nghiên cứu một số đặc điểm sinh học kỹ thuật nhân giống và trồng xoay dialium cochinchiensis pierre tại gia lai

Các nghiên cứu về đặc điểm sinh học, kỹ thuật nhân giống và trồng cây Xoay còn khá hạn chế.. Từ những thực tiễn trên đề tài "Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, kỹ thuật nhân giống và t

LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

Hướng dẫn 1: PGS.TS NGUYỄN HỒNG HẢI Hướng dẫn 2: TS PHÍ ĐĂNG SƠN

HÀ NỘI, 2024

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được bảo vệ ở bất kỳ học vị nào Trong công trình này có sử dụng một phần kết quả của nhiệm vụ khoa học cấp Nhà nước: Nghiên cứu khai thác và phát triển nguồn

gen cây Xoay (Dialium cochinchinnensis Pierre) ở Tây Nguyên, mã số NVGQ –

2017/17 do TS Ngô Văn Cầm làm chủ nhiệm, NCS là thành viên chính Việc tham khảo về các lĩnh vực liên quan khác đều được chú thích rõ ràng khi sử dụng trong luận án

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng 4 năm 2024

Tác giả luận án

Phạm Tiến Bằng

LỜI CẢM ƠN

Luận án này được hoàn thành theo chương trình đào tạo tiến sĩ khóa 2017 tại trường Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam Trong quá trình thực hiện luận án, tôi đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện của Trường Đại học Lâm nghiệp, Trung tâm Lâm nghiệp Nhiệt đới, Viện Khoa học Nam Trung Bộ và Tây Nguyên, Viện Nghiên cứu Lâm sinh, Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ sinh học Lâm nghiệp, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Chi cục Kiểm lâm tỉnh Gia Lai, Trung tâm Khuyến nông tỉnh Gia Lai, Sở Nông nghiệp và PTNT tỉnh Gia Lai, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Gia Lai, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Gia Lai, Trung tâm Khí tượng thủy văn khu vực Tây Nguyên, các Ban quản lý rừng phòng hộ, Ban quản lý Vườn quốc gia Kon Ka Kinh, Ban quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Kon Chư Răng, các Công ty TNHH MTV lâm nghiệp trên địa bàn tỉnh Gia Lai và các nhà khoa học Tôi xin chân thành cảm ơn các đơn vị, cá nhân và nhà khoa học đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, cung cấp tài liệu và cử cán bộ hỗ trợ, giúp đỡ tôi thực hiện đề tài

Xin cảm ơn TS Ngô Văn Cầm, chủ nhiệm đề tài NVQG – 2017/17 đã cho phép tôi tham gia thực hiện các thí nghiệm và sử dụng số liệu, bài viết có liên quan của đề tài để phục vụ cho luận án này

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy hướng dẫn khoa học là PGS.TS Nguyễn Hồng Hải và TS Phí Đăng Sơn, đã dành nhiều thời gian và công sức giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này

Để luận án này hoàn thành tôi cũng nhận được sự động viên, giúp đỡ nhiều mặt của các đồng nghiệp, cộng sự, bạn bè và người thân trong gia đình

Xin được gửi lời tri ân và lời cảm ơn sâu sắc tới những sự giúp đỡ quý báu này

Hà Nội, ngày tháng 4 năm 2024

Nghiên cứu sinh

Phạm Tiến Bằng

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II MỤC LỤC III DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT V DANH MỤC CÁC BẢNG V DANH MỤC HÌNH ẢNH VII

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ……… …….ix

MỞ ĐẦU 1

1 Sự cần thiết thực hiện đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

4 Những đóng góp mới của đề tài 3

5 Đối tượng và giới hạn nghiên cứu 3

5.1 Đối tượng nghiên cứu 3

5.2 Giới hạn nghiên cứu 3

6 Bố cục của luận án 4

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

1.1 Thông tin chung về loài Xoay 5

1.2 Những nghiên cứu ở nước ngoài 8

1.2.1 Nghiên cứu về đặc điểm sinh học 8

1.2.2 Nghiên cứu về kỹ thuật nhân giống 12

1.2.3 Nghiên cứu về kỹ thuật trồng 15

1.3 Những nghiên cứu về cây Xoay ở Việt Nam 15

1.3.1 Nghiên cứu đặc điểm sinh học 15

1.3.2 Nghiên cứu kỹ thuật chọn giống và nhân giống 18

2.3.3 Nghiên cứu kỹ thuật trồng 20

1.4 Nhận xét, đánh giá chung 22

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Nội dung nghiên cứu 24

2.1.1 Nghiên cứu đặc điểm sinh học Xoay 24

2.1.2 Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống Xoay 24

2.1.3 Nghiên cứu kỹ thuật trồng Xoay 24

2.1.4 Đề xuất biện pháp kỹ thuật trồng Xoay tại Gia Lai 24

2.2 Phương pháp nghiên cứu 24

2.2.1 Quan điểm, phương pháp tiếp cận 24

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu chung 26

2.2.3 Phương pháp nghiên cứu cụ thể 27

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 52

3.1 Đặc điểm sinh học của loài Xoay 52

3.1.1 Đặc điểm phân bố, sinh thái loài Xoay 52

3.1.2 Đặc điểm hình thái Xoay 69

3.1.3 Đặc điểm vật hậu Xoay 76

3.1.4 Đặc điểm giải phẫu, sinh lý Xoay 79

3.1.5 Đặc điểm đa dạng di truyền loài Xoay tại Gia Lai 87

3.1.6 Đặc điểm cấu trúc lâm phần có Xoay phân bố 91

3.1.7 Đặc điểm tái sinh tự nhiên của Xoay 101

3.2 Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống Xoay 107

3.2.1 Kỹ thuật nhân giống Xoay từ hạt 107

3.2.2 Kỹ thuật nhân giống Xoay bằng phương pháp giâm hom 115

3.3 Nghiên cứu kỹ thuật trồng Xoay 121

3.3.1 Tiêu chuẩn cây giống Xoay xuất vườn 121

3.3.2 Phương thức trồng Xoay 125

3.4 Đề xuất biện pháp kỹ thuật gây trồng Xoay tại Gia Lai 129

3.4.1 Điều kiện gây trồng Xoay 130

3.4.2 Kỹ thuật tạo giống Xoay 131

3.4.3 Kỹ thuật trồng Xoay 132

KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 133

MỘT SỐ CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN 136 TÀI LIỆU THAM KHẢO 137 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ADN Acid deoxyribo nucleic

AMOVA

Analysis of Molecular Variance (Phân tích phương sai phân tử - một phương pháp để phát hiện sự phân hóa bằng cách sử dụng các chỉ thị phân tử)

ANOVA Analysis of Variance - phân tích phương sai

AOAC Association of Official Analytical Chemists – Hiệp hội các nhà phân tích hóa học

AYN Ký hiệu mẫu đất thu thập tại Ayun (Mang Yang) CDR Ký hiệu mẫu đất thu thập tại Chư Drăng (Krông Pa) CTAB Cetryl Ammonium Bromide

CTTN Công thức thí nghiệm

DTJ Ký hiệu mẫu đất thu thập tại Đăk Tơ Ja (Mang Yang) Fa Ký hiệu loại đất vàng đỏ trên đá granit, riolit

Fk Ký hiệu loại đất nâu đỏ trên đá bazan

Ha Ký hiệu loại đất mùn đỏ vàng trên đá macma acid HIL Trạng thái rừng sau khai thác cường độ cao Hk Ký hiệu loại đất mùn nâu đỏ trên đá macma acid HRA Ký hiệu mẫu đất thu thập tại Hà Ra (Mang Yang) IAO Ký hiệu mẫu đất thu thập tại Ia O (Ia Grai)

IAT Ký hiệu mẫu đất thu thập tại Ia Rtô (Ia Grai)

KCR Ký hiệu mẫu đất thu thập tại Kon Chư Răng (Kbang) KHN Ký hiệu mẫu đất thu thập tại Kon Hà Nừng (Kbang) LRNRL Kiểu rừng lá rộng nửa rụng lá

LRTX Kiểu rừng lá rộng thường xanh

MAE Mean absolute error – Sai số tuyệt đối trung bình

MAPE Mean absolute percent error – Phần trăm sai số tuyệt đối trung bình

MIL Trạng thái rừng sau khai thác cường độ trung bình MLA Ký hiệu mẫu đất thu thập tại Ia Mlá (Krông Pa) MTV Một thành viên

Na Number of Observed Alleles (số lượng alen quan sát được ) Ne Number of Effective Alleles (số lượng các alen có hiệu lực) NRLB Rừng nửa rụng lá, trạng thái trung bình

NRLG Rừng nửa rụng lá, trạng thái giầu NRLN Rừng nửa rụng lá, trạng thái nghèo ODB Ô dạng bản

OTC Ô tiêu chuẩn

PCoA Principal coordinate analysis (Phân tích tọa độ chính) PTN.HD Tiêu chuẩn hướng dẫn phòng thí nghiệm

TLA Ký hiệu mẫu đất thu thập tại Trạm Lập (Kbang, Gia Lai) TNHH Công ty trách nhiệm hữu hạn

TVKH Tiểu vùng khí hậu

TXB Rừng thường xanh, trạng thái trung bình TXG Rừng thường xanh, trạng thái giầu TXN Rừng thường xanh, trạng thái nghèo TXP Rừng thường xanh, trạng thái phục hồi UBND Ủy ban nhân dân

UPGMA

Phương pháp nhóm cặp không trọng số với giá trị trung bình số

học (Unweighted Pair Group Method using arithmetic

Averages) - là một trong những phương pháp khoảng cách để xây

dựng cây phát sinh chủng loại

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Bảng tên mồi và trình tự mồi nhân bản 35

Bảng 2.2: Đặc điểm điều kiện lập địa nơi trồng thí nghiệm Xoay tại Gai Lai 43

Bảng 3.1: Đặc điểm đất đai nơi có loài Xoay phân bố 57

Bảng 3.2: Đánh giá tính chất đất rừng nơi có loài Xoay phân bố 59

Bảng 3.3: Bảng tổng hợp ảnh hưởng các nhân tố sinh thái đến mật độ Xoay 61

Bảng 3.4: Mã hóa các nhân tố sinh thái theo chiều tăng dần của mật độ Xoay 62

Bảng 3.5: Kết quả lựa chọn mô hình quan hệ cấp mật độ Xoay (N) với các nhân tố sinh thái theo các dạng tổ hợp biến và trọng số 63

Bảng 3.6: Biểu tra cấp mật độ Xoay theo 4 nhân tố sinh thái 66

Bảng 3.7: Biểu tra mật độ Xoay theo 4 nhân tố sinh thái 67

Bảng 3.8: Đặc điểm hình thái lá Xoay tại các TVKH 72

Bảng 3.9: Đặc điểm kích thước quả Xoay theo TVKH 74

Bảng 3.10: Phổ hiện tượng sinh học của Xoay ở các TVKH thuộc tỉnh Gia Lai 77

Bảng 3.11: Đặc điểm giải phẫu lá Xoay theo các TVKH 80

Bảng 3.12: Hàm lượng diệp lục trong lá Xoay theo TVKH 82

Bảng 3.13: Tỷ lệ tổn thương của lá Xoay theo các mức nhiệt độ 83

Bảng 3.14: Khối lượng các thành phần có trong quả Xoay tại các TVKH 84

Bảng 3.15: Khối lượng 1.000 hạt Xoay tại các TVKH 85

Bảng 3.16: Độ thuần các lô hạt giống thu hái tại các TVKH 86

Bảng 3.17: Chỉ số đa dạng di truyền của các quần thể Xoay tại Gia Lai 88

Bảng 3.18: Khoảng cách di truyền và mức độ tương đồng di truyền ở 4 quần thể Xoay nghiên cứu 89

