Đề tài : Khai thác và phát triển nguồn gen cây nguyên liệu giấy

Bộ công thơng Viện nghiên cứu cây nguyên liệu giấy báo cáo tổng kết đề tài kh&cn cấp bộ khai thác và phát triển nguồn gen cây nguyên liệu giấy chủ nhiệm đề tài: nguyễn đức thế 7111 17/02/2008 Phú thọ - 2008 BỘ CÔNG THƢƠNG TỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM VIỆN NGHIÊN CỨU CÂY NGUYÊN LIỆU GIẤY BÁO CÁO KẾT QUẢ NHIỆM VỤ CẤP BỘ NĂM 2008 Tên nhiệm vụ: KHAI THÁC VÀ PHÁT TRIỂN NGUỒN GEN CÂY NGUYÊN LIỆU GIẤY Cơ quan chủ quản: BỘ CÔNG THƢƠNG Cơ quan chủ trì: VIỆN N.C CÂY NGUYÊN LIỆU GIẤY Chủ nhiệm: Th.S Nguyễn Đức Thế Phú Thọ, 2008 i MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH v PHẦN 1. TỔNG QUAN 1 1.1. Cơ sở pháp lý của nhiệm vụ 1 1.2. Tính cấp thiết 2 1.3. Mục tiêu nhiệm vụ 4 1.4. Địa điểm, đối tƣợng và nội dung công việc 4 1.4.1. Địa điểm thực hiện 4 1.4.2. Đối tƣợng khai thác và phát triển 5 1.4.3. Nội dung nhiệm vụ 6 1.5. Tổng quan nhiệm vụ 7 1.5.1. Trên thế giới 7 1.5.2. Ở Việt Nam 17 PHẦN 2. THỰC NGHIỆM 23 2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu 23 2.1.1. Phƣơng pháp khai thác nguồn gen 23 2.1.1.1. Khai thác hom giống Bạch đàn và Keo tai tƣợng 23 2.1.1.2. Khai thác hạt giống Keo tai tƣợng 24 2.1.2. Phƣơ 24 2.1.2.1. Phát triển cây giống Keo tai tƣợng 24 2.1.2.2. Phát triển cây giống Bạch đàn 27 2.1.3. Phƣơng pháp đánh giá hiệu quả rừng trồng giống mới 28 ii 2.1.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ảnh hƣởng của chiều cao tạo tán 30 2.1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn đất mùn 30 2.1.6. Phƣơng pháp nghiên cứu đa dạng hình thái lá Bạch đàn 32 2.2. Kết quả và thảo luận 33 2.2.1. Chọn lọc nguồn gen 33 2.2.2. Khai thác nguồn gen 35 2.2.3. Phát triển nguồn gen 37 2.2.4. Khảo nghiệm đánh giá rừng trồng giống mới 40 2.2.4.1. Địa điểm và quy mô khảo nghiệm 40 2.2.4.2. Đánh giá giống năm thứ nhất 41 2.2.5. Nghiên cứu hỗ trợ kỹ thuật khai thác phát triển nguồn gen 45 2.2.5.1. Nghiên cứu ảnh hƣởng của chiều cao tạo tán đến sản lƣợng hom Keo tai tƣợng 45 2.2.5.2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của một số nhân tố môi trƣờng đến sinh trƣởng và phát triển cây hom Keo tai tƣợng: Nghiên cứu ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn mùn - đất 49 2.2.6. Nghiên cứu đa dạng hình thái lá Bạch đàn 53 PHẦN 3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 3.1. Kết luận 56 3.2. Kiến nghị 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 Phụ lục 1. Sơ đồ rừng trồng khảo nghiệm giống 61 Phụ lục 2. Danh mục nguồn gen chọn lọc năm 2008 63 iii Phụ lục 3. Danh mục vật liệu giống khai thác năm 2008 64 Phụ lục 4. Các bảng phân tích thống kê 65 Phụ lục 5. Các văn bản pháp lý 69 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Tiêu chuẩn chọn lọc nguồn gen 6 Bảng 