nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và biện pháp kỹ thuật chọn tạo giống và gây trồng rừng giổi (michelia mediocris dandy)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM

PHAN VĂN THẮNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC VÀ BIỆNPHÁP KỸ THUẬT CHỌN TẠO GIỐNG VÀ GÂY TRỒNG

RỪNG GIỔI XANH (Michelia mediocris Dandy)

LÀM CƠ SỞ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KỸ THUẬT NHẰM NÂNGCAO NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG RỪNG

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP

CHUYÊN NGÀNH: LÂM SINHMÃ SỐ: 62 62 02 05

HÀ NỘI - 2014

Công trình được hoàn thành tại: VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM

Người hướng dẫn khoa học: 1 GS TSKH Đỗ Đình Sâm2 PGS.TS Nguyễn Huy Sơn

Phản biện 1: PGS.TS Phạm Đức Tuấn

Phản biện 2: PGS.TS Võ Đại Hải

Phản biện 3:PGS.TS Ngô Đình Quế.

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận án cấp viện họp tại ViệnKhoa học Lâm nghiệp Việt Nam vào hồi… giờ… ngày tháng…năm 2014.

Có thể tìm hiểu Luận án tại:

Thư viện Quốc gia

Thư viện Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam

MỞ ĐẦU1 Sự cần thiết của đề tài

Tính đến 31 tháng 12 năm 2013 tổng diện tích rừng của nước ta đã tăng lênkhoảng 13,95 triệu ha, trong đó có hơn 10,40 triệu ha diện tích rừng tự nhiên và 3,55triệu ha rừng trồng Phần lớn diện tích rừng tự nhiên là rừng nghèo kiệt, trữ lượng thấp(bình quân từ 80-90m3/ha), tăng trưởng thấp (bình quân từ 2-3m3/ha/năm) Hầu hếtdiện tích rừng trồng chủ yếu là cây mọc nhanh với mục đích kinh doanh gỗ nhỏ làmdăm và bột giấy Trong khi đó nhu cầu về gỗ lớn, gỗ xẻ để sản xuất các mặt hàng thủcông mỹ nghệ xuất khẩu và đồ mộc gia dụng ngày một tăng nhanh Hơn nữa, BộNN&PTNT đã triển khai thực hiện việc đóng cửa rừng tự nhiên năm 2014 Do đó, khả

năng cung cấp gỗ lớn - gỗ xẻ trong thời gian tới là rất hạn chế Giổi xanh (Michelia

mediocris Dandy) là loài cây gỗ lớn, đa tác dụng, vừa sinh trưởng nhanh, giá trị kinh tế

cao, gỗ tốt, đẹp, có thể đáp ứng được nhu cầu nguyên liệu gỗ lớn trong thời gian sớmnhất nên Giổi xanh được ưu tiên lựa chọn trong các chương trình trồng rừng, làm giàurừng ở rừng sản xuất, phòng hộ và đặc dụng Tuy nhiên, sự hiểu biết về đặc điểm sinhhọc cũng như các biện pháp kỹ thuật từ chọn tạo giống đến gây trồng loài cây này cònnhiều hạn chế nên ở nhiều địa phương đã gây trồng hàng nghìn ha, nhưng tỷ lệ thànhrừng rất thấp, khả năng sinh trưởng kém, tăng trưởng chậm, cây phân cành sớm, mức

độ phân hoá chiều cao lớn Chính vì vậy, việc "Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học

và biện pháp kỹ thuật chọn tạo giống và gây trồng rừng Giổi xanh (Michelia

mediocris Dandy) làm cơ sở đề xuất biện pháp kỹ thuật nhằm nâng cao năng suất

chất lượng rừng" là cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:

2.1 Ý nghĩa khoa học

Làm rõ một số đặc điểm sinh học của cây Giổi xanh làm cơ sở khoa học để đềxuất bổ sung một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh cho việc trồng rừng và phục hồi rừngtự nhiên bằng cây Giổi xanh nhằm góp phần nâng cao năng suất và chất lượng rừng ởnước ta

- Xác định được một số đặc điểm sinh học loài Giổi xanh;

- Xác định được ảnh hưởng của một số nhân tố hoàn cảnh tới sinh trưởng Giổixanh.

* Về thực tiễn:

Đề xuất bổ sung được một số biện pháp kỹ thuật chọn, nhân giống và gây trồngcây Giổi xanh.

4 Những đóng góp mới của đề tài:

- Đã phát hiện, bổ sung một số điểm mới về đặc điểm sinh học, chọn, nhângiống cây Giổi xanh làm cơ sở đề xuất một số biện pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quảgây trồng, phục hồi rừng Giổi xanh.

- Lần đầu tiên ứng dụng kỹ thuật ADN mã vạch trong việc hỗ trợ xác định loàiGiổi xanh

5 Giới hạn nghiên cứu5.1 Nội dung nghiên cứu

- Đề tài chỉ nghiên cứu một số đặc điểm sinh học cơ bản có liên quan trực tiếpđến sinh trưởng và phát triển của Giổi xanh còn hạn chế như: đặc điểm hình thái, vậthậu, sinh thái, cấu trúc, tái sinh tự nhiên, sinh trưởng nhằm bổ sung cơ sở khoa học đềxuất biện pháp kỹ thuật chọn, nhân giống và gây trồng loài cây này.

- Biện pháp kỹ thuật chọn tạo giống và gây trồng rừng Giổi xanh chỉ nghiên cứukhâu chọn, nhân giống, trồng, chăm sóc rừng Giổi xanh.

5.2 Địa bàn nghiên cứu

- Điều tra đặc điểm sinh học của các lâm phần có Giổi xanh tự nhiên tại ĐamRông (Lâm Đồng), K’Bang (Gia Lai), An Nhơn (Bình Định), Vũ Quang (Hà Tĩnh),Thường Xuân (Thanh Hóa), Văn Bàn (Lào Cai).

