Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và thử nghiệm nhân giống vô tính loài hoàng liên ô rô mahonia nep alensis DC tại tỉnh lâm đồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ĐÀO XUÂN HIẾU NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC VÀ THỬ NGHIỆM NHÂN GIỐNG VƠ TÍNH LỒI HỒNG LIÊN Ơ RƠ (MAHONIA NEPALENSIS DC) TẠI TỈNH LÂM ĐỒNG CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC MÃ SỐ: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS BÙI THẾ ĐỒI Đồng Nai, 2012 ĐẶT VẤN ĐỀ Tài nguyên rừng có ý nghĩa vơ quan trọng q trình hình thành phát triển lồi người, rừng nôi sống, phổi xanh nhân loại, có giá trị to lớn việc phịng hộ, bảo vệ môi trường sinh thái, giữ nước chống xói mịn, rửa trơi, lũ lụt, hạn hán, cung cấp nguồn nước sinh hoạt sản xuất cho người Rừng bảo tàng sống sinh động nhất, có giá trị bảo tồn đa dạng sinh học, có nhiều nguồn gen q Ngồi sản phẩm rừng gỗ lâm sản gỗ phục vụ nhu cầu thiết yếu người, đặc biệt lồi có khả cung cấp ngun liệu làm dược liệu Cây Hồng liên rơ (Mahonia nepalensis DC) lồi Cây Hồng liên rơ xếp vào loại nguy cấp, phát thấy số nơi, số lượng cá thể ít, dễ bị chặt phá, mức độ đe dọa Bậc E Sách đỏ Việt Nam (1996) Trong thân HLOR có chứa berberin có vị đắng, mát nên lồi cịn có tên mật gấu (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2010) Đây loài phân bố hẹp vùng núi cao quý hiếm, có giá trị làm thuốc chữa bệnh trồng làm cảnh, nên bị khai thác đến mức bị suy thoái mạnh, cần bảo tồn phát triển Vậy, việc nghiên cứu bổ sung thơng tin đặc điểm sinh học lồi Hồng liên rơ cần thiết, góp phần vào cơng tác bảo tồn lồi có sách đỏ Việt Nam bảo tồn đa dạng sinh học quản lý rừng bền vững nói chung Mặt khác, Hồng liên ô rô phân bố vùng núi cao, người dân địa phương nhiều có kinh nghiệm việc khai thác sử dụng số phận Tuy nhiên, việc khai thác mang tính tự phát, việc bảo vệ phát triển loài chưa trọng Hiện nay, chưa có cơng trình nghiên cứu cách đầy đủ loài này, đặc biệt kỹ thuật nhân giống giâm hom Từ thực tế trên, đề tài: “Nghiên cứu số đặc điểm sinh học thử nghiệm nhân giống vơ tính lồi Hồng liên ô rô (Mahonia nepalensis DC) tỉnh Lâm Đồng” thực Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.1.1 Phân loại phân bố chi Mahonia 1.1.1.1 Phân loại Hồng liên rơ (HLOR), cịn gọi Mã hồ, Hồng bá gai, Thích hồng bá, Thập đại cơng lao có tên khoa học Mahonia nepalensis DC thuộc họ Hoàng liên gai (Berberidaceae), Mao lương (Ranunculales) Chi Mahonia có gần 60 lồi, phân bố Đơng Á Đơng Nam Á, phía Tây Bắc