2. Danh sách giống trồng rừng khảo nghiệm 28 Bảng 3. Các công thức phối trộn mùn đất giâm hom Keo tai tƣợng 30 Bảng 4. Sản phẩm phát triển nguồn gen cây nguyên liệu giấy năm 2008 38 Bảng 5. Sinh trƣởng chiều cao, đƣờng kính gốc và đƣờng kính tán lá của hậu thế cây trội Keo tai tƣợng tại Bắc Quang - Hà Giang (6 tháng tuổi) 41 Bảng 6. Tỷ lệ cây sống của hậu thế cây trội Keo tai tƣợng tại Bắc Quang - Hà Giang (6 tháng tuổi) 44 Bảng 7. Tỷ lệ cây theo chất lƣợng sinh trƣởng của hậu thế cây trội Keo tai tƣợng tại Bắc Quang - Hà Giang (6 tháng tuổi) 45 Bảng 8. Số lƣợng chồi của cây mẹ Keo tai tƣợng 18 tháng tuổi ở các cỡ chiều cao tạo tán 20cm, 25cm và 30cm 46 Bảng 9. Tỷ lệ chồi phân theo 3 cấp chất lƣợng A, B, C của cây mẹ Keo tai tƣợng 18 tháng tuổi ở các cỡ chiều cao tạo tán 20cm, 25cm và 30cm 48 Bảng 10. Tỷ lệ hom Keo tai tƣợng ra rễ ở các công thức phối trộn mùn đất (hom cắm 45 ngày) 50 Bảng 11. Số lƣợng rễ, mắt rễ của hom Keo tai tƣợng (45 ngày) ở các công thức phối trộn mùn đất 50 Bảng 12. Chiều dài bộ rễ và rễ cây hom Keo tai tƣợng (45 ngày) ở các công thức phối trộn mùn đất 52 Bảng 13. Chiều dài, bề rộng, tỷ số dài/rộng của phiến lá và chiều dài cuống lá 4 dòng Bạch đàn trồng ở khu bảo tồn gen Tiên Kiên - Phú Thọ (tuổi 44 tháng) 53 v DANH MỤC HÌNH Hình 1. Cây trội Keo tai tƣợng chọn ở rừng giống Quốc gia Hàm Yên - Tuyên Quang 34 Hình 2. Cây mẹ đem trồng bổ sung nguồn gen Vƣờn vật liệu giống. Bạch đàn (trái) và Keo tai tƣợng (phải) 36 Hình 3. Ken vỏ tạo chồi trên cây mẹ Bạch đàn urophylla để dẫn giống về Vƣờn vật liệu 36 Hình 4. Cắt chồi tạo hom giống Bạch đàn 37 Hình 5. Cây hom Keo tai tƣợng dòng AH.07.09 giâm ở giá thể cát chuyển sang nuôi dƣỡng ở bầu đất lớn hơn 39 Hình 6. Cắt chồi tạo hom Keo tai tƣợng dòng AH.07.08 và AH.07.11 39 Hình 7. Bản đồ khu trồng rừng khảo nghiệm hậu thế 5 cây trội Keo tai tƣợng 40 Hình 8. Gốc cây con gia đình Keo tai tƣợng AH.07.10 (6 tháng tuổi, D max =3cm) 42 Hình 9. Cây con của gia đình Keo tai tƣợng AH.07.10; AH.07.03; AH.07.07 và AH.07.09 trồng ở Đội Sông Bạc Công ty Lâm nghiệp Cầu Ham - Hà Giang (6 tháng tuổi) 43 Hình 10. Chồi Keo tai tƣợng có giai đoạn lá thật (trái) và không qua giai đoạn lá không lá thật (phải) sau tạo tán 30 ngày (Cỡ chiều cao tạo tán 30cm) 48 Hình 11. Lá của 4 dòng Bạch đàn CT IV , PN14, PN3d và PN2 ở khu bảo tồn gen Tiên Kiên - Phú Thọ 55 1 PHẦN 1. TỔNG QUAN 1.1. Cơ sở pháp lý của nhiệm vụ Năm 2008 nhiệm vụ khoa học công nghệ: “Khai thác và phát triển nguồn gen cây nguyên liệu giấy” đƣợc triển khai thực hiện dựa trên các căn cứ pháp lý sau (chi tiết xem phụ lục 5): - Quyết định số 1999/QĐ-BTC ngày 03/12/2007 của Bộ trƣởng Bộ Công nghiệp về việc giao kế hoạch khoa học và công nghệ năm 2008 cho Viện Nghiên cứu Cây Nguyên liệu Giấy. - Hợp đồng Nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ số 03.08.QG/HĐ-KHCN ký ngày 28/01/2008 giữa Bộ Công thƣơng và Viện Nghiên cứu Cây Nguyên liệu Giấy. - Quyết định số 17/QĐ-KHTH ngày 28/01/2008 của Viện trƣởng Viện Nghiên cứu Cây Nguyên liệu Giấy về việc giao nhiệm vụ nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ. 