Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Theo thống kê của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO, 1999), các sản phẩm lâm sản ngoài gỗ (LSNG) đóng vai trò thiết yếu đối với sinh kế của hàng triệu hộ gia đình miền núi, đóng góp từ 20% đến 30% tổng cơ cấu thu nhập của người dân vùng cao. Trên thị trường quốc tế, có ít nhất 150 loài LSNG giữ vai trò thương mại quan trọng với tổng giá trị hàng năm đạt từ 5 đến 11 tỷ USD. Đồng thời, theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO, 2015), khoảng 80% dân số toàn cầu sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên làm thảo dược chăm sóc sức khỏe. Xu hướng chiết xuất hoạt chất mới từ nguồn thực vật bản địa đang mở ra hướng phát triển kinh tế bền vững với chi phí tối ưu hơn so với tổng hợp hóa dược.

Cây Hoàng tinh đỏ (Polygonatum kingianum Coll. Et Hemsl), thuộc họ Hoàng tinh (Convallariaceae), là loài thảo dược bản địa quý của Việt Nam, phân bố chủ yếu tại vùng núi cao phía Bắc như Hà Giang, Lào Cai, Lai Châu, Yên Bái, Cao Bằng. Thân rễ của cây chứa nhiều hợp chất quý có tác dụng hạ đường huyết, chống xơ vữa động mạch, kháng viêm và tăng cường hệ miễn dịch. Tuy nhiên, trước sức ép thương mại từ các thương lái thu mua với giá trên 200.000 đồng/kg củ tươi để xuất khẩu sang Trung Quốc và Đài Loan, cùng với tập quán phá rừng làm nương rẫy, quần thể tự nhiên của loài cây này đã bị khai thác kiệt quệ, môi trường sống bị thu hẹp nghiêm trọng và được xếp vào Sách đỏ Việt Nam ở mức độ bị đe dọa (Bậc V).

Thực tế sản xuất tại các địa phương hiện nay đối mặt với nhiều bất cập: việc gieo trồng mang tính tự phát, quy mô nhỏ lẻ theo kinh nghiệm hộ gia đình, nguồn gốc giống không rõ ràng, chất lượng giống và sản phẩm thương phẩm thiếu ổn định. Để tạo tiền đề cho phát triển vùng trồng dược liệu hàng hóa quy mô lớn, việc tuyển chọn giống và xây dựng vườn giống gốc đạt chuẩn là khâu then chốt. Khóa luận tốt nghiệp "Thiết kế và xây dựng vườn giống gốc cây Hoàng tinh đỏ (Polygonatum kingianum Coll. Et Hemsl) tại huyện Vị Xuyên – Hà Giang" của tác giả Sùng A Giàng (Chuyên ngành Nông lâm kết hợp, Khoa Lâm nghiệp, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên, 2019) được thực hiện nhằm giải quyết yêu cầu cấp thiết này.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm hai nội dung chính:

  1. Khảo sát, đánh giá điều kiện tự nhiên và lập địa để lựa chọn địa điểm xây dựng mô hình vườn giống gốc cây Hoàng tinh đỏ.
  2. Thiết kế và triển khai xây dựng mô hình vườn giống gốc cây Hoàng tinh đỏ, đồng thời theo dõi đánh giá các chỉ tiêu sinh trưởng ban đầu của nguồn giống.

Đối tượng nghiên cứu là nguồn giống cây Hoàng tinh đỏ được thu thập, tuyển chọn từ 03 xuất xứ: Hà Giang, Lào Cai và Thái Nguyên. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào quy trình kỹ thuật thiết kế, xây dựng vườn giống gốc quy mô 1.000 m² và theo dõi các chỉ tiêu sinh trưởng trong giai đoạn 03 tháng đầu sau khi trồng tại huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang, thời gian thực hiện từ tháng 01/2019 đến tháng 05/2019.

Cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được xây dựng trên cơ sở phân loại thực vật học và đặc điểm sinh thái của loài Polygonatum kingianum Coll. Et Hemsl. Hoàng tinh đỏ là cây thảo sống nhiều năm, có thân rễ nạc phân nhánh thành củ màu trắng ngà chia đốt; thân khí sinh cao 1–2 m; lá chụm từ 5–10 lá với đầu lá có mũi nhọn dài cuộn lại; cụm hoa xim mọc rủ ở nách lá, mang hoa màu hồng hoặc đỏ. Loài cây này có đặc tính ưa ẩm, ưa bóng, thích hợp dưới tán rừng kín thường xanh ẩm (trạng thái rừng IIIA2, IIIA3), độ tàn che trung bình, độ cao phân bố tự nhiên từ 1.000 m đến 1.700 m so với mực nước biển, độ ẩm không khí trung bình trên 80–90%, lượng mưa trên 1.700 mm/năm và tầng đất mặt giàu mùn dày trên 40–50 cm.

Về mặt hóa học và dược lý, khóa luận kế thừa các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước (Pengelly, 2004; Thomas et al., 2006; Đỗ Tất Lợi, 2004; Nguyễn Thị Phương Dung, 2002; Võ Văn Chi, 1997), ghi nhận củ Hoàng tinh đỏ chứa các loại đường hòa tan (Glucose, Mannose, Galacturonic acid, Fructose), tinh bột, acid amin, alkaloid, flavonoid, sterol và chất nhầy có tác dụng bổ trung ích khí, điều hòa huyết áp, hạ lipid máu và trợ tim mạch. Khóa luận cũng kế thừa kết quả từ đề tài cấp Bộ do Viện Nghiên cứu và Phát triển Lâm nghiệp chủ trì về chọn giống và nhân giống quy mô công nghiệp cây lâm sản ngoài gỗ vùng núi phía Bắc.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được triển khai đồng bộ qua các bước:

  • Phương pháp khảo sát, lựa chọn địa điểm: Dựa trên tư liệu sinh thái và báo cáo quy hoạch loài cây trồng rừng của Nguyễn Đình Tâm (2017), tác giả tiến hành điều tra, so sánh điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng, độ cao và hạ tầng giao thông tại 03 khu vực của huyện Vị Xuyên: Thị trấn Vị Xuyên, xã Cao Bồ và xã Thượng Sơn.
  • Phương pháp tuyển chọn vật liệu giống: Tuyển chọn củ giống đầu dòng từ các cây mẹ trội thuộc 03 xuất xứ (Hà Giang, Thái Nguyên, Lào Cai). Tiêu chuẩn củ chọn lọc gồm: chiều dài củ > 6,9 cm; đường kính củ > 2,5 cm (lớn hơn 15% so với củ thông thường thu thập); số lá thật > 5; củ không quá già, màu sáng, mắt chồi tươi nguyên, không bị dập nát và không nhiễm sâu bệnh.
  • Phương pháp bố trí thí nghiệm vườn giống: Xây dựng vườn giống diện tích 1.000 m² tại vườn ươm Thị trấn Vị Xuyên. Xử lý thực bì toàn diện, cuốc hố kích thước 40 × 40 × 40 cm theo cự ly hàng cách hàng 1,5 m và cây cách cây 1,0 m. Bón lót 1,5–2,0 kg phân chuồng hoai mục kết hợp 0,2–0,3 kg phân vi sinh cho mỗi hố, lấp hố trước khi trồng tối thiểu 15 ngày.
  • Phương pháp theo dõi và thu thập số liệu: Trên diện tích vườn giống, bố trí 05 ô tiêu chuẩn theo sơ đồ đường chéo góc. Kích thước mỗi ô là 45 m² (5 m × 9 m), dung lượng mẫu theo dõi tối thiểu đạt 30 cây/ô (tổng số theo dõi 90 cây/xuất xứ cho chỉ tiêu bật chồi và 300 cây/xuất xứ cho chỉ tiêu tỷ lệ sống). Sử dụng thước dây, thước panme để đo đếm định kỳ ở các mốc thời gian 15, 30, 45, 60, 75 và 90 ngày sau trồng đối với các chỉ tiêu: tỷ lệ sống (%), tỷ lệ bật chồi mới (%), thời gian bật chồi trung bình (ngày) và chất lượng chồi.
  • Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê sinh học bằng phương pháp phân tích phương sai một nhân tố (Balanced ANOVA) trên phần mềm chuyên dụng IRRISTAT 5.0 và Microsoft Excel. Độ chính xác và ý nghĩa của thí nghiệm được kiểm định qua hệ số biến động (CV%) và giá trị sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức xác suất 95% (LSD₀.₀₅).

