Luận văn nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái học và nhân giống vô tính loài cây đẳng sâm bắc tại viện nghiên cứu và phát triển lâm nghiệp

i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC BẢNG .vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ vii MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài .2 Ý nghĩa đề tài Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Trên Thế giới 1.1.1 Phân loại thực vật 1.1.2 Đặc điểm hình thái 1.1.3 Đặc điểm phân bố 1.1.4 Công dụng Đẳng sâm 1.1.5 Các nghiên cứu Đẳng sâm 1.2 Ở Việt Nam .8 1.2.1 Phân loại thực vật 1.2.2 Đặc điểm hình thái 1.2.3 Đặc điểm phân bố 1.2.4 Công dụng Đẳng sâm 1.2.5 Các nghiên cứu Đẳng sâm 11 1.3 Tổng quan khu vực nghiên cứu 16 1.3.1 Điều kiện tự nhiên huyện Vị Xuyên 16 1.3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội huyện Vị Xuyên 17 1.3.3 Tổng quan Viện Nghiên cứu phát triển Lâm nghiệp 19 ii Chương ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 21 2.2 Nội dung nghiên cứu 21 2.3 Phương pháp nghiên cứu 21 2.3.1 Cách tiếp cận: Để nghiên cứu đặc điểm nông sinh học sinh thái Đẳng sâm bắc, cách tiếp cận đề tài tổng hợp, đa ngành kế thừa kết nghiên cứu có 21 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu chung 22 2.3.3 Phương pháp nghiên cứu cụ thể 22 2.3.4 Phương pháp xử lý số liệu .27 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Đặc điểm nông sinh học loài Đẳng sâm bắc huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang .29 3.1.1 Đặc điểm thân Đẳng sâm bắc .29 3.1.2 Đặc điểm Đẳng sâm bắc 30 3.1.3 Đặc điểm hoa, Đẳng sâm bắc 31 3.2 Đặc điểm sinh thái học loài Đẳng sâm bắc 32 3.2.1 Tổ thành tầng gỗ nơi Đẳng sâm bắc phân bố 32 3.2.2 Đặc điểm tái sinh Đẳng sâm bắc 33 3.2.3 Độ tàn che OTC nơi Đẳng sâm bắc phân bố 34 3.2.4 Đặc điểm phẫu diện đất khu vực loài Đẳng sâm bắc phân bố .35 3.2.5 Đặc điểm phân bố Đẳng sâm bắc OTC 37 3.3 Kết lựa chọn mẹ loài Đẳng sâm bắc (Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf) để nhân giống phương pháp giâm hom .40 3.3.1 Xây dựng tiêu chí Đẳng sâm bắc 40 iii 3.3.2 Kết chọn lọc Đẳng sâm bắc vượt trội kích thước chiều cao trung bình 41 3.4 Kết giâm hom Đẳng sâm bắc 42 3.4.1 Ảnh hưởng loại hom đến khả nhân giống 42 3.4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng giá thể đến kết giâm hom Đẳng sâm bắc 48 3.4.3 Ảnh hưởng chất kích thích chế phẩm kết giâm hom Đẳng sâm bắc 53 3.4.4 Ảnh hưởng thời vụ đến kết giâm hom Đẳng sâm bắc 59 3.5 Đề xuất số giải pháp nhằm nâng cao hiệu cơng tác nhân giống vơ tính loài Đẳng sâm bắc phương pháp giâm hom .60 3.5.1 Giải pháp bảo tồn phát triển 60 3.5.2 Giải pháp nâng cao hiệu nhân giống Đẳng sâm bắc .61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Kết đo đường kính cổ rễ thân Đẳng sâm bắc 29 Bảng 3.2 Kết đo trung bình Đẳng sâm bắc 30 Bảng 3.3 Công thức tổ thành tầng gỗ lâm phần có Đẳng sâm bắc phân bố 32 Bảng 3.4 Tái sinh Đẳng sâm bắc tự nhiên .34 Bảng 3.5 Độ tàn che OTC nơi Đẳng sâm bắc phân bố 35 Bảng 3.6 Đặc điểm đất tán rừng tự nhiên nơi loài Đẳng sâm