Một vấn đề nữa là chưa nghiên cứu đầy đủ về các đặc điểm sinh học cũng như chọn các giống Quế khác nhau theo từng vùng sinh thái, chất lượng các giống Quế chưa được cải thiện, kỹ thuật t
Sự cần thiết của đề tài
Quế (Cinnamomum cassia BL.) là một trong những loài cây lâm sản ngoài gỗ có giá trị cao, các sản phẩm từ cây Quế được sử dụng khá phổ biến và rộng rãi trên thị trường quốc tế Vỏ và tinh dầu Quế được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp khác nhau như: làm thuốc chữa bệnh trong y học dân tộc cổ truyền, làm dược liệu trong y học hiện đại, làm gia vị và hương liệu trong công nghiệp thực phẩm và hóa mỹ phẩm (Phạm Văn Tuấn, Nguyễn Huy Sơn, 2007) [57] Đặc biệt, trong y học hiện đại, tinh dầu Quế sử dụng nhiều làm thuốc kích thích khả năng tuần hoàn, hô hấp và bài tiết; làm chất sát trùng, ức chế nhiều loại vi khuẩn tả và vi khuẩn đơn bào, chữa trị các chứng bệnh đường ruột Hơn nữa, Quế còn là loài cây chỉ được trồng tập trung ở một số quốc gia và một số vùng sinh thái nhất định, nhưng nhu cầu sử dụng các sản phẩm từ cây Quế lại được phổ biến rộng rãi trên phạm vi toàn thế giới, nên các sản phẩm từ cây Quế có giá trị thương mại rất lớn Ở Việt Nam, Quế được cho là “đặc sản rừng” có giá trị cao và chiếm vị trí hàng đầu trong các loại lâm sản ngoài gỗ xuất khẩu (Nguyễn Phú Hùng, 2005) [25]
Hiện nay, các sản phẩm từ Quế là mặt hàng đem lại kim ngạch xuất khẩu lớn nhất trong các loại LSNG Ngoài ra, không chỉ có vỏ, tinh dầu Quế có giá trị cao trên thị trường trong và ngoài nước, mà các bộ phận khác của cây Quế như lá và gỗ đều có thể sử dụng và góp phần làm gia tăng giá trị kinh tế đáng kể cho người trồng rừng Có thể thu hoạch lá hàng năm để chưng cất tinh dầu giúp người nông dân có thu nhập thường xuyên Khi khai thác một lần lấy vỏ, gỗ còn lại được chế biến làm ván ép, ván ghép thanh có giá trị cao và được nhiều khách hàng ưa chuộng (Nguyễn Huy Sơn, 2014) [44] Ở Việt Nam, Quế được trồng ở ba vùng chính gồm: vùng Đông Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ (ba vùng này được gọi theo vùng sinh thái lâm nghiệp quy định tại Thông tư 22/2021/TT-BNNPTNT ngày
29/12/2021) Trong đó, trung tâm Quế của vùng Đông Bắc Bộ là các tỉnh Lào Cai và Yên Bái; trung tâm Quế của vùng Bắc Trung Bộ là các Thanh Hóa và Nghệ An; trung tâm Quế của vùng Nam Trung Bộ là các tỉnh Quảng Nam và Quảng Ngãi (Phạm Hoàng Hộ, 1999) [22] Tuy nhiên, trong nhiều năm trước đây cây Quế chưa phát triển bền vững do năng suất và chất lượng các sản phẩm chưa cao, dẫn đến hiệu quả kinh tế mang lại còn thấp, chưa thu hút được sự đầu tư của người trồng rừng cũng như các doanh nghiệp Từ năm 2000 trở lại đây, với sự hỗ trợ của các chương trình trồng rừng, cây Quế đã được quan tâm phát triển mở rộng diện tích ở các vùng sinh thái, nên diện tích rừng trồng Quế đã tăng dần Tuy vậy, năng suất và chất lượng rừng cũng như các sản phẩm của cây Quế vẫn còn thấp so với tiềm năng (Viên Kim Cương, 2014)
[11] Một vấn đề nữa là chưa nghiên cứu đầy đủ về các đặc điểm sinh học cũng như chọn các giống Quế khác nhau theo từng vùng sinh thái, chất lượng các giống Quế chưa được cải thiện, kỹ thuật trồng và thâm canh rừng chưa đáp ứng được yêu cầu năng suất và chất lượng nguyên liệu cung cấp cho các ngành công nghệ như y học và thực phẩm, giá trị sử dụng cũng như giá trị kinh tế chưa cao
Vì vậy, việc “Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và kỹ thuật trồng thâm canh Quế (Cinnamomum cassia) tại ba vùng sinh thái chính của Việt Nam” là cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn sản xuất.
Mục tiêu nghiên cứu của luận án
Mục tiêu chung
Bổ sung được một số cơ sở khoa học nhằm phát triển rừng trồng thâm canh và nâng cao năng suất, chất lượng rừng trồng Quế ở 3 vùng sinh thái chính, góp phần nâng cao thu nhập cho người trồng Quế.
Mục tiêu cụ thể
- Bổ sung được một số đặc điểm sinh học của loài Quế;
- Chọn được giống Quế có triển vọng thông qua việc khảo nghiệm hậu thế ở 3 vùng sinh thái trồng Quế;
- Xác định được biện pháp kỹ thuật nhân giống vô tính bằng phương pháp giâm hom Quế và bước đầu bổ sung được một số biện pháp kỹ thuật trồng thâm canh Quế ở 3 vùng sinh thái trồng Quế chính.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
- Về khoa học: Luận án đã bổ sung được thông tin khoa học và hiểu biết về một số đặc điểm sinh học của loài Quế (Cinnamomum cassia BL.) trồng ở 3 vùng sinh thái chính
- Về thực tiễn: Luận án đã xác định được 28 gia đình Quế có triển vọng để cung cấp giống và bổ sung một số biện pháp kỹ thuật nhân giống bằng hom, kỹ thuật trồng rừng Quế, góp phần phát triển rừng trồng Quế có năng suất, chất lượng tinh dầu cao tại vùng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ.
Những đóng góp mới của luận án
Xác định một số đặc điểm sinh học của Quế trồng tại Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ có thể nêu ra các điểm chính như: đặc điểm hình thái, vật hậu, đặc điểm di truyền, độ cao nơi trồng, đặc điểm tinh dầu.
Đã xác định được biện pháp kỹ thuật nhân giống Quế bằng phương pháp giâm hom Bước đầu chọn được 28 gia đình cây trội Quế có triển vọng nhân giống Ngoài ra, còn bổ sung một số biện pháp kỹ thuật trồng thâm canh Quế gồm: tiêu chuẩn cây con đem trồng và loại phân bón, liều lượng bón cho rừng trồng Quế.
Đối tượng và giới hạn nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu
Loài Quế (Cinnamomum cassia BL.) tại một số địa phương thuộc vùng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ.
Giới hạn nghiên cứu
- Về nội dung nghiên cứu:
Luận án tập trung nghiên cứu một số nội dung sau:
+ Nghiên cứu bổ sung một số đặc điểm sinh học cơ bản có liên quan trực tiếp đến sinh trưởng và phát triển của cây Quế còn hạn chế: đặc điểm hình thái, vật hậu, sinh thái, đặc điểm di truyền và đặc điểm tinh dầu Quế
+ Nghiên cứu chọn giống thông qua việc chọn cây trội và khảo nghiệm hậu thế các gia đình
+ Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống vô tính bằng phương pháp giâm hom Quế thông qua các thí nghiệm ảnh hưởng của thời vụ cắt trẻ hóa, tạo chồi đển khả năng sinh trưởng và chất lượng của chồi vượt lấy hom; ảnh hưởng của tuổi cây mẹ cắt trẻ hóa tạo chồi, ảnh hưởng của nồng độ chất điều hòa sinh trưởng kích thích ra rễ (IBA) và ảnh hưởng của giá thể, phương pháp giâm hom đến khả năng ra rễ và sinh trưởng của hom giâm
+ Nghiên cứu một số biện pháp trồng thâm canh Quế thông qua thí nghiệm về tiêu chuẩn cây con đem trồng, ảnh hưởng của phân bón thúc đến sinh trưởng của cây Quế, trên cơ sở đó đề xuất một số biện pháp kỹ thuật nhằm nâng cao năng suất và chất lượng rừng trồng Quế cho 3 vùng sinh thái chính
- Về địa bàn nghiên cứu:
+ Các nội dung nghiên cứu về đặc điểm sinh học và chọn cây trội ở 3 vùng sinh thái chính gồm: Lào Cai và Yên Bái (Bắc Bộ), Thanh Hóa và Nghệ An (Bắc Trung Bộ), Quảng Nam và Quảng Ngãi (Nam Trung Bộ)
Triển khai khảo nghiệm, thí nghiệm biện pháp trồng thâm canh quế tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai; huyện Quế Phong, tỉnh Nghệ An và huyện Nam Trà My, tỉnh Quảng Nam.