- Điều tra, chọn cây trội Giổi xanh ở rừng tự nhiên K’Bang và Thường Xuân.- Điều tra cây Giổi xanh ở rừng trồng sẵn có ở Thường Xuân (Thanh Hóa).- Các thí nghiệm nghiên cứu về đặc điểm sinh lý, gieo ươm, tạo giống, ghépGiổi xanh tại vườn ươm Trạm Nghiên cứu Thực nghiệm Hoành Bồ (Quảng Ninh).

- Các thí nghiệm trồng rừng để nghiên cứu khảo nghiệm giống, các biện phápkỹ thuật gây trồng được tiến hành ở Hoành Bồ (Quảng Ninh), Chi Lăng (Lạng Sơn).

6 Bố cục của luận án

Phần mở đầu; Chương 1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu; Chương 2 Nội dung,vật liệu, phương pháp nghiên cứu; Chương 3 Kết quả nghiên cứu và thảo luận; Phầnkết luận, tồn tại và kiến nghị

Chương 1.

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Trên cơ sở nghiên cứu các tài liệu, kết quả nghiên cứu có liên quan đến Giổixanh trên thế giới cũng như ở Việt nam cho thấy các kết quả nghiên cứu chưa cónhiều Luận án đã thống kê các công trình nghiên cứu liên quan đến các lĩnh vực sau:

(1) Nghiên cứu về phân loại, tên gọi, hình thái và giá trị sử dụng: các nghiên cứu đã

mô tả hình thái, giá trị sử dụng một cách ngắn gọn và thống nhất tên gọi Giổi xanh có

tên khoa học là Michelia mediocris Dandy; (2) Nghiên cứu về phân bố, sinh thái, sinh

trưởng và tái sinh: các nghiên cứu đều đã khẳng định Giổi xanh có phân bố nhiều

vùng ở Châu Á trong đó có Việt Nam Các nghiên cứu đã chỉ ra được một số đặc điểmvề sinh thái, cấu trúc lâm phần nơi có phân bố Giổi xanh trong tự nhiên Cụ thể các kếtquả nghiên cứu đều nhận định rằng Giổi xanh là cây trung tính, chịu bóng khi còn nhỏ.

Tuy nhiên, các thông tin còn mang tính định tính, phán đoán, chưa cụ thể; (3) Nghiên

cứu về vật hậu và giống: các nghiên cứu đưa ra những thông tin về thời vụ ra hoa, quả

chín, chọn giống, nhân giống hữu tính, vô tính Tuy nhiên các thông tin này còn hạn

chế; (4) Nghiên cứu về trồng, chăm sóc và nuôi dưỡng rừng trồng: các nghiên cứu đưa

ra khả năng gây trồng, phương thức gây trồng và chăm sóc, nuôi dưỡng, phòng trừ sâubệnh hại nhưng thông tin còn hạn chế Một số kết quả đã được tổng kết và đưa vàotrong Tiêu chuẩn ngành 04 TCN 130 -2006 về Quy phạm kỹ thuật trồng rừng Giổixanh Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu còn mang tính kinh nghiệm và định tính.

Điểm qua các công trình nghiên cứu trên thế giới và trong nước nhận thấy cácvấn đề liên quan đến cây Giổi xanh còn một số tồn tại như sau:

- Cây Giổi xanh có tên khoa học là Michelia mediocris Dandy Mặc dù, đã có

một số kết quả nghiên cứu đã đề cập đến đặc điểm sinh học, kể cả đặc điểm sinh thái,

cấu trúc tổ thành loài và lâm học, nhưng chưa nghiên cứu đầy đủ và hệ thống các vấnđề đặc điểm hình thái, đặc điểm vật hậu, sinh trưởng, tái sinh, cấu trúc tầng thứ để làmcơ sở đề xuất các biện pháp kỹ thuật cụ thể Vì thế, các mô hình trồng rừng Giổi xanhtrước đây không mấy thành công.

- Tuy các công trình nghiên cứu cũng đã nhận định Giổi xanh là loài cây chịubóng khi còn nhỏ, nhưng mỗi giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây Giổi xanh thìnhu cầu ánh sáng thế nào chưa được giải quyết, cần phải bổ sung các biện pháp kỹthuật trong quá trình chăm sóc và nuôi dưỡng rừng.

- Vấn đề giống là một trong những khâu quan trọng nhất trong sản xuất lâmnghiệp, không có giống được cải thiện theo mục tiêu kinh tế thì không thể đưa năngsuất, chất lượng rừng lên cao Nhưng đến nay, những công trình nghiên cứu chọn tạogiống Giổi xanh có năng suất chất lượng cao còn rất hạn chế, nhất là chọn và nhângiống Giổi xanh bằng phương pháp nhân giống sinh dưỡng

- Nghiên cứu ảnh hưởng của một số nhân tố hoàn cảnh đến sinh trưởng củarừng trồng Giổi xanh gồm: ảnh hưởng của ánh sáng đến sinh trưởng và hàm lượng sắctố trong lá của rừng trồng Giổi xanh; quan hệ giữa sinh trưởng của Giổi xanh trồng 4năm tuổi với một số nhân tố hoàn cảnh.

- Nghiên cứu chọn và khảo nghiệm giống Giổi xanh;

- Các biện pháp kỹ thuật gây trồng rừng Giổi xanh: gồm kỹ thuật nhân giốnghữu tính, vô tính, phương thức trồng; phân bón.

- Đề xuất bổ sung một số biện pháp kỹ thuật gây trồng cây Giổi xanh

2.2 Vật liệu nghiên cứu: cây Giổi xanh ở rừng tự nhiên, rừng trồng.2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu chung

- Sử dụng phương pháp tiếp cận hệ thống, trên cơ sở kết hợp tiếp cận sinh tháicá thể và sinh thái quần thể điển hình

- Áp dụng phương pháp kế thừa tài liệu kết hợp với phương pháp sinh thái thựcnghiệm để điều tra khảo sát và bố trí thí nghiệm.

