và ra rễ cao nhất, rút ngắn thời gian nhân giống, được thực hiện hàng năm tại các vườn ươm địa phương.

2. Sử dụng chất kích thích ra rễ NAA với nồng độ 200 ppm trong quá trình giâm hom để tăng cường khả năng ra rễ và chất lượng cây con, áp dụng trong các mô hình nhân giống từ năm 2024.

3. Chọn giá thể phối trộn gồm 90% đất tầng A, 5% cát và 5% phân chuồng hoai mục để đảm bảo độ tơi xốp, dinh dưỡng và thoát nước tốt, nâng cao hiệu quả giâm hom, triển khai trong các vườn ươm và mô hình trồng thử nghiệm.

4. Bảo tồn và phát triển nguồn gen Khôi tía tại các vùng có điều kiện sinh thái phù hợp như huyện Thạch An, kết hợp với tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng về khai thác bền vững và bảo vệ môi trường sống của loài.

5. Đào tạo kỹ thuật nhân giống và chăm sóc cây Khôi tía cho người dân địa phương nhằm mở rộng diện tích trồng, tạo việc làm và nâng cao thu nhập, thực hiện trong vòng 2 năm tới với sự phối hợp của các cơ quan chức năng và trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Lâm nghiệp, Dược liệu: Cung cấp dữ liệu chi tiết về đặc điểm sinh thái, sinh học và kỹ thuật nhân giống cây Khôi tía, làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo.

2. Cơ quan quản lý tài nguyên rừng và bảo tồn đa dạng sinh học: Hỗ trợ xây dựng chính sách bảo tồn loài Khôi tía, phát triển mô hình trồng rừng thuốc bền vững.

3. Người dân và doanh nghiệp trồng cây dược liệu tại Cao Bằng và các vùng lân cận: Áp dụng kỹ thuật giâm hom hiệu quả để nhân giống và phát triển cây Khôi tía, nâng cao giá trị kinh tế.

4. Các tổ chức phát triển nông nghiệp và môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu để triển khai các dự án bảo tồn, phát triển cây thuốc quý, góp phần phát triển kinh tế xanh và bền vững.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao chọn phương pháp giâm hom để nhân giống Khôi tía?
   Giâm hom giữ nguyên đặc tính di truyền của cây mẹ, cho tỷ lệ sống cao và rút ngắn thời gian nhân giống so với phương pháp gieo hạt, phù hợp với loài có khả năng tái sinh hạt kém như Khôi tía.

2. Loại hom nào cho kết quả giâm hom tốt nhất?
   Hom bánh tẻ cho tỷ lệ sống và ra rễ cao nhất (gần 99%), rễ phát triển khỏe mạnh, thời gian bật chồi ngắn, phù hợp để nhân giống hiệu quả.

3. Thời vụ giâm hom nào phù hợp nhất cho Khôi tía?
   Vụ Xuân (tháng 2-3) là thời điểm tốt nhất với tỷ lệ sống 100% và ra rễ gần 98%, điều kiện khí hậu ấm áp, độ ẩm cao thuận lợi cho sự phát triển của hom.

4. Chất kích thích ra rễ nào hiệu quả nhất?
   NAA với nồng độ 200 ppm giúp tăng tỷ lệ ra rễ lên gần 98%, rễ dài và khỏe, cải thiện chất lượng cây con so với các chất khác như IAA và IBA.

5. Giá thể nào thích hợp cho giâm hom Khôi tía?
   Giá thể phối trộn 90% đất tầng A, 5% cát và 5% phân chuồng hoai mục tạo môi trường thoáng khí, giữ ẩm tốt, giúp hom phát triển rễ nhanh và tỷ lệ sống cao.

Kết luận

• Khôi tía là loài cây ưa bóng, ẩm, phát triển tốt trong điều kiện khí hậu mát mẻ, đất tơi xốp giàu mùn tại huyện Thạch An, Cao Bằng.
• Đặc điểm sinh học chi tiết về thân, lá, hoa, quả được xác định làm cơ sở nhận dạng và bảo tồn loài.
• Phương pháp giâm hom hom bánh tẻ vào vụ Xuân, sử dụng chất kích thích NAA 200 ppm và giá thể phối trộn đất tầng A, cát, phân chuồng hoai mục cho hiệu quả nhân giống cao nhất.
• Kết quả nghiên cứu góp phần bảo tồn nguồn gen, phát triển kinh tế địa phương và mở rộng mô hình trồng cây thuốc quý.
• Đề xuất triển khai áp dụng kỹ thuật nhân giống và bảo tồn trong vòng 2 năm tới, đồng thời đào tạo kỹ thuật cho người dân và các bên liên quan.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các cơ quan chức năng, nhà nghiên cứu và người dân địa phương phối hợp triển khai nhân rộng mô hình trồng Khôi tía, đồng thời tiếp tục nghiên cứu nâng cao kỹ thuật nhân giống và bảo tồn đa dạng sinh học.