Bảng 3.19: Vị thế tán của cây Xoay trong các lâm phần rừng tự nhiên 95

Bảng 3.20: Tổ thành cây tái sinh tại các TVKH 102

Bảng 3.21: Mật độ và chất lượng cây tái sinh loài Xoay 104

Bảng 3.22: Tỷ lệ cây Xoay tái sinh theo cấp chiều cao 104

Bảng 3.23: Nguồn gốc và chất lượng cây Xoay tái sinh 105

Bảng 3.24: Đặc điểm tái sinh Xoay quanh gốc cây mẹ 106

Bảng 3.25: Ảnh hưởng của phương pháp xử lý hạt đến khả năng nẩy mầm 109

Bảng 3.26: Ảnh hưởng của thành phần ruột bầu tỷ lệ sống và phẩm chất cây

giống Xoay 110

Bảng 3.27: Ảnh hưởng của thành phần ruột bầu đến sinh trưởng của Xoay 111

Bảng 3.28: Ảnh hưởng của kích thước túi bầu đến tỷ lệ sống 112

Bảng 3.29: Ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng đến khả năng rễ 116

Bảng 3.30: Ảnh hưởng của nồng độ chất điều hòa sinh trưởng và thời gian xử lý hom đến khả năng ra rễ của hom 118

Bảng 3.31: Ảnh hưởng của thời vụ giâm hom đến tỷ lệ ra rễ sau 90 ngày 119

Bảng 3.32: Ảnh hưởng của giá thể giâm hom đến tỷ lệ ra rễ của cây Xoay 120

Bảng 3.33: Ảnh hưởng của tuổi cây con xuất vườn đến tỷ lệ sống và sinh trưởng của cây trồng 121

Bảng 3.34: Ảnh hưởng của tuổi cây con đem trồng đến chất lượng cây trồng 124Bảng 3.35: Ảnh hưởng của phương thức trồng đến tỷ lệ sống và sinh trưởng của rừng trồng sau 39 tháng 125

Bảng 3.36: Ảnh hưởng của phương thức trồng đến chất lượng cây trồng 128

Hình 3.1: Bản đồ phân bố cây Xoay ở các TVKH tại tỉnh Gia Lai 52

Hình 3.2: Quan hệ Radj với số tham số tối ưu cho quan hệ mật độ loài Xoay với các nhân tố sinh thái ảnh hưởng 63

Hình 3.3: Quan hệ giá trị dự đoán và giá trị quan sát của mô hình 65

Hình 3.4: Biến động sai số chuẩn hóa theo giá trị dự đoán của mô hình 65

Hình 3.5: Hình thái thân cây Xoay 70

Hình 3.6: Hình thái bạnh vè Xoay 70

Hình 3.7: Hình ảnh vỏ cây Xoay (dạng 1) 71

Hình 3.8: Hình ảnh vỏ cây Xoay (dạng 2) 71

Hình 3.9: Hình thái mặt trước lá Xoay 71

Hình 3.10: Hình thái mặt sau lá Xoay 71

Hình 3.11: Hình thái cành mang hoa Xoay 73

Hình 3.12: Hình thái giải phẫu hoa Xoay 73

Hình 3.13: Hình thái quả, hạt Xoay tại TVKH I2 74

Hình 3.14: Hình thái quả, hạt Xoay tại TVKH II1 74

Hình 3.15: Hình thái tán Xoay thời kỳ ra lá non 76

Hình 3.16: Hình thái tán Xoay thời kỳ nở hoa 76

Hình 3.17: Lát cắt ngang lá Xoay trưởng thành trong rừng tự nhiên (vượt tán) 79

Hình 3.18: Lát cắt ngang lá Xoay tái sinh (dưới tán rừng) 79

Hình 3.19: Mức độ tổn thương của lá ở các mức nhiệt độ 83

Hình 3.20: Dấu hiệu lá bị tổn thương khi vượt quá mức nhiệt 83

Hình 3.21: Hình thái quả Xoay giai đoạn non 85

Hình 3.22: Hình thái quả Xoay khi chín 85

Hình 3.23: Sản phẩm của phản ứng PCR với cặp mồi UBC855 87

Hình 3.24: Cây quan hệ di truyền giữa các xuất xứ Xoay 90

Hình 3.25: Cây quan hệ di truyền giữa các mẫu Xoay phân tích 90

Hình 3.26: Kết quả phân tích PCoA của các mẫu Xoay nghiên cứu 90

Hình 3.27: Phẫu đồ rừng LRTX có Xoay phân bố 94

Hình 3.28: Phẫu đồ rừng LRNRL có Xoay phân bố 94

Hình 3.29: Phân bố không gian của loài Xoay ở 06 OTC 97

Hình 3.30: Quan hệ không gian của loài Xoay với các loài cây rừng chiếm ưu thế ở trạng thái rừng HIL với mô hình lý thuyết độc lập 98

Hình 3.31: Quan hệ không gian của loài Xoay với các loài cây rừng chiếm ưu thế trong trạng thái rừng MIL với mô hình lý thuyết độc lập 99

Hình 3.32: Quan hệ không gian của loài Xoay với các loài cây rừng chiếm ưu thế trong trạng thái rừng UL với mô hình lý thuyết là độc lập 100

Hình 3.33: Cây tái sinh tự nhiên tại TVKH I2 103

Hình 3.34: Cây tái sinh tự nhiên tại TVKH II1 103

Hình 3.35: Tỷ lệ cây tái sinh quanh gốc cây mẹ theo các hướng 106

Hình 3.36: Tỷ lệ nảy mầm theo thời gian trong BQ1 (Nguyên quả - điều kiện thường) 107

Hình 3.37: Tỷ lệ nảy mầm theo thời gian trong BQ2 (Nguyên quả - điều kiện lạnh)107 Hình 3.38: Tỷ lệ nảy mầm theo thời gian trong công thức BQ3 (Đã tách vỏ - điều kiện thường) 108

Hình 3.39: Tỷ lệ nảy mầm theo thời gian trong công thức BQ4 (Đã tách vỏ - điều kiện lạnh) 108

Hình 3.40: Kiểm nghiệm tỷ lệ nảy mầm của hạt Xoay 108

Hình 3.41: Tỷ lệ nảy mầm hạt Xoay theo thời gian và phương thức bảo quản 108

Hình 3.42: Cây 3 tháng tuổi trong công thức không bón phân RB6 112

Hình 3.43: Cây 3 tháng tuổi trong công thức bón phân RB2 112

Hình 3.44: Ảnh hưởng của kích thước túi bầu đến sinh trưởng đường kính 114

Hình 3.45: Ảnh hưởng của kích thước túi bầu đến sinh trưởng chiều cao 114

Hình 3.46: Xử lý hom cây Xoay bằng các chất ĐHST 115

Hình 3.47: Bố trí thí nghiệm giâm hom Xoay 115

Hình 3.48: Tỷ lệ ra rễ của hom Xoay khi sử dụng IBA và NAA theo các mức nồng độ tại các thời điểm 30, 60, 90 ngày 117 Hình 3.49: Chất lượng bộ rễ khi sử dụng NAA 119 Hình 3.50: Chất lượng bộ ra rễ khi sử dụng IBA 119 Hình 3.51: Cây Xoay trong phương thức trồng ngoài đám trống tại TVKH I2 (sau 3 tháng trồng) 128 Hình 3.52: Cây Xoay trong phương thức xen Cà phê tại TVKH I2 (sau 3 tháng trồng) 128 Hình 3.53: Cây Xoay trong phương thức trồng ngoài đám trống tại TVKH I2 (sau 27 tháng trồng) 129 Hình 3.54: Cây Xoay trong phương thức trồng xen Cà phê tại TVKH I2 (sau 27 tháng trồng) 129

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 2.1: Sơ đồ nghiên cứu của luận án 26 Sơ đồ 2.2: Vị trí điểm nghiên cứu 1km2 và sơ đồ hệ thống ô mẫu nghiên cứu quan hệ sinh thái Xoay 29 Sơ đồ 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm tuổi cây con 45

MỞ ĐẦU 1 Sự cần thiết thực hiện đề tài

Xoay là cây bản địa, có phân bố hẹp ở một số nước Đông Nam Á (Pierre L., 1898 [80]) Trên thế giới, Xoay được ghi nhận ở các nước Myamar, Thái Lan, Malaysia, Campuchia, Lào, và Việt Nam (Đỗ Huy Bích và cs, 2006 [2]; Lê Văn Chẩm, 1987 [9]) Tại Việt Nam, Xoay có phân bố ở các tỉnh từ Nghệ An đến Đồng Nai Nơi phát hiện nhiều cây Xoay nhất là các tỉnh Quảng Nam (Phước Sơn, Trà My), Quảng Ngãi (Sơn Hà, Trà Bồng), Bình Định (Vĩnh Thạnh), Gia Lai (An Khê), Kon Tum (Sa Thầy) (Đỗ Huy Bích và cs, 2006) [2]

Xoay là loài cây đa tác dụng, có giá trị kinh tế, dược liệu và bảo tồn nguồn gen Giá trị kinh tế của cây Xoay được đánh giá thông qua khả năng cung cấp gỗ và quả Gỗ Xoay được sử dụng làm tà vẹt đường sắt, xây dựng, trang trí nội thất và làm đồ thủ công mỹ nghệ Quả Xoay có hàm lượng dinh dưỡng cao, được nhiều người ưa thích (Đỗ Huy Bích và cs, 2006 [2]; Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2010 [34]); Giá trị dược liệu của Xoay được biết đến nhờ tác dụng thu liễm và diệt ký sinh trùng Các hợp chất được chiết xuất từ vỏ, lá và hạt Xoay có khả năng chống oxi hóa và giải độc tố tế bào, được coi như một nguồn tiềm năng trong điều trị bệnh tiểu đường (Bùi Thị Kim Lý và cs, 2019, 2022a, 2022b [53] [30] [31]; Vũ Thị Huyền và cs, 2021 [94]; Trần Thị Thu Trang và cs, 2022 [93]); Về giá trị bảo tồn, Xoay được xác định là loài đặc hữu Đông Nam Á, được xếp vào nhóm thực vật gần bị đe dọa (Near threatened - NT), cần được bảo tồn (Bộ Khoa học và Công nghệ, 1998) [3]

Tuy nhiên, trong những năm gần đây, rừng tự nhiên của nước ta đang bị suy giảm cả về diện tích và chất lượng, cùng với đó phạm vi phân bố các quần thể Xoay đã và đang bị thu hẹp Trong khi đó, trồng rừng bằng cây Xoay chưa được quan tâm tương xứng với giá trị của nó đem lại Các sản phẩm của cây Xoay hiện nay được cung cấp hoàn toàn từ rừng tự nhiên, là một trong những nguyên nhân đe dọa đến sự tồn tại và phát triển của loài Xoay Để bảo tồn, khai thác và phát triển hiệu quả các giá trị của loài Xoay, ngoài công tác bảo vệ diện tích rừng tự nhiên hiện có thì công tác nghiên cứu gây trồng rừng Xoay là thực sự cần thiết

Gia Lai là tỉnh nằm ở phía Bắc của Tây Nguyên, nơi có loài Xoay phân bố tự nhiên Trước nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội, chuyển đổi đất để trồng Cao su, xây dựng các công trình giao thông, thủy lợi, tái định cư, dẫn đến diện tích rừng tự nhiên của tỉnh Gia Lai bị suy giảm nhanh chóng Tình trạng khai thác trái phép tài nguyên rừng đã làm cho các quần thể Xoay bị thu hẹp Mặt khác, khai thác quả Xoay thiếu bền vững ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn cây mẹ gieo giống, đồng thời ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng quả các mùa tiếp theo, dẫn đến nguy cơ suy thoái một nguồn gen cây rừng quý giá

Tuy nhiên, đến nay các công trình nghiên cứu về loài Xoay mới chỉ tập trung mô tả sơ bộ về đặc điểm hình thái, phân bố Các nghiên cứu về đặc điểm sinh học, kỹ thuật nhân giống và trồng cây Xoay còn khá hạn chế Do đó thiếu cơ sở khoa học để phát triển loài cây bản địa đa tác dụng này