+ Bố trí thí nghiệm về nhân giống Quế tại huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái và huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai
- Về thời gian nghiên cứu: Thực hiện trong giai đoạn từ năm 2017 đến năm 2022.
Bố cục luận án
Luận án gồm 148 trang Ngoài các phần lời cam đoan, cám ơn, danh mục các chữ viết tắt, danh mục bảng biểu, hình hảnh và các phụ lục, luận án được kết cấu thành các phần sau đây:
- Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu (27 trang);
- Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu (18 trang);
- Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận (83 trang);
- Kết luận, tồn tại và kiến nghị (4 trang );
- Tài liệu tham khảo (11 trang).
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Trên thế giới
1.1.1 Đặc điểm phân loại và tên gọi các loài Quế chủ yếu
Trên thế giới, các nhà khoa học đã xác định chi Quế (Cinnamomum) có hơn 300 loài, phân bố chủ yếu tại các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới của Bắc Mỹ, Trung Mỹ, Nam Mỹ, châu Á, châu Đại Dương và Australia, Van
Der Werff et al (1996) [96] Quế là tên gọi chung của một số loài có dầu thơm, được gây trồng phổ biến để lấy vỏ và tinh dầu gồm: loài
Cinnamomum verum, có nguồn gốc ở Sri Lanka và có tên thương mại quốc tế là Quế Sri Lanka (Sri Lanka cinnamom) hoặc Quế Ceylon (Ceylon cinnamom); loài Cinnamomum cassia có tên khác là Cinnamomum aromaticum được gọi là Quế Trung Quốc (Chinnese cassia) hoặc Quế Việt
Nam (Vietnamese cassia), có nguồn gốc từ các tỉnh phía Nam Trung Quốc và Việt Nam; loài Cinnamomum burmannnii hay còn gọi là Quế Indonesia
(Indonesian cassia); loài Indian cassia hoặc Cinnamomum tamala chủ yếu ở Ấn Độ; các loài Cinnamomum impressinervium và Cinnamomum bejolghota cũng phân bố chủ yếu ở Ấn Độ nhưng không phổ biến (P.N Ravindran và K Nirmal Babu, 2004) [92], Zeng, C.S et al (2013) [99] Theo Kostermans
Đặc điểm phân loại và nhận biết các loài Quế thường nương theo bốn tiêu chí chính, bao gồm: chiều dài gân lá, tính trạng lông trên mặt lá, đế quả và số lượng tế bào bao phấn trong nhị hoa Các nghiên cứu của Ravindran et al (2004) [91], Balasubramanian et al (1993) [72] và (1961) [79] đã chứng minh sự hữu ích của những đặc điểm này trong việc phân biệt các loài trong chi Quế.
Phân loại thực vật và đặt tên loài là lĩnh vực được các nhà khoa học thế giới nghiên cứu từ lâu, trong đó nhóm loài chi Cinnamomum đã được xác định khá đầy đủ và chi tiết Sự đồng thuận cao trong phân loại chi này cho thấy ít có tranh cãi về đặc điểm và vị trí của các loài trong nhóm.
1.1.2 Đặc điểm sinh học một số loài Quế chủ yếu
1.1.2.1 Đặc điểm hình thái một số loài Quế chủ yếu
Mỗi loài Quế các đặc điểm hình thái khác nhau, khi nghiên cứu các trường hợp cụ thể, các tác giả đã mô tả đặc điểm hình thái chung và những đặc điểm dễ nhận biết, điển hình là các công trình nghiên cứu của P N
Ravindran et al (2004) [91]; Nguyen Kim Dao (2004) [88]; Hasanah et al (2004) [76]; Ariyarathne et al (2018) [70] Các loài Cinnamomum tamala và
Cinnamomum Burmannii là cây gỗ nhỏ, có chiều cao đạt khoảng 15m Các loài C verum hoặc C cassia là cây gỗ nhỡ đến lớn, chiều cao có thể đạt từ 16 -18 m hoặc từ 18 - 20 m, đường kính của các loài này có thể đạt 60 cm, gốc có thể hơi có bạnh vè; vỏ nhẵn có mầu nâu sáng hoặc hơi hồng, có độ dầy tới 10 mm hoặc hơn, có vị cay; lá mọc đối hoặc gần đối, lá có hình bầu dục hoặc elip, đầu lá vuốt nhọn; thời gian ra hoa thay đổi theo từng loài, thường từ tháng 10 năm trước đến tháng 2 năm sau và quả chín vào tháng 5 đến tháng 6 hàng năm
Theo P.N Ravindran et al (2004) [92] kích thước và hình thái lá giữa các loài có sự khác nhau khá rõ rệt, ngay trong cùng 1 loài nhưng phân bố tự nhiên hoặc được trồng ở những nơi khác nhau cũng có sự khác biệt khá lớn Chiều dài lá của loài
Chiều dài của Cinnamomum verum dao động từ 8,7 đến 22,7 cm, trung bình khoảng 13 cm Về chiều rộng, Cinnamomum verum có kích thước từ 3,3 đến 8,3 cm, trung bình là 5,1 cm So với Cinnamomum verum, lá của Cinnamomum cassia có kích thước lớn hơn cả về chiều dài và chiều rộng Chiều dài trung bình của lá Cinnamomum cassia là khoảng 16,25 cm, trong khi chiều rộng trung bình là 3,8 cm.
Nhìn chung, các công trình nghiên cứu về đặc điểm hình thái thường gắn liền với các nghiên cứu phân loại thực vật và tên gọi, chỉ tập trung vào các đặc điểm hình thái thân, lá, hoa và quả
1.1.2.2 Đặc điểm phân bố và sinh thái một số loài Quế chủ yếu
Các loài Quế có tinh dầu chủ yếu phân bố ở vùng châu Á, điển hình là loài Cinnamomum verum, là loài cây bản địa của Sri Lanka và Nam Ấn Độ, Kostermans, A.J.G.H (1983) [80] Loài Cinnamomum tamala có phân bố ở hầu hết các vùng Himalaya nhiệt đới, cận nhiệt đới và mở rộng đến vùng Đông Bắc của Ấn Độ, ở độ cao đến dưới 2.000 m so với mực nước biển
(Anandaraj, N et al, 2004) [71] Loài Quế này có phân bố tự nhiên ở Nêpal, Băng La Đét và Myanmar Loài Cinnamomum burmannii hay còn có các tên gọi khác như: java cassia, fagot cassia, padang cassia, batavia cassia, korintji cassia, vera cassia,… chúng có phân bố tự nhiên ở vùng giữa Indonesia và Malaysia, hiện nay được trồng phổ biến để sản xuất hàng hóa ở bán đảo Timor Ở Indonesia, chúng có phân bố tự nhiên từ mặt biển đến độ cao 2.000 m, trung tâm vùng trồng Quế ở Indonesia là Padang, ở độ cao từ 500 - 1.300 m so với mực nước biển (P.N Ravindran et al, 2004) [92] Loài
Cinnamomum cassia có phân bố tự nhiên ở các tỉnh phía Nam của Trung Quốc, tập trung nhiều các ở tỉnh Quảng Đông và Quảng Tây, thường ở độ cao dưới 300m so với mực nước biển, nơi có nhiệt độ bình quân hằng năm khoảng 22°C, lượng mưa bình quân khoảng 1250 mm/năm, số ngày ẩm là 135 ngày/năm; nhiệt độ cao nhất là 38 0 C và nhiệt độ thấp nhất là 0 0 C (Nguyen
Kim Dao, 2004) [88] Theo J Ranatunga et al, (2004) [90] thì Quế là cây trồng có thể gây trồng được trên nhiều loại đất đai và điều kiện khí hậu khác nhau, cụ thể là: loài Cinnamomum verum có thể trồng được ở những nơi có điều kiện khí hậu từ bán khô hạn đến ẩm, từ đất pha cát đến đất feralit có hàm lượng sét cao, giầu mùn và hơi chua (pHKcl≈ 4,5 - 5,5), thoát nước, có đá lẫn; chế độ nhiệt và chế độ ẩm có biên độ dao động khá lớn, nhiệt độ trung bình năm từ 20 - 30 0 C; lượng mưa từ 1.250 - 2.500mm, độ cao khoảng 300-350m so với mực nước biển; tuổi thọ của cây Quế có thể lên tới 30 - 40 năm, với điều kiện lập địa thích hợp Ngược lại, loài Cinnamomum cassia lại thích hợp với điều kiện nhiệt đới nóng ẩm, tầng đất sâu, giầu mùn, độ cao thích hợp dưới 500m so với mực nước biển, nhưng cũng có khi bắt gặp phân bố tự nhiên ở độ cao hơn 1.000m
1.1.2.3 Đặc điểm đa dạng di truyền của một số loài Quế Để đánh giá đặc điểm di truyền của 2 loài Cinnamomum camphora và
Trong nghiên cứu đánh giá sự khác biệt giữa C camphora và C verum, Govinden et al (2007) đã sử dụng 11 mồi RAPD để phân tích mẫu ADN của các loài này Phân tích cho thấy sự biến đổi về kích thước băng ADN từ 400bp đến 3800bp, với số lượng băng dao động từ 1 đến 14 cho mỗi mồi.
