(LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu khảo nghiệm các giống lai giữa bạch đàn vùng cao với bạch đàn vùng thấp

1 MỞ ĐẦU Bạch đàn (Eucalyptus) chi thuộc họ Sim (Myrtaceae) gồm 664 lồi, có phân bố Australia, Indonesia, Philippine Papua New Guinea (Wang, G and Yang, M., 1996) Các lồi chi có khả thích nghi với lập địa khác sử dụng để gây trồng rộng rãi nhiều nước giới Hàng trăm loài bạch đàn khảo nghiệm nhiều nước, song có lồi xuất xứ chọn để trồng rừng diện rộng (Davidson J, 1998) Tổng diện tích trồng bạch đàn Thế giới đến năm 1985 triệu hecta đến năm 1988 10 triệu hecta, đến năm 2000 16 triệu hecta (Davidson, 1998) Hơn 100 nước trồng bạch đàn quy mô lớn Các vùng trồng nhiều Châu Á Thái Bình Dương (trên triệu hecta), Nam Mỹ (4,5 triệu hecta), Châu Phi (1,6 triệu hecta) Hai nước có diện tích trồng bạch đàn lớn Brazil (3,6 triệu hecta) Ấn Độ (4,8 triệu hecta) (Davidson, 1998) Theo House khoảng 40% rừng trồng nước nhiệt đới lồi có nguồn gốc từ Australia mà chủ yếu bạch đàn (Davidson, 1998) Trong chương trình trồng triệu rừng Việt Nam nhóm lồi bạch đàn keo chiếm tới 60% diện tích Điều nói nên vai trị tầm quan trọng bạch đàn chương trình trồng rừng nước ta Bạch đàn có nhiều ưu điểm, có khả thích nghi với nhiều điều kiện khí hậu, đất đai, lại cho suất tương đối cao10-20m3/ha/năm rừng nhiệt đới tự nhiên đạt 2-3m3/ha/năm) rừng trồng bồ đề là1015m3/ha/năm (Thái Văn Trừng, 1980) Thực tế cho thấy việc chọn loài, xuất xứ, chọn lập địa biện pháp kỹ thuật lâm sinh có ảnh hưởng lớn đến suất rừng (FAO, 1979) Mặt khác, muốn trồng bạch đàn có hiệu download by : skknchat@gmail.com cao phải tiến hành công tác chọn giống lai giống để có giống suất cao, phù hợp với điều kiện lập địa vùng sinh thái Chọn lọc trội kết hợp với lai giống sử dụng giống lai nhiều nhà chọn giống quan tâm Những nghiên cứu lai giống sử dụng giống bạch đàn lai số nước Brazil, Congo, Trung Quốc, ấn Độ, Philippin, Indonesia, Zambia cho thấy lai giống tạo giống có suất cao nhiều so với giống bố mẹ Trong bật giống lai E grandis x E tereticornis, E torelliana x E pellita, E torelliana x E urophylla Philippin, E tereticornis x E grandis loạt tổ hợp lai loài E urophylla x E grandis (Bạch đàn cự vĩ); E urophylla x E tereticornis (Bạch đàn vĩ hệ), E grandis x E urophylla (Bạch đàn cự vĩ) Viện nghiên cứu khoa học Khâm Châu Trung Quốc chọn tạo Hiện Quảng Tây - Trung Quốc đơn vị trồng 35 triệu mẫu tương đương 2,3 triệu bạch đàn, Quảng Tây tạo nhiều giống bạch đàn lai cao sản với chu kỳ kinh doanh năm cho suất bình quân 40m3/ha/năm với giá bán Trung Quốc 550 nhân dân tệ/m3 tương đương với 1,65 triệu đồng/m3, doanh thu đạt khoảng 60 triệu VNĐ/ha/năm Trung Quốc coi làm giàu vùng đồi núi dốc nông dân Quảng Tây Trung Quốc Để đạt suất 40m3/ha/năm với chu kỳ kinh doanh ngắn năm, Quảng Tây đă đưa khái niệm gói cơng nghệ trồng bạch đàn bao gồm giống lai (nuôi cấy mô) + đào hố sâu, rộng + bón phân 500 kg Ure/ ha/năm + trồng tập trung quy mô lớn (Hội nghị chuyển