Từ những thực tiễn trên đề tài "Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, kỹ

thuật nhân giống và trồng Xoay (Dialium cochinchiensis Pierre) tại Gia Lai" đặt ra

là cần thiết, có ý nghĩa về khoa học và thực tiễn

2 Mục tiêu nghiên cứu

+ Đề xuất được một số kỹ thuật nhân giống và trồng Xoay tại tỉnh Gia Lai

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

4 Những đóng góp mới của đề tài

- Đã phát hiện được sự thay đổi về hình thái và bổ sung một số vùng phân bố tự nhiên của loài Xoay tại tỉnh Gia Lai

- Xây dựng được mô hình dự đoán mật độ Xoay tại tỉnh Gia Lai dưới ảnh hưởng của 4 nhân tố sinh thái chính là trạng thái rừng, độ dốc, địa hình và lượng mưa bình quân năm

- Lần đầu tiên nghiên cứu và cung cấp các thông tin về đặc điểm giải phẫu, sinh lý và đa dạng di truyền của loài Xoay tại tỉnh Gia Lai

- Bổ sung một số biện pháp kỹ thuật mới trong bảo quản hạt giống, xử lý hạt giống, nhân giống bằng phương pháp giâm hom, tiêu chuẩn tuổi cây giống trồng rừng

5 Đối tượng và giới hạn nghiên cứu 5.1 Đối tượng nghiên cứu

Cây Xoay (Dialium cochinchinensis Pierre) có phân bố trong các lâm phần

rừng tự nhiên

Vật liệu giống (Hạt, hom) thu hái từ rừng tự nhiên, cây con gieo ươm trong vườn ươm và cây Xoay trồng trong các thí nghiệm

5.2 Giới hạn nghiên cứu

a) Giới hạn về nội dung nghiên cứu:

- Luận án tập trung nghiên cứu một số đặc điểm sinh học cơ bản, gồm: (1) Đặc điểm phân bố và điều kiện sinh thái; (2) Đặc điểm hình thái; (3) Đặc điểm vật hậu; (4) Đặc điểm đa dạng di truyền; (5) Một số đặc điểm sinh lý; (6) Một số đặc điểm cấu trúc tầng cây cao của quần xã thực vật có cây Xoay phân bố; (7) Đặc điểm tái sinh tự nhiên của Xoay Đây là những căn cứ quan trọng làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về kỹ thuật nhân giống và trồng rừng Xoay

- Những nghiên cứu về kỹ thuật nhân giống chỉ thực hiện một số nội dung chưa được quan tâm nghiên cứu hoặc kết quả nghiên cứu chưa thống nhất gồm: (1) Kỹ thuật bảo quản hạt giống; (2) Kỹ thuật xử lý hạt giống; (3) Thành phần ruột bầu và (4) Kích thước túi bầu

- Những nghiên cứu về kỹ thuật trồng Xoay tập trung nghiên cứu trên hai nội dung gồm: (1) Tuổi cây con đem trồng và (2) Phương thức trồng

b) Giới hạn về địa bàn nghiên cứu:

- Các nội dung nghiên cứu về đặc điểm phân bố, sinh thái được điều tra, khảo sát theo tuyến trên toàn tỉnh Gia Lai

- Các nội dung nghiên cứu về đặc điểm hình thái, cấu trúc được tiến hành nghiên cứu thông qua các mẫu điển hình thu thập tại các TVKH thuộc tỉnh Gia Lai nơi có Xoay phân bố

- Các nội dung nghiên cứu về nhân giống được thực hiện tại Trung tâm Lâm nghiệp Nhiệt đới (thành phố Pleiku, tỉnh Gia Lai) thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp Nam Trung bộ và Tây Nguyên

- Các thí nghiệm trồng Xoay được tiến hành ở 2 TVKH thuộc địa điểm xã Ia Chía (huyện Ia Grai) và xã Sơn Lang (huyện Kbang), mà chưa có điều kiện nghiên cứu trên tất cả 4 TVKH có Xoay phân bố tự nhiên ở tỉnh Gia Lai

c) Giới hạn về thời gian nghiên cứu: Đề tài được thực hiện từ năm 2017 đến năm 2022

6 Bố cục của luận án

Phần chính của luận án gồm 145 trang, trong đó có 38 bảng, 56 hình ảnh, 3 sơ đồ, 1 trang danh mục các bài báo và 95 tài liệu tham khảo, được trình bày thành các phần sau:

- Mở đầu:

- Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu

- Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu - Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận - Kết luận, tồn tại và khuyến nghị

- Tài liệu tham khảo

Phần phụ lục gồm các số liệu điều tra, theo dõi thí nghiệm và các kết quả tính toán trung gian Luận án đã tham khảo 95 tài liệu, trong đó có 48 tài liệu tiếng Việt, 47 tài liệu tiếng nước ngoài có liên quan đến các chủ đề và nội dung nghiên cứu của đề tài

Chương 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Thông tin chung về loài Xoay

Chi Xoay (Dialium) được đặt tên năm 1767 để phù hợp với đặc điểm của

loài Dialium indum Linn (loài có nguồn gốc từ Ấn Độ, do Linnaeus phát hiện và mô

tả năm 1767) (Bibang Bengono và cs, 2021 [65]) Năm 1825, De Candolle đã xếp chi Xoay thuộc phân họ Leguminosae (Đậu) trong tông Cassiae Năm 1840, Bentham phân chia lại phân họ Vang (Caesalpinioideae) thành 8 chi và đặt chi Xoay vào phân họ Cynometrea Năm 1865, chính Bentham đã sửa đổi quan điểm của mình và đặt chi Xoay vào tông Cassiae, sự thay đổi này phù hợp với phân loại của De Candolle năm 1825 (Justo P Rojo, 1982) [84] Tuy nhiên, Hutchinson đã nhận thấy rằng việc phân loại của Bentham (1865) không còn phù hợp vì các chi mới được thêm vào có những đặc điểm không giống với đặc điểm của các họ trong phân loại của Bentham (dẫn theo Justo P Rojo, 1982) [84] Năm 1964, Hutchinson đã đưa ra một phân loại mới bằng cách chia phân họ Vang thành các nhóm không có trạng thái danh pháp Với phân loại này, các chi dưới mỗi nhóm được phân tách bằng các khóa Trong các khóa, chi Xoay lần lượt xuất hiện trong các nhóm từ 1 đến nhóm 4 Tuy nhiên, trong tông Cassieae, không có nhóm không chính thức nào được phân vào; thay vào đó, các họ được chia thành các cấp bậc phụ khiến chi Xoay trở thành 1 trong 5 chi mới và được phân trở lại tông Cassieae (Justo P Rojo, 1982) [84]

Năm 1982, Justo P Rojo đề xuất một phân loại mới bằng cách kết hợp các đặc điểm hình thái học, phân loại học, tế bào học và hóa thực vật Kết quả phân loại đã phân biệt ra 27 loài, sắp xếp lại thành 3 phân chi (Arouna, Dialium và Dansera) trong họ phân Vang, mỗi phân chi có một đặc điểm riêng biệt nổi trội Trong đó, phân chi Arouna có ngăn chứa hoa hình đĩa lớn hơn nhiều so với bầu nhụy; phân chi Dialium có năm lá đài; phân chi Dansera có ba lá đài (Justo P Rojo, 1982) [84]

Năm 2017, nhóm nghiên cứu về phát sinh loài thực vật (Legume Phylogeny Working Group – LPWG) đã sử dụng trình tự bộ gen lục lạp matK để phân loại và xắp xếp lại các loài trong phân họ Vang, đồng thời đã xếp chi Xoay trong phân họ mới có tên là Dialioidae Trong đó, phân họ Dialioidae được công nhận là một

nhánh khác với phân họ Vang (Caesalpinioideae) Với phân loại này, phân họ Dialioidae bao gồm 85 loài thuộc 15 chi, trong đó chi Xoay gần với các chi Apuleia, Uittienia và Zenia (LPWG, 2017) [67] Hầu hết các loài trong chi Xoay được phát hiện và thêm vào ở cuối thế kỷ 19, đầu thế kỷ 20 (Justo P Rojo, 1982)

[84] Loài được phát hiện mới nhất là Dialium heterophyllum, được công bố trong

năm 2020 (Falcão MJA và Mansano VF., 2020) [62]

Cây Xoay được nhà thực vật học người Pháp có tên là Jean Baptiste Louis

Pierre (1833 – 1905) mô tả và đặt tên khoa học là Dialium cochinchinense Pierre

Mẫu tiêu bản thực vật đầu tiên của loài này được thu thập tháng 7 năm 1877 tại vùng Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai, Việt Nam (Kai Larsen và cs, 1980 [71]; Pierre L., 1879 [79]) Hiện nay mẫu tiêu bản đã được số hóa và đang được lưu trữ tại Bảo tàng lịch sử tự nhiên với số hiệu mục lục BM000958829

Theo hệ thống phân loại của APG IV (2016) [54] và Takhtajan A (2009) [91], Xoay được phân vào nhóm cây gỗ, phân họ Dialioideae, họ Đậu (Fabaceae), bộ Đậu (Fabales), cụ thể:

+ Regnum (Kingdom – Giới): Plantae (Thực vật) + Divisio (Division – Ngành): Angiosperms (Hạt kín) + Classis (Class – Lớp): Magnoliopsida (Hai lá mầm) + Ordo (Order - Bộ): Fabales (Đậu)

+ Familia (Family - Họ): Fabaceae (Đậu)

+ Subfamilia (Subfamily - Phân họ): Dialioideae + Genus (Genus - Chi): Dialium L (Xoay) + Species (Species - Loài): Xoay

Xoay có tên khoa học là Dialium cochinchinense Pierre (Kai Larsen và cs,

1980 [71]; Pierre L., 1879 [79]; Justo P Rojo, 1982 [84]) Theo Steyaert René L (1951) [89], trên thế giới cây Xoay còn có một số tên khoa học đồng nghĩa khác là

D indum Linn, D Javanicum Burm.f., D laurinum Baker, D laurium var bursa der

Wit, D marginatum de Wit và D turbinatum de Wit Tuy nhiên, Xoay (D

cochinchinense Pierre) và D indum Linn là 2 loài khác nhau, có quan hệ gần gũi

với nhau, có đặc điểm hình thái tương đối giống nhau Các bộ phận của cây Xoay

(D cochinchinense Pierre) như lá, hoa, quả đều nhỏ hơn so với loài D indum Linn

(Justo P Rojo, 1982) [84]

Xoay có tên tiếng Anh là Velvet Tamarind, ngoài ra tại các nước khác nhau còn có các tên gọi khác như: Keranji kertas kecil (vùng Peninsular, Malaysia), Mackhang, Xai met (vùng Sarawak, Malaysia), Krâlanh lomië (Campuchia), Kheng (Lào), Khleng (Thái Lan), I-dang (vùng Bắc Thái Lan), Kayi (vùng Peninsular, Thái Lan) và Xoay (Việt Nam) (Soerianegara I và Lemmens R.H.M.J., 1993 [86])

Ở Việt Nam, tùy vào mỗi địa phương, mỗi dân tộc, mỗi cộng đồng, cây Xoay còn có tên gọi khác nhau như: Xay, Xây, Xây lông, Lá mét, Nai Sai mét, Kiền kiền (Lê Mộng Chân và Lê Thị Huyên, 2000 [10]; Phạm Hoàng Hộ, 1999 [22]; Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1999, 2010 [33] [34])