- Áp dụng các phương pháp thống kê toán học trong lâm nghiệp có sự hỗ trợcủa máy tính bằng các phần mềm chuyên dụng để bố trí thí nghiệm, lấy mẫu, phântích, xử lý số liệu đảm bảo tính khách quan và độ chính xác cho phép Sử dụng phươngpháp mô phỏng toán học để nghiên cứu.

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể

a) Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học của cây Giổi xanh

Sử dụng các phương pháp nghiên cứu thường dùng trong lâm nghiệp như:(1) Đặc điểm hình thái theo phương pháp hình thái so sánh; (2) Giải phẫu lá được thựchiện bằng phương pháp vi phẫu thông thường; (3) Đặc điểm cấu tạo và tính chất gỗtheo các tiêu chuẩn TCVN; (4) Đặc điểm của ADN mã vạch trong xác định loài bằngcác phương pháp thường dùng trong nghiên cứu sinh học phân tử; (5) Điều tra địa

hình, khí hậu và thổ nhưỡng theo quy trình điều tra điều tra lập địa và điều tra lâm học;(6) Điều tra tầng cây cao theo phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn điển hình, tạm thời(OTC) từ 15 OTC có diện tích 2.500m2; (7) Nghiên cứu cấu trúc tổ thành theo giá trịquan trọng IV% của Daniel Maramillod và hệ số vị thế tán cây của Dawkins (1958);(8) Điều tra tái sinh theo quy trình điều tra lâm học thông qua các ô dạng bản 25m2.

b) Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của một số nhân tố hoàn cảnh đến sinhtrưởng của rừng trồng Giổi xanh

Bố trí thí nghiệm theo khối, mỗi khối 40 cây, 3 lần lặp tương ứng các thínghiệm che sáng, phân bón khác nhau Theo dõi tỷ lệ sống, sinh trưởng của cây và sosánh, phân tích.

Đề tài đã khảo sát sơ bộ trên 33 tuyến, qua đó đã xác định được 85 điểm điềutra chi tiết theo phương pháp ngẫu nhiên, hệ thống Điều tra chi tiết về thổ nhưỡng vàthực vật theo quy trình điều tra điều tra lập địa và điều tra lâm học.

c) Chọn và khảo nghiệm giống Giổi xanh

Khảo nghiệm xuất xứ được bố trí theo khối, ngẫu nhiên đầy đủ, 49 cây, 4 lầnlặp lại Chọn cây trội theo quy phạm QPN 15 - 93 (Bộ Lâm nghiệp, 1993) áp dụngcho cây rừng tự nhiên Khảo nghiệm hậu thế được bố trí theo khối hàng, ngẫu nhiênkhông đầy đủ, mỗi công thức là một gia đình cây trội, bố trí tối thiểu 32 cây/gia đình(mỗi gia đình 8 - 10 lần lặp, 4 cây/lần lặp)

d) Các biện pháp kỹ thuật gây trồng rừng Giổi xanh

- Theo dõi vật hật: từ năm 2008 đến 2011 về thời gian nảy chồi, ra lá mới, rahoa, kết quả và quả chín của Giổi xanh Quan sát 3 cây mẹ trung bình đại diện, trênmỗi cây quan sát 4 cành ở giữa tán theo 4 hướng Đông, Tây, Nam, Bắc Định kỳ theodõi 15 ngày/lần

- Thu hái hạt giống: khi quả chín già, thời gian vỏ quả chuyển từ màu xanh sangmàu vàng rất nhanh, trong vòng 7-10 ngày đã có sự thay đổi màu sắc rõ rệt Hạt saukhi làm sạch được phân tích, thí nghiệm về khối lượng hạt, hàm lượng nước của hạt, tỷlệ hạt chắc, tỷ lệ nảy mầm Các thí nghiệm được lặp lại 3 lần Dung lượng mẫu nghiêncứu khối lượng là 1.000 hạt/lần lặp, hàm lượng nước trong hạt là 100 hạt/lần lặp, tỷ lệhạt chắc là 100g/lần lặp, tỷ lệ nảy mầm là 100 hạt/lần lặp.

- Xử lý nảy mầm hạt được thí nghiệm với 3 công thức: CT1 (hạt không xử lý);CT2 (ngâm hạt 10 giờ trong nước ấm có nhiệt độ ban đầu 400C); CT3 (ngâm hạt 10giờ trong nước lã có nhiệt độ ban đầu 200C) Thí nghiệm với 5 lần lặp, 100 hạt/lần lặp.Thu thập số liệu thời gian bắt đầu nảy, thời gian nảy mầm và tỷ lệ nảy mầm của hạt.

- Thí nghiệm bón phân ở vườn ươm: theo dõi khả năng sinh trưởng của Giổixanh trong giai đoạn vườn ươm, bố trí thí nghiệm với 3 công thức khác nhau (khôngbón thúc; bón thúc bằng dung dịch phân NPK (5:10:3) nồng độ 0,5%; bón thúc bằngdung dịch phân gà hoai pha loãng 10%) Mỗi công thức được lặp lại 3 lần, 36 cây/lầnlặp Định kỳ 15 ngày bón thúc một lần Định kỳ thu thập số liệu là 4, 6, 8 tháng Cácchỉ tiêu theo dõi gồm: tỷ lệ sống, Hvn, D00.

- Thí nghiệm về che sáng: theo phương pháp Tuốc-Sky với 5 công thức (Khôngche; Che sáng 25%; Che sáng 50%; Che sáng 75%; Che sáng 100%) Các công thứcđược bố trí theo khối ngẫu nhiên, lặp lại 3 lần, 36 cây/lần lặp Định kỳ thu thập số liệulà 2, 4, 6, 8 tháng Các chỉ tiêu theo dõi gồm: tỷ lệ sống, Hvn, D00.