2 1.2. Tính cấp thiết Trồng rừng sản xuất kinh doanh gỗ nguyễn liệu giấy trong những năm vừa qua đã vấp phải nhiều khó khăn. Thực tế cho thấy giống cây trồng là một trong những rào cản lớn nhất đối với những kế hoạch, dự án trồng rừng quy mô lớn. Rất nhiều nơi đã không thể trồng rừng thành công vì đã sử dụng cây giống đƣợc phát triển từ những nguồn gen kém chất lƣợng (Lê Đình Khả và Dƣơng Mộng Hùng, 2003). Trong khi đó, diện tích đất trồng rừng của các công ty lâm nghiệp liên tục giảm bởi các nguyên nhân nhƣ chuyển đổi mục đích sử dụng, lấn chiếm trái phép, tranh chấp đất đai (Tổng công ty Giấy Việt Nam, 2005). Vì vậy một trong những yêu cầu cấp thiết hiện nay đối với trồng rừng nguyên liệu giấy là tạo ra những rừng có hiệu quả sản xuất gỗ cao, chu kỳ kinh doanh ngắn và đồng thời phải đảm bảo đƣợc tính ổn định, bền vững, chống thoái hoá đất đai và đặc biệt phải đảm bảo đƣợc sự đa dạng sinh học. Để thoả mãn những yêu cầu nói trên, việc khai thác và phát triển nguồn gen của các giống đã đƣợc cải thiện di truyền (về năng suất và chất lƣợng rừng) luôn đƣợc coi là một trong những giải pháp quan trọng, góp phần đa dạng hoá tập đoàn giống (Đoàn Thị Thanh Nga, 2005; Đoàn Thị Thanh Nga, 2006; Đoàn Thị Thanh Nga, 2007). Trong những năm gần đây, nhiều giống cây trồng mới của Bạch đàn (Eucalyptus spp) và Keo (Acacia spp) đã đƣợc chọn lọc và lai tạo. Viện Nghiên cứu Cây Nguyên liệu Giấy đã chọn lọc đƣợc 15 dòng vô tính bạch đàn và keo lai, 2 xuất xứ Keo tai tƣợng (Acacia mangium Wild), 2 biến chủng Thông caribê đạt tiêu chuẩn giống Quốc gia và giống Tiến bộ kỹ thuật. 3 Giống mới chọn lọc có năng suất rừng trồng cao hơn giống chƣa cải thiện vài ba lần, có sức chống chịu với điều kiện bất lợi của môi trƣờng, có khả năng kháng nhiều loại sâu bệnh hại. Đặc biệt, trong điều kiện khảo nghiệm, có những giống mới sau trồng 54 tháng tuổi có thể tích thân cây vƣợt giống đại trà hơn 350% (65,3dm 3 /cây so với 14,4dm 3 /cây). Trong điều kiện trồng rừng nguyên liệu giấy hiện nay, đó là những nguồn gen quý hiếm, cần sớm đƣa vào phục vụ sản xuất (Huỳnh Đức Nhân, Nguyễn Quang Đức, 1992; Huỳnh Đức Nhân, Nguyễn Quang Đức, Nguyễn Sỹ Huống, Nguyễn Đức Thế, 2007). Mặc dù có nhiều giống mới chọn tạo, có triển vọng nâng cao năng suất rừng trồng, nhƣng cơ cấu cây nguyên liệu hiện nay chủ yếu vẫn là các dòng vô tính Bạch đàn PN2, PN14 và Keo lai BV10, BV32 (Tổng công ty Giấy Việt Nam, 2005). Phần lớn các nguồn gen quý hiếm của Bạch đàn và Keo tai tƣợng sau