bắc phân bố Vị Xuyên 36 Bảng 3.7 Kết điều phân bố Đẳng sâm bắc theo OTC .37 Bảng 3.8 Tổng hợp kiểu trạng thái rừng/ sinh cảnh gặp tuyến điều tra .39 Bảng 3.9 Tiêu chuẩn Đẳng sâm bắc đầu dòng 40 Bảng 3.10 Kết tuyển chọn sơ Đẳng sâm bắc 41 Bảng 3.11 Ảnh hưởng loại hom đến kết giâm hom Đẳng sâm bắc 43 Bảng 3.12 Ảnh hưởng giá thể đến kết giâm hom Đẳng sâm bắc 48 Bảng 3.14 Ảnh hưởng chất kích thích đến kết giâm hom Đẳng sâm bắc 54 Bảng 3.15 Ảnh hưởng thời vụ đến kết nhân giống Đẳng sâm bắc 59 v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ Hình 3.1 Đường kính cổ rễ Đẳng sâm bắc 30 Hình 3.2: Đo kích thước Đẳng sâm bắc 31 Hình 3.3 Hoa, Quả Đẳng sâm bắc .31 Hình 3.4 Biểu đồ cấu trúc tổ thành lồi rừng nơi phân bố Đẳng sâm bắc Vị Xuyên, Hà Giang .33 Hình 3.5 Biểu đồ so sánh phân bố số Đẳng sâm theo vị trí 38 Hình 3.6 Kết đặc điểm phân bố Đẳng sâm bắc .39 Hình 3.7 Cây Đẳng sâm bắc lựa chọn sơ 40 Hình 3.8 Biểu đồ so sánh Đẳng sâm bắc trội huyện Hà Giang .42 Hình 3.9 Biểu đồ biểu diễn tỷ lệ hom sống theo thời gian .43 Hình 3.10 Biểu đồ biểu diễn tỷ lệ % số hom rễ theo thời gian 44 Hình 3.11 Biểu đồ biểu diễn số rễ trung bình/hom 45 Hình 3.12 Biểu đồ biểu diễn chiều dài rễ trung bình/hom 46 Hình 3.13 Biểu đồ biểu diễn số rễ theo thời gian .47 Hình 3.14 Biểu đồ biểu diễn tỷ lệ hom sống 49 Hình 3.15 Biểu đồ tỷ lệ hom rễ giá thể khác .50 Hình 3.16 Biểu đồ biểu diễn số rễ trung bình/hom CT thí nghiệm 51 Hình 3.17 Biểu đồ biểu diễn chiều dài rễ trung bình/hom 52 Hình 3.18 Biểu đồ biểu diễn số rễ 53 Hình 3.19 Biểu đồ tỷ lệ hom sống tỷ lệ hom rễ 55 Hình 3.20 Biểu đồ số rễ trung bình/hom 56 Hình 3.21 Biểu đồ chiều dài rễ trung bình/hom 57 Hình 3.22 Biểu đồ biểu diễn số rễ 58 Hình 3.23 Biểu đồ biểu diễn tỷ lệ hom sống tỷ lệ hom rễ 59 Hình 3.24 Biểu đồ biểu diễn số ngày trung bình bật chồi 60 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Phát triển dược liệu trở thành mục tiêu chiến lược Đảng Nhà nước ta, cụ thể hóa văn định như: Quyết định số 1976/QĐ-TTg ngày 30/10/2013 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt qui hoạch tổng thể phát triển dược liệu đến năm 2020 định hướng đến năm 20301; Quyết định số 45/QĐ-TTg ngày 08/04/2014 Thủ tướng Chính phủ quy hoạch tổng thể bảo tồn đa dạng sinh học nước đến năm 2020 định hướng đến năm 20302; Thông báo số 164/TB-VPCP ngày 16/06/2010 Văn phịng Chính phủ thơng báo ý kiến kết luận Phó Thủ tướng Nguyễn Thiện Nhân Hội nghị phát triển dược liệu sản phẩm thuốc quốc gia năm 2010 Một vấn đề quan trọng dược liệu sản xuất nước phần lớn chưa tuân thủ quy trình sản xuất dược liệu theo tiêu chí GACPWHO Năm 2009, Bộ Y tế có thơng tư hướng dẫn sản xuất dược liệu theo tiêu chí GACP-WHO, song số lồi dược liệu trồng theo quy trình hướng dẫn GACP-WHO nước chưa nhiều, tập trung vào số lồi như: Đinh lăng, Dây thìa canh, Diệp hạ châu, Rau đắng đất, Chè dây, v.v Do đó, chưa đáp ứng chất lượng số lượng dược liệu phục vụ sản xuất nước tiến tới xuất Đẳng sâm bắc có tên khoa học Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf., thuộc họ Hoa chuông