- Thí nghiệm về nhân giống vô tính bằng phương pháp ghép: được bố trí theophương pháp 2 nhân tố, với 6 công thức thí nghiệm Nhân tố thứ nhất là đường kính

gốc ghép chia 3 cấp Nhân tố thứ hai là phương pháp ghép chia 2 cấp (ghép nêm, ghépáp) Mỗi công thức có lặp lại 3 lần, dung lượng mẫu 20 cây/lần lặp Định kỳ theo dõi 2tháng/lần Các chỉ tiêu thu thập: tỷ lệ sống của cành ghép, Hchồi.

- Thí nghiệm về phương thức trồng: được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủvới 2 công thức (theo rạch, theo đám), với 3 lần lặp, 40 cây/lần lặp Các chỉ tiêu theodõi: tỷ lệ sống, Hvn, D00 hoặc D1,3, Dt.

- Thí nghiệm về bón phân: bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên 3 lần lặpvới 4 công thức (Không bón phân; Bón lót 1kg phân chuồng hoai; Bón lót 0,2 kg phânvi sinh Sông Gianh; Bón lót 0,1 kg NPK) Các chỉ tiêu theo dõi: tỷ lệ sống, Hvn, D00.

e) Đề xuất bổ sung một số biện pháp kỹ thuật gây trồng rừng Giổi xanh

Một số biện pháp kỹ thuật gây trồng rừng Giổi xanh được đề xuất bổ sung trêncơ sở tham khảo các tiêu chuẩn, hướng dẫn kỹ thuật gây trồng rừng Giổi xanh hiện cókết hợp với các kết quả mới được nghiên cứu của đề tài về đặc điểm sinh học, sinhthái, chọn tạo giống và gây trồng rừng Giổi xanh.

g) Phương pháp thu thập và xử lý số liệu

- Thu thập số liệu: theo phương pháp thường dùng trong điều tra rừng.

- Xử lý số liệu: số liệu thu thập được tính toán và xử lý thống kê bằng phầnmềm Excel, SPSS theo phương pháp thống kê toán học trong lâm nghiệp.

2.4 Điều kiện tự nhiên nơi gây trồng thí nghiệm2.4.1 Vị trí địa lý

- Huyện Hoành Bồ tỉnh Quảng Ninh có tọa độ địa lý là từ 20054’-21015’ vĩ độBắc và từ 106050’-107015’ kinh độ Đông

- Huyện Chi Lăng, tỉnh Lạng Sơn có tọa độ từ 21023' -21028' vĩ độ Bắc và106025' -106030' kinh độ Đông

2.4.2 Khí hậu thủy văn

a) Khí hậu

Hoành Bồ và Chi Lăng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc trưng củavùng Đông Bắc, một năm có 2 mùa rõ rệt Nhiệt độ bình quân năm là 22,80C-25,50C;nhiệt độ tối cao là 380C-40,10C; nhiệt độ tối thấp là 1,10C-50C; lượng mưa bình quânnăm là 1.487mm - 2.016mm và độ ẩm không khí bình quân năm là 82%, 4 tháng khô.

- Hoành Bồ: nằm trong vùng núi thuộc cánh cung Đông Triều, có địa hình đa

dạng, với các dạng địa hình chính: địa hình núi thấp, địa hình đồi, địa hình thung lũng,địa hình đồng bằng và các đồi sót cấu tạo bởi đá vôi Độ cao khu vực gây trồng khảonghiệm trung bình từ 100-300m so với mực nước biển

- Chi Lăng: có địa hình chia cắt mạnh bởi nhiều đồi núi, hang động khe suối.

b) Đất đai

- Hoành Bồ: đất đai chủ yếu là đất feralit (Fa) mầu vàng có tầng đất trung bình

từ 30-50cm Đá mẹ chủ yếu là sa thạch và phấn sa, phiến sét tím Thành phần cơ giớichủ yếu là đất thịt nhẹ, đất thịt pha cát

- Chi Lăng: chủ yếu là đất feralít có nguồn gốc đá mẹ là trầm tích, sa thạch xen

lẫn và nhóm đất dốc tụ phù sa sông suối và chia làm 4 nhóm chính: đất feralít màu

vàng nhạt trên núi; đất ferelít vàng núi cao; đất feralít điển hình nhiệt đới; đất lúa nướcvùng đồi núi.

2.4.4 Tài nguyên rừng

- Hoành Bồ: có 64.701,27ha rừng chiếm 76,7% tổng diện tích tự nhiên toàn

huyện Đất rừng sản xuất là 29.653,02ha, rừng phòng hộ 18.701,53ha, rừng đặc dụng16.355,72ha Rừng Hoành Bồ có nhiều loài cây gỗ và lâm sản ngoài gỗ như Trámtrắng, Giổi xanh, Lim, Sến, Táu, Mây, Tre và cây dược liệu, hương liệu, trong đó cóDó trầm, Ba kích

- Chi Lăng: có diện tích rừng tự nhiên có 15.833ha Các loại thực vật ở rừng

Chi Lăng tương đối đa dạng, phong phú cả ở rừng núi đá vôi và núi đất Rừng núi đá ởChi Lăng có nhiều loại gỗ quý, hiếm như Trắc, Nghiến, Hoàng đàn, Chò chỉ Rừngnúi đất có Chẹo, Sau sau, Dẻ Diện tích rừng trồng có 513,04ha.