Trong danh sách tên cây rừng Việt Nam được Bộ Nông nghiệp và PTNT phát hành năm 2001, đã công bố tên gọi và tên khoa học của đối tượng nghiên cứu

là cây Xoay, có tên khoa học là Dialium cochinchinense Pierre (Bộ Nông Nghiệp và

PTNT, 2001) [5] Tuy nhiên, các tác giả Đỗ Huy Bích và cs (2006) [2]; Bùi Thanh Hằng và Ngô Văn Cầm (2009) [20]; Phạm Thế Dũng và cs (2012) [16]; Nguyễn Hoàng Nghĩa (2010) [34]; Trần Hồng Sơn và cs (2016) [41]; Hồng Bích Ngọc và

cs (2018) [35]; Ngô Văn Cầm và cs (2022) [8] đã sử dụng tên khoa học là Dialium

cochinchinensis Pierre trong các công trình nghiên cứu của mình

Như vậy, về tên khoa học của cây Xoay chưa có sự thống nhất trong các tài liệu nghiên cứu và các văn bản có liên quan Trong nghiên cứu này, luận án thống

nhất sử dụng tên khoa học của loài Xoay là Dialium cochinchinensis Pierre

Tổng quan các công trình nghiên cứu về cây Xoay nhận thấy, Xoay là loài cây đặc hữu của Đông Nam Á, các công trình nghiên cứu tập trung chủ yếu vào 2 nhóm chủ đề sau:

(1) Nghiên cứu về phân loại thực vật, mô tả đặc điểm hình thái, sinh thái: Điển hình là các công trình của Pierre L (1898) [80]; Steyaert René L (1951) [89]; Kai Larsen và cs (1980) [71]; Justo P Rojo (1982) [84]; Soerianegara I và Lemmens R.H.M.J (1993) [87]; LPWG (2017) [67]

(2) Nghiên cứu về giá trị sử dụng: Điển hình là các tác giả Chhouk Chhay Horng (2017) [55]; De Guzman CC và Sienonsma JS (1999) [58]; Kimsun Chheng và cs (2015) [72]; Soerianegara I và Lemmens R.H.M.J (1993) [87];

Bamroongruga N và Yaacob O (1990) [51]; Jibrin N A và cs (2016) [69]; Fareeda Hayeeye và cs (2020) [64]; Bùi Thị Kim Lý và cs (2019), (2022a), (2022b) [53] [30] [31]; Vũ Thị Huyền (2021) [94]; Trần Thị Thu Trang và cs (2022) [93]

Các công trình nghiên cứu hệ thống về đặc điểm sinh học, kỹ thuật nhân giống và trồng cây Xoay còn rất hạn chế, cụ thể như sau:

1.2 Những nghiên cứu ở nước ngoài

1.2.1 Nghiên cứu về đặc điểm sinh học

- Phân bố và sinh thái:

Phần lớn các loài trong chi Xoay xuất hiện trong các khu rừng mưa, ở các vùng đất khô hoặc ẩm ướt, chúng phân bố từ vùng đất thấp đến độ cao khoảng 600 m hoặc đôi khi đạt đến 1.000 m, trong các khu rừng mưa thường xanh đất thấp nhiệt

đới Một số loài phân bố ở các vùng đất thấp khác như ở than bùn (loài D patens và loài D indum), đầm lầy nước ngọt (loài D platysepalum), rừng Thạch nam (loài D

kunstleri), vùng ven biển (loài D schlechteri (E Africa) và loài D unifoliolatum

(Madagascar)) Có rất ít loài mọc ở những nơi có môi trường sống khắc nghiệt hơn

như trong rừng gió mùa và savan (loài D angolense, D englerianum và loài D

guineense) Nhưng ngay cả ở những khu vực khô hạn theo mùa, các loài trong chi

này cũng ưa ẩm (Justo P Rojo, 1982) [84] Các nghiên cứu về lập địa và các loại đất nơi các loài trong chi Xoay phân bố ít được đề cập trong các ghi chép thực địa Một số loài ghi nhận mọc trên các loại đất cát pha, đất sét và đất phù sa, phát triển trên đá sa thạch (Marcus M.J.A và cs, 2016) [63]

Cây Xoay bắt gặp chủ yếu trong các rừng lá rộng thường xanh mưa ẩm hoặc rừng nửa rụng lá, ở độ cao từ 300m đến 1.600m so với mặt nước biển, trong các trạng thái nguyên sinh hoặc rừng mới bị tác động nhẹ Phân bố ở nơi có nhiệt độ bình quân năm trên 20 oC, lượng mưa trên dưới 2.000 mm/năm (World Conservation Monitoring Centre, 2007 [95]; Justo P Rojo, 1982) [84]) Xoay phân bố ở vùng khí hậu nhiệt đới, đặc biệt thích nghi với vùng nhiệt đới gió mùa, trong rừng bán thường xanh hỗn giao cây họ Dầu Xoay thường phân bố ở các sườn đồi, trên đất cát pha sét, chịu được đất nghèo nhưng thoát nước tốt Cây tái sinh chịu bóng, luôn có xu hướng phát triển vươn lên tầng cao (Bamroongrugsa N và Yaacob

O., 1990) [51] Trong tự nhiên, Xoay thường vươn lên tầng ưu thế, tán to, hình thái tán dễ nhận biết nên đã được Elizabeth Moore (1989) [61] lựa chọn là một trong những loài cây chính làm khóa ảnh để nhận diện trạng thái rừng qua không ảnh khi nghiên cứu về quản lý nguồn nước tại Campuchia

Trên thế giới, Xoay phân bố ở các nước Myamar, Maylaysia, các nước Đông Dương (Việt Nam, Lào, Cămpuchia), Thái Lan (Hoang Van Sam và cs, 2004 [66]; Justo P Rojo, 1982 [84]; Ram J và SingH, 2012) [83]; Kimsun Chheng và cs, 2015 [72]) Ngoài ra, Xoay cũng được ghi nhận trong danh sách những loài cây trồng ở Singapore (Chong Kwek Yan và cs, 2009) [73]

Tại Thái Lan, nghiên cứu của Dhanmoanonda P và Sahunalu P (1988) [59] tại lưu vực sông Naprom, tỉnh Chairaphum (Đông Bắc Thái Lan) và nghiên cứu của Vanapradis Prapas (2008) [82] tại Vườn quốc gia Namtok, tỉnh Saraburi (Namtok Samlan national Park) đã xếp Xoay vào nhóm loài cây ưu thế sinh thái, tham gia vào tổ thành rừng tại các khu vực nghiên cứu với chỉ số IVI% của loài Xoay đạt 8,41% (Vườn quốc gia Namtok) Tại Campuchia, quá trình kiểm kê, theo dõi các loài cây có hoa trong các ô định vị được thiết lập tại 2 tỉnh Kampong Thom and Kampong Chhnang đã tìm thấy Xoay phân bố trong các ô định vị thuộc kiểu rừng lá rộng thường xanh tại tỉnh Kampong Thom (Toyama Hironori và cs, 2013) [92] Tại Lào, đã ghi nhận cây Xoay phân bố ở các tỉnh Vientiane (Hatxi - afong, Ban Khuay Daeng, Sikhot Tabong Distr., Ban Ang Nhai), Savannakhet (Ban That, Champhon, Ban Phay) (Hoang Van Sam và cs, 2004 [66])

- Đặc điểm hình thái, vật hậu:

Phần lớn các loài thuộc chi Xoay đều là cây thân gỗ, hiếm gặp các loài dạng cây bụi, không có loài nào trong chi có dạng cây leo Đa số loài đều có bạnh vè mỏng và rộng, một số khác thì hẹp với các cạnh tròn hơn, thân có dịch tiết màu đỏ Hoa dạng hợp tử (hiếm khi hoạt hóa), các loài trong chi thường có số lượng cánh hoa khác nhau: 63% số loài không có cánh hoa, 22% có một cánh hoa (ở một số loài cổ sinh), 11% số loài có ba cánh hoa, 4% số loài có năm cánh hoa Số lượng nhị hoa dao động từ hai đến mười nhị Quả khô và cứng thường bao gồm lớp vỏ ngoài cứng, lớp thịt quả hoặc cùi, lớp này thường không dính liền với hạt (Justo P Rojo, 1982 [84]; Marcus Jose A F J và cs, 2016 [63])

Cây Xoay có kích thước trung bình đến lớn, thân hình trụ thẳng, có chiều cao trên 30 m và đường kính trên 80 cm Cành non có màu đen, các bộ phận non có lông, sau đó rụng Lá kép lông chim một lần lẻ, dài 15 cm – 20cm; có 5-7 lá chét; lá kèm sớm rụng, lá có cuống dài khoảng (3-) 4-10 (-12) cm, cuống lá chét có độ dài khoảng 2-4 (-6) mm; phiến lá hình trứng dài, đôi khi hình bầu dục hoặc hình trái xoan, dài khoảng (2,5-) 4-6 (-8) cm, rộng (0,5-) 2 - 3,5 (-5) cm, đầu lá nhọn, gốc hình nêm, hiếm khi hình trái tim, mặt lá có màu nâu xám đậm, đôi khi có màu xanh nhạt; các sợi gân lá rõ ràng trên cả hai mặt lá, khoảng 6-8 (-9) cặp; mạng gân nhỏ không thấy bằng bằng mắt thường trên cả hai mặt Chùm hoa nhiều mọc ở đầu cành, chùm thường có nhiều nhánh, dài khoảng (6-) 9-15 (-24) cm; núm hoa hình trứng, dài 3,5-4 (-4,5) mm x rộng (1,5-) 2-2,5 mm, cuống hoa dài (1-) 2-3 (-4) mm Cụm hoa hình chuỳ, phân nhánh nhiều, mỗi nhánh nhiều hoa Hoa có màu trắng hoặc vàng nhạt; đài hoa gồm 5 chiếc, hình trứng đến hình bầu dục, dài từ 3-4,5 mm x rộng (1,5-) 2-2,5 (-3) mm, bên trong không lông hoặc có lông rất nhỏ; hoa đơn nhị, nhị hoa với những sợi màu đen, có độ dài khoảng 0,8-1,5 mm, khi khô có mầu đen; bầu nhụy có chiều dài từ 2,5-3,5 mm, màng kết dính có lông đặc biệt ở mặt trên; nhụy đơn; thùy nhị dài, với đầu cong nhẹ Quả hình bầu dục đến hình trứng, hơi bẹt, dài từ1,5-1,8 cm, rộng 0,8-1 cm, vỏ ngoài mỏng, giòn, có lông mịn, khi trưởng thành trở nên không lông Hạt hình bầu dục hơi dẹt, mỗi quả có từ 1 – 2 hạt, vỏ hạt cứng màu vàng nâu, bóng và một đường vân nhạt Hạt nhỏ, dài khoảng 8 mm, rộng 6 mm, hơi bẹt, vỏ hạt màu nâu sô cô la, bóng (Justo P Rojo, 1982 [84]; Sosef M.S.M và cs, 1999) [88]),

Theo Schmidt L và Nguyen VA (2005) [85], Xoay là cây rụng lá, thân có nhựa trắng, hơi trong suốt, nhựa chuyển mầu đỏ khi tiếp xúc với không khí Hạt Xoay nhẵn, phẳng và tròn không đều, dài khoảng 12- 14 mm, rộng 7-9 mm và dày 3-4 mm, màu nâu, thường có 1 sọc nhạt Khối lượng 1.000 hạt khoảng 180g

Ở Malaysia có hai giống Xoay bán tại các thị trường địa phương Cả hai đều có vỏ ngoài mỏng, đen và giòn Một loại có quả nhỏ hơn dài 25 mm (khoảng 1 inch) và có bột màu nâu đỏ nhẹ bao bọc xung quanh, mỗi quả chỉ có một hạt Quả loài này có vị chua ngọt như kẹo, gần giống với me Loại thứ hai có quả lớn hơn,

dài khoảng 38 mm (khoảng 1,5 inch ), nhìn bên ngoài trông 2 loại giống nhau nhưng bên trong quả khác nhau Vỏ trong (cơm Xoay) dày 2-3 mm bao xung quanh hạt, có màu nâu và hơi dính, có mùi vị như một hỗn hợp của ba loại thức ăn hàng ngày, mỗi quả có từ 1 – 2 hạt (World Conservation Monitoring Centre, 2007) [95]