khi chọn lọc, lai tạo đƣợc vẫn chỉ đƣợc lƣu giữ thông qua hoạt động bảo tồn, chúng chƣa đƣợc sử dụng rộng rãi trong trồng rừng. Do số lƣợng giống trồng rừng còn quá ít đã góp phần hình thành nên những vùng rừng trồng nguyên liệu thuần loại rộng lớn. Điều này đã dẫn đến hình thành những điều kiện thuận lợi (nguồn thức ăn dồi dào) cho nguy cơ phát sinh sâu bệnh hại và đồng thời gây ra nguy cơ mất nguồn gen, mất đi những vốn biến dị di truyền có lợi. Một trong những khó khăn trong việc khai thác và phát triển các nguồn gen quý hiếm của Bạch đàn và Keo tai tƣợng là do vật liệu di truyền ban đầu (hạt, hom, mô) chƣa có nhiều, các kỹ thuật dẫn giống, nhân giống chƣa đƣợc hoàn thiện (Viện Nghiên cứu Cây Nguyên liệu Giấy, 2007). Vì những lý do trên, cần thiết phải thực hiện việc khai thác và phát triển nguồn gen cây nguyên liệu giấy. [...]... nhiệm vụ khai thác và phát triển nguồn gen đƣợc triển khai thực hiện ở 3 địa điểm sau: (1) Viện Nghiên cứu Cây Nguyên liệu Giấy: Giâm hom, gieo ƣơm tạo cây giống, xây dựng vƣờn vật liệu giống và các nghiên cứu ở vƣờn ƣơm đƣợc thực hiện tại Viện Nghiên cứu Cây Nguyên liệu Giấy, thuộc địa bàn xã Phù Ninh, huyện Phù Ninh, tỉnh Phú Thọ Vƣờn ƣơm của Viện đƣợc xây dựng hệ thống cung cấp nƣớc tƣới và các bể...1.3 Mục tiêu nhiệm vụ (1) Khai thác và phát triển đƣợc các nguồn gen cây nguyên liệu giấy chất lƣợng cao phục vụ nghiên cứu và sản xuất cây giống đáp ứng yêu cầu trồng rừng năng suất chất lƣợng cao; (2) Bổ sung các nguồn gen chất lƣợng cao vào tập đoàn giống cây nguyên liệu giấy; (3) Tăng cƣờng năng lực kỹ thuật sản xuất cây giống chất lƣợng cao 1.4 Địa điểm, đối tƣợng và nội dung công việc 1.4.1... hành các hoạt động để thu lấy những nguồn gen hữu ích có sẵn trong thiên nhiên Khai thác nguồn gen giống cây trồng bao gồm khai thác hạt giống và các vật liệu sinh dƣỡng nhƣ mô, tế bào, phôi, hom, cành, lá, rễ thu hái từ các bộ phận của cây Hoạt động khai thác nguồn gen cây trồng đã đƣợc con ngƣời thực hiện từ xa xƣa Thời kỳ đầu tập trung chủ yếu vào các giống cây lƣơng thực Ngày nay, để đảm bảo mở... nhiệm vụ khai thác và phát triển nguồn gen cây nguyên liệu giấy, năm 2007 đã chọn đƣợc 20 cây trội Keo tai tƣợng từ quần thể rừng giống Hàm Yên Các cây trội đƣợc đánh giá theo tiêu chuẩn chung đối với cây lấy gỗ, đƣờng kính vƣợt quần thể gốc từ 25% trở lên Các cây trội đƣợc đánh dấu ngoài thực địa và lập lý lịch theo dõi (Nguyễn Đức Thế, 2007) 19 - Thu hái và chế biến hạt giống: Thu hái hạt và chế biến... các nguồn gen chọn lọc đƣợc ; (2) Phát triển nguồn gen chất lƣợng cao vào sản xuất cây con; (3) Đánh giá hiệu quả rừng trồng bằng giống mới; (4) Nghiên cứu hỗ trợ khai thác và phát triển nguồn gen gồm: (4.1) Nghiên cứu ảnh hƣởng của một số nhân tố đến sản lƣợng hom Keo tai tƣợng; (4.2) Nghiên cứu