giao tiến kỹ thuật lâm sản gỗ, Lạng Sơn tháng năm 2010) Ở Việt Nam bắt đầu năm 1996 đến 2000 đề tài “Bước đầu nghiên cứu lai giống cho số loài bạch đàn” GS.TS Lê Đình Khả làm chủ nhiệm đề tài năm tiếp từ 2001 đến 2015 đề tài “ Nghiên cứu lai giống số loài bạch đàn, tràm , keo, thông” giai đoạn 1, TS Nguyễn Việt download by : skknchat@gmail.com Cường làm chủ nhiệm đề tài, tiếp tục lai tạo thực khảo nghiệm vùng sinh thái khác nước Theo chiến lược phát triển lâm nghiệp Quốc gia 2006-2020 phê duyệt ngày tháng năm 2008 (số 78/QĐ-BNN), cho thấy nghiên cứu lâm nghiệp đă đạt thành tựu số lĩnh vực chọn tạo giống, nhân giống Kết nghiên cứu đă áp dụng rộng rãi thực tiễn sản xuất Nhiều giống quốc gia, giống tiến kỹ thuật bạch đàn, keo, phi lao… có suất cao khả chống chịu đă công nhận giống Tuy nhiên nghiên cứu cải thiện giống lâm sinh tồn lớn kết nghiên cứu khoa học đưa vào sản xuất hạn chế nghiên cứu chưa đáp ứng kịp thời yêu cầu sản xuất, đề tài " Nghiên cứu khảo nghiệm giống lai bạch đàn vùng cao với bạch đàn vùng thấp” cần thiết đáp ứng phần nhu cầu thực tiễn sản xuất Đối tượng nghiên cứu số giống bạch đàn vùng thấp Bạch đàn urô (Eucalyptus urophylla), Bạch đàn caman (Eucalyptus camaldulensis) Bạch đàn liễu (Eucalyptus exserta, cịn lồi bạch đàn vùng cao E saligna, E grandis, E microcorys Các lồi bạch đàn có quan hệ họ hàng tương đối gần gũi nên dễ lai giống với ( Willcox, 1997), Pryor & Johnson, 1971) Mục tiêu đề tài: Chọn số tổ hợp lai dịng lai có suất cao giống sử dụng sản suất 20 -30% download by : skknchat@gmail.com CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu lai giống rừng Giống lai giống tạo lai tự nhiên lai nhân tạo hai cá thể có kiểu gen khác Giống lai thường có suất cao bố mẹ Do vậy, nghiên cứu lai giống sử dụng giống lai nhiều nhà chọn giống nông lâm nghiệp quan tâm Ưu điểm bật giống lai có ưu lai (heterosis) đời F1 Đó ưu sinh trưởng làm cho lai vượt trội suất bố mẹ (Shull, 1911; Gyorfey, 1960) có tính trạng cao bố mẹ (Snyder, 1972) Ưu lai thường liên quan đến tính trạng kích thước đường kính, chiều cao, thể tích thân cây, kích thước v.v Song ưu lai ưu trội tính trạng khác chất lượng gỗ, sản lượng chất lượng sản phẩm mong muốn, tính chịu đựng với điều kiện bất lợi, tính chống sâu bệnh, tính chín sớm v.v (Zobel B and J Talbert, 1984) Đối với rừng có đời sống dài ngày khó tạo dịng để làm bố mẹ mà phải lai trực tiếp bố mẹ có kiểu gen dị hợp tử (heterozygote) Do vậy, lai tạo có kiểu gen khơng đồng nhất, bên cạnh ưu lai thể tổ hợp lai có tượng ưu lai cá thể (Turbin cộng sự, 1982, dẫn từ Lê Đình Khả, 1999) Ưu lai cá thể trường hợp hay gặp giống lai tự nhiên Đây lai xuất kết hợp cách ngẫu nhiên bố mẹ khác nhau, bố mẹ bao gồm tốt nhất, lẫn xấu nhất, bao gồm sinh trưởng nhanh, hình dáng thân đẹp lẫn download by : skknchat@gmail.com sinh trưởng chậm, hình dạng thân xấu Do vậy, lai F1 tạo đa dạng tính trạng (Lê Đình Khả, 1999) Các nghiên cứu gần ưu lai hệ F2 bạch đàn lai cho thấy giống lai F2 chúng có