Về vật hậu, hoa Xoay là hoa lưỡng tính, thụ phấn chủ yếu nhờ côn trùng (Popradit A và cs, 2015) [81] Quả được phát tán nhờ động vật (khỉ, sóc…) và con người, hoặc cũng được phát tán nhờ nước để vận chuyển và phát tán xa hơn Trong quá trình nảy mầm, vỏ hạt vỡ ra, trồi lên trên mặt đất, để lộ ra các lá mầm dày, màu trắng kem Khi cây con lớn lên, cuống lá mầm dài ra và nâng lá mầm lên trên mặt đất, để lại vỏ mầm trên đất (hoặc đôi khi còn một phần trong đất) Lá mầm phát triển và mở rộng, lá không đổi màu ngay mà giữ nguyên màu trắng kem trong một thời gian cho đến khi những chiếc lá đầu tiên bắt đầu phát triển Sau đó, lá mầm chuyển sang màu xanh lục và vẫn gắn với trụ dưới lá mầm cho đến khi những chiếc lá đầu tiên phát triển đầy đủ (Soerianegara I và Lemmens R.H.M.J., 1993) [87] Xoay ra hoa từ tháng 2 đến tháng 8, với đỉnh điểm vào tháng 5 đến tháng 7, quả chín từ tháng 5 đến tháng 1 năm sau, nhiều nhất vào tháng 6 đến tháng 12 (Sosef M.S.M và cs, 1999) [88] Tại Thái Lan, cây Xoay có thời gian ra hoa từ tháng 4 đến tháng 6, quả chín vào tháng 8 đến tháng 9 (Subhadrabandhu S., 2001) [90] Tại Lào, cây Xoay ra hoa vào tháng 3 đến tháng 7, thời gian đậu quả vào tháng 6 đến tháng 11 (Hoang Van Sam và cs, 2004) [66]

- Đa dạng di truyền:

Các nghiên cứu phân tử (ADN) để phân loại các loài trong chi Xoay đã được áp dụng với một số công trình được nghiên cứu của Doyle và cs (1997); Bruneau và cs (2001); Kajita và cs (2001); Manzanilla và Bruneau (2012); Zimmerman (2014) (dẫn theo Marcus Jose A F J và cs, 2016) [63]

Năm 2017, nhóm nghiên cứu LPWG đã sử dụng trình tự bộ gen lục lạp matK của các loài trong chi Xoay để xác định quan hệ phát sinh loài và đề xuất xắp xếp các loài trong chi Xoay trong phân họ mới là Dialioidae (LPWG, 2017) [67]

Công trình nghiên cứu đa dạng di truyền loài Xoay đã sử dụng các đoạn phân tử ARN không mã hóa protein từ chuỗi lục lạp để suy ra mối quan hệ phát sinh loài trong họ Vang, trong đó có loài Xoay và đã tiến hành đăng ký trình tự mã hóa đoạn

gen trnL của loài Xoay trên ngân hàng Genbank với mã số AF365025 (Bruneau A và cs, 2001) [52]

- Đặc điểm giải phẫu, sinh lý:

Nghiên cứu giải phẫu và đặc điểm cấu tạo, tính chất gỗ Xoay đã được thực hiện bởi Chhay Horng Chhouk (2017) [55] Kết quả nghiên cứu đã xác định gỗ Xoay có khối lượng 1,2703 tấn/m3, lực ép theo trục thẳng 109,2 Mpa (1.113,84 kg/cm2), lực nén trục ngang 101,2 Mpa (1.032,24 kg/cm2), lực cắt 33,06 Mpa (337,2 kg/cm2), lực nén vuông góc 61,33 Mpa (625,57kg/cm2)

Các nghiên cứu mối tương quan giữa kích thước hạt và hình thái lá mầm trong các chi, họ Leguminosae đã được Smith David Livingston (1983) [56] thực hiện Bốn hình thức lá mầm chính được ghi nhận trên cơ sở hình thái, giải phẫu của 900 loài đại diện cho họ Leguminosae (trong đó có các loài thuộc chi Dialium) Kết quả nghiên cứu cho thấy có mối tương quan giữa kích thước hạt với các nhóm phân loại ở bậc chi trong họ Leguminosae Kết quả nghiên cứu là căn cứ để phân loại và nhận dạng hạt giống và cây con

Pitman John Iain (1996) [70], nghiên cứu thiết lập mô hình xác định độ mở khí khổng của lá cho một số loài cây tầng trội rừng thường xanh khô, cận nhiệt đới Thái Lan, trong đó có loài Xoay

1.2.2 Nghiên cứu về kỹ thuật nhân giống

Chưa có nhiều thông tin nghiên cứu về kỹ thuật nhân giống cây Xoay Tuy nhiên, đã có một số nghiên cứu về kỹ thuật nhân giống một số loài trong chi Xoay Olajide O và cs (2014) [76], nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp xử lý hạt

giống đến sự nảy mầm của hạt D guineense (một loài thuộc chi Dialium) Các

phương pháp xử lý trước khi nảy mầm là: ngâm trong nước nóng 10 giây và làm nguội trong nước lạnh (T1), ngâm trong nước lạnh 24 giờ (T2), ngâm trong nước chảy 48 giờ (T3) và đối chứng (T4) Chế độ tưới bao gồm: ngày tưới 1 lần (W1), 2 ngày tưới 1 lần (W2) và 3 ngày tưới 1 lần (W3) Kết quả cho thấy hạt nảy mầm sớm nhất sau 5 ngày gieo (5 DAS) ở công thức hạt ngâm nước lạnh 24 giờ trước khi gieo (T2), trong khi hạt không xử lý (đối chứng) có thời gian bắt đầu nảy mầm lâu nhất là 12 ngày Tỷ lệ nảy mầm cao nhất là công thức T1 (49,6%) trong khi công thức T3 có tỷ lệ nảy mầm thấp nhất (31,2%) Ảnh hưởng của các chế độ tưới nước đã

được tìm thấy có sự khác nhau đáng kể về đường kính cổ rễ, diện tích lá và tổng trọng lượng khô (P <0,05) Thử nghiệm cho thấy công thức tưới 2 ngày 1 lần (W2) và công thức tưới 3 ngày 1 lần (W3) có hiệu suất tăng trưởng tốt nhất Nghiên cứu cho rằng nên xử lý hạt giống bằng phương pháp ngâm trong nước

lạnh 24 giờ (T2) để phá vỡ trạng thái ngủ đông của hạt D guineense và khoảng

thời gian tưới ba ngày/lần sẽ đảm bảo cho cây con không bị thiếu nước và không bị lãng phí lượng nước tưới

Phương pháp xử lý hạt D guineense bằng biện pháp vật lý và hóa học

cũng đã được thử nghiệm Hai nhân tố thí nghiệm là: (1) phương thức xử lý hạt: xử lý hạt bằng phương pháp vật lý (tạo sẹo và không tạo sẹo) và xử lý hạt bằng phương pháp hóa học (ngâm hạt trong các dung dịch NAA (ở các mức nồng độ 2.000 ppm, 1.000 ppm và 500 ppm), trong nước cốt dừa); (2) Thời gian xử lý hạt (20 phút, 40 phút và 60 phút) Kết quả cho thấy hạt giống được xử lý trước khi gieo có ảnh hưởng rất đáng kể đến tỷ lệ nảy mầm và thời gian nảy mầm của hạt

D guineense Tỷ lệ nảy mầm tốt nhất khi xử lý bằng NAA ở nồng độ 2.000 ppm,

nhưng chưa khác biệt đáng kể so với công thức ngâm trong nồng độ 1.000 ppm, ngâm nước và rạch thủ công Tỷ lệ hạt nảy mầm thấp hơn lần lượt ở các công thức xử lý bằng NAA với nồng độ 500ppm, xử lý bằng nước cốt dừa và công thức chưa được xử lý Có sự khác nhau rất đáng kể giữa hạt được xử lý và đối chứng (hạt bình thường) Trong đó Hạt không xử lý tỷ lệ nảy mầm trung bình là 11,2%, xử lý lạnh là 21,1% và tách sẹo thủ công là 33,7% (Nwaoguala C.N.C và Osaigbovo AU , 2009) [75]

Đối với loài D platysepalum (một loài khác thuộc chi Dialium), hạt chưa

qua xử lý được bảo quản trong khoảng thời gian khoảng 17 tháng, tỷ lệ nảy mầm đạt 75% sau 50 tuần Phương pháp xử lý hạt bằng cách sử dụng kéo cắt một bên hạt là cách xử lý tốt nhất để thúc đẩy hạt nảy mầm (hạt được cắt một bên có tỷ lệ nảy mầm đạt 70% trong vòng một tháng) Xử lý bằng axit sunfuric đậm đặc (H2S04) kém hiệu quả hơn nhiều so với phương pháp cắt một bên hạt (Sosef M.S.M và cs, 1999) [88]

Osaigbovo AU và Nwaoguala CNC (2011) [77], đã nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần ruột bầu đến quá trình sinh trưởng và phát triển cây con

của loài D guineense (một loài thuộc chi Dialium) trong nhà lưới Kết quả cho thấy cây con của D guineense phản ứng tốt nhất trên môi trường giá thể là hỗn

hợp của cát sông và đất mặt (Rs + Ts) trộn theo tỷ lệ 1: 2 Số lá bình quân (16,67 lá), chu vi thân (0,31 cm), khối lượng chồi khô (1,24 g) và trọng lượng khô của rễ (0,50 g) Tiếp theo là 2 công thức hỗn hợp cát sông và phân gia cầm (Rs + Pm), trộn theo tỷ lệ 1: 1 và công thức 100% đất mặt (100% Ts) với các thông số tăng trưởng được đánh giá là không có sự khác nhau có ý nghĩa thông kê, nhưng khác biệt có ý nghĩa so với các các công thức khác

Thí nghiệm giâm hom loài D guineense đã được thực hiện tại Khoa Nông

nghiệp, trường Đại học Benin Hom được lấy từ cây trưởng thành đã ra hoa, quả, chiều dài hom 20cm, loại bỏ hết lá Các cành giâm được ngâm trong dung dịch chất điều hòa sinh trưởng NAA ở các mức nồng độ 2.000 ppm, 1.000 ppm, 500 ppm và dung dịch nước cốt dừa tiệt trùng, đối chứng (chỉ ngâm trong nước) Thời gian ngâm hom trong 20 phút, 40 phút và 60 phút Hom sau khi ngâm được giâm trong các túi bầu poly nhỏ chứa đầy cát sông vô trùng Kết quả thí nghiệm thu được là tất cả các công thức thí nghiệm hom không ra rễ ở (Nwaoguala C.N.C và Osaigbovo, AU., 2009) [75]

Trong những năm gần đây, cây Xoay ở rừng tự nhiên đã bị khai thác quá mức nên việc nghiên cứu về loài cây này cũng bắt đầu được quan tâm Một số tác giả như MacDonald Idu và Omoruyi Oghogho (2003) [74] và Bakti Nur Ismuhajaroh (2016) [50] đã thử nghiệm một số phương pháp xử lý hạt giống Xoay nảy mầm Kết quả nghiên cứu đã cho thấy hạt Xoay được xử lý bằng cách ngâm trong nước nóng 100 oC trong 5 phút hoặc ngâm trong H2SO4 (0,1%) có tỷ lệ nảy mầm cao nhất

Nghiên cứu một số đặc điểm hạt giống Xoay phục vụ công tác cất trữ hạt giống đã được thực hiện bởi Schmidt L và Nguyen VA., (2005) [85] Hạt giống sau khi thu hái được phá vỡ lớp vỏ bằng phương pháp thủ công hoặc bằng máy sấy khô và bảo quản trong điều kiện độ ẩm < 10%

1.2.3 Nghiên cứu về kỹ thuật trồng

Các loài trong chi Xoay có giá trị cung cấp gỗ và quả nhưng chưa có loài nào trong chi này được trồng vì mục đích nghiên cứu và thương mại ngoại trừ loài Xoay được cho là có trồng ở các làng phía bắc bán đảo Malaysia để lấy quả (Soerianegara I và Lemmens R.H.M.J., 1993) [86] Tại Singapore có 4 loài thuộc chi Xoay được thống kê trong danh sách các loài cây có mạch, trong đó có