Tất cả những mồi được sử dụng đều cho số băng đa hình cao, điều này cho thấy ở đây có sự khác biệt giữa 2 loài
Ở Việt Nam
Cây Quế ở Việt Nam cũng đã được một số nhà khoa học trong nước quan tâm nghiên cứu ở các mức độ và khía cạnh khác nhau như sau:
1.2.1 Đặc điểm phân loại và tên gọi các loài Quế chủ yếu
Từ năm 1907-1914, Lecomte,H đã ghi nhận trong họ Lauraceae ở Việt Nam có hai loài Quế là Cinnamomum cassia Blume và Cinnamomum zeylanium Nees (dẫn theo Phạm Xuân Hoàn, 2001) [23] Theo Trần Hợp
Quế (1984) [26] là tên gọi chung cho nhiều loài thực vật trong chi Cinnamomum thuộc họ Lauraceae Hầu hết các loài này đều có đặc điểm vỏ giàu tinh dầu, có mùi thơm nồng, cay, được sử dụng làm dược liệu, hương liệu hoặc gia vị Tại các quốc gia Đông Dương nói chung và Việt Nam nói riêng, chi Cinnamomum có 22 loài Trong số đó, có 3 loài quế chính, bao gồm: Cinnamomum cassia BL; Cinnamomum obtussfolium Ness và Cinnamomum loureiroi Nees.
Trước đây, các loài Quế ở nước ta đã có nhiều ý kiến khác nhau: theo Võ Văn Chi và cộng sự (1997) [11] thì Quế ở Thanh Hóa là loài C obtusifolium Nees var Loureirii-Perrot et Ebernh; Quế phân bố tự nhiên ở
Trung Quốc là loài C cassia B.L; Quế có phân bố ở Sài Gòn trước đây là C tamala Nees et Eberm; Quế quan là loài C zeylanicum Blume Theo Đỗ Tất
Lợi (1985) [36] thì ở Việt Nam có 3 loài Quế chính, gồm: i/ Quế Thanh Hóa,
Nghệ An (C obtusifolium Ness var Loureirii Perot Ebernh), phân bố tập trung nhiều ở vùng Bắc Trung Bộ từ Thanh Hóa đến Quảng Ngãi; ii/ Quế Trung Quốc hay Quế đơn, Quế bì (C cassia Blume.) phân bố chủ yếu ở Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ; iii/ Quế quan (C zeylanicum Ness hay C verum), phân bố ở cực Nam Trung Bộ nước ta Trần Hợp (1991) [27] cũng đã xác định hầu hết các giống Quế đang được gây trồng phổ biến các tỉnh phía Bắc của Việt Nam đều cùng 1 loài C cassia Blume Theo Lê Công Sơn và cộng sự (2013) [45] thì chi Quế (Cinnamomum) ở Việt Nam có 44 loài và thứ, trong đó riêng ở Vườn Quốc gia Bạch Mã có khoảng 23 loài và có nhiều loài được gọi là Quế có tác dụng làm thuốc, cho tinh dầu Theo Nguyen Kim Dao (2004) [88] thì Việt Nam có 5 loài Quế, gồm: C cassia Presl; C verum Presl = C zeylanicum Blume; C burmannii (Nees) Blume = Larus burmannii Nees; C iner Reinnw ex
Blume và C bejolghota (Buch-Ham) Sweet = C obtusifolium Nees Trong đó, có 3 loài mọc hoang dại và 2 loại hiện đang được gây trồng gồm C cassia Presl và C verum Presl Nguyễn Huy Sơn và Phạm Văn Tuấn (2006) [59] cũng khẳng định các giống Quế trồng ở các tỉnh Lào Cai, Yên Bái, Quảng Ninh, Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Nam và Quảng Ngãi đều là loài C cassia Presl
Hiện nay, bằng các công nghệ hiện đại, các nghiên cứu gần đây đã dựa trên các kết quả phân tích đặc điểm di truyền kết hợp với so sánh các mẫu chuẩn Quốc tế để xác định tên loài Quế trồng ở các vùng sinh thái khác nhau, điển hình như công trình nghiên cứu và xây dựng chỉ dẫn địa lý cho các sản phẩm Quế trồng ở Văn Yên (Yên Bái), Trà My (Quảng Nam), Trà Bồng (Quảng Ngãi), các Sở Khoa học và Công nghệ của các tỉnh Yên Bái, Quảng Nam và Quảng Ngãi đã công bố Quế trồng ở cả 3 địa phương này đều là loài
Cinnamomum cassia và đã được Cục sở hữu trí tuệ cấp giấy chứng nhận chỉ dẫn địa lý cho Quế Văn Yên (Yên Bái) theo Quyết định số 01/QĐ-SHTT
[66], ngày 07/01/2010; giấy chứng nhận chỉ dẫn địa lý cho Quế Trà My (Quảng Nam) theo Quyết định số 2293/QĐ-SHTT [67], ngày 13/10/2011; giấy chứng nhận chỉ dẫn địa lý cho Quế Trà Bồng (Quảng Ngãi) theo Quyết định số 4525/QĐ-SHTT, ngày 21/12/2000 [68]
Như vậy, các giống Quế được gây trồng phổ biến ở các tỉnh Lào Cai, Yên Bái, Quảng Nam và Quảng Ngãi đều là loài Cinnamomum cassia Tuy nhiên, tên tác giả là Presl hay Blume cũng còn nhiều tranh luận, đa số tác giả đều cho rằng tác giả là Presl
1.2.2 Đặc điểm sinh học của loài Quế (C cassia)
1.2.2.1 Đặc điểm phân bố và sinh thái
Loài Quế cassia phân bố chủ yếu ở các tỉnh vùng núi phía Bắc, nơi có nhiệt độ bình quân năm tương đối thấp, nhiệt độ cao tập trung vào mùa hè và lượng mưa cùng số ngày mưa nhiều vào các tháng nhiệt độ bình quân cao Điều này được ghi nhận trong các nghiên cứu của Hoàng Cầu (1993), Đỗ Thanh Hoa (1977), Ngô Đình Quế và cộng sự (1995) và Nguyen Kim Dao (2004).