ảnh hƣởng của một số nhân tố môi trƣờng đến sinh trƣởng và phát triển của cây hom Keo tai tƣợng; (4.3) Nghiên... gian trong năm tại vƣờn vật liệu của Viện Nghiên cứu Cây Nguyên liệu Giấy - Bao gồm các công việc: + Làm cỏ và vun đất: Mỗi tháng một lần nhổ sạch cỏ dại xung quanh gốc, sau đó vun đất tơi xốp vào gốc cây mẹ + Bón phân: Sau mỗi lần tạo tán cắt hom, cây mẹ đƣợc bón thúc thêm 3g phân NPK, phân đƣợc hòa tan và tƣới đều xung quanh gốc + Tƣới nƣớc: Những ngày nắng nóng, mỗi cây mẹ đƣợc tƣới nƣớc 1 lần với... tạo cây trồng rừng lại là một giải pháp hết sức quan trọng Thông qua sinh sản hữu tính, nhờ có sự tái tổ hợp của các kiểu gen khác nhau giữa bố và mẹ mà mỗi cây con (đƣợc phát triển từ hạt) chứa đựng những tiềm năng di truyền rất khác nhau, làm cơ sở phát sinh (xuất hiện) các biến dị di truyền mới cho chọn lọc Cũng giống nhƣ các loài cây rừng khác, trƣớc đây việc khai thác và phát triển nguồn gen các... loại phân bón cho cây mẹ Trong trƣờng hợp không làm đƣợc, nên bón bằng phân NPK 1 5:1 5:1 5 cho Bạch đàn Hệ thống tƣới nƣớc ở vƣờn giống Bạch đàn nên lắp đặt sẵn Mùa khô có thể 2 ngày tƣới một lần, mỗi lần 30 phút (cho vƣờn 960 m2) Phát triển nguồn gen là tiến hành các hoạt động nhằm biến đổi nguồn gen từ ít thành nhiều, từ dạng này sang dạng khác Phát triển nguồn gen với những vật liệu giống ở các dạng... Oliver River (Qld) và Abergowie (Qld) đƣợc xác định là 3 xuất xứ có nhiều triển vọng nhất (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2003) Nhìn chung, hoạt động nghiên cứu cải thiện nguồn gen Bạch đàn và Keo tai tƣợng trên thế giới đã cơ bản thực hiện xong giai đoạn khảo nghiệm loài và xuất xứ, một số nƣớc đang triển khai giai đoạn chọn lọc cây trội, khảo nghiệm dòng vô tính và lai tạo giống mới Khai thác nguồn gen là tiến hành... với liều lƣợng khoảng 0,5 lít /cây + Tạo tán: Dùng kéo sắc cắt bỏ các cành già, cắt sát gốc cành Trên các cành nuôi cây để lại các lá trƣởng thành và lá non + Phòng trừ sâu bệnh: Trong quá trình chăm sóc và sử dụng vƣờn cấp dòng Bạch đàn và Keo tai tƣợng, một vài cây mẹ đã bị sâu róm ăn lá, bệnh phấn trắng và gây u bƣớu ở thân cây làm giảm khả năng sinh trƣởng và phát triển Thuốc Vibenc (một dạng thuốc . Cây Nguyên liệu Giấy, 2007). Vì những lý do trên, cần thiết phải thực hiện việc khai thác và phát triển nguồn gen cây nguyên liệu giấy. 4 1.3. Mục tiêu nhiệm vụ (1) Khai thác và phát triển. THƢƠNG TỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM VIỆN NGHIÊN CỨU CÂY NGUYÊN LIỆU GIẤY BÁO CÁO KẾT QUẢ NHIỆM VỤ CẤP BỘ NĂM 2008 Tên nhiệm vụ: KHAI THÁC VÀ PHÁT TRIỂN NGUỒN GEN CÂY NGUYÊN LIỆU GIẤY Cơ quan chủ. Bộ công thơng Viện nghiên cứu cây nguyên liệu giấy báo cáo tổng kết đề tài kh&cn cấp bộ khai thác và phát triển nguồn gen cây nguyên liệu giấy chủ nhiệm đề tài: nguyễn