Mỹ, vùng Trung Mỹ, phía Tây Nam Mỹ Trong hệ thống phân loại, HLOR xếp sau: Kingdom: Division: Class: Order: Family: Giới Plantae Ngành Magnoliophyta Lớp Magnoliopsida Bộ Ranunculales Mao lương Họ Berberidaceae Hoàng liên gai Genus: Chi Mahonia Species: Loài Mahonia nepalensis DC HLOR Tên khoa học đầy đủ HLOR Mahonia napaulensis de Candolle, Syst Nat 2: 21 1821 Thường gọi Mahonia nepalensis DC Mahonia nepaulensis DC Tên Tiếng Anh Nepaul Barberry, tiếng Ấn Độ Dieng-niangmat, tiếng Trung Quốc Ni bo er shi da gong lao 1.1.1.2 Phân bố chi Mahonia loài HLOR Chi Mahonia bao gồm khoảng 60 loài bụi, gỗ nhỏ thường xanh Chi có quan hệ chặt chẽ với chi Berberis Chính vậy, nhiều nhà thực vật học không tán thành việc chấp nhận tên chi Mahonia nên xếp chi Mahonia vào với chi Berberis số lồi thuộc hai chi lai giống với Tuy nhiên, chi Mahonia có kép lông chim lớn dài từ 10-50 cm, với từ 5-15 chét hoa mọc thành cành (dài từ 5-20 cm) Tên chi Mahonia đặt theo Bernard McMahon (1775-1818), người làm vườn Philadelphia, Hoa Kỳ [3c] + Phân bố HLOR số quốc gia châu Á: - Ở Trung Quốc: Theo Ying Junsheng (2001), Trung Quốc có tới 31 lồi thuộc chi Mahonia, lồi HLOR (M nepalensis DC.) xuất rừng rậm, bìa rừng bụi độ cao từ 1200-3000 m Phân bố tỉnh Hồ Nam, Nam Tứ Xuyên, Đông Tây Tạng tỉnh Vân Nam - Ở Bhutan: Theo Chhetri (1989), M nepalensis DC phân bố độ cao 1500-2400m, gần dòng suối nhỏ, bụi khác Thời kỳ hoa từ tháng 10 đến tháng năm sau - Ở Ấn Độ Nepal: Phân bố khu vực núi cao 1500m - Những nơi khác: M nepalensis DC cho hoa màu vàng, mọc thành cành đẹp nên gây trồng làm cảnh nhiều nơi Mặc dù lồi có phân bố tự nhiên số nước Châu Á (Trung Quốc, Nê-pan, Việt Nam) gây trồng nhiều nơi khác Đông Nam Á (Indonesia, Malaysia Myanmar), Sri-Lanka số nước châu Á Úc miền Nam Châu Âu [2c, 4c] 1.1.2 Việc sử dụng loài HLOR làm thuốc Thực tế cho thấy, việc cung cấp thực vật cho dược phẩm truyền thống không thỏa mãn nhu cầu (Cunningham, 1993) Do vậy, giải pháp thay thích hợp cho vấn đề mà ngành công nghiệp dược phải đối mặt phát triển hệ thống nuôi In Vitro nhằm đáp ứng nhu cầu dược thảo chất tiết (Nalawade et al, 2004) Cùng với phát triển công nghê sinh học, việc nhân giống loài dược liệu phương pháp In Vitro nhiều nơi giới, đặc biệt Trung Quốc, Ấn Độ, Đài Loan, tiến hành đem lại kết đáng khích lệ nhằm nâng cao suất, chất lượng việc sản xuất dược liệu (Arora, 1989) Trong tương lai, để phục vụ cho mục đích sức khỏe người phát triển xã hội, nhằm chống lại bệnh nan y cần thiết có kết hợp Đông Tây y, y