300 - 700m so với mực nước biển, nơi có khí hậu mát ẩm, nhiệt độ bình quân năm từ 22 - 24 0 C, lượng mưa bình quân năm trên 2.000 mm, độ ẩm không khí trên 80% Quế có thể trồng trên nhiều loại đất có thành phần cơ giới thịt nhẹ đến thịt trung bình, tầng đất dày, ẩm độ đất cao thoát nước tốt Đất trồng Quế thích hợp là những loại đất phát triển trên đá mẹ macma như riolit, granit, poocphialit hay các loại đất biến chất như gnai, amphibolit, diệp thạch mica, xerixit… các loại đất này phải có tầng dầy, ẩm, mát, thoát nước tốt Công bố khác của Nguyễn Huy Sơn (2014) [48] cũng cho rằng Quế (C cassia) thích hợp trồng ở những nơi có khí hậu nhiệt đới ẩm, mưa nhiều, lượng mưa trung bình hằng năm trên 2.000 mm, tổng số ngày nắng trong năm trên 120 ngày, độ ẩm không khí trung bình năm trên 80%, nhiệt độ không khí trung bình năm từ 21 - 23 0 C, nhiệt độ tối cao khoảng 38 0 C, nhiệt độ tối thấp không dưới 1 0 C Đồng thời sinh trưởng tốt trên các loại đất feralit giầu mùn, phát triển trên các loại đá mẹ như gnai, granit, phiến thạch sét, acafilit, micasit,… tầng đất dầy, ẩm và thoát nước tốt, độ chua vừa phải với độ pHKCl từ 4 - 5 Ở các tỉnh vùng núi phía Bắc, Quế thích hợp trồng ở độ cao dưới 500 m so với mực nước biển, ở các tỉnh Nam Trung Bộ và Tây Nguyên thích hợp trồng dưới 1.000m so với mực nước biển, nhưng tốt nhất dưới 600m; độ dốc thích hợp từ 10 - 25 độ
Quế là cây ưa bóng giai đoạn 3 năm đầu, sau ưa sáng hoàn toàn Những nhận định này cũng khá phù hợp với các kết quả nghiên cứu trước đây của Trần Hợp (1984) [26], Phạm Xuân Hoàn (2001) [23]
1.2.2.2 Đặc điểm sinh trưởng, tăng trưởng và năng suất vỏ Quế
Khi nghiên cứu về sinh trưởng và tăng trưởng của cây Quế ở một số vùng sinh thái chính, Trần Hợp (1984) [26] đã chia quá trình sinh trưởng thành hai “thời kỳ lớn” gồm: Thời kỳ cây Quế dưới 5 tuổi kể cả giai đoạn vườn ươm (thời kỳ còn chịu bóng) và thời kỳ thành thục, tức là thời kỳ ưa sáng hoàn toàn và ổn định về chiều cao đường kính cũng như vỏ cây Nhưng đến khi giải tích thân cây ở giai đoạn 45 năm tuổi, tác giả lại chia “sự tăng trưởng” của cây Quế làm 3 giai đoạn: (i) Dưới 10 năm tuổi, ở giai đoạn này chiều dày vỏ Quế chỉ đạt từ 0,3 - 0,4 cm, tăng trưởng đường kính trung bình ≈ l,0 cm/năm, tăng trưởng chiều cao trung bình ≈ l,l m/năm; (ii) Từ 10 năm đến 30 năm tuổi, giai đoạn này tác giả gọi là “giai đoạn ổn định tương đối”, độ dày vỏ từ 0,5 - 0,7 cm, đường kính tăng bình quân đạt ≈ 0,7cm/năm, tăng trưởng chiều cao bình quân đạt ≈ 0,5 m/năm và (iii) Từ 30 năm tuổi trở lên, tăng trưởng cả đường kính và chiều cao chậm rõ rệt, tăng trưởng đường kính bình quân chỉ ≈ 0,24 cm, tăng trưởng chiều cao cũng chỉ đạt 0,2 m/năm, độ dày vỏ đạt từ 0,7 - 0,8 cm, tỷ lệ thể tích vỏ ổn định ≈ 10% so với thể tích cây
Căn cứ vào các giai đoạn tăng trưởng trên, tác giả đã phân chia các lâm phần Quế thành 8 cấp tuổi với cự ly mỗi cấp tuổi là 5 năm, tác giả đã kết luận rằng giai đoạn từ 5-10 năm tuổi cây sinh trưởng nhanh nhất, sau đó chậm dần và ổn định ở tuổi 30, tuổi khai thác tốt nhất từ 30 - 35 tuổi Tuy nhiên, theo tác giả có thể khai thác sớm hơn, khoảng 10 năm tuổi lúc đó Quế đã qua giai đoạn sinh trưởng nhanh và bước vào giai đoạn phát triển bình thường
1.2.2.3 Về đặc điểm di truyền của các giống Quế
Trong khoảng 10 năm trở lại đây, các nghiên cứu tính đa dạng di truyền của các loài thuộc chi Quế hoặc các giống Quế khác nhau đã bắt đầu được quan tâm, điển hình là công trình của Hà Thị Phúc và cộng sự (2015) [40] đã nghiên cứu về tính đa dạng di truyền của cây Quế trồng ở hai vùng Mã Đà và Cát Tiên của tỉnh Đồng Nai Các tác giả đã phát hiện được 2 băng đa hình với kích thước khoảng 1,4 kb với mồi OPA4 và OPA12, một băng có kích thước khoảng 1,6 kb với mồi OPA10 Các băng này chỉ có ở mẫu Mã Đà, không có ở mẫu Cát Tiên Tuy nhiên, các tác giả chưa đánh giá mức độ tương đồng về di truyền giữa giống Quế ở hai vùng này Khi nghiên cứu nhiệm vụ khai thác và phát triển nguồn gen Quế thanh hóa (Cinnamomum cassia), Lưu Cảnh Trung và cộng sự (2016) [53] đã phân tích tính đa dạng di truyền của cây Quế
Cinnamomum cassia Blume ở huyện Thường Xuân (Thanh Hóa), ở Quỳ Châu
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nội dung nghiên cứu
2.1.1 Nghiên cứu bổ sung một số đặc điểm sinh học của cây Quế trồng ở 3 vùng sinh thái
- Đặc điểm hình thái của các giống Quế trồng ở 3 vùng sinh thái;
- Đặc điểm di truyền của các giống Quế trồng ở 3 vùng sinh thái;
- Đặc điểm sinh thái nơi trồng Quế ở 3 vùng sinh thái;
- Đặc điểm vật hậu, chu kỳ sai quả của các giống Quế ở 3 vùng sinh thái;
- Đặc điểm thành phần tinh dầu của các giống Quế ở 3 vùng sinh thái.
2.1.2 Nghiên cứu chọn giống và khảo nghiệm giống Quế
- Khảo nghiệm hậu thế, xác định các gia đình có triển vọng
2.1.3 Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống vô tính Quế bằng phương pháp giâm hom
- Ảnh hưởng thời vụ cắt trẻ hóa, tạo chồi đến khả năng sinh trưởng và chất lượng của chồi vượt lấy hom;
- Ảnh hưởng tuổi cây mẹ cắt trẻ hóa tạo chồi đến khả năng ra rễ và sinh trưởng của hom giâm;
- Ảnh hưởng của nồng độ chất điều hòa sinh trưởng kích thích ra rễ (IBA) đến khả năng ra rễ và sinh trưởng của hom giâm;
- Ảnh hưởng của giá thể, phương pháp giâm hom đến khả năng ra rễ và sinh trưởng của hom giâm
2.1.4 Nghiên cứu bổ sung một số biện pháp kỹ thuật trồng rừng thâm canh cây Quế ở 3 vùng Bắc bộ, Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ
- Ảnh hưởng của tiêu chuẩn cây con đến khả năng sinh trưởng của rừng;
- Ảnh hưởng của phân bón đến khả năng sinh trưởng của rừng
2.1.5 Đề xuất bổ sung một số biện pháp kỹ thuật trồng thâm canh cây
2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Quan điểm và cách tiếp cận vấn đề nghiên cứu
Quế là cây đa tác dụng, sản phẩm chính là vỏ và tinh dầu được chưng cất từ vỏ và lá để làm dược liệu, hương liệu, gia vị trong công nghệ thực phẩm và hóa mỹ phẩm Gỗ quế cũng rất có giá trị, được sử dụng nhiều trong xây dựng, làm đồ mộc gia dụng, ván nhân tạo,… Quan điểm nghiên cứu của luận án chủ yếu là bổ sung các vấn đề cơ bản của cây Quế làm cơ sở để nâng cao năng suất và chất lượng rừng trồng Quế theo từng vùng sinh thái (đặc điểm hình thái, sinh thái, hàm lượng và chất lượng tinh dầu, chọn giống và nhân giống, trồng rừng thâm canh) Trên quan điểm đó, cách tiếp cận chủ yếu của luận án như sau:
- Tiếp cận kế thừa: Luận án tiếp cận theo phương pháp kế thừa những kết quả nghiên cứu đã có để xác định những nội dung còn tồn tại cần tập trung nghiên cứu sâu hơn Qua đó bổ sung và hoàn thiện cơ sở khoa học cũng như đề xuất biện pháp kỹ thuật gây trồng và phát triển loài cây này
- Tiếp cận có sự tham gia: Để phát triển rừng trồng Quế thành công cần có sự tham gia của nhiều đối tượng khác nhau như hộ gia đình, chính quyền địa phương, các cơ quan quản lý lâm nghiệp chuyên ngành,…vì vậy, trong quá trình nghiên cứu cách tiếp cận có sự tham gia sẽ được luận án áp dụng
- Tiếp cận hệ thống và đa ngành: Phương pháp tiếp cận hệ thống, đa ngành và đa chiều được sử dụng đan xen giữa các nội dung nghiên cứu Luận án sẽ nghiên cứu tổng hợp và hệ thống từ đặc điểm sinh học đến chọn giống, nhân giống theo từng vùng sinh thái, trồng rừng thâm canh dựa trên đặc điểm sinh thái nơi gây trồng và nhu cầu sinh thái của các giống Quế theo từng vùng Hơn nữa, sản phẩm cây Quế liên quan đến nhiều ngành công nghệ sản xuất khác nhau như Y dược, thực phẩm, hóa mỹ phẩm,
Tiếp cận theo phương pháp sinh thái thực nghiệm được áp dụng, theo đó tất cả các khảo nghiệm giống và thí nghiệm các biện pháp kỹ thuật đều được bố trí ngoài hiện trường ở cả ba vùng sinh thái Phương pháp này cho phép đánh giá hiệu quả của giống và biện pháp kỹ thuật trong điều kiện thực tế, giúp kết quả nghiên cứu có ý nghĩa và ứng dụng cao hơn.