Nội dung chính theo từng chương

Tổng quan tài liệu

Chương này hệ thống hóa các cơ sở lý luận và thực tiễn liên quan đến đề tài. Tác giả tổng quan chi tiết đặc điểm phân loại, hình thái học, sinh thái phân bố và giá trị dược liệu - kinh tế của cây Hoàng tinh đỏ; tổng kết tình hình nghiên cứu bảo tồn nguồn gen, nhân giống bằng hom củ trong nước và quốc tế. Đồng thời, chương này trình bày tổng quan toàn diện về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang: tổng diện tích tự nhiên 147.840,93 ha (trong đó đất lâm nghiệp chiếm 83,4%), địa hình đồi núi thấp chuyển tiếp xen kẽ thung lũng, nền nhiệt độ trung bình năm 23°C, lượng mưa trung bình từ 3.000 đến 4.000 mm/năm, độ ẩm không khí 84%, có mạng lưới thủy văn phong phú bắt nguồn từ Sông Lô và Khu bảo tồn thiên nhiên Tây Côn Lĩnh.

Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Nội dung chương trình bày cụ thể quy trình kỹ thuật và phương pháp luận thực hiện đề tài. Tác giả xác định rõ nguồn vật liệu nghiên cứu gồm 03 xuất xứ Hoàng tinh đỏ bản địa, thời gian và địa điểm thực hiện tại huyện Vị Xuyên từ tháng 01 đến tháng 05 năm 2019. Chương này quy định chi tiết 04 bước thực hiện: phương pháp khảo sát chọn điểm, tiêu chí chọn lọc hom củ đầu dòng, sơ đồ bố trí vườn giống gốc 1.000 m² và phương pháp bố trí 05 ô đo đếm theo đường chéo góc. Từng bước xử lý dữ liệu thống kê bằng phân tích Balanced ANOVA trên phần mềm IRRISTAT 5.0 cũng được chuẩn hóa đầy đủ.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này trình bày các phát hiện thực nghiệm của khóa luận qua các nội dung chính:

  • Kết quả khảo sát địa điểm: Phân tích, so sánh điều kiện lập địa giữa 03 xã/thị trấn. Thị trấn Vị Xuyên có độ cao 100–500 m, nhiệt độ trung bình 23°C, lượng mưa 2.000–2.050 mm/năm, độ ẩm 83%, thổ nhưỡng đa dạng gồm đất đen cacbonat, đất phù sa và đất thung lũng dốc tụ nhiều mùn. Thị trấn Vị Xuyên được lựa chọn vì hội tụ điều kiện sinh thái thuận lợi, giao thông thuận tiện và nằm gần trung tâm nghiên cứu của Viện Nghiên cứu và Phát triển Lâm nghiệp, tạo điều kiện tối ưu cho công tác chuyển giao khoa học kỹ thuật.
  • Thiết kế và xây dựng mô hình: Hoàn thiện mô hình vườn giống gốc 1.000 m² tại tổ 17, Thị trấn Vị Xuyên. Áp dụng quy cách đào hố 40 × 40 × 40 cm, mật độ trồng hàng cách hàng 1,5 m và cây cách cây 1,0 m; bón lót phân chuồng kết hợp vi sinh và đặt củ giống nổi ngang mặt bầu.
  • Kết quả theo dõi sinh trưởng sau 03 tháng trồng: Đánh giá chi tiết động thái tỷ lệ sống và khả năng bật chồi của 03 xuất xứ. Xuất xứ Hà Giang cho tỷ lệ sống (81,33%) và tỷ lệ bật chồi (81,11%) cao nhất, thời gian bật chồi ngắn nhất (8,33 ngày) với chất lượng chồi mập khỏe, vượt trội có ý nghĩa thống kê so với xuất xứ Thái Nguyên và Lào Cai.
  • Đề xuất kỹ thuật chăm sóc và phòng trừ sâu bệnh: Đúc kết quy trình bón thúc phân vi sinh (25 g đến 0,2 kg/gốc sau 03 tháng, bón cách gốc 20 cm sau mưa), xới xáo, làm cỏ phá váng định kỳ hàng tháng, giữ ẩm thường xuyên và sử dụng thuốc bảo vệ thực vật đặc trị (Hổ Gầm, Bọ Cạp) khi phát hiện sâu ăn lá, bệnh hại củ.