Campanulaceae Là thảo sống nhiều năm, thân leo, dài 2-3m, phân nhánh nhiều Tồn có nhựa mủ màu trắng Rễ củ hình trụ dài, phân nhánh, nạc, màu vàng nhạt Tại Việt Nam, Đẳng sâm bắc có phân bố tự nhiên số tỉnh như: Lai Châu (Sìn Hồ, Phong Thổ), Điện Quyết định số 1976/QĐ-TTg ngày 30/10/2013 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt qui hoạch tổng thể phát triển dược liệu đến năm 2020 định hướng đến năm 2030 Quyết định số 45/QĐ-TTg ngày 08/04/2014 Thủ tướng Chính phủ quy hoạch tổng thể bảo tồn đa dạng sinh học nước đến năm 2020 định hướng đến năm 2030 Biên (Tủa Chùa), Lào Cai (Sapa, Bát Xát, Than Uyên), Sơn La (Mộc Châu, Mường La), Yên Bái (Mù Cang Chải), Hà Giang (Quản Bạ, Đồng Văn, Mèo Vạc, Yên Minh), Cao Bằng (Trùng Khánh, Trà Lĩnh), Bắc Kạn (Bạch Thông), Thái Nguyên (Tam Đảo), Trên giới, Đẳng sâm có phân bố số quốc gia như: Ấn Độ, Trung Quốc, Mianma, Lào, Thái Lan, Inđônêxia Tại huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang, Đẳng sâm bắc có phân bố tự nhiên trạng thái rừng tự nhiên, song người dân khai thác cách tự phát nhiều năm, nên số lượng mọc tự nhiên giảm Mặt khác theo chiến lược quy hoạch phát triển dược liệu tỉnh Hà Giang giai đoạn 2020-2030, huyện Vị Xuyên khu vực ưu tiên phát triển dược liệu có Đẳng sâm bắc Như vậy, từ thực trạng cho thấy tiềm phát triển Đẳng sâm bắc huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang lớn, đồng thời yếu tố điều kiện tự nhiên (địa hình, thổ nhưỡng, khí hậu, ) xã hội phụ hợp cho phát triển dược liệu Đẳng sâm trở thành mũi nhọn, trồng với diện tích lớn tạo thành vùng sản xuất nguyên liệu tập trung, phục vụ cho sản xuất sản phẩm từ loài tương lai đáp ứng nhu cầu thị trường tỉnh Vì vậy, đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái học nhân giống vơ tính lồi Đẳng sâm bắc (Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf.) Viện nghiên cứu phát triển lâm nghiệp, trường Đại học Nông Lâm” thực nhiệm vụ cần thiết nhằm phát triển bền vững lợi ích kinh tế bảo vệ môi trường sinh thái Mục tiêu đề tài - Đánh giá thực trạng phân bố, sinh thái tái sinh tự nhiên Đẳng sâm bắc địa bàn huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang - Đánh giá ảnh hưởng kỹ thuật nhân giống đến tỷ lệ sống, sinh trưởng Đẳng sâm Bắc (Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf.) trường Đại học nông lâm Thái Nguyên - Đề xuất số giải pháp nhằm bảo tồn, phát triển hiệu cơng tác nhân giống lồi Đẳng sâm Bắc phương pháp vơ tính Ý nghĩa đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học Kết nghiên cứu đề tài sở khoa học để sản xuất phát triển trồng Đẳng sâm bắc đạt hiệu cao nhất, đồng thời góp bảo tồn nguồn gen đa dạng sinh vật học địa phương Kết nghiên cứu đề tài bổ xung thêm tài liệu cho công tác nghiên cứu khoa học, tài liệu tham khảo Đẳng sâm 3.2 Ý nghĩa thực tiễn - Về kinh tế: Nhu cầu sử dụng loại thảo dược để chữa bệnh, nâng cao sức khỏe ngày tăng Quỹ đất trồng nguồn lao động miền núi lớn, hội để người dân miền núi sản xuất Đẳng sâm theo hướng hàng hóa, cải thiện phát triển kinh tế hộ gia