Từ tổng quan các công trình nghiên cứu đã được công bố có liên quan, có thể ra rút ra một số nhận định như sau:
Nghiên cứu cải thiện giống theo các tính trạng sinh trưởng, tính chất gỗ cho Keo tai tượng, Keo lá tràm và keo lai đã được thực hiện một cách bài bản,
có hệ thống ở một số nước trong khu vực Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam. Nhiều giống keo cho năng suất cao đã được chọn tạo để đưa vào sản xuất. Các nghiên cứu đã chỉ rõ vai trò quan trọng của công tác chọn tạo giống trong việc cải thiện sinh trưởng, năng suất và chất lượng gỗ cho một số loài keo.
Nghiên cứu về đặc điểm sinh học sinh sản của 2 loài Keo tai tượng và Keo lá tràm đã được quan tâm nghiên cứu chuyên sâu ở một số nước trong khu vực phục vụ cho chọn tạo giống. Các nghiên cứu đã cung cấp các cơ sở khoa học phục vụ cho công tác lai tạo giống keo lai ở các nước.
Nghiên cứu phát triển giống cây tam bội trong lâm nghiệp trên thế giới cho đến nay vẫn còn nhiều hạn chế. Ngoại trừ nhóm loài dương, việc nghiên cứu phát triển giống tam bội đã được thực hiện tương đối bài bản, có hệ thống và đã được ứng dụng rộng rãi vào thực tế ở một số nước, đặc biệt là ở Trung Quốc, song vùng gây trồng của loài này là tương đối hẹp. Trong khi, các loài cây trồng rừng kinh tế chủ lực ở nhiều nước nhiệt đới như nhóm loài bạch đàn, keo lại chưa được quan tâm đúng mức để chọn tạo giống tam bội cho trồng rừng.
Ở Việt Nam, nghiên cứu chọn tạo giống tam bội cho cây lâm nghiệp cũng đã được quan tâm trong 2 thập kỷ trở lại đây cho nhóm loài keo, Xoan ta và đã thu được một số kết quả quan trọng. Tuy nhiên, những nghiên cứu về đặc điểm sinh trưởng, tính chất gỗ và tính bất thụ của các giống tam bội đã được tạo ra vẫn còn rất hạn chế. Đây cũng là những vấn đề luận án cần tập trung nghiên cứu để bổ sung cơ sở khoa học cho chọn giống cũng như sử dụng giống cây tam bội cho trồng rừng.
Chương 2
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được các mục tiêu nghiên cứu đề ra, luận án đã tiến hành các nội dung nghiên cứu sau đây:
i) Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng và chất lượng thân cây của keo tam bội.