Kết quả và đóng góp

Số liệu thực nghiệm chính

Kết quả theo dõi tỷ lệ sống của 03 xuất xứ Hoàng tinh đỏ qua các mốc thời gian từ 15 đến 90 ngày sau trồng được tổng hợp tại Bảng 1:

Bảng 1: Kết quả theo dõi tỷ lệ sống của cây Hoàng tinh đỏ tại vườn giống gốc

STT Xuất xứ Số cây ban đầu (cây) Tỷ lệ sống sau 15 ngày (%) Tỷ lệ sống sau 30 ngày (%) Tỷ lệ sống sau 45 ngày (%) Tỷ lệ sống sau 60 ngày (%) Tỷ lệ sống sau 75 ngày (%) Tỷ lệ sống sau 90 ngày (%)
1 Hà Giang 300 100,00 97,00 94,66 88,33 86,66 81,33
2 Thái Nguyên 300 92,66 87,33 80,00 74,66 71,00 65,33
3 Lào Cai 300 87,66 75,00 72,00 68,66 64,33 58,00
- LSD₀.₀₅ - 1,99 8,03 1,99 1,99 3,69 3,50
- CV (%) - 0,90 4,10 1,10 2,00 2,20 2,30

Kết quả theo dõi tỷ lệ bật chồi, thời gian bật chồi và chất lượng chồi sau 90 ngày trồng được tổng hợp tại Bảng 2:

Bảng 2: Kết quả theo dõi tỷ lệ và thời gian bật chồi của cây Hoàng tinh đỏ sau 90 ngày

STT Xuất xứ Tổng số cây theo dõi (cây) Tỷ lệ bật chồi mới (%) Thời gian bật chồi (ngày) Đánh giá chất lượng chồi
1 Hà Giang 90 81,11 8,33 Chồi to xanh, thân mập, cây khỏe
2 Thái Nguyên 90 65,55 10,63 Chồi xanh, sinh trưởng trung bình
3 Lào Cai 90 55,55 13,76 Chồi mới nhỏ, cây yếu
- LSD₀.₀₅ - 5,03 1,25 -
- CV (%) - 0,001 0,002 -

Số liệu thực nghiệm cho thấy cả 03 xuất xứ đều duy trì tỷ lệ sống trên 50% sau 03 tháng trồng. Trong đó, xuất xứ Hà Giang đạt các chỉ số sinh học vượt trội: tỷ lệ sống sau 90 ngày đạt 81,33% (cao hơn Thái Nguyên 16,00% và cao hơn Lào Cai 23,33%); tỷ lệ bật chồi đạt 81,11% với thời gian bật chồi nhanh nhất (8,33 ngày). Phân tích phương sai cho thấy sự khác biệt giữa các xuất xứ có ý nghĩa thống kê ở mức xác suất 95% ($P < 0,05$).