ưu lai sinh trưởng so với giống bố mẹ giống sản xuất đại trà (Nguyễn Việt Cường, 2010) Một số nhà chọn giống cho rằng, tính trạng tốt mong muốn bố mẹ thể rõ ràng lai, thực tế có trường hợp tính trạng xấu lồi bố mẹ xuất lai (Zobel & Talbert, 1984) Bên cạnh hệ gen nhân, ưu lai chịu ảnh hưởng tế bào chất, điều kiện hoàn cảnh thay đổi theo giai đoạn phát triển cá thể (Lobasev, 1970, dẫn từ Lê Đình Khả, 1999) Nghiên cứu Glori (1993) lai giống thuận nghịch lồi bạch đàn cho thấy thể tích viên trụ năm tuổi tổ hợp lai thuận E pellita x E urophylla 180,9 dm3/cây tổ hợp lai nghịch E urophylla x E pellita 145,7 dm3/cây, lúc E pellita 35 dm3/cây E urophylla 25,8 dm3/cây Như vậy, chuyển đổi vị trí bố mẹ phép lai thuận nghịch làm thay đổi sinh trưởng lai, nói cách khác ưu lai chịu ảnh hưởng tế bào chất Một thí dụ biểu ưu lai thay đổi giai đoạn khác giống lai Pinus sondereggeri Đây giống lai P.taeda P palustris ( Namkoong, 1963) Trong giai đoạn vườn ươm, lai thường sinh trưởng nhanh mập bố mẹ Sau đem trồng rừng P.taeda lại sinh trưởng nhanh lai P palustris, đến 40 tuổi P palustris lại có kích thước lớn (dẫn từ Lê Đình Khả, 1999) Cùng với phát triển mạnh mẽ kỹ thuật nuôi cấy mô phân sinh giâm hom cho phép sử dụng ưu lai đời thứ trực tiếp vào sản xuất lai giống giống lai sử dụng rộng rãi lâm nghiệp Đến nay, download by : skknchat@gmail.com giống lai sử dụng chủ yếu lâm nghiệp phần lớn thuộc loài dễ nhân giống hom nuôi cấy mô phân sinh loài Dương (Populus sp.), Liễu (Salix sp) năm gần bạch đàn (Eucalyptus sp) keo (Acacia sp) (Hunziker, 1958, Schreiner, 1963, Zobel Talbert, 1984) Trong giống phải kể đến số giống tiếng giống Dương lai I - 214 Châu Âu (lai P.nigna với P deltoides Mỹ) (Zobel Talbert, 1984) giống bạch đàn lai E urophylla x E grandis Brazil (Davidson, 1998) Các nhân giống sinh dưỡng lấy từ lai chọn ban đầu gọi dòng vơ tính Để có giống lai tốt cần tiến hành khảo nghiệm so sánh dịng vơ tính với lồi bố mẹ, sau tiếp tục chọn lọc dịng lai tốt, có suất cao hình dáng thân đẹp làm nguồn giống để đưa vào sản xuất Do việc chọn tạo sử dụng giống lai lâm nghiệp có triển vọng Đối với nơng nghiệp ngắn ngày chọn tạo dịng trước lai giống chọn lọc lai nhiều hệ để tạo giống lai ổn định Tuy nhiên phương pháp lại khó áp dụng vào việc chọn tạo giống lai cho rừng Bởi muốn tạo dòng cho rừng phải hàng chục năm Trên thực tế người ta thường lai trực tiếp bố mẹ có gen dị hợp tử với Những bố mẹ có gen dị hợp tử khó tạo ưu lai Vì mà Wright (1976) cho khơng có đáng ngạc nhiên hàng trăm giống lai loài gỗ tạo ra, song số ứng dụng Nghiên cứu Golodriga (1960) lai giống nho (Vitis vinifera) thấy rằng, 79 tổ hợp lai với 2844 lai tạo 22 có triển vọng Cịn lai xa địa lý giống nho thuộc nhóm sinh thái địa lý khác 70 tổ hợp lai với 1820 lai có 46 có triển vọng (dẫn từ Lê Đình Khả 1999) download by : skknchat@gmail.com Lai giống đề tài nhiều người quan tâm nghiên cứu Piatnitsky (1960) cho rằng, lai giống tạo tổ hợp gen mới, Wagner (1969) nhấn mạnh rằng, lai