Xuất phát từ các quan điểm và cách tiếp cận trên, các bước nghiên cứu luận án được xác định cụ thể như sau:
Hình 2.1 Sơ đồ các bước nghiên cứu
Khảo sát, điều tra đặc điểm sinh học, chọn giống, nhân giống, khảo nghiệm giống, thí nghiệm các biện pháp trồng rừng thâm canh cây Quế tại 3 vùng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ
Nghiên cứu chọn cây trội và khảo nghiệm hậu thế
Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống vô tính Quế bằng hom
Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuât trồng rừng thâm canh cây Quế
Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học cây Quế trồng ở 3 vùng sinh thái
Tổng hợp, xử lý số liệu Đề xuất bổ sung một số biện pháp kỹ thuật, trồng rừng thâm canh cây Quế Thu thập các tài liệu, công trình nghiên cứu có liên quan
Khảo sát hiện trường, lựa chọn khu vực điều tra
2.2.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể
2.2.2.1 Phương pháp nghiên một số đặc điểm sinh học của cây Quế trồng ở 3 vùng sinh thái a) Đặc điểm hình thái:
- Thu thập mẫu: mỗi tỉnh chọn 6 cây Quế là cây tiêu chuẩn (tuổi 30, sinh trưởng tốt, khỏe mạnh, tán cân đối, không sâu bệnh) của lâm phần điển hình đang được trồng tại: Lào Cai, Yên Bái, Thanh Hoá, Nghệ An, Quảng Nam, Quảng Ngãi Các mẫu thu thập gồm các bộ phận: vỏ, lá, hoa, quả Mô tả đặc điểm các bộ phận theo phương pháp chuyên gia kết hợp phương pháp chụp ảnh Các mẫu vật làm tiêu bản được xử lý sơ bộ về kích thước cho phù hợp, sau đó xử lý bằng cách sấy khô và ép trên dụng cụ chuyên dùng
- Các mẫu Quế được mô tả theo phương pháp chuyên gia kết hợp so sánh với mẫu tiêu bản chuẩn Đặc điểm hình thái như kích thước lá, hoa, quả và hạt được đo đếm trên các cây tiêu chuẩn.
- Đối tượng: là những cây Quế đã trồng được 30 năm tuổi tại 6 tỉnh, gồm: Lào Cai, Yên Bái, Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Nam và Quảng Ngãi
Mỗi tỉnh chọn 8-10 cây, tổng số có 56 cây, mỗi cây thu 10 lá bánh tẻ để làm vật liệu phân tích DNA (bảng 2.1)
Bảng 2.1: Số lượng mẫu dùng để phân tích DNA
STT Địa điểm lấy mẫu
Số lượng mẫu (cây) Ký hiệu mẫu
1 Lào Cai 8 LC1, LC2, LC2*, LC4, LC5, LC6, LC7,
2 Yên Bái 10 YB1, YB2, YB3, YB4, YB4*, YB5, YB6,
YB7, YB9, YB10 3 Thanh Hóa 8 TH1, TH4, TH5, TH6, TH7, TH8, TH9
STT Địa điểm lấy mẫu
Số lượng mẫu (cây) Ký hiệu mẫu
4 Nghệ An 10 NA1, NA2, NA3, NA4, NA5, NA6, NA7,
5 Quảng Nam 10 QN1, QN2, QN3, QN4, QN5, QN6, QN7,
6 Quảng Ngãi 10 QNG1, QNG2, QNG3, QNG4, QNG5,
QNG6, QNG7, QNG8, QNG9, QNG10
- Xử lý mẫu: các vật mẫu sử dụng để phân tích DNA và giải phẫu sẽ được bảo quản trong thùng đựng Nitơ lỏng để đưa về phòng thí nghiệm
- Các chỉ thị phân tử: sử dụng 8 chỉ thị ISSR để đánh giá đa dạng di truyền các giống Quế trồng tại Lào Cai, Yên Bái, Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Nam và Quảng Ngãi, trình tự các chỉ thị ISSR trong bảng 2.2 như sau:
Bảng 2.2: Danh sách và trình tự 6 mồi ISSR được sử dụng trong nghiên cứu
Stt Tên mồi Trình tự 5'-3' Ghi chú
- Hoá chất sử dụng trong nghiên cứu:
Bảng 2.3: Danh sách các hóa chất được sử dụng trong nghiên cứu
Dung dịch đệm rửa Sorbitol 100ml
50mM Tris (ph 8.0) (Use 1 M stock) 5 ml
10mM EDTA (Use 0.5M stock) 4 ml
Dung dịch đệm chiết (CTAB) 100ml
100 mM Tris-HCl (ph 8.0) (Use 1 M stock) 10 ml
50 mM EDTA (Use 0.5M stock) 10 ml
Hóa chất, dung dịch khác
70 % ethanol (stored at -20 0 C) 100 % ethanol (stored at -20 0 C)
CI (chloroform + Isoamin) Ni tơ lỏng
CH3COONA TAE 1X dH2O E thidium bromide (EtBr)
- Kỹ thuật bảo quản mẫu lá: Mỗi cây/xuất xứ thu 10 lá bánh tẻ, được làm khô trong điều kiện lạnh của điều hòa sau đó bảo quản bằng hạt hút ẩm (silicagel) hoặc bảo quản ở tủ lạnh -20 o C đến -80 o C
- Phương pháp tách chiết DNA tổng số: tách chiết từ lá theo phương pháp CTAB DNA được đo trên máy Nanodrop để xách định độ sạch và kiểm tra chất lượng trên gel agarose 1% Phản ứng PCR với các mồi ISSR tiến hành với các thành phần như sau: Chu trình PCR gồm biến tính DNA ở 94 0 C trong 4 phút, 35 chu trình với 94 0 C trong 30 giây, 50 0 C trong 30 giây, 72 0 C trong 1 phút và 72 0 C trong 7 phút Sản phẩm PCR sau đó được chạy trên bản gel agarose 2% để quan sát và được chụp ảnh phục vụ phân tích số liệu (bảng 1.4)
- Phân tích số liệu: Mức độ đa dạng di truyền được tích toán bằng chương trình POPGENE version 1.32 Cây phân loại được xây dựng bằng phương pháp UPGMA
Bảng 2.4: Các thành phần của phản ứng PCR với các mồi ISSR
Thành phần phản ứng Thể tớch (àl)
Nước khử ion vô trùng 12,8
Tag DNA polymerase (6 unit/ àl) 0,7
Tổng thể tích 25 c) Đặc điểm sinh thái nơi trồng Quế:
- Về khí hậu: số liệu khí tượng thủy văn của các địa điểm nghiên cứu được tổng hợp theo số liệu 5 năm gần nhất từ phần mềm sinh khí hậu của Viện Sinh thái rừng và Môi trường (Trường ĐHLN) cung cấp
- Về đất đai: mỗi OTC điều tra 1 phẫu diện chính, tổng số có 36 OTC/36 phẫu diện (tại 6 tỉnh gồm Lào Cai, Yên Bái, Thanh Hóa, Nghệ An,
Quảng Nam và Quảng Ngãi), điều tra các đặc điểm phẫu diện đất theo phương pháp chuyên gia kết hợp đối chiếu và so sánh với bản đồ thổ nhưỡng của khu vực Các chỉ tiêu thu thập gồm:
* Độ dày tầng đất (Hs, cm): được tính từ mặt đất xuống đến khi gặp kết von, đá lẫn chiếm trên 60%
* Tỷ lệ đá lẫn (R%): xác định theo phương pháp ước lượng
- Mẫu đất ở các độ sâu: 0-30; 31-60; 61-90 cm, mỗi mẫu lấy 1kg
- Phân tích các chỉ tiêu lý, hóa tính đất trong phòng phân tích Đất của Viện Nghiên cứu Sinh thái và Môi trường rừng
- Thành phần cơ giới (CG) xác định theo TCVN 5257-1990
- Độ xốp (P,%) được xác định theo công thức: P = (1 - dD) x 100 (2.1)
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Đặc điểm sinh học của các giống Quế trồng ở 3 vùng
3.1.1.1 Đặc điểm hình thái thân và vỏ cây
Thân cây của các giống Quế ở cả 3 vùng sinh thái đều giống nhau: thân gỗ, hình trụ, thẳng đứng, kích thước từ trung bình đến lớn (hình 3.1)
Hình 3.1 Hình thái thân các giống Quế trồng 30 tuổi tại các điểm nghiên cứu
Hình thái vỏ có một số đặc điểm khác nhau, cùng ở giai đoạn 30 năm tuổi:
Quế trồng ở Văn Yên -Yên Bái và Bắc Hà - Lào Cai, vỏ cứng, dày từ 0,8 -1cm, nhẵn, ít sần sùi, màu nâu đậm, có vị cay ngọt và nồng; Quế ở Thường Xuân -Thanh Hoá và Quế Phong - Nghệ An vỏ mỏng hơn và dao động từ 0,6 - 0,8 cm, giòn, dễ bẻ vỡ, nhẵn, ít sần sùi, màu nâu, có vị cay ngọt và thơm; Quế quảng ở
Trà My (Quảng Nam) và Trà Bồng (Quảng Ngãi) có đặc điểm vỏ dày khoảng 0,8 - 1,2 cm, mềm, dễ bẻ, bề mặt sần sùi, màu nâu xanh Khi thưởng thức, trà có vị cay ngọt hài hòa cùng hương thơm nhẹ nhàng, đặc trưng.