2 loài gồm Xoay (D cochinchinense Pierre) và loài D schlechteri Harms chỉ

được ghi nhận dưới dạng cây trồng (không có phân bố tự nhiên) (Chong Kwek Yan và cs, 2009) [73] Tuy nhiên, cho đến nay chưa có tài liệu khoa học công bố về các kết quả nghiên cứu trồng các loài trong chi này

Như vậy, nghiên cứu ở nước ngoài về các loài trong chi Xoay nói chung và loài Xoay nói riêng còn rất hạn chế, chỉ dừng lại ở việc phân loại, mô tả đặc điểm hình thái, phân bố và giá trị sử dụng Các nghiên cứu về kỹ thuật lâm sinh, nhân giống và trồng rừng bằng cây Xoay chưa được thực hiện hoặc chưa có các dẫn liệu khoa học

1.3 Những nghiên cứu về cây Xoay ở Việt Nam

1.3.1 Nghiên cứu đặc điểm sinh học

- Đặc điểm phân bố, sinh thái:

Tại Việt Nam Xoay phân bố từ phía Tây Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế trở vào các tỉnh phía Nam Trong đó Tập trung nhiều ở các tỉnh Tây Nguyên, đặc biệt là ở 2 tỉnh tỉnh Kon Tum và Gia Lai, các tỉnh Đăk Lăk, Đắc Nông và Lâm Đồng cũng có Xoay mọc, nhưng ít hơn Cũng gặp Xoay ở các tỉnh vùng Nam Trung Bộ như: Bình Định, Phú Yên, Khánh Hoà, Ninh Thuận và Bình Thuận và các tỉnh Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ như: Đồng Nai, Bình Phước, Bình Dương, Tây Ninh, Đồng Tháp (Phạm Hoàng Hộ, 1999 [22]; Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1999 [33]; Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2001[5])

Xoay phân bố trên nhiều loại đất khác nhau, rất ưa đất Bazan, Feralit màu nâu đỏ và đất Phù sa cổ; phân bố ở những nơi có tầng đất dày, lượng mùn cao, ít gặp trên đất có tầng mỏng, bị xói mòn mạnh Cây trưởng thành ưa sáng, luôn

vươn lên tầng cao nhất của rừng, tham gia vào tầng vượt tán, trong giai đoạn còn non là cây chịu bóng tốt Thường gặp Xoay phân bố ở chân các núi thấp, trên các cao nguyên, trong các thung lũng tương đối bằng phẳng, độ dốc không lớn, ít

mọc ven sông suối; thường mọc cùng với các loài Cẩm lai (Dalbergia oliveri), Trắc (Dalbergia cochinchinensis), Giáng hương quả to (Pterocarpus

macrocarpus), Chiêu liêu (Terminalia chebula), Bằng lăng (Lagertroemia calyculata), và một số loài cây thuộc họ Dầu (Dipterocarpus spp.) (Triệu Văn

Hùng, 2007)[24], Bùi Thanh Hằng và Ngô Văn Cầm, 2009 [20]) Khu vực phân bố Xoay có lượng mưa từ 1.000 mm đến 3.000 mm; pH KCL từ 3,53 – 4,84; mùn từ 0,77 – 5,37% Cây Xoay trưởng thành ưa sáng, nhưng trong giai đoạn còn non là cây chịu bóng tốt (Trần Hồng Sơn và cs, 2016) [41]

- Về hình thái, vật hậu:

Xoay là cây gỗ lớn "đại mộc trung", vỏ không nứt, lá phụ xanh đậm, hơi bất xứng, không lông, có mũi, chùm cụm tán ở ngọn nhánh, to, dài 20 – 30cm, rất nhiều hoa, nụ có lông mịn, hoa mầu trắng, nhỏ, tiểu nhụy 2, noãn sào có lông trắng dày Trái tròn có lông nhung sát đen, nội quản bì có vị chua, ngon, hột 1, dẹt láng (Phạm Hoàng Hộ, 1999) [22]

Theo Đỗ Huy Bích và cs (2006) [2], Xoay có thân cây to, thường xanh, cao 30 – 35 m, tán hình ô, phân nhiều cành, thân hình trụ thẳng, gốc có bạnh vè lớn, cao đến 3m; vỏ thân màu trắng xám, có các mảnh bong nhỏ hình đa giác không đều, thịt vỏ có lớp trong màu xanh, lớp ngoài dày 6-8 mm, gồm 2 phần: Phần ngoài màu nâu không chứa nhựa, phần trong có vân tím mịn chứa nhựa mủ đỏ, dày 2 mm Cành non mảnh, mềm, gần hình 4 cạnh, có rãnh và có lông tơ mịn Lá kép lông chim lẻ, cuống chung dài 5 cm, mang 5 đến 7 lá chét Lá chét hình trứng không đều, dài 4 – 7cm, rộng 1,5 -3,5 cm, đầu lá thuôn nhọn, gốc lá tròn hoặc tù Cụm hoa hình chùy, dài 20 – 30 cm, mang nhiều hoa Quả hình trứng dài hơi dẹt, dài 2 cm phủ lông mầu nâu, khi chín mầu đen Hạt hình bầu dục dẹt, mầu nâu vàng (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2009, 2010 [33] [34]; Lê Mộng Chân và Lê Thị Huyên, 2000 [10]; Triệu Văn Hùng, 2007 [24])

Hình 1.1: Hình thái một số bộ phận cây Xoay theo mô tả của Phạm

Hoàng Hộ (1999) [22]

Hình 1.2: Hình thái một số bộ phận cây Xoay theo mô tả của Đỗ Huy

Bích và cs (2006) [2]

Nghiên cứu hình thái thân cây và mối quan hệ tương quan giữa đường kính và chiều cao đã xây dựng được phương trình thể tích thân cây, phương trình thể tích gỗ dưới cành, phương trình thể tích gỗ lớn, phương trình thể tích gốc chặt và xác định được phương trình tương quan giữa thể tích thân cây với thể tích các loại sản phẩm không vỏ và có vỏ cho loài Xoay Đồng thời lập được phương trình tương quan giữa đường kính (D1,3) và chiều cao (Hvn) của loài Xoay có dạng Hvn = -21,367 – 0,067*D1,3+ 32,662*logD (Trần Hồng Sơn, 2012 [40]) Hình số tự nhiên (f01) của loài Xoay không phụ thuộc vào đường kính, chiều cao và tuân theo luật chuẩn Đường kính đo ở vị trí 1/10 Hvn và đường kính ngang ngực có mối liên hệ theo dạng tuyến tính ở mức rất chặt (Phùng Nhuệ Giang và Vũ Tiến Hinh, 2012) [17]

Về vật hậu, theo Trần Hồng Sơn và cs (2016) [41], Xoay chỉ có một lần hoa nở rộ từ tháng 3 đến tháng 6, có một lần quả chín rộ từ tháng 9 đến tháng 10 và chín rải rác từ tháng 11 đến tháng 12 trong năm Chu kỳ sai quả của loài Xoay từ 1 đến 2 năm Tuy nhiên, theo Hồng Bích Ngọc và cs (2019) [35], Quả Xoay chín vào khoảng từ tháng 7 đến tháng 9, chu kỳ sai quả của Xoay là 4 năm

Xoay tái sinh chủ yếu bằng hạt, hạt Xoay có thể nảy mầm tự nhiên sau 5 tuần lễ, trong 5 – 7 năm đầu cây tái sinh sinh trưởng chậm Cây mạ tái sinh rất tốt dưới tán rừng thường xanh nơi có độ tàn che cao, nhưng bị chết nhiều trước khi chuyển thành cây con Ở các loại hình rừng thưa, độ mở tán cao, hạt giống nảy mầm tốt ở

độ tàn che khoảng 50%; cây con cũng xuất hiện nhiều hơn (Trần Hồng Sơn và cs, 2016) [41] Độ tàn che là nhân tố sinh thái có ảnh hưởng rõ rệt đến mật độ tái sinh của loài Xoay, mô hình tương quan được biểu diễn thông qua hàm Power có dạng Nts (Xoay) = 96,5917* TC2,17928 (Phạm Tiến Bằng và cs, 2020) [1]

- Về đa dạng di truyền

Công trình nghiên cứu đầu tiên và duy nhất về đa dạng di truyền của loài Xoay tại Việt Nam được thực hiện khi nghiên cứu một số quần thể tự nhiên ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên (gồm các tỉnh Bình Định, Gia Lai, Phú Yên và Ninh Thuận) Kết quả phân tích 75 mẫu lá thu thập ở 5 quần thể rừng tự nhiên cho thấy Xoay là loài cây có mức độ đa dạng di truyền tương đối cao nhưng khoảng cách di truyền giữa các quần thể tự nhiên thấp (Nguyễn Thị Hà và cs, 2019) [29])

- Về giải phẫu, sinh lý

Nguyễn Đình Hưng (1977) [25], đã nghiên cứu cấu tạo giải phẫu gỗ Xoay Kết quả nghiên cứu cho thấy Xoay là cây cho gỗ tốt, rất cứng, thớ mịn, nặng, gác màu trắng, lõi màu vàng hoặc nâu đỏ Gỗ chịu ẩm và chịu mối mọt, rất bền, tỷ trọng 1,15-1,2 g/cm3; lực kéo ngang thớ 40 kg/cm2, lực nén dọc thớ 800 kg/cm2; oằn 2331 kg/cm2; hệ số co rút 0,73

1.3.2 Nghiên cứu kỹ thuật chọn giống và nhân giống

- Về chọn giống: Trong giai đoạn từ 2011 – 2015, Dự án Phát triển giống phục vụ trồng rừng tại các tỉnh Tây Nguyên (do Trung tâm Lâm nghiệp Nhiệt đới tại Gia Lai thực hiện) đã sử dụng phương pháp chuyên gia kết hợp với mô tả định lượng (Quantitative – Descriptive Analysis) để đánh giá các tiêu chí hình dáng, kích thước làm cơ sở lựa chọn cây trội Dự án đã lựa chọn được 30 cây trội Xoay từ 60 cây trội dự tuyển tại Trạm Thực nghiệm Lâm nghiệp Kon Hà Nừng để làm cây giống cung cấp cho công tác trồng rừng tại các tỉnh Tây Nguyên (Trung tâm Lâm nghiệp Nhiệt đới, 2020) [47]

- Về kỹ thuật bảo quản, xử lý hạt giống:

Nghiên cứu bảo quản và xử lý hạt giống cây Xoay được Hồ Đức Soa thực hiện khi triển khai đề tài “Nghiên cứu thu hái, bảo quản một số loài cây bản địa có giá trị kinh tế cao phục vụ các dự án cải tạo, phục hồi rừng nghèo” Đề tài đã tiến

hành nghiên cứu thử nghiệm 3 phương pháp bảo quản hạt giống cây Xoay gồm: Bảo quản thông thường (nhiệt độ phòng), bảo quản khô (cho vào túi lilon và cho vào chum), bảo quản lạnh (cho vào tủ lạnh ở nhiệt độ 8 – 21oC) Kết quả cho thấy, sau 3 tháng bảo quản, phương pháp bảo quản lạnh là tốt nhất, tỷ lệ nảy mầm còn lại là 55%, trong khi đó phương pháp bảo quản thông thường tỷ lệ nảy mầm chỉ đạt 41% (Hồ Đức Soa, 2002) [39] Kết quả nghiên cứu của Trần Hồng Sơn và cs (2016) [41], cũng cho thấy hạt Xoay bảo quả khô ở điều kiện thông thường sau 1 tháng tỷ lệ nảy mầm giảm mạnh, chỉ còn 29,0% Hạt mất sức nẩy mầm hoàn toàn sau 3 tháng Bảo quản hạt trong cát ẩm đạt tỷ lệ nảy mầm tốt trong thời gian 1- 2 tuần đầu (15 ngày), sau một tháng tỷ lệ nảy mầm giảm xuống còn 65%, mất sức nẩy mầm hoàn toàn vào tháng thứ 6 Bảo quản lạnh (2- 4oC) cho tỷ lệ nảy mầm cao nhất, sau 1 tháng tỷ lệ nảy mầm đạt 91%, sau 3 tháng giảm xuống còn 37%, mất sức nảy mầm hoàn toàn ở tháng thứ 6