- Hệ thống thủy văn tương đối thuận lợi cho phát triển nông lâm nghiệp, thủylợi, thủy sản, thủy điện, công nghiệp và du lịch.

a) Đặc điểm hình thái, giải phẫu

- Thân: Giổi xanh là cây gỗ lớn, thường xanh, một thân, thẳng, tròn đều, chiềucao cây đạt tới 35-37m, đường kính ngang ngực đạt 80-100cm hoặc hơn

- Vỏ: dày (1-1,5cm), giòn, mùi thơm hắc, vỏ có vết nứt dọc, bong nhẹ, có điểmvòng các vết trắng quanh thân

- Cành non nhỏ, tròn, có lác đác lông tơ màu xanh vàng, có sẹo vòng

- Lá đơn mọc cách, xoắn ốc Gốc lá hình nêm Lá kèm hình búp, rời, sớm rụng,và khi rụng để lại vết sẹo 2-3mm Phiến lá dày (từ 197-271µm), cứng, dai, không lông,hình thuôn, dài từ 8-20 cm, rộng từ 4-6cm, nhẵn, mặt trên màu xanh bóng, mặt dướimàu xanh nhạt Hệ gân lông chim, nhìn rõ cả 2 mặt lá, nổi mờ ở mặt dưới, mặt trênkhông nổi Lá có biểu bì dày từ 24,0-36,0µm Tầng cutin trên cao nhất đạt 4,3µm, thấpnhất đạt 3,5µm Tỷ lệ giữa mô dậu và mô khuyết thấp, trung bình 1,0

- Hoa đơn mọc ở nách lá, đầu cành, có búp dạng trứng dài khoảng 2-2,5cm, phủnhiều lông màu vàng sáng Bao hoa mọc vòng, hình máng ngược, chưa phân hóa thành

đài, tràng, màu trắng đục, có mùi thơm Đế hoa hình trụ, dài Bao hoa 9 cái, xếp 3 lớp.Nhị có 21-23 cái, dài 1-1,2cm Lá noãn 11-12, rời, xếp xa vùng nhị 1cm, dài từ 1,5-2cm Noãn 1-3 trong mỗi lá noãn

- Quả kép, dài 8-12cm, bì dày, vỏ màu vàng, dày 2mm, nhiều bì khổng màutrắng nhỏ Khi chín, vỏ quả nhẵn bóng Quả thường có 6-7 tâm bì, các tâm bì hìnhdạng trứng hoặc ô van, rời nhau, tập trung ở phần đầu của quả Mỗi tâm bì có chứa 1-2hạt Quả tự nứt tách để hạt rụng rơi ra ngoài Quả chín có nội nhũ màu đỏ hoặc dacam, mềm, kích thước 7-10mm x 5-6mm

- Hạt Giổi xanh hình cầu hoặc ô van, màu nâu xám, có tinh dầu, thơm hắc.

b) Đặc điểm cấu tạo và một số tính chất vật lý, cơ lý gỗ

- Gỗ có phần gỗ giác và phần gỗ lõi phân biệt Gỗ giác có màu xám vàng nhạt,gỗ lõi có màu vàng nâu Gỗ có mùi thơm Vòng sinh trưởng rõ ràng, thường rộng 2-5mm Mạch đơn và kép ngắn, phân bố phân tán Các dải mô mềm dọc tạo thành vònggian mạch và tận cùng Tia gỗ thường nhỏ và hẹp Thớ gỗ có chiều hướng thườnglệch Mặt gỗ mịn Gỗ thuộc loại mềm và nhẹ, mềm Mạch đơn và kép ngắn (2-4mạch), đôi khi thấy mạch kép dài (5 mạch) phân tán Số lượng mạch trên 1mm2 nhiều(16-20 mạch/mm2) Đường kính mạch nhỏ (<0,1mm) Lỗ thông mạch hình thang Lỗtrên vách giữa các mạch cũng hình thang Tia gỗ dị hình, nhỏ và hẹp (< 0,1mm),thường có tận cùng dài, đôi khi ngắn, số lượng tia trung bình (5-10 tia/mm) Lỗ thôngngang giữa tế bào mạch và tế bào tia lớn hơn lỗ thông ngang trên vách giữa các tế bàomạch với nhau, thường có hình tròn và hình thang kéo dài Có tế bào chứa tinh dầu,thường nằm ở một đầu tận cùng của tia Mô mềm dọc thường tập hợp thành dải gianmạch và dải tận cùng, thường rộng 2-4 dãy tế bào Sợi gỗ dài trung bình (1.192m) vàcó vách mỏng

- Gỗ Giổi xanh có khối lượng thể tích trung bình, biến động từ 0,53g/cm3 đến0,61g/cm3, có thể xếp vào nhóm IV, là nhóm gỗ có khả năng chịu lực ở mức dướitrung bình nên là loại gỗ rất thích hợp dùng để đóng đồ mộc, ngoài ra để làm đồ mỹnghệ và dùng trong xây dựng

- Tỷ số dãn nở và tỷ số co rút theo chiều tiếp tuyến và chiều xuyên tâm của gỗGiổi xanh ở mức trung bình biến động từ 1,56 đến 1,98 đối với sự dãn nở; 1,45 đến1,68 đối với sự co rút Sự chênh lệch giữa độ co rút hướng xuyên tâm và tiếp tuyến củagỗ Giổi xanh khá lớn, thường dẫn đến hiện tượng nứt nẻ gỗ khi hong, sấy Vì vậy, khixử lý sấy gỗ Giổi xanh cần áp dụng chế độ sấy mềm

3.1.2 Đặc điểm ADN mã vạch trong xác định loài

a) Tách chiết và tinh sạch ADN tổng số

Đã tách chiết và tinh sạch các mẫu cây Giổi đảm bảo cho nghiên cứu tiếp theovới chỉ số OD260/280 của các mẫu này luôn nằm trong khoảng 1,8 đến 2.0.

b) Nhân bản 3 vùng gen của các mẫu nghiên cứu

Sản phẩm PCR trên gen agarose 1% trong thu được một phân đoạn ADN cókích thước khoảng 480 bp cho đoạn gen trnH-psbA.

c) Xác định trình tự ba vùng gen cho các mẫu nghiên cứu

- Xác định trình tự vùng gen matK: thông qua ảnh điện di đồ cho thấy kết quảxác định trình tự gen matK có độ tin cậy cao Sau khi loại bỏ trình tự ở hai đầu, thuđược trình tự có độ dài khoảng 900 bp cho 6 mẫu Giổi xanh Khi so sánh trình tựnucleotide các mẫu này ở vùng gen matK thì thấy mức độ tương đồng cao biến độngtừ 86,5%-96,2%.