3.1.1.2 Đặc điểm hình thái và kích thước lá
So sánh các xuất xứ Quế trong cùng một vùng sinh thái và giữa các vùng sinh thái với nhau cho thấy đặc điểm hình thái lá tương đối giống nhau (hình 3.2)
Hình 3.2 Hình thái lá của các giống Quế trồng tại điểm nghiên cứu Đặc điểm chung giống nhau: lá mọc so le hoặc gần đối, phiến lá đơn, thuôn dài; gốc lá thuôn, đầu nhọn; mặt trên màu xanh lục thẫm, nhẵn, bóng;
Quảng Nam Quảng Ngãi mặt dưới màu xám tro, hơi có lông mịn lúc còn non; các xuất xứ Quế đều có 3 gân nổi rõ ở mặt dưới và có hình cung, chạy từ gốc lá đến đỉnh ngoài của lá; các gân phụ có nhiều và song song; cuống lá to mặt trên các gân tạo thành rãnh lòng máng Tuy nhiên, sự khác nhau cơ bản là ở kích thước lá của các xuất xứ Quế trồng ở các khu vực khác nhau (bảng 3.1)
Bảng 3.1 Kích thước lá giữa các cây Quế trồng tại 3 vùng sinh thái
Bình Độ lệch chuẩn Độ tin cậy (95%)
Min Max Giới hạn dưới Giới hạn trên
Chiều dài cuống lá (cm)
Thanh Hóa 30 1,75 0,08 1,72 1,78 1,61 1,92 Nghệ An 30 1,66 0,03 1,65 1,67 1,61 1,72 Quảng Nam 30 2,17 0,04 2,15 2,18 2,10 2,21 Quảng Ngãi 30 2,16 0,03 2,15 2,17 2,10 2,20
Lào Cai 30 17,28 1,92 16,57 18,00 14,90 20,80 Yên Bái 30 15,71 2,85 14,64 16,77 11,10 19,80 Thanh Hóa 30 15,83 2,85 14,76 16,89 10,10 22,10 Nghệ An 30 14,80 1,18 14,36 15,24 13,10 16,70 Quảng Nam 30 21,86 3,40 20,59 23,13 15,90 27,10 Quảng Ngãi 30 26,29 5,05 24,41 28,17 18,30 34,20
Thanh Hóa 30 6,73 1,11 6,92 8,45 5,00 9,20 Nghệ An 30 6,15 0,83 5,84 6,46 4,90 7,30 Quảng Nam 30 6,67 0,81 6,37 6,97 5,20 8,00 Quảng Ngãi 30 8,32 1,88 7,62 9,02 5,60 11,20
Sự khác biệt chính giữa các giống quế trồng ở các địa điểm nghiên cứu tại 3 vùng sinh thái Việt Nam thể hiện ở chiều dài cuống lá, chiều dài và chiều rộng của phiến lá Để đo đếm các thông số này, nhóm nghiên cứu đã thu thập 30 lá đại diện cho mỗi tỉnh trồng quế.
(bảng 3.1) cho thấy với độ tin cậy đạt tới 95% về kích thước lá ở các vùng sinh thái khác nhau, cụ thể: cuống lá Quế trồng ở Lào Cai và Yên Bái tương đương nhau và dao động từ 1,32-1,34 cm, ở Thanh Hóa và Nghệ An tương đương nhau và dao động từ 1,66-1,75cm, ở Quảng Nam và Quảng Ngãi tương đương nhau và dao động từ 2,16-2,17cm; phiến lá Quế ở Lào Cai dài trung bình là 17,28 cm, rộng trung bình là 5,96 cm; phiến lá Quế ở Yên Bái dài trung bình là 15,71 cm, rộng trung bình là 5,74 cm; phiến lá Quế ở Thanh Hóa dài trung bình là 15,83 cm, rộng trung bình là 6,73 cm; phiến lá Quế ở Nghệ An dài trung bình là 14,80 cm, rộng trung bình là 6,15 cm; đặc biệt phiến lá Quế ở Quảng Nam dài trung bình là 21,86 cm, rộng trung bình là 6,67 cm; phiến lá Quế ở Quảng Ngãi dài trung bình là 26,29 cm, rộng trung bình là 8,32 cm, dao động trung bình từ 7,62-9,02 cm Theo đó, tỷ lệ chiều dài lá/chiều rộng lá cũng rất khác nhau (bảng 3.2) Kết quả nghiên cứu phù hợp với nhận định của Phạm Văn Tuấn, Nguyễn Huy Sơn (2007) [61]; Lưu Cảnh Trung [53]; Điều này phù hợp với nhận định của Bùi Kiều Hưng (2022) [29]
Tuy nhiên, luận án đã bổ sung chỉ số độ dài cuống lá Quế ở 3 vùng nghiên cứu
Bảng 3.2 Kiểm tra sự khác biệt về các trị số chiều dài lá/chiều rộng lá Địa điểm Lào
Tỷ lệ TB 2,96 2,84 2,38 2,45 3,30 3,32 Độ lệch chuẩn 0,56 0,81 0,37 0,38 0,53 1,02 Sai tiêu chuẩn 0,10 0,15 0,14 0,14 0,10 0,19
Kết quả phân tích phương sai (bảng 3.2) về các trị số trung bình của tỷ lệ chiều dài lá/chiều rộng lá cho thấy tỷ lệ chiều dài/chiều rộng của lá ở 6 tỉnh (Lào Cai, Yên Bái, Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Nam, Quảng Ngãi) có sự khác biệt khá rõ rệt về mặt thống kê (Sig 0,05) Cụ thể, tỷ lệ này được thể hiện ở từng cặp tương ứng là: Lào Cai và Yên bái tương đương nhau và dao động từ 2,84-2,96; Thanh Hóa và Nghệ An tương đương nhau và dao động từ 2,38-2,45; tương tự như vậy ở Quảng Nam và Quảng Ngãi tương đương nhau và dao động từ 3,30-3,32
3.1.1.3 Đặc điểm hình thái hoa, quả và hạt Quế
- Hình thái hoa: Khi quan sát hình thái hoa ở giữa mùa ra hoa Quế cho thấy về cơ bản giữa các giống Quế trồng tại 3 vùng sinh thái không có sự khác nhau về đặc điểm hình thái hoa Đặc điểm chung của hoa là cụm hoa dạng chùy, mọc ở kẽ lá gần đầu cành, dài từ 7-15cm, có khi đến 18cm Hoa nhỏ có lông mịn màu trắng hoặc màu vàng nhạt Bao hoa gồm 6 thuỳ gần bằng nhau, màu trắng, mặt ngoài có lông mịn (hình 3.3).
Hình 3.3 Hình thái hoa Quế Hình 3.4 Hình thái quả Quế chín
- Hình thái quả: Kết quả quan sát thời điểm giữa vụ quả chín ở các điểm nghiên cứu cho thấy các giống Quế trồng ở 3 vùng sinh thái đều có quả hạch hình trái xoan hay hình trứng được đính chặt trên đài Đài dạng hình chén, không xẻ thùy, ôm một phần quả, tồn tại đến khi quả chín Quả khi non có màu xanh đậm, khi chín màu tím đen hoặc đen (hình 3.4) Khi quả chín rụng, đài còn tồn tại trên cây.