Tuy nhiên, Hồng Bích Ngọc và cs (2019) [35] lại cho rằng hạt Xoay có tuổi thọ khá dài, sau 3 năm cất trữ, tỷ lệ nảy mầm vẫn đạt trên 58% Quả sau khi thu hái được ủ cho chín đều trong 1-3 ngày, sau đó sử dụng nước để chà xát, tách thịt quả và vỏ quả ra khỏi hạt Hạt sau khi được tách và làm sạch bằng nước lã, tiến hành phơi khô dưới ánh nắng mặt trời từ 2-3 ngày sau đó tiến hành làm sạch và phân cấp chất lượng lô hạt giống Hạt Xoay sau khi phơi dưới nắng tự nhiên độ ẩm hạt Xoay đạt từ 12-14% là phù hợp cho quá trình cất trữ Phương pháp xử lý hạt giống bằng cách ngâm nước 80oC trong thời gian 12 giờ cho tỷ lệ nảy mầm 92,7% (Hồng Bích Ngọc và cs, 2019) [35]

Như vậy, còn có nhận định khác nhau về khả năng bảo quản, cất trữ hạt giống Xoay

- Về kỹ thuật nhân giống:

Năm 2009, khi nghiên cứu thăm dò một số đặc điểm sinh học và khả năng gây trồng loài Xoay, Bùi Thanh Hằng và Ngô Văn Cầm (2009) [20], tiến hành thu hái và thử nghiệm gieo ươm tại 2 địa điểm là Trạm Thực nghiệm Kon Hà Nừng (huyện Kbang, tỉnh Gai Lai) và Trạm Thực nghiệm Pleiku (TP Pleiku, tỉnh Gia Lai) Kết quả cho thấy cây con gieo ươm tại Trạm Thực nghiệm Kon Hà Nừng

(huyện Kbang) sinh trưởng tốt hơn cây con gieo ươm tại Trạm Thực nghiệm Pleiku Sau 6 tháng tuổi, cây con gieo ươm tại Trạm Thực nghiệm Kon Hà Nừng đạt chiều cao 40cm, cây sinh trưởng tốt, ngược lại cây con gieo ươm tại Trạm Thực nghiệp Pleiku chỉ đạt chiều cao từ 15 – 20cm, cây sinh trưởng kém, có hiện tượng bệnh và chết nhiều

Nghiên cứu kỹ thuật gieo ươm với các thí nghiệm về ảnh hưởng của che sáng đến sinh trưởng của cây con Xoay, ảnh hưởng của thành phần ruột bầu đến sinh trưởng của cây con Xoay đã được Trần Hồng Sơn và cs (2016) [41] thực hiện Kết quả cho thấy với 4 mức độ che sáng khác nhau (Không che sáng, che sáng 25%, che sáng 50%, che sáng 75%) ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng lên sinh trưởng của cây con Xoay trong giai đoạn vườn ươm chưa thực sự rõ rệt đối với sinh trưởng đường kính gốc D0, nhưng lại ảnh hưởng đáng kể lên sinh trưởng chiều cao vút ngọn Trong khi đó, với 4 công thức hỗn hợp ruột bầu, tỷ lệ hỗn hợp ruột bầu có ảnh hưởng rõ đến sinh trưởng đường kính gốc nhưng không ảnh hưởng đến rõ rệt đến sinh trưởng chiều cao của cây con trong vườn ươm (12 tháng)

Hồng Bích Ngọc và cs (2019) [35] đã nghiên cứu kỹ thuật gieo ươm loài Xoay từ hạt tại tỉnh Thừa Thiên Huế Nghiên cứu chỉ ra rằng chế độ che sáng trong gieo ươm cây Xoay là rất cần thiết nhưng cần thay đổi độ che sáng trong theo từng giai đoạn Trong giai đoạn 3 tháng đầu che sáng 75%, sau đó giảm độ che sáng xuống 50% và sau đó giảm còn 25% bắt đầu từ tháng thứ 9 trở đi Nghiên cứu cũng xác định được thành phần ruột bầu tốt nhất cho nhân giống Xoay là hỗn hợp 83% đất tầng mặt + 15% phân hữu cơ vi sinh + 2% NPK Ngoài ra, nghiên cứu cũng xác định được lượng nước tưới cây con trong giai đoạn vườn ươm làm cơ sở bước đầu để xây dựng nội dung kỹ thuật gieo ươm cây Xoay ở vườn ươm

2.3.3 Nghiên cứu kỹ thuật trồng

Phạm Thế Dũng và cs (2012) [16] khi điều tra các loài cây có giá trị kinh tế ở 2 tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận đã xác định được 16 loài cây có giá trị kinh tế, trong đó có loài Xoay Sau 2 năm trồng thử nghiệm đã đánh giá Xoay là 1 trong 7 loài cây trồng có khả quan tại Ninh Thuận và Bình Thuận với tỷ lệ sống đạt 52,6%

Trần Hồng Sơn và cs (2016) [41], đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của Mật độ trồng, phân bón lót và phương thức trồng đến sinh trưởng của cây Xoay Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong thời gian đầu mật độ trồng chưa là nhân tố ảnh hưởng tới sinh trưởng nhưng hàm lượng phân bón lót có ảnh hưởng rõ rệt đến sinh trưởng và tỷ lệ sống của rừng trồng Xoay, trong đó bón lót 100 g phân NPK(16:16:8) + 1.000 g vi sinh/cây là tốt nhất Phương thức trồng làm giầu rừng theo rạch và theo đám với 3 công thức thí nghiệm: (1) Băng chặt 6 m, băng chừa 4 m, mật độ trồng 250 cây/ha; (2) Băng chặt 4 m, băng chừa 4 m, mật độ trồng 312 cây/ha và (3) Trồng theo đám trống có diện tích 500 m2 trở lên, mật độ trồng 250 cây/ha cũng chưa ảnh hưởng rõ rệt đến tỷ lệ sống và sinh trưởng của Xoay

Hồng Bích Ngọc và cs (2019) [35], đã tiến hành thí nghiệm trồng Xoay trên đất bỏ hóa 1 năm và trồng dưới tán rừng thứ sinh nghèo Kết quả cho thấy sau 1 năm trồng tỷ lệ sống của các mô hình đạt 93,5% trở lên và chưa có sự khác nhau về phẩm chất cây giữa 2 dạng lập địa Chiều cao vút ngọn của cây Xoay trồng 1 năm trên đất bỏ hóa sau nương rẫy cao hơn trồng dưới tán rừng đạt 54,1 cm và lượng sinh trưởng đạt 30,95 cm/năm Đối với cây Xoay trồng dưới tán rừng thứ sinh nghèo, sinh trưởng chiều cao bình quân đạt 49,98 cm và lượng tăng trưởng chỉ đạt 26,78 cm/năm Tuy nhiên, chưa có sự chênh lệch lớn về sinh trưởng đường kính cổ rễ đối với cây Xoay trồng dưới tán rừng thứ sinh nghèo (D00 = 5,42 mm) và trồng trên đất bỏ hóa sau nương rẫy (D00 = 5,43 mm) Sinh trưởng đường kính cổ rễ trung bình dao động xấp xỉ 1,9 mm/năm

Như vậy, mặc dù được biết đến là loài cây bản địa có giá trị kinh tế nhưng những nghiên cứu về loài Xoay ở Việt Nam cũng còn khá hạn chế Có thể chia lịch sử nghiên cứu về loài Xoay ở Việt Nam thành 3 giai đoạn như sau:

- Giai đoạn từ 1877 đến 2000 (Giai đoạn phát hiện và mô tả): Ở giai đoạn này ngoài việc phát hiện, mô tả về loài Xoay của Pierre L (1898) [80] và công trình nghiên cứu về đặc điểm, tính chất gỗ Xoay của Nguyễn Đình Hưng (1977) [25], thì các thông tin về loài Xoay chỉ được nhắc đến trong các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng có liên quan đến vùng phân bố của loài và giá trị cung cấp gỗ thông qua bảng phân loại nhóm gỗ Không có công trình nghiên cứu riêng biệt và chuyên sâu về loài Xoay

- Giai đoạn từ 2000 đến 2010 (Giai đoạn nghiên cứu thăm dò): Ở giai đoạn này, cây Xoay đã được quan tâm nghiên cứu, nhưng các nghiên cứu chỉ dừng lại ở mức độ thăm dò, tìm hiểu về đặc điểm sinh thái, kỹ thuật thu hái, bảo quản hạt giống và thử nghiệm kỹ thuật nhân giống Các nghiên cứu được thực hiện chủ yếu bởi Trung tâm Lâm nghiệp Nhiệt đới (Viện Khoa học Lâm nghiệp)

- Giai đoạn từ 2010 đến nay: Các công trình nghiên cứu tiếp tục với các thí nghiệm các biện pháp kỹ thuật gieo ươm, đồng thời đã quan tâm đến các thí nghiệm trồng và chăm sóc rừng Ở giai đoạn này, ngoài các công trình nghiên cứu ở khu vực Tây Nguyên (do Trung tâm Lâm nghiệp Nhiệt đới thực hiện) còn có nghiên cứu ở các tỉnh Thừa Thiên Huế (do Trường Đại học Huế thực hiện), tỉnh Ninh Thuận và tỉnh Bình Thuận (do Viện Khoa học Lâm nghiệp Nam Bộ thực hiện)

Mặc dù đã có một số các công trình nghiên cứu về loài Xoay nhưng các kết quả nghiên cứu còn rất hạn chế, chỉ tập trung vào phân loại, mô tả hình thái và giá trị sử dụng Ngoài các thành tựu được tóm tắt trên đây, các lỗ hổng trong hệ thống kiến thức về đặc điểm sinh học, chọn giống, nhân giống và gây trồng Xoay còn một số tồn tại sau:

- Về đặc điểm sinh học: Các nghiên cứu đã cung cấp một số thông tin về đặc điểm hình thái, sinh thái, phân bố, vật hậu nhưng còn nhiều khác nhau giữa các tài liệu Mặt khác, chưa có các nghiên cứu về giải phẫu, đặc điểm sinh lý và đa dạng di truyền các giống Xoay tại Gia Lai

- Về kỹ thuật nhân giống: Nghiên cứu các kỹ thuật nhân giống như tỷ lệ che sáng, kỹ thuật chăm sóc cây con trong giai đoạn vườn ươm đã được nghiên cứu khá kỹ và cho kết quả tương đối thống nhất Tuy nhiên, nghiên cứu về phương pháp bảo

quản hạt giống, phương thức xử lý hạt giống, thành phần ruột bầu còn nhiều hạn chế và cho các kết quả khác nhau, cần tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện để phù hợp với điều kiện sản xuất cây giống tại Gia Lai Mặt khác, còn thiếu các nghiên cứu về kích thước túi bầu, tiêu chuẩn cây giống và tuổi cây con xuất vườn Chưa có các nghiên cứu về nhân giống vô tính (giâm hom, chiết, ghép) để duy trì, khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn gen cây Xoay, rút ngắn thời gian thành thục, đem lại hiệu quả kinh tế cao

- Về kỹ thuật trồng rừng:

+ Kết quả nghiên cứu về trồng rừng mới dừng lại ở các thí nghiệm trồng dưới tán rừng, trồng làm giầu, trồng rừng trong các khoảng trống hoặc đất bỏ hóa mà chưa thử nghiệm nghiên cứu trồng rừng thâm canh trong các mô hình trồng xen + Các nghiên cứu về tỷ lệ phân bón, mật độ trồng đã được thí nghiệm nhưng các mô hình nghiên cứu hầu hết chỉ theo dõi trong thời gian ngắn nên chưa phản ánh đầy đủ các mối quan hệ và ảnh hưởng của các nhân tố thí nghiệm đến sinh trưởng của rừng trồng, chưa có các mô hình trình diễn đủ lớn để tham quan học hỏi và nhân rộng