- Xác định trình tự vùng gen TrnH-PsbA: tương tự như vùng gen matK, ở vùnggen TrnH-psbA này có mức độ tương đồng nucleotide cao (từ 82,5% - 94,8%).

- Xác định trình tự vùng gen rcbL: đối với vùng gen rcbL, kết quả phân tíchmức độ tương đồng các nucleotide cũng cho thấy các mẫu nghiên cứu cũng có mức độtương đồng cao như đối với vùng genTrnH-psbA.

Như vậy, dựa trên kết quả phân tích mức độ tương đồng nucleotide của 3 vùnggen matK, TrnH-PsbA và rcbL cho thấy các mẫu nghiên cứu Giổi xanh có mức độtương đồng tương đối cao.

d) Xác định loài

Kết quả so sánh trình tự nucleotide của các mẫu nghiên cứu với loài Michelia

mediocris Dandy (mã số AB623276.1) trên Ngân hàng Gen (GenBank) cho thấy mứcđộ tương đồng nucleotide của cả 6 mẫu cho vùng gen matK là 98-99% và vùng gentrnH-psbA là 94-98% Từ kết quả nghiên cứu này cho phép nhận định trong cả 6 mẫu

nghiên cứu đều thuộc loài Giổi xanh có tên là Michelia mediocris Dandy.

e) Phân tích cây phát sinh chủng loại

Kết quả phân tích vị trí phân loại vùng gen matK của 6 mẫu nghiên cứu chothấy cả 6 mẫu đều xuất phát từ cùng một nhánh tiến hoá riêng và liên quan mật thiết

với nhau, đều cùng nằm trong nhóm loài M mediocris Dandy Các giá trị boostrap thu

được tại điểm nút tạo nhánh của mỗi mẫu dao động từ 51-99%

Như vậy, cả 6 mẫu nghiên cứu Giổi xanh được lấy từ Gia Lai, Thanh Hóa, và

Lạng Sơn đều cùng thuộc loài Giổi xanh (Michelia mediocris Dandy).

Biểu đồ 3.1 Các pha vật hậu của Giổi xanh

Vào khoảng tháng 2-3 khi thời tiết chuyển sang xuân ấm áp, độ ẩm không khícao và có mưa phùn là lúc Giổi xanh bắt đầu nảy chồi ra lá non Giổi xanh ngoài đợt rahoa kết quả vào tháng 3 (vụ chính), còn có thêm một đợt ra hoa kết quả vào tháng 8-9(vụ phụ) Vùng phân bố có ảnh hưởng tới diễn biến vật hậu của loài Càng ra phía Bắc,thời điểm ra hoa và quả chín đến sớm hơn và kết thúc muộn hơn Ý nghĩa thực tiễn củaviệc theo dõi sự vật hậu đặc biệt là thời điểm quả chín để xác định thời điểm thu háiquả thích hợp.

b) Chu kỳ sai quả

Chu kỳ sai quả của Giổi xanh 1-2 năm một lần, năm được mùa số lượng quảbằng 81-94% của năm có quả sai nhất và năm mất mùa số lượng quả bằng 27-37% củanăm sai quả nhất Chu kỳ sai quả chỉ xảy ra ở từng cây riêng rẽ, do đó trong công táctrồng rừng phải theo dõi từng cây để có kế hoạch thu hái, cất trữ đáp ứng nhu cầu vềgiống.

3.1.4 Đặc điểm phân bố, sinh thái

a) Tình hình phân bố

Giổi xanh hiện còn phân bố chủ yếu ở rừng kín thường xanh, lá rộng Phạm viphân bố rất rộng, tập trung chủ yếu vùng Tây Nguyên và vùng Nam Trung Bộ và BắcTrung Bộ từ tọa độ địa lý 12005’ đến 22017’ vĩ độ Bắc, 103057’ đến 108010’ kinh độĐông Đây là một trong những căn cứ để vận dụng xác định vùng trồng Giổi xanh.Tuy nhiên, do Giổi xanh phân bố tự nhiên còn rất hạn chế nên chưa thể phát hiện chínhxác giới hạn tọa độ địa lý phân bố tự nhiên của chúng nên khi xác định vùng trồng cầnlưu ý.

b) Điều kiện khí hậu

Từ đặc điểm khí hậu của một số khu vực có phân bố tự nhiên Giổi xanh chothấy Giổi xanh phân bố ở những nơi có biên độ nhiệt tương đối rộng, nhiệt độ trungbình năm biến động từ 21,1 0C (Thường Xuân) đến 25,40C (An Nhơn), nhiệt độ tối caotừ 33,90C (Đam Rông) đến 41,30C (Thường Xuân), nhiệt độ tối cao trung bình từ25,30C (Văn Bàn) đến 29,50C (An Nhơn), nhiệt độ tối thấp trung bình từ 16,40C (ĐamRông) đến 22,60C (An Nhơn), lượng mưa từ thấp (1.461mm/năm ở An Nhơn) đến cao(2.310mm/năm ở Vũ Quang), độ ẩm không khí trung bình từ 80% đến 85%, lượng bốchơi từ 768mm/năm (Thường Xuân) đến 1.254mm/năm (K’Bang) Đặc biệt ở khu vựccó phân bố tự nhiên Giổi xanh có số tháng hạn nhiều nhất chỉ 3 tháng và không cótháng kiệt Điều này cho thấy, Giổi xanh là cây ít chịu được khô hạn kéo dài Vì vậy,khi lựa chọn vùng trồng Giổi xanh, cần chú ý đến điều kiện khô hạn ở từng vùng.