học đại kinh nghiệm cổ truyền dân tộc Vì vậy, việc khai thác kết hợp với bảo tồn lại thuốc điều cần thiết HLOR dược liệu dùng để chữa bệnh Tác dụng trị bệnh ghi sách Thần nông thảo Trung Quốc loại thuốc xếp vào hàng thương phẩm Ở Trung Quốc, người ta dùng lá, thân loài tương tự có tên khoa học Mahonia bealei (Fort) Carr gọi Khốt diệp thập đại cơng lao hay Thổ hoàng bá để làm thuốc chữa bệnh (Xiuhong Ji et al., 2000) Các tộc Khasi Garo Meghalaya (Ấn Độ) sử dụng vỏ tươi HLOR ép lấy dịch, pha loãng với nước, dùng thuốc nhỏ mắt cho nhiều bệnh mắt khác (Rao, 1981) Người dân địa phương thường dùng chữa lỵ, ăn uống không tiêu, vàng da, đau mắt Bộ phận thường sử dụng nhiều vỏ (Laloo R C et al 2006) Balami (2006) nghiên cứu tìm hiểu 119 lồi thực vật sử dụng làm thuốc người Newar thuộc làng Pharping huyện Kathmandu (Nê-pan) Trong đó, vỏ lồi Mahonia nepaulensis chế thành dạng nước ép để chữa bệnh ngồi bệnh lỵ Ngồi cịn có hai loài khác họ Berberidaceae Berberis aristata DC (Ban marpasi) Berberis asiatica Roxb ex DC (Marpasi) tạo nước ép để chữa bệnh đau dày cộng đồng khai thác 1.1.3 Kỹ thuật nhân giống gây trồng loài thuộc chi Mahonia Ở Bắc Mỹ, Úc số nước Châu Âu sử dụng loài khác thuộc chi Mahonia (họ Berberidaceae) có hình thái gần giống với HLOR trồng làm cảnh Chẳng hạn Mỹ, nhiều loài thuộc chi Mahonia M equifolium; M fortunei trồng làm cảnh xung quanh tường nhà, bờ rào khoảng trống sân trường Một số lồi mùa đơng chuyển mầu đỏ đẹp tồn qua mùa đơng Hình 1.1: Hoa, Mahonia equifolium Bắc Mỹ Người ta xây dựng quy trình nhân giống dinh dưỡng, gây trồng chăm sóc lồi [7c] Theo đó, quy trình gồm có bước sau: - Bước 1: Lựa chọn khỏe mạnh tháng mùa hè, có cành (nhánh thân) dài 30 cm, có đường kính lớn có thể, nhằm tạo rễ nhanh - Bước 2: Cắt một đoạn nhánh thân dài 10-25 cm kéo tỉa cành, cắt thẳng cành - Bước 3: Vặt bỏ hết cành giữ lại 2-3 phía Loại bỏ tất hoa cành hom (nếu có) - Bước 4: Đổ đầy ¾ bình cấy cát chất ẩm, đổ nước bão hịa Bình cấy phải đảm bảo có lỗ nhỏ phía để giúp cho nước - Bước 5: Nhúng cành cắt Mahonia vào nước cho đủ ẩm Nhúng sâu khoảng 2,5 cm cành giâm vào dung dịch hooc-mơn kích thích rễ - Bước 6: Dùng tay đào lỗ sâu cm bình cấy Đặt cành giâm Mahonia vào lỗ ấn nhẹ cát xung quanh để lấp kín gốc cành giâm - Bước 7: Đặt bình có cành giâm nơi nhận ánh sáng mặt trời gián tiếp có nhiệt độ khoảng 15-220C Cố gắng giữ độ ẩm phù hợp cho bình - Bước 8: Kiểm tra đất bình hàng ngày tưới nước thấy đất bắt đầu khô Tóm lại, giới, đặc biệt vùng ơn đới, số loài thuộc