Giải pháp và kiến nghị kỹ thuật của tác giả

  • Kỹ thuật trồng và bón phân: Làm đất theo băng hoặc theo hố toàn diện; cuốc hố kích thước 40 × 40 × 40 cm; bón lót từ 1,5 đến 2,0 kg phân chuồng hoai mục kết hợp 0,2–0,3 kg phân vi sinh/hố. Đặt củ giống nổi trên mặt đất và phủ đất ngang miệng bầu. Sau 03 tháng, tiến hành bón thúc phân vi sinh với liều lượng từ 25 g đến 0,2 kg/gốc, bón cách xa gốc 20 cm sau các đợt mưa.
  • Chế độ chăm sóc: Định kỳ 01 tháng/lần tiến hành làm cỏ, xới xáo phá váng và dọn sạch cành lá khô đè lên cây non. Duy trì tưới nước giữ ẩm thường xuyên, đảm bảo hệ thống thoát nước tốt để tránh ngập úng gây thối củ.
  • Phòng trừ dịch hại: Rắc vôi bột xung quanh luống trồng để ngăn chặn sâu ăn lá và động vật gặm nhấm phá hại; sử dụng thuốc bảo vệ thực vật Hổ Gầm và Bọ Cạp để phun phòng trừ sâu hại định kỳ.

Đóng góp của đề tài

Khóa luận đã xác định được xuất xứ Hà Giang là nguồn vật liệu giống bản địa thích nghi tốt nhất với điều kiện tự nhiên tại huyện Vị Xuyên; xây dựng thành công mô hình thực nghiệm vườn giống gốc 1.000 m² cung cấp nguồn vật liệu hom củ đầu dòng đạt chuẩn; bổ sung cơ sở dữ liệu thực nghiệm về kỹ thuật nhân giống vô tính và bảo tồn nguồn gen cây thuốc quý đang có nguy cơ tuyệt chủng tại vùng núi phía Bắc.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Thời gian thực hiện đề tài tương đối ngắn (05 tháng, từ tháng 01 đến tháng 05 năm 2019), giai đoạn theo dõi thực địa tại vườn giống chỉ kéo dài 03 tháng (90 ngày). Do đó, nghiên cứu chưa theo dõi được toàn bộ chu kỳ sinh trưởng của cây qua giai đoạn tàn lụi mùa đông, tái sinh mùa xuân năm sau cũng như chưa đánh giá được năng suất và chất lượng hoạt chất củ thương phẩm. Địa bàn khảo sát thực địa còn giới hạn trong phạm vi 03 xã/thị trấn của một huyện.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    1. Tiếp tục duy trì chế độ chăm sóc, theo dõi quá trình sinh trưởng và phát triển của các xuất xứ trong các năm tiếp theo nhằm tuyển chọn cây mẹ ưu tú và xây dựng bộ tiêu chuẩn cây mẹ vườn giống gốc chính thức.
    2. Mở rộng điều tra bổ sung nhằm xác định chính xác trữ lượng, hiện trạng phân bố tự nhiên của loài Hoàng tinh đỏ trên toàn địa bàn tỉnh Hà Giang để có phương án bảo tồn và gây trồng dưới tán rừng tự nhiên.
    3. Tiến hành các nghiên cứu chuyên sâu về ảnh hưởng của các chất điều hòa sinh trưởng đến khả năng tái sinh chồi, kích thích ra rễ và nhân nhanh sinh khối hom củ.

Giá trị tham khảo

Công trình khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên, học viên và giảng viên: Thuộc các chuyên ngành Nông lâm kết hợp, Lâm sinh, Nông học, Dược liệu học và Quản lý tài nguyên rừng làm tài liệu tham khảo về phương pháp thiết kế vườn giống lâm sản ngoài gỗ và quy trình xử lý số liệu thực nghiệm bằng phần mềm IRRISTAT.
  • Cán bộ khuyến nông, lâm nghiệp và các cơ sở sản xuất giống: Tham khảo trực tiếp bộ chỉ tiêu tuyển chọn hom củ đầu dòng (chiều dài > 6,9 cm, đường kính > 2,5 cm, số lá > 5) và quy trình kỹ thuật làm đất, bón lót, mật độ trồng (1,0 m × 1,5 m), chế độ phân bón chăm sóc vườn giống gốc tại các tỉnh miền núi phía Bắc.