giống làm giảm đa dạng di truyền lấp đầy kẽ hở biến dị Theo Zobel Talbert (1984) lai giống nhân tạo tạo giống lai mà tự nhiên khó tạo được, cịn Martin (1989) lại cho rằng, lai giống phương pháp có hiệu để loại trừ số gen gây chết Tuy nhiên, nhà nghiên cứu thừa nhận lai giống tạo giống có ưu lai lai giống (trong lồi) có vai trị quan trọng tiến hố lồi (Stockwell Righter, 1947; Righter, 1955; Duffield Snyder, 1958; Lotsy, 1916) {dẫn từ Kharana Khosla, 1998} Sau tạo giống lai có ưu lai phương thức để trì ưu lai đưa giống lai vào sản xuất phải nhân giống sinh dưỡng ni cấy mơ phân sinh giâm hom Đó nhân giống từ chồi non hom cành lai đời F1 Phương pháp dựa sở phân bào nguyên phân Đây dạng phân bào mà từ tế bào mẹ tạo thành hai tế bào có số lượng cấu trúc thể nhiễm sắc giữ nguyên tế bào mẹ ban đầu Nhân giống sinh dưỡng phương thức nhân giống tốt để truyền đạt vật chất di truyền hệ trước cho hệ sau Nhờ mà sinh từ nuôi cấy mô phân sinh hom giữ nguyên đặc tính mẹ lấy hom Vì vậy, nhân giống sinh dưỡng phương thức thích hợp để trì ưu lai tính chất khác lai đời F1 Nhân giống sinh dưỡng biện pháp trì kiểu gen mong muốn, giữ lại tối đa tăng thu di truyền (Zobel & Talbert, 1984) 1.2 Tình hình nghiên cứu lai tạo giống bạch đàn giới download by : skknchat@gmail.com 2.1 Nghiên cứu thời điểm tung hạt phấn thời điểm tiếp nhận hạt phấn nhụy Hạt phấn tung từ bao phấn q trình hồn thành sau ngày bạch đàn E urophylla, ngày E deglupta, E grandis, E regnans Ở loài bạch đàn đến ngày thứ có lượng nhỏ hạt phấn dính bao phấn hạt phấn thường chết Thời điểm thu hạt phấn tốt trước ngày hoa nở (Eldridge tác giả khác, 1993) Theo Hodgson (1976) hạt phấn Bạch đàn grandis lưu lại đầu nhụy 1- ngày trước đầu nhụy có khả tiếp nhận hạt phấn, Griffin Hand (1976) cho hạt phấn rơi đầu nhụy ngày nở hoa chết trước đầu nhụy có khả tiếp nhận chúng Sở dĩ có tượng hoa nhị chín trước nhụy thời điểm nhụy hoa chưa thể tiết chất nhầy khơng thể giữ phấn hoa ngày nở hoa, hậu hạt phấn hoa chết sau 2-3 ngày, có khả xảy tự thụ phấn hoa Hơn nữa, việc tự thụ phấn giảm nhiều ống phấn khác thường sinh trưởng nhanh ống phấn vịi nhụy hội thụ phấn khác hoa hay khác thuận lợi nhiều (Griffin cộng sự, 1987; Sedgley Smith, 1989) Nghiên cứu Hodgson (1976) Griffin & Hand (1976) trình thụ tinh phát triển hạt cho thấy E grandis E regnans có tỉ lệ kết hạt cao thụ phấn vào ngày thứ đến ngày thứ sau hoa nở đầu nhuỵ phồng lên tiết chất nhầy (dính), cịn ngày tiếp sau giảm dần download by : skknchat@gmail.com Một nghiên cứu khác E woodwardii cho thấy khả tiếp nhận hạt phấn thích hợp ngày sau nở hoa (Sedgley cộng sự, 1989; Sedgley, 1989) Nghiên cứu Polunia (1959) Griffin cộng (1982) loài E cinerea, E macarthurii, E occidentalis cho thấy thời điểm đầu nhụy tiếp nhận hạt phấn tốt ngày sau nở hoa Hạt phấn nẩy mầm đầu nhụy xâm nhập vào noãn diễn q trình thụ tinh Bầu nhụy gồm nhiều nỗn, thơng thường vài nỗn kết hạt qua thụ phấn tự Mỗi nỗn cần có hạt phấn riêng biệt để thụ tinh Các hạt chứa