c) Địa hình

Nơi phân bố Giổi xanh có độ cao biến động rất lớn từ 90m (Vũ Quang, HàTĩnh) đến 1.350m (Văn Bàn, Lào Cai) so với mực nước biển, tương đối bằng phẳng(độ dốc < 250) Đây là một trong những căn cứ để xác định vùng và điều kiện gâytrồng phù hợp với Giổi xanh

d) Điều kiện đất đai

Giổi xanh phân bố tự nhiên trên các loại đất khác nhau, từ đất xấu đến đất trungbình, là đất feralit phát triển trên đá bazan ở Gia Lai (Tây Nguyên), đá mác ma axit ởThanh Hóa (miền Trung) tầng đất dày (trên 100cm), màu vàng đến vàng đỏ và nâunhạt, thành phần cơ giới từ thịt nặng đến sét nhẹ, sét trung bình đến sét nặng, nhiều đálẫn (>30%), từ ẩm đến rất ẩm, đất từ rất chua đến ít chua (pHKCL 3,52-5,70), hàm lượngchất hữu cơ (OM) từ nghèo đến giàu (0,46%-4,24%), hàm lượng đạm tổng số (Nts)nghèo; hàm lượng các chất dinh dưỡng tổng số và dễ tiêu (P2O5, K2O) trong đất nghèođến trung bình; chỉ tiêu canxi trao đổi đạt ở mức thấp Đất có thành phần cơ giới từ cátpha đến sét nặng, đất hơi chặt đến tơi xốp, khả năng giữ nước tốt.

3.1.5 Đặc điểm cấu trúc lâm phần có Giổi xanh phân bố tự nhiên

a) Cấu trúc tổ thành loài cây trong lâm phần có Giổi xanh phân bố

Kết quả tính trị số IV% cho từng loài trong các lâm phần có Giổi xanh phân bốcho thấy:

- Ở Thường Xuân (Thanh Hóa): số loài tham gia vào công thức tổ thành khá đadạng (57 loài), chỉ có 7 loài ưu thế (IV% > 5) trong công thức tổ thành của lâm phần:22,2% Giổi xanh + 14,6% Phân mã + 11,6% Re hương + 9,9% Dẻ gai + 7,1% Bứa +5,5% Côm tầng + 5,3% Chẹo tía + 23,8% loài khác Giổi xanh là loài chiếm ưu thế, cómột vị trí rất quan trọng trong lâm phần với trị số giá trị quan trọng cao nhất (22,2%) - Ở Vũ Quang (Hà Tĩnh): số loài tham gia vào công thức tổ thành khá đa dạng

(33 loài), chỉ có 4 loài ưu thế (IV% > 5) trong công thức tổ thành của lâm phần: 17,9%Dẻ gai+11,0% Nang+10,0% Ngát+9,5% Máu chó lá lớn+51,6% loài khác Giổi xanhcó tỷ lệ tổ thành thấp trong các lâm phần với trị số giá trị quan trọng thấp (2,5%)

- Ở An Nhơn (Bình Định): số loài tham gia vào công thức tổ thành khá đa dạng,với 137 loài, tuy nhiên chỉ có 1 loài là loài ưu thế (IV% > 5) trong công thức tổ thànhcủa lâm phần: 8,1% Chân chim + 91,9% Loài khác Giổi xanh có tỷ lệ tổ thành thấptrong các lâm phần với trị số giá trị quan trọng thấp (0,4%)

- Ở K’Bang (Gia Lai): số loài tham gia vào công thức tổ thành khá đa dạng, với84 loài, chỉ có 2 loài là loài ưu thế (IV% > 5) trong công thức tổ thành của lâm phần:14,4% Giổi xanh + 6,3% Trâm + 79,3% loài khác Giổi xanh là loài chiếm ưu thế, cómột vị trí rất quan trọng trong lâm phần với trị số giá trị quan trọng cao nhất (14,4%).

- Ở Đam Rông (Lâm Đồng): số loài tham gia vào công thức tổ thành khá đadạng, với 45 loài, chỉ có 1 loài là loài ưu thế (IV% > 5) trong công thức tổ thành củalâm phần: 30,3% Kha thụ nhiếm + 69,7% Loài khác Giổi xanh có tỷ lệ tổ thành thấptrong các lâm phần với trị số giá trị quan trọng thấp (3,9%).

Kết quả nghiên cứu chứng tỏ Giổi xanh thuộc nhóm loài có vị trí quan trọngtrong thành phần các loài cây ở rừng kín thường xanh và là một trong những loài câyphù hợp, cần được ưu tiên trong công tác làm giàu phục hồi rừng Tùy thuộc vào từngtỉnh, từng vùng mà chọn loài cây hỗn giao với Giổi xanh cho phù hợp nhằm đảm bảocho rừng trồng Giổi xanh hoặc rừng tự nhiên có phân bố Giổi xanh có năng suất cao,phát triển ổn định và bền vững.