đình - Về xã hội: Từ kết nghiên cứu đề tài góp phần sản xuất Đẳng sâm chất lượng tốt đáp ứng nhu cầu làm dược liệu mà thực tiễn đặt - Về môi trường: Sử dụng hợp lý nguồn đầu vào nhằm giảm thiểu đến môi trường sinh thái sản xuất Đẳng sâm Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Trên Thế giới 1.1.1 Phân loại thực vật Theo hệ thống thực vật, Đẳng sâm phân loại sau: Giới (regnum): Plantae Lớp (Class): Magnoliopsida Bộ (ordo): Campanulales Họ (Family): Campanulaceae Chi (genus): Codonopsis Loài (species): Codonopsis javanica (Blume) Đẳng sâm bắc có tên khoa học Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf.), loài sống lâu năm, mọc xung quanh bờ suối hay cánh rừng thưa bóng to Loài dạng bụi rậm rạp, có xu hướng leo thân quấn, với hình tim, hoa hình chng màu lục với đầu cánh hoa gân màu tía nhạt hay vàng Lồi cao tới 2,4-3m (8-10 ft) rễ dài 10-45cm, dày 1-3cm Loài Codonopsis pilosula có gần Đẳng sâm Nam Việt Nam, mép nguyên, hoa vậy, bầu có ngăn (Shanga Xiaofei cộng sự, 2011) 1.1.2 Đặc điểm hình thái Đẳng sâm lồi dạng bụi rậm rạp, có xu hướng leo thân quấn, với hình tim, hoa hình chuông màu lục với đầu cánh hoa gân màu tía nhạt Lồi cao tới 2,4-3m rễ dài 10-45 cm, dày 1-3cm Quả nang có cạnh, chín màu tím mang đài hoa tồn Hạt tròn nhỏ, màu nâu (Jiang Xiang Hui cộng sự, 2012) 1.1.3 Đặc điểm phân bố Đẳng sâm phân bố tự nhiên chủ yếu tập trung nước Châu Á tập trung nhiều Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Thái Lan, Việt Nam Cây có nguồn gốc khu vực Đơng Bắc châu Á bán đảo Triều Tiên, phân bố nhiều Trung Quốc, Đẳng sâm phần lớn cịn mọc hoang dại nơi sản xuất tỉnh Tứ Xuyên, Cam Túc, Sơn Tây, Vân Nam, Thiểm Tây, Cát Lâm, Hắc Long Giang, Hồ bắc, Quý Châu, Hà Nam, Ninh Hạ, Thanh Hải, Liêu Ninh (Shanga Xiaofei cộng sự, 2011) Đẳng sâm bắc thích nghi vùng có khí hậu mát mẻ quanh năm, thường ven rừng thứ sinh, savan cỏ độ cao 900-2.200m Nhiệt độ thích hợp 18-25oC Lượng mưa trung bình 1.500mm Đất trồng thích hợp nơi cao ráo, xốp, nước, nhiều mùn, giàu chất dinh dưỡng Các triền đồi thoai thoải, ruộng bậc thang hay chân ruộng cao thích hợp Đẳng sâm trồng vụ vào xuân hè (tháng 2-4) thu đông (tháng 9-10) 1.1.4 Công dụng Đẳng sâm Rễ Đẳng sâm bắc sử dụng y học cổ truyền Trung Hoa để hạ huyết áp, tăng hồng cầu bạch cầu, điều trị chứng biếng ăn tì vị hư nhược, khí huyết thiếu, tăng cường hệ miễn dịch tăng lực Theo Chen K N (2014), Đẳng sâm sử dụng làm thuốc y học cổ truyền Trung Quốc từ thời cổ đại Trong nghiên cứu đánh giá tác dụng hạ insulin huyết chống oxy hóa cao chiết Đẳng sâm mơ hình động vật kháng insulin (IR) gây chế độ ăn bổ sung fructose lâu dài Chuột cống trắng chủng SpragueDawley, 24 tuần tuổi chia ngẫu nhiên thành nhóm, bao gồm nhóm chứng sinh lý (chuột ăn chế độ bản); nhóm chứng bệnh lý (chế độ ăn bổ sung fructose 10 %, w/v) nhóm chuột ăn chế độ bổ sung fructose sau điều trị cao chiết Đẳng sâm (Fru + Cod) Sau tuần chuột ăn chế độ bổ sung fructose, mức độ insulin huyết (2,6 ± 0,45 μg/lít) diện tích insulin đường cong tăng nhanh, đạt ý nghĩa thống kê (P