chi Mahonia nghiên cứu kỹ, có việc nghiên cứu kỹ thuật gây trồng; nhiều nơi sử dụng loài thuộc chi Mahonia trồng làm cảnh Trong đó, nghiên cứu HLOR lại hạn chế, đặc biệt nghiên cứu chọn giống kỹ thuật nhân trồng Các kỹ thuật có giới khó để áp dụng vào điều kiện Việt Nam khác biệt loài điều kiện sống Vì vậy, việc nghiên cứu kỹ thuật gây trồng HLOR nước ta việc làm cần thiết cấp bách loài xếp hạng nguy cấp (EN A1c,d), đứng trước nguy lớn tuyệt chủng thiên nhiên tương lai gần (Sách đỏ Việt Nam, 2007) Bên cạnh đó, kết nghiên cứu dược liệu nói chung HLOR giới cho thấy việc bảo vệ phát triển dược liệu nhiều quốc gia quan tâm Nhưng việc nghiên cứu phát triển HLOR cịn hạn chế 1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 1.2.1 Giới thiệu chung HLOR Việt Nam 1.2.1.1 Đặc điểm nhận dạng Cây bụi gỗ nhỏ, cao 2-5 m Đường kính thân 2-7 cm; vỏ có lớp bần dày, màu trắng xám; gỗ thân rễ có màu vàng; phân nhánh Lá kép lông chim lẻ, dài 20-40 cm Cụm hoa 1-5, hình bơng, phân nhánh, mọc thẳng Hoa nhiều, màu vàng; bắc hình bầu dục, tù Quả hạch, màu xanh lơ, gần hình cầu, đường kính 6-7 mm, đầu có núm nhỏ đầu nhụy tồn Hạt 1, màu nâu đen, dài 3mm 1.2.1.2 Đặc điểm sinh thái Mùa hoa tháng 1-3, chín tháng 4-6 Cây hoa kết nhiều Có khả tái sinh tự nhiên hạt tốt; có khả tái sinh chồi sau bị chặt Thường mọc rải rác ven rừng hay tán rừng kín thường xanh ẩm, độ cao 1300-1700m 1.2.1.3 Phân bố Ở nước ta, HLOR phân bố rải rác Lai Châu, Sơn La Lâm Đồng (núi Liang Biang) Ngồi ra, có tài liệu ghi nhận có loài Hà Giang, Cao Bằng Lào Cai Hình 1.2: Cành mang (2) phân bố loài HLOR lãnh thổ Việt Nam (Sách đỏ Việt Nam, 2007) 1.2.1.4 Tình trạng Đây nguồn gen quý Việt Nam Thân rễ có chứa berberin (< 2%), dùng làm thuốc chữa ỉa chảy, kiết lỵ, rối loạn tiêu hóa Vì vậy, lồi bị khai thác mạnh Ở Lồi có vùng phân bố hẹp Hiện biết chắn phân bố số điểm núi Liang Biang (Lâm Đồng) với số lượng cá thể không nhiều 1.2.2 Nghiên cứu bảo tồn phát triển loài thuốc Việt Nam Việc sử dụng loài thực vật làm thuốc chữa bệnh nước ta có lịch sử lâu dài Tuy nhiên, hồng loạt câu hỏi đặt là: Việc sử dụng thuốc vị thuốc nhân dân nào? Đã có nghiên cứu lồi thuốc chưa? Nghiên cứu tới đâu? Nếu nghiên cứu nên vận dụng kết nghiên cứu vào hồn cảnh cụ thể nào? (Đỗ Tất Lợi, 2006) Trong thời gian qua, công tác bảo tồn phát triển loài thuốc nước ta quan tâm đáng kể Nhiều học kinh nghiệm rút (Lê Thanh 52 51 57 2,55 3,0 1,18 Cụm 29 32 1,45 2,3 1,56 Cụm 28 31 1,4 4,1 2,96 Cụm Tổng 420 467 4,4 26,4 5,99 Như vậy, với số K>1, HLOR tái