Câu hỏi thường gặp

1. Vườn giống gốc cây Hoàng tinh đỏ được xây dựng tại địa điểm cụ thể nào và có diện tích bao nhiêu?
Vườn giống gốc được thiết kế và xây dựng tại khu vực vườn ươm thuộc Công ty Cổ phần Nông Lâm nghiệp và phát triển môi trường Việt Nam, đóng tại tổ 17, Thị trấn Vị Xuyên, huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang, với tổng quy mô diện tích là 1.000 m².

2. Tiêu chuẩn củ Hoàng tinh đỏ đầu dòng được chọn để xây dựng vườn giống gồm những chỉ tiêu nào?
Củ giống được tuyển chọn từ các cây mẹ trội phải đảm bảo: chiều dài củ > 6,9 cm; đường kính củ > 2,5 cm (lớn hơn 15% so với củ thông thường); số lá thật > 5 lá; củ không quá già, vỏ còn sáng màu, các mắt chồi tươi nguyên không bị dập nát, không bị dị hình và không nhiễm sâu bệnh.

3. Sau 90 ngày theo dõi, xuất xứ nào đạt tỷ lệ sống và tỷ lệ bật chồi cao nhất?
Xuất xứ Hà Giang đạt kết quả cao nhất với tỷ lệ sống đạt 81,33%, tỷ lệ bật chồi mới đạt 81,11%, thời gian bật chồi ngắn nhất (trung bình 8,33 ngày) và chất lượng chồi to xanh, thân mập, vượt trội hơn hẳn so với xuất xứ Thái Nguyên và Lào Cai.

4. Quy cách hố trồng, mật độ và liều lượng phân bón lót tại mô hình vườn giống được quy định như thế nào?
Kích thước cuốc hố là 40 × 40 × 40 cm; mật độ trồng bố trí cự ly hàng cách hàng 1,5 m và cây cách cây 1,0 m. Liều lượng bón lót cho mỗi hố gồm 1,5–2,0 kg phân chuồng hoai mục kết hợp 0,2–0,3 kg phân vi sinh, tiến hành lấp hố trước khi trồng tối thiểu 15 ngày.

5. Khóa luận sử dụng công cụ toán học và phần mềm nào để xử lý số liệu thí nghiệm?
Tác giả sử dụng phương pháp phân tích phương sai cân bằng một nhân tố (Balanced ANOVA) trên phần mềm thống kê nông nghiệp IRRISTAT 5.0 kết hợp với Microsoft Excel, đánh giá độ tin cậy qua hệ số biến động CV% và kiểm định sai khác LSD ở mức ý nghĩa $\alpha = 0,05$.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Sùng A Giàng đã lựa chọn được địa điểm phù hợp tại Thị trấn Vị Xuyên để xây dựng thành công mô hình vườn giống gốc cây Hoàng tinh đỏ (Polygonatum kingianum Coll. Et Hemsl) quy mô 1.000 m². Kết quả thực nghiệm sau 03 tháng theo dõi khẳng định xuất xứ giống Hà Giang có khả năng thích nghi và sinh trưởng vượt trội nhất với tỷ lệ sống đạt 81,33% và tỷ lệ bật chồi đạt 81,11%. Nghiên cứu cung cấp quy trình kỹ thuật canh tác thực nghiệm hoàn chỉnh, đóng góp nguồn tư liệu khoa học và thực tiễn có giá trị phục vụ công tác bảo tồn nguồn gen và phát triển vùng trồng dược liệu bền vững tại vùng núi phía Bắc.