có nguồn gốc mẹ lại có nhiều hạt phấn từ đực khác thụ tinh tạo thành hạt nang Nếu khác loài thụ tinh vào mẹ (trong mùa hoa) có nhiều hạt lai (Sedgley cộng 1989) Griffin cộng cho biết E grandis 1,48 nỗn có hạt tổng số 16,7 nỗn có khả sinh sản có nghĩa khoảng 9% số noãn kết hạt Theo nghiên cứu Hodgson (1976) thụ phấn có kiểm soát làm tăng khả kết hạt từ hạt/ thụ phấn tự lên 34 hạt /quả thụ phấn có kiểm sốt 2 Những nghiên cứu lai giống bạch đàn giới Lai giống để tạo giống lai có ưu lai hướng mà nhà chọn giống từ lâu quan tâm Năm 1963 Danks tạo tổ hợp lai E.grandis với E.tereticornis, E torelliana với E pellita E urophylla Philippin (Shelbourne Danks, 1963) Năm 1976 Pryor lai ba cho (E delgatensis x E bicostata) x E ficifolia không thành công Viện nghiên cứu lâm nghiệp Dehra Dun Ấn độ tạo giống bạch đàn lai ký hiệu F.R.I-4 F.R.I-5, có sức sinh trưởng nhanh có download by : skknchat@gmail.com 10 tính thích nghi rộng lồi thuần, tuổi lai có khối lượng thể tích gấp lần E.tereticornis tuổi Tổ hợp lai E tereticornis x E.grandis có khả sinh trưởng tốt đất khô nghèo dinh dưỡng mà E grandis lại sinh trưởng Chứng tỏ ưu lai thể mạnh nơi trồng khơng thuận lợi cho lồi (Jacobs, 1981; Eldridge, cộng sự, 1993) Nhận định phù hợp nghiên cứu Martin (1989) Tiếp theo loạt tổ hợp lai loài E alba, E camaldulensis, E microtheca, E terericornis, E polycarpa E torelliana tạo năm 1991 - 1999 Ở giai đoạn tháng tuổi số tổ hợp lai có ưu lai rõ so với bố mẹ (Paramathma, Surendran, 2000) Chương trình cải thiện giống bạch đàn dựa phép lai đôi lai ba thực Brazil Sinh trưởng tính theo thể tích tuổi cá thể lai ba [E urophylla x (E camaldulensis x E grandis] 0,331 m3/cây vượt lai tốt tổ hợp lai đôi (E grandis x E urophylla, E grandis x E camaldulensis, E urophylla x E camaldulensis) có trị số tương ứng 0,290 m3/cây, 0,253 m3/cây, 0,234 m3/cây cịn lồi E urophylla, E grandis với trị số tương ứng 0,229 m3/cây 0,247 m3/cây (Assis, 2000) Ở Zambia năm 1960 phát giống lai tự nhiên E tereticornis x E grandis E grandis x E tereticornis, giống lai tỏ có triển vọng, sức sinh trưởng tốt bố mẹ hình dáng đẹp E grandis, chịu khơ hạn E grandis lại E tereticornis Tính chất gỗ trung gian bố mẹ (Shelbourne Danks, 1963 FAO, 1979) Ở Congo thập niên 1960 phát giống bạch đàn lai tự nhiên E torelliana x E citriodora, E tereticornis x E.grandis, E.alba download by : skknchat@gmail.com ... lai bạch đàn vùng cao với bạch đàn vùng thấp? ?? cần thiết đáp ứng phần nhu cầu thực tiễn sản xuất Đối tượng nghiên cứu số giống bạch đàn vùng thấp Bạch đàn urô (Eucalyptus urophylla), Bạch đàn caman... cập tới vấn đề lai giống loài bạch đàn vùng thấp (Bạch đàn urô, Bạch đàn caman, Bạch đàn liễu), với bạch đàn vùng cao (E grandis, E saligna, E microcorys) nhằm chọn dịng lai có suất cao có tính... 2000) Nghiên cứu chọn giống lai giống bạch đàn Việt Nam Chọn giống bạch đàn năm 1930 nhà lâm nghiệp người Pháp người xây dựng khu khảo nghiệm loài Bạch đàn trắng (E tereticornis), Bạch đàn đỏ