- Hình thái hạt: Hạt của các giống Quế trồng ở 3 vùng sinh thái cơ bản là giống nhau, đều có dạng hình trứng, màu nâu sáng, hoặc màu trắng xám, có những sọc nhạt (hình 3.5) Số liệu đo đếm ngẫu nhiên mỗi vùng sinh thái 30 quả và hạt Quế được thể hiện ở bảng 3.3 dưới đây Hình 3.5 Hình thái hạt Quế
- Kích thước quả và hạt: Số liệu thống kê của bảng 3.3 cho thấy chiều dài quả Quế xuất xứ Lào Cai là 1,19±0,02 cm, ở Yên Bái là 1,21 ±0,02 cm; chiều rộng quả ở Lào Cai và Yên Bái lần lượt là 1,05±0,04 cm và 1,06±0,03 cm; theo đó, chiều dài hạt tại Lào Cai và Yên Bái lần lượt là 0,94±0,03 cm và 0,99±0,03 cm; chiều rộng hạt ở các tỉnh tương ứng lần lượt là 0,72±0,05 cm và 0,79±0,05 cm Quế trồng ở Thanh Hóa, Nghệ An có chiều dài quả lần lượt là 1,21±0,02 cm và 1,19±0,02 cm; chiều rộng quả tương ứng ở các tỉnh là 1,05±0,03 cm và 1,04±0,03 cm; theo đó, chiều dài hạt ở Thanh Hoá và Nghệ An lần lượt là 0,96±0,03cm và 0,91±0,04 cm; chiều rộng hạt tương ứng ở các tỉnh là 0,77±0,05cm và 0,70±0,04 cm Quế trồng ở Quảng Nam và Quảng Ngãi có chiều dài quả lần lượt ở các tỉnh là 1,19±0,02 cm và 1,19±0,02 cm; chiều rộng quả lần lượt ở các tỉnh là 1,05±0,03 cm và 1,06±0,03 cm; theo đó, chiều dài hạt ở Quảng Nam và Quảng Ngãi lần lượt là 0,93±0,04cm và 0,93±0,04 cm, chiều rộng hạt lần lượt ở các tỉnh là 0,71±0,05cm và 0,71±0,04 cm
Bảng 3.3 Kích thước quả và hạt Quế ở 3 vùng sinh thái
Trung bình (cm) Độ lệch chuẩn Độ tin cậy (95%)
Max (cm) Giới hạn dưới Giới hạn trên
Thanh Hóa 30 1,21 0,07 1,19 1,24 1,10 1,30 Nghệ An 30 1,19 0,06 1,17 1,21 1,10 1,29 Quảng Nam 30 1,19 0,06 1,17 1,21 1,10 1,30 Quảng Ngãi 30 1,19 0,05 1,17 1,21 1,10 1,29
Thanh Hóa 30 0,96 0,10 0,93 1,00 0,73 1,14 Nghệ An 30 0,91 0,10 0,88 0,95 0,76 1,15 Quảng Nam 30 0,93 0,10 0,89 0,96 0,76 1,17 Quảng Ngãi 30 0,93 0,11 0,89 0,97 0,74 1,16
Thanh Hóa 30 1,05 0,09 1,02 1,08 0,92 1,22 Nghệ An 30 1,04 0,07 1,02 1,07 0,89 1,18 Quảng Nam 30 1,05 0,08 1,02 1,08 0,89 1,23 Quảng Ngãi 30 1,06 0,08 1,02 1,09 0,90 1,18
Thanh Hóa 30 0,77 0,14 0,72 0,83 0,42 1,02 Nghệ An 30 0,70 0,11 0,66 0,74 0,55 0,94 Quảng Nam 30 0,71 0,14 0,66 0,77 0,41 1,03 Quảng Ngãi 30 0,71 0,12 0,67 0,76 0,46 0,97
Dài quả/rộng quả (cm)
Thanh Hóa 30 1,16 0,07 1,13 1,19 1,05 1,30 Nghệ An 30 1,14 0,07 1,12 1,17 1,05 1,25 Quảng Nam 30 1,14 0,07 1,11 1,17 1,04 1,27 Quảng Ngãi 30 1,14 0,08 1,11 1,16 1,05 1,34
Dài hạt/rộng hạt (cm)
Thanh Hóa 30 1,27 0,18 1,20 1,34 1,05 1,74 Nghệ An 30 1,31 0,13 1,26 1,36 1,06 1,55 Quảng Nam 30 1,33 0,18 1,26 1,39 1,09 1,85 Quảng Ngãi 30 1,32 0,17 1,26 1,39 1,07 1,74 Kết quả phân tích phương sai (bảng 3.4) cho thấy chỉ số giữa các nhóm dữ liệu (giữa 3 vùng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ) đều có giá trị
Sig.F > 0,05 Vì vậy, có thể kết luận các chỉ tiêu về kích thước quả và hạt (chiều dài quả, chiều rộng quả; chiều dài hạt, chiều rộng hạt) không có sự khác nhau rõ rệt về mặt thống kê, tức là tương đối giống nhau
Bảng 3.4 Kiểm tra sự khác biệt giữa quả và hạt Quế ở 3 vùng sinh thái
Chỉ tiêu Tổng bình phương df Sai số toàn phương TB F Sig.F
3.1.2 Khả năng sinh trưởng của các giống Quế trồng ở 3 vùng sinh thái
Trên cơ sở các lâm phần rừng trồng đều tuổi ở các điểm nghiên cứu tại 3 vùng sinh thái đã chọn được 3 lâm phần ở giai đoạn 30 năm tuổi đại diện điển hình ở 3 vùng sinh thái để đánh giá khả năng sinh trưởng Kết quả cho thấy sự khác nhau cơ bản giữa các lâm phần Quế ở các vùng sinh thái là khả năng sinh trưởng về đường kính và chiều cao Đối với Yên Bái, Lào Cai và Thanh Hoá có khả năng sinh trưởng tương đối nhanh cả về đường kính và chiều cao; Nghệ An có khả năng sinh trưởng chậm hơn, đặc biệt là chiều cao; Quảng Nam và Quảng Ngãi có khả năng sinh trưởng chậm nhất, nhất là chiều cao vút ngọn thấp nhất so với các vùng (bảng 3.5) Theo nhiều tài liệu nghiên cứu trước đây thì cây Quế ở giai đoạn 30 năm tuổi đã là tuổi thành thục cả về công nghệ và sinh học, sinh trưởng chiều cao, lúc này hầu như không tăng hoặc nếu có cũng tăng rất chậm và có xu hướng ổn định (Đỗ Tất Lợi, 1985; Võ Văn Chi, 1997;
Phạm Văn Tuấn và Nguyễn Huy Sơn, 2007) [36][11][61]
Bảng 3.5 Sinh trưởng của Quế 30 tuổi trồng ở 3 vùng sinh thái Đia điểm D 1.3 (cm) Hvn (m)
TB Max Min TB Max Min
Bắc Hà - Lào Cai 24,0 40,9 16,2 14,4 21,5 9,5 Văn Yên - Yên Bái 24,6 28,0 17,4 14,5 21,0 9,5 Thường Xuân - Thanh Hoá 23,8 40,1 14,3 14,3 20,0 11,0 Quế Phong - Nghệ An 22,2 39,8 10,9 14,0 18,0 8,5 Bắc Trà My - Quảng Nam 18,0 22,2 15,4 12,6 14,5 10,0 Trà Bồng - Quảng Ngãi 16,7 20,2 13,0 9,6 13,0 7,0
Chọn cây trội và khảo nghiệm hậu thế các giống Quế
Chọn giống và sử dụng các giống đã được cải thiện về năng suất và chất lượng sản phẩm cũng là một trong những biện pháp kỹ thuật mũi nhọn trong trồng rừng thâm canh và thâm canh rừng trồng Trong phạm vi nghiên cứu này đã tiến hành chọn cây trội Quế theo năng suất vỏ, hàm lượng và chất lượng tinh dầu cao cũng như hàm lượng coumarin thấp Đồng thời tiến hành khảo nghiệm hậu thế các gia đình để xác định các gia đình có triển vọng nhất đưa vào phát triển sản xuất
3.2.1.1 Kết quả chọn cây trội ở vùng Bắc Bộ 3.2.1.1.1 Chọn cây trội dự tuyển theo các chỉ tiêu sinh trưởng
Cây trội dự tuyển là cây có khả năng sinh trưởng về đường kính (D1,3) và chiều cao (Hvn) vượt trội so với trị số trung bình của lâm phần (OTC), nhưng chưa đánh giá tuyển chọn về hàm lượng và chất lượng tinh dầu
Tại vùng Bắc Bộ đã chọn được các lâm phần rừng trồng Quế 18 năm tuổi tại huyện Bảo Yên - Lào Cai; 34 năm tuổi tại huyện Bắc Hà - Lào Cai, 30 tuổi tại huyện Trấn Yên -Yên Bái; tổng số là 90 cây trội dự tuyển có các chỉ tiêu sinh trưởng đều vượt trội so với trị số trung bình lâm phần theo Tiêu chuẩn ngành 04TCN 147:2006 [3] Kết quả chọn cây trội dự tuyển tại vùng Trung tâm Bắc Bộ được thể hiện tại phụ lục 01
Số liệu ở phụ lục 01 cho thấy các cây trội dự tuyển ở vùng Trung tâm Bắc Bộ có độ vượt của đường kính ngang ngực trung bình (D1,3) dao động từ
Khả năng sinh trưởng lâm phần và chiều cao của các cây trội dự tuyển có sự dao động lớn tùy thuộc vào từng địa điểm trồng Cụ thể, tỷ lệ sống của cây trội dự tuyển dao động trong khoảng 15,5% đến 58,6%, trong khi chiều cao vút ngọn đạt từ 15,9% đến 31,8% Điều này cho thấy yếu tố địa điểm đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định hiệu quả sinh trưởng của lâm phần.