b) Cấu trúc tầng thứ trong lâm phần có Giổi xanh phân bố

Kết quả nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ trong lâm phần có Giổi xanh phân bốcho thấy Giổi xanh thành thục thường tập trung ở tầng ưu thế sinh thái (A2) với chiềucao trung bình từ 18,5-24,5m Tuy nhiên, vẫn còn một số cây Giổi xanh nằm ở vị trítầng tán khác (dưới tán) với chiều cao từ 12,0-15,5m Điều này chứng tỏ, Giổi xanhkhi nhỏ thuộc nhóm thực vật chịu bóng, khi trưởng thành thuộc nhóm thực vật ưasáng Hơn nữa, sinh trưởng chiều cao, đường kính Giổi xanh có quan hệ tương đốichặt với vị thế tầng tán (trên 0,7) Cây Giổi xanh càng nhận được nhiều ánh sáng, thìsinhh trưởng chiều cao và tăng trưởng đường kính càng lớn Điều này cho phép có thểdự đoán được tăng trưởng đường kính của cây Giổi xanh thông qua vị thế tán củachúng Do đó, trong kinh doanh rừng, nhằm đảm bảo cho rừng Giổi xanh có tăngtrưởng, năng suất cao, phát triển ổn định và bền vững, khi chăm sóc nuôi dưỡng rừng,cần chú ý điều chỉnh ánh sáng đối với sinh trưởng của Giổi xanh thông qua các biệnpháp kỹ thuật như tỉa thưa, khai thác chọn,…

c) Phân bố số cây theo chiều cao và đường kính ở lâm phần có Giổi xanh phân bố

 Phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1,3): mô phỏng phân bố N/D1,3 củacây Giổi xanh ở Thanh Hóa, Gia Lai theo dạng hàm phân bố Weibull là phù hợp nhất.

 Phân bố số cây theo chiều cao vút ngọn (N/Hvn): mô phỏng phân bố N/Hvn

của cây Giổi xanh ở Thanh Hóa, Gia Lai và Lâm Đồng theo dạng hàm phân bốWeibull cũng phù hợp nhất.

d) Quy luật tương quan giữa đường kính và chiều cao của Giổi xanh

Bảng 3.1 Phương trình tương quan Hvn và D1,3 Giổi xanh tự nhiên

Thường Xuân – Thanh Hóa Hvn=– 6,48+ 7,79lnD1,3 0,96K’Bang – Gia Lai Hvn=– 10,59 + 8,76lnD1,3 0,92Đam Rông – Lâm Đồng Hvn = -15,51 + 11,27lnD1,3 0,83

Như vậy, trong quá trình phân tích đặc điểm sinh trưởng và ảnh hưởng của cácyếu tố hoàn cảnh đến sinh trưởng, việc sử dụng đường kính như một yếu tố đại diệncho sinh trưởng chiều cao Giổi xanh Đường kính chẳng những là chỉ tiêu liên hệ chặtchẽ nhất với nhiều chỉ tiêu sinh trưởng khác mà còn dễ điều tra và có sai số ít nhất.

3.1.6 Đặc điểm tái sinh tự nhiên của Giổi xanh

a) Về tổ thành tái sinh

Bảng 3.2 Tổ thành cây tái sinh ở rừng tự nhiên tại Thanh Hóa và Gia Lai

1 Thường Xuân(Thanh Hóa) 2,5 Giổi xanh + 1,2 Chôm chôm + 1,1 Phân mã + 1,1Rehương + 0,9 Bứa + 0,8 Côm tầng + 0,8 Ràng ràng mít +0,7 Dẻ gai + 0,9 loài khác

2 (Gia Lai)K’Bang 1,7 Trâm + 1,3 Ràng ràng mít + 1,1 Giổi xanh + 1,1 Cócđá + 1,1 Kháo + 0,6 Ngát + 0,6 Dẻ gai + 0,5 Gội + 0,5Giổi nhung + 0,4 Xoan đào + 1,1 loài khác

Như vậy, tổ thành cây tái sinh ở các lâm phần có phân bố Giổi xanh ở ThanhHóa và Gia Lai khá đa dạng Tổ thành cây tái sinh Giổi xanh có hệ số tương đối cao sovới các loài khác.

b) Khả năng tái sinh Giổi xanh

Qua kết nghiên cứu ở Thanh Hóa và Gia Lai cho thấy khả năng tái sinh củaGiổi xanh tương đối khá so với một số loài khác (chiếm từ 11,3- 24,8% tổng số cây táisinh trong lâm phần) Tuy nhiên, chất lượng cây tái sinh rất kém, đặc biệt là tỷ lệ câycó triển vọng chiều cao trên 1m rất thấp (<10% tổng số cây tái sinh Giổi xanh tronglâm phần) Khả năng tái sinh Giổi xanh ngoài phụ thuộc vào tầng đất, độ xốp đất, tầngthảm mục, thực bì mà còn phụ thuộc rất lớn vào độ tàn che của lâm phần Độ tàn checó tỷ lệ cây tái sinh cao nhất từ 0,3-0,5 Đây cũng là điều cần quan tâm trong chọn đấtvà kỹ thuật làm đất trồng rừng cũng như xúc tiến tái sinh hạt

3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của một số nhân tố hoàn cảnh đến sinh trưởng củarừng trồng Giổi xanh

3.2.1 Ảnh hưởng ánh sáng đến sinh trưởng rừng trồng Giổi xanh

a) Ảnh hưởng độ tàn che đến sinh trưởng rừng trồng Giổi xanh ở giai đoạn mới

Kết quả nghiên cứu ở bảng 3.3.

Như vậy, Giổi xanh ở tuổi 1, tỷ lệ sống và sinh trưởng chiều cao vút ngọn tốtnhất ở độ tàn che 0,2-0,3 Tuổi 2, sinh trưởng đường kính gốc và chiều cao vút ngọntốt nhất ở độ tàn che 0,4-0,5 Tuổi 3, sinh trưởng đường kính gốc và chiều cao vútngọn tốt nhất ở độ tàn che 0-0,3.

Bảng 3.3 Ảnh hưởng độ tàn che tới sinh trưởng rừng trồng Giổi xanh trong giaiđoạn mới trồng (1-3 năm tuổi) tại Chi Lăng (Lạng Sơn)