sinh lâm phần nghiên cứu phân bố theo cụm, kết phù hợp với đặc điểm phát tán nhờ gió hạt HLOR Hình 4.5: Cây HLOR tái sinh từ hạt (trái) từ chồi (phải) 53 Hình 4.6: Cây HLOR tái sinh theo khóm đỉnh núi Liang Biang  Tổ thành loài kèm với HLOR Trong hệ sinh thái rừng, loài quần xã thực vật ln có mối quan hệ mật thiết với quan hệ hỗ trợ tồn quan hệ cạnh tranh loại trừ lẫn Vì vậy, tự nhiên tồn lồi khơng thích ứng tạo lên mối quan hệ thân thuộc loài tự nhiên Đây mối quan hệ mang tính chất, sản phẩm trình chọn lọc tự nhiên, lâu dài Trong tự nhiên HLOR mọc hỗn giao với nhiều lồi khác, ngồi việc quản lý bảo vệ rừng cần phải có biện pháp kỹ thuật lâm sinh phát tu bổ, nuôi dưỡng xúc tiến tái sinh xây dựng rừng hỗn loài, phát triển lâu dài ổn định bền vững Ngoài 54 để đề xuất trồng rừng hỗn giao mô tự nhiên nhằm tạo điều kiện cho HLOR sinh trưởng phát triển tốt, phù hợp với đặc điểm sinh thái loài, cần phải nghiên cứu mối quan hệ qua lại loài với Các loài hỗn giao chung sống có khả thích nghi với hay đối kháng xích lẫn trình lợi dụng yếu tố mơi trường Như việc nghiên cứu lồi kèm với HLOR có ý nghĩa lớn thực tiễn sản xuất kinh doanh, hiểu đặc điểm kèm với lồi khác phần loại trừ mối quan hệ cạnh tranh lồi với Từ làm sở để chọn trồng phù hợp với trồng kinh doanh rừng hỗn giao Áp dụng phương pháp điều tra hình trịn để nghiên cứu mối quan hệ loài kèm với loài HLOR lâm phần điều tra Với ÔTC lớn (1000m2), ô chọn HLOR làm tâm để điều tra xung quanh Tổng cộng điều tra 54 OTC hình trịn để điều tra Kết điều xử lý số liệu bảng 4.12: Bảng 4.12: Nghiên cứu loài sống với HLOR Số TT Tên lồi Cây tâm HLOR 54 HLOR 53 Thông Ô Số Tỷ lệ % N Tỷ lệ % 54 14,3 98,1 135 35,7 40 74,1 82 21,7 Thành ngạnh 17 31,5 24 6,3 Dẻ đá 12 22,2 21 5,6 Dẻ nước 11 20,4 13 3,4 Chè rừng 13,0 2,1 Dầu rừng 11,1 2,1 Dẻ đỏ 11,1 2,1 55 Mua 13,0 1,9 10 Sp 11,1 1,6 11 Ngót rừng 5,6 1,1 12 Dẻ sp 3,7 0,8 13 Ngũ sắc 3,7 0,5 14 Chân chim 1,9 0,3 15 Chị xót 1,9 0,3 16 Bời lời 1,9 0,3 98,1 378 Tổng Ghi chú: Ơ: Ơ hình trịn cây; N: Tổng số cá thể Dựa vào kết ta có: Tổng số điều tra 378 cây, số loài phát 18 lồi, số bình qn 21 Những lồi có số lượng lớn HLOR lồi có số lượng >=21 Nhóm có 316 lồi: HLOR, Thơng lá, Thành ngạnh, Dẻ đá bảng 4.13 đây: Bảng 4.13: Loài ưu với HLOR TT Tên loài HLOR Số Tỷ lệ % Hệ số tổ thành 189 59,8 5,98 Thông 82 25,9 2,59 Thành ngạnh 24 7,6 0,76 Dẻ đá Tổng 21 6,6 0,66 316 100.0 100,0 lượng Từ kết bảng 4.18 ta thấy công thức tổ thành nhóm lồi có số lượng lớn sống lồi HLOR là: 5,98Hlo + 2,59Thl + 0,76Thn + 0,66Dđ Theo cơng 56 thức tổ thành đưa mơ hình trồng rừng hỗn lồi hợp lý với loài HLOR với tỷ lệ sau: HLOR + Thông + Thành ngạnh + Dẻ đá Không gian dinh dưỡng HLOR: Khoảng cách trung bình từ tâm đến xung quanh bán kính đường trịn ngoại tiếp lục giác, ký hiệu RTB Với RTB = 1,61m, ta có Sd = 2,58 m2 4.3 Kết thử nghiệm nhân giống phương pháp giâm hom lồi HLOR Thí nghiệm tiến hành vào tháng 02/2012 Tại thời điểm 60 ngày sau cấy hom vào giá thể đồng hầu hết hom rễ, nhiên tỷ lệ rễ chất lượng rễ hom giâm cơng thức khác có sai khác lớn Bằng phương pháp phân tích phương sai nhân tố, thông qua hai tiêu chuẩn kiểm định tiêu chuẩn Duncan Bonferroni Thông qua kết xử lý số liệu phần phụ lục 5, bảng số liệu gốc ta có bảng 4.14: Bảng 4.14: Đánh giá phát triển hệ rễ hom HLOR sau 20 ngày TT NT Tỷ lệ Nồng Chất hom độ sống (%) KTRR (%) 0,5 100 IAA 96,7 Tỷ lệ hom rễ (%) Tỷ lệ hom không rễ (%) Số rễ TB/hom Chiều dài rễ TB/hom (cm) 43,3 56,7 0,43 0,12 53,4 43,3 0,86 0,23 1,5 90 46,7 43,3 0,63 0,14 0,5 93,3 40 53,3 0,50 0,11 96,7 33,3 63,4 0,38 0,08 1,5 90 50 40 0,70 0,16 86,7 46,7 40 0,62 0,19 IBA (ĐC) + Ở giai đoạn sau 20 ngày cấy: Xét số lượng rễ phát sinh: Với số Sig>0.05 (phụ lục 4), công thức với mức nồng độ khác có ảnh hưởng khơng rõ ràng tới phát triển hệ rễ nghiệm thức Trong loại chất điều hịa sinh trưởng IAA với nồng 57 độ 1% cho tỷ lệ rễ cao với 53,4% hom rễ, nghiệm thức khác tỷ lệ rễ thấp hơn, cịn cơng thức đối chứng tỷ lệ 46,7% Xét số rễ trung bình phát sinh nghiệm thức (IAA 1%) tốt với số rễ trung bình 0,86 rễ khác biệt với nghiệm thức cịn lại khơng rõ ràng Các nghiệm thức (IBA 1%), (IAA 0,5%) thuộc nhóm có số rễ trung bình thấp nhất, theo bảng phân tích nghiệm thức (IBA 1%) có số thấp với số rễ trung bình thấp 0,38 rễ Khi xét chiều dài rễ trung bình nghiệm thức (IAA 1%) có khác biệt với nghiệm thức lại với LTB rễ = 0.23cm nghiệm thức (ĐC) có phát triển chiều dài rễ tốt Nghiệm thức (IBA 1%) có số rễ trung bình thấp với LTB rễ = 0.08cm, nhiên nghiệm thức Thông qua kết xử lý số liệu phần phụ lục 9, 10 bảng số liệu gốc ta có bảng 4.15: Bảng 4.15: Đánh giá phát triển hệ rễ hom HLOR sau 40 ngày NT Tỷ lệ hom sống (%) Tỷ lệ hom rễ (%) Tỷ lệ hom không rễ (%) Số rễ TB/hom 0,5 73,3 50 23,3 1,73 Chiều dài rễ TB/hom (cm) 0,59 80 66,7 13,3 3,04 1,37 1,5 70 60 10 2,24 0,95 0,5 66,7 60 16,7 2,20 0,97 66,7 66,7 2,65 1,02 1,5 66,7 60 16,7 2,30 0,98 60 56,7 3,3 3,00 1,13 Nồng TT Chất độ KTRR (%) IAA IBA (ĐC) + Ở giai đoạn sau 40 ngày cấy: 58 Xét số lượng rễ phát sinh: Với Sig