- Tại Trấn Yên - Yên Bái có 44 cây trội dự tuyển được chọn trên 6 lâm phần khác nhau, cùng ở giai đoạn 30 năm tuổi, khả năng sinh trưởng của các lâm phần này rất khác nhau Sinh trưởng trung bình về đường kính giữa các lâm phần dao động từ 23,9 - 27,6 cm (lần lượt là: 24,6 cm; 23,9 cm; 26,4 cm, 27,1 cm; 26,7 cm và 27,6 cm), chênh lệch giữa lâm phần sinh trưởng tốt nhất với lâm phần kém nhất khoảng 3,7 cm Sinh trưởng trung bình về chiều cao vút ngọn giữa các lâm phần dao động từ 13,4-14,5 m, chênh lệch giữa lâm phần sinh trưởng tốt nhất với lâm phần kém nhất khoảng 1,1 m Do vậy, khả năng sinh trưởng của các cây trội cũng rất khác nhau Tuy nhiên, các cây trội dự tuyển được chọn trong các lâm phần này đều có độ vượt trội khá cao so với trị số trung bình của quần thể Trong đó, độ vượt đường kính đạt từ 16,7 (cây TY37) đến 58,6% (cây TY8), độ vượt về chiều cao từ 15,9% (cây TY30) đến 28,6% (cây TY4)
Ở huyện Bắc Hà, tỉnh Lào Cai, người dân đã tuyển chọn được 21 cây thông đặc biệt ở ba khu rừng khác nhau, đều ở giai đoạn 34 năm tuổi Tuy nhiên, tốc độ sinh trưởng của thông ở các khu vực này lại không đồng đều Đường kính trung bình của các cây thông dao động từ 29,1 cm đến 35,4 cm Khu vực có cây sinh trưởng tốt nhất hơn khu vực kém nhất khoảng 6,3 cm.
Sinh trưởng trung bình về chiều cao vút ngọn giữa các lâm phần thì không khác nhau nhiều và dao động từ 14,4 m đến 14,6 m và 14,9 m, chênh lệch giữa lâm phần sinh trưởng tốt nhất với lâm phần kém nhất khoảng 0,5 m Do vậy, các trị số sinh trưởng của các cây trội cũng rất khác nhau Các cây trội dự tuyển được chọn trong các lâm phần này đều có độ vượt trội khá cao so với trị số trung bình của quần thể, trong đó: các cây trội dự tuyển trong các lâm phần có độ vượt trội về đường kính dao động từ 16,9% (cây BH11) đến 46,7% (cây BH17), độ vượt trội về chiều cao dao động từ 16,4 % (cây BH1, BH2, BH3, BH4, BH6) đến 21,5% (cây BH18, BH20)
Tại Bảo Yên - Lào Cai, 25 cây trội dự tuyển cho thấy sự khác biệt đáng kể về khả năng sinh trưởng giữa các lâm phần Trị số đường kính trung bình giữa các lâm phần chênh lệch khoảng 1,3 cm, trong khi chiều cao trung bình chênh lệch khoảng 1,6 m Các cây trội dự tuyển từ các lâm phần này đều nổi bật so với quần thể, với độ vượt trội về đường kính dao động từ 15,5% đến 38,7% và độ vượt về chiều cao dao động từ 17,1% đến 31,8%.
Mặc dù các lâm phần cùng số năm tuổi như nhau, nhưng khả năng sinh trưởng của các lâm phần cũng như các cây trội dự tuyển trong các lâm phần cũng rất khác nhau, có thể do điều kiện lập địa ở từng địa điểm khác nhau
Mặt khác, cũng có thể do các biện pháp tác động vào rừng trồng khác nhau, thời điểm tác động khác nhau, đặc biệt là biện pháp tỉa thưa khác nhau Tuy nhiên, xét về khả năng sinh trưởng chung của lâm phần và độ vượt trội của cả đường kính và chiều cao của các cây trội đều đáp ứng được yêu cầu chọn giống
3.2.1.1.2 Năng suất vỏ, hàm lượng và chất lượng tinh dầu của cây trội dự tuyển
Khối lượng vỏ hay năng suất vỏ Quế của các cây trội dự tuyển hoàn toàn phụ thuộc vào các chỉ tiêu sinh trưởng cả đường kính ngang ngực (D1,3) và chiều cao vút ngọn (Hvn) Ứng dụng kết quả nghiên cứu về năng suất vỏ Quế của Phạm Xuân Hoàn (2001) [23] có thể tính toán được năng suất, hay nói cách khác là khối lượng vỏ khô của từng cây Quế Thông qua kết quả phân tích hàm lượng và chất lượng tinh dầu trong phòng thí nghiệm có thể xác định được hàm lượng tinh dầu trong vỏ Quế Trong phạm vi nghiên cứu này, chất lượng tinh dầu được xác định thông qua 2 chỉ tiêu là hàm lượng cinamic aldehyt và hàm lượng Coumarin Hàm lượng cinamic aldehyt phải đạt tỷ lệ từ 80% trở lên và hàm lượng Coumarin phải có tỷ lệ dưới 4‰ (chất gây độc cho cơ thể) Dưới đây là kết quả xác định năng suất vỏ, hàm lượng và chất lượng tinh dầu của 90 cây trội dự tuyển ở vùng Trung tâm Bắc Bộ (phụ lục 02)
Kết quả phụ lục 02 cho thấy năng suất vỏ, hàm lượng và chất lượng tinh dầu trong vỏ của 90 cây trội dự tuyển rất khác nhau và dao động khá lớn, tùy thuộc vào từng lập địa cụ thể như sau: a) Tại Trấn Yên - Yên Bái:
- Về năng suất vỏ: ở Trấn Yên -Yên Bái đã chọn được 44 cây trội trong 6 lâm phần khác nhau, cùng ở giai đoạn 30 năm tuổi Do khả năng sinh trưởng của các lâm phần này khác nhau, nên năng suất vỏ Quế khô của các lâm phần cũng khác nhau, năng suất vỏ Quế khô trung bình giữa các lâm phần dao động từ 15,1 - 18,2 kg/cây, chênh lệch giữa lâm phần sinh trưởng tốt nhất với lâm phần kém nhất khoảng 3,1 kg/cây Vì vậy, năng suất vỏ của các cây trội cũng rất khác nhau, dao động từ 24,7 kg/cây (TY3) đến 42,2 kg/cây (TY29), độ vượt trội về vỏ của các cây trội cũng đạt từ 50,8% (TY37) đến 157,6% (TY8)
- Về Hàm lượng tinh dầu: Hàm lượng tinh dầu giữa các lâm phần khác nhau trong cùng một huyện cũng khác nhau, các trị số trung bình dao động từ 5,9% đến 6,9%, chênh lệch nhau khoảng 1% Đặc biệt, các cây trội dự tuyển có hàm lượng tinh dầu cũng rất khác nhau, dao động từ 6,7% (TY3) đến 8,3%
Hàm lượng tinh dầu trong các giống tràm tràm có sự biến động đáng kể, từ âm (-) 1,4% (TY20, TY24, TY28) đến 39,0% (TY5) Sự khác biệt lớn này cung cấp cơ sở để lựa chọn giống cây vượt trội về chất lượng theo từng nhu cầu cụ thể.
Kỹ thuật nhân giống vô tính bằng phương pháp giâm hom
3.3.1 Ảnh hưởng thời vụ cắt trẻ hóa, tạo chồi đến khả năng sinh trưởng và chất lượng của chồi vượt lấy hom
Kết quả bảng 3.25 cho thấy thời vụ cắt tạo chồi có vai trò lớn đối với số lượng chồi, chiều cao chồi của cây mẹ Quế (Sig