Xuất phát từ thực tiễn đã nêu trên, đề tài “Nghiên cứu một số đặc điểm sinh

học, kỹ thuật nhân giống và trồng Xoay (Dialium cochinchinesis Pierre) tại Gia

Lai” thực hiện là cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Chương 2

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu

2.1.1 Nghiên cứu đặc điểm sinh học Xoay

- Đặc điểm phân bố, sinh thái Xoay tại Gia Lai - Đặc điểm hình thái Xoay

- Đặc điểm vật hậu Xoay - Đặc điểm giải phẫu, sinh lý

- Đặc điểm đa dạng di truyền Xoay tại Gia Lai - Đặc điểm cấu trúc lâm phần có Xoay phân bố - Đặc điểm tái sinh tự nhiên của Xoay

2.1.2 Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống Xoay

- Kỹ thuật nhân giống bằng hạt

+ Phương pháp bảo quản hạt giống + Phương pháp xử lý hạt giống nảy mầm

+ Ảnh hưởng của thành phần ruột bầu đến sinh trưởng của cây con trong giai đoạn vườn ươm

+ Ảnh hưởng của kích thước túi bầu đến sinh trưởng của cây con trong giai đoạn vườn ươm

- Kỹ thuật nhân giống bằng phương pháp giâm hom

+ Ảnh hưởng của loại chất và nồng độ chất điều hòa sinh trưởng + Ảnh hưởng của mùa vụ giâm hom đến khả năng ra rễ

+ Ảnh hưởng của giá thể giâm hom đến khả năng ra rễ

2.1.3 Nghiên cứu kỹ thuật trồng Xoay

- Tiêu chuẩn tuổi cây con xuất vườn - Phương thức trồng Xoay

2.1.4 Đề xuất biện pháp kỹ thuật trồng Xoay tại Gia Lai

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Quan điểm, phương pháp tiếp cận

- Quan điểm:

Trong suốt chu kỳ sống, sinh vật nói chung và cây rừng nói riêng có mối quan hệ mật thiết với nhau và với hoàn cảnh sống Sự có mặt và phát triển của một loài sinh vật ở một nơi nào đó phụ thuộc vào tổ hợp các điều kiện sống Mặt khác, sự vắng mặt hoặc không có khả năng phát triển là do sự thiếu hụt hay dư thừa một hoặc một số yếu tố nào đó, trong đó hàm lượng các yếu tố ở mức độ gần với giới hạn mà sinh vật đó có thể chịu đựng Việc nghiên cứu, mô phỏng tự nhiên trên cơ sở nghiên cứu đặc điểm sinh học, lâm học, tái sinh, sinh trưởng và phát triển của một loài cây rừng thực hiện tại khu phân bố tự nhiên của chúng là cách tiếp cận nhanh nhất Do đó hướng tiếp cận của đề tài là đi xem xét đặc điểm sinh học của loài Xoay trong mối quan hệ tương tác hữu cơ giữa cá thể với cá thể, cá thể với quần thể và với hệ sinh thái tự nhiên nơi có loài phân bố

Xoay là cây bản địa, đa tác dụng vì vậy để phát triển cây Xoay ngoài những nghiên cứu nhằm khai thác và phát triển hiệu quả, bền vững các quần thể rừng tự nhiên hiện có, cần có những nghiên cứu hoàn thiện các biện pháp kỹ thuật nhân giống, trồng rừng Xoay

- Phương pháp tiếp cận

+ Tiếp cận tiểu vùng khí hậu (TVKH): Xoay phân bố tự nhiên ở các TVKH có sự khác nhau về điều kiện sinh thái, vì vậy đề tài tiếp cận theo TVKH nhằm tìm hiểu và đánh giá những ảnh hưởng khác nhau của các nhân tố sinh thái đến phân bố, hình thái, sinh trưởng và phát triển của loài Các địa điểm nơi có loài Xoay phân bố tập trung được ưu tiên lựa chọn để thu thập các thông tin về đặc điểm lâm học; lựa chọn cây mẫu để mô tả hình thái, vật hậu; thu hái quả, và các vật liệu giống phục vụ các thí nghiệm

+ Tiếp cận thực nghiệm: Các kết quả thu thập từ các TVKH là cơ sở để tiến hành bố trí các thí nghiệm thực nghiệm từ khâu thu hái, bảo quản hạt giống, các thí nghiệm nhân giống, trồng

+ Tiếp cận hệ thống: Đề tài đã nghiên cứu hệ thống các vấn đề có liên quan từ đặc điểm sinh vật học, sinh thái học, đặc điểm lâm học của loài Xoay đến đặc điểm sinh lý hạt giống, kỹ thuật nhân giống và trồng Xoay Tổng hợp các kết quả nghiên cứu là cơ sở đề xuất các biện pháp kỹ thuật nhân giống và trồng Xoay

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu chung

Tiến hành nghiên cứu tổng hợp và toàn diện từ việc kế thừa tài liệu, điều tra thu thập số liệu trong các lâm phần tự nhiên; nghiên cứu thực nghiệm; tổng kết và đề xuất kỹ thuật nhân giống và gây trồng, cụ thể:

- Áp dụng phương pháp kết thừa tài liệu, kết hợp với khảo sát, điều tra, và bố trí sinh thái thực nghiệm

- Áp dụng các công cụ thống kê toán học có sự hỗ trợ của máy tính và các phần mềm chuyên dụng để bố trí thí nghiệm, lấy mẫu, phân tích và xử lý số liệu đảm bảo tính khoa học, độ chính xác và tính khách quan

- Các biện pháp kỹ thuật nhân giống, trồng Xoay được xây dựng trên cơ sở kế thừa có chọn lọc kết quả nghiên cứu đã công bố, kết hợp với các kết quả nghiên cứu của đề tài và điều kiện thực tế của địa phương

Các bước nghiên cứu của đề tài được trình bầy cụ thể ở sơ đồ 2.1

Sơ đồ 2.1: Sơ đồ nghiên cứu của luận án Nghiên cứu kỹ thuật

nhân giống Xoay

(Kỹ thuật bảo quản, xử lý hạt giống và nhân giống, thành phần ruột bầu, kích

thước túi bầu…)

Nghiên cứu kỹ thuật trồng Xoay

(Tiêu chuẩn cây giống, phương

thức trồng) Thu thập, kế thừa các tài liệu, số liệu hiện có

Nghiên cứu đặc điểm sinh học của loài Xoay

(Phân bố, sinh thái; hình thái, vật hậu; giải phẫu, sinh lý; đa dạng di truyền;

cấu trúc và tái sinh)

Tổng hợp, phân tích, đánh giá kết quả nghiên cứu

Đề xuất biện pháp kỹ thuật gây trồng loài Xoay tại Gia Lai

2.2.3 Phương pháp nghiên cứu cụ thể

2.2.3.1 Phương pháp kế thừa số liệu, tài liệu a) Kế thừa số liệu thứ cấp

Số liệu về khí tượng, thủy văn của các trạm quan trắc quốc gia trong tỉnh Gia Lai và các khu vực lân cận từ năm 2010 – 2020 được tổng hợp từ số liệu của Đài khí tượng thủy văn khu vực Tây Nguyên Số liệu thu thập gồm: Nhiệt độ không khí trung bình năm, nhiệt độ cao nhất, thấp nhất (T, 0C); lượng mưa trung bình năm (P, mm/năm); chỉ số khô hạn (số tháng khô, số tháng hạn, số tháng kiệt); độ ẩm không khí trung bình (DA,%); tổng số giờ nắng trong năm (T, giờ)

TVKH tại Gia Lai được xác định theo bản đồ phân bố khí hậu tại Tây Nguyên của Hoàng Đức Cường và cs (2014) [13] Trong đó, tỉnh Gia Lai nằm trên 6 TVKH có các đặc trưng sau:

+ TVKH I2: Tổng nhiệt năm (∑t) ≤ 8.000 oC, lượng mưa bình quân năm (Rn) từ 2.000 – 2.400 mm

+ TVKH I3: Tổng nhiệt năm (∑t) ≤ 8.000 oC, lượng mưa bình quân năm (Rn) từ 1.600 – 2.000 mm

+ TVKH II1: Tổng nhiệt năm (∑t) > 8.000 oC, lượng mưa bình quân năm (Rn) từ 1.600 – 2.000 mm

+ TVKH II2: Tổng nhiệt năm (∑t) > 8.000 oC, lượng mưa bình quân năm (Rn) từ 1.200 – 1.600mm

+ TVKH II3: Tổng nhiệt năm (∑t) > 8.000 oC, lượng mưa bình quân năm (Rn) từ 1.200 – 1.600 mm

+ TVKH II4: Tổng nhiệt năm (∑t) > 8.000oC, lượng mưa bình quân năm (Rn) từ 1.200 – 2.000 mm

b) Kế thừa số liệu các đề tài nghiên cứu:

Kế thừa, sử dụng một phần số liệu của đề tài nghiên cứu khoa học cấp Quốc gia có tên là: “Nghiên cứu khai thác và phát triển nguồn gen cây Xoay

(Dialium cochinchinensis Pierr) ở Tây Nguyên (Nhiệm vụ quỹ gen cấp Quốc gia,

thực hiện 2017 - 2021), Mã số NVQG – 2017/17 Đề tài do TS Ngô Văn Cầm làm chủ nhiệm, nghiên cứu sinh là thành viên chính thực hiện đề tài này Nội dung kế thừa gồm:

+ Số liệu thí nghiệm về đặc điểm hạt giống, phương pháp bảo quản hạt giống và kỹ thuật nhân giống hữu tính Xoay

+ Số liệu thí nghiệm nhân giống bằng phương pháp giâm hom

2.2.3.2 Phương pháp điều tra, thu thập và bố trí thí nghiệm hiện trường a) Nghiên cứu đặc điểm sinh học

* Phương pháp nghiên cứu đặc điểm phân bố, sinh thái

+ Đặc điểm phân bố và sinh thái: Trên cơ sở các tài liệu đã công bố về loài Xoay, thông tin từ cán bộ nông lâm nghiệp địa phương cung cấp, tiến hành lập các tuyến điều tra trải đều trên toàn tỉnh Gia Lai Tổng số tuyến điều tra là 35 tuyến, trong đó có 4 tuyến chính và 31 tuyến nhánh (Phụ lục 01 và Phụ lục 02)

Tại các điểm bắt gặp loài Xoay phân bố, sử dụng máy định vị (GPS) để xác định vị trí, ghi chép các thông tin về địa điểm, mô tả về địa hình, độ cao, độ dốc, trạng thái rừng, thực vật chỉ thị… để xác định đặc điểm phân bố loài Xoay Kết hợp thu thập các số liệu về khí hậu, thủy văn từ năm 2010 – 2020 của các trạm quan trắc trong và gần nhất với khu vực nghiên cứu

Tại mỗi TVKH chọn 3 vị trí đại diện, tiến hành đào phẫu diện đất theo phương pháp của Đỗ Đình Sâm và cs (2005) [37], mô tả và lấy mẫu đất để phân tích các chỉ tiêu lý, hóa đất Tổng số mẫu đất đã thu thập là 12 mẫu (Phụ lục 03) Mẫu đất được phân tích tại Phòng phân tích nông hóa, Viện Khoa học kỹ thuật Nông lâm nghiệp Tây Nguyên (Đăk Lắc) Các chỉ tiêu phân tích gồm: Thành phần cơ giới: theo TCVN 8567: 2010; Hàm lượng mùn (%): theo TCVN 8941:2011; Hàm lượng đạm (%): theo TCVN 6498:1999; Hàm lượng lân (P2O5): theo TCVN 8661: 2011; Hàm lượng Kali (K2O): theo TCNV 8662: 2011; Độ pH: theo TCVN 5979: 2007

+ Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái đến phân bố mật độ loài Xoay

Sử dụng phương pháp rút mẫu điển hình hệ thống để thu thập dữ liệu, lập mô hình quan hệ giữa mật độ loài Xoay với các nhân tố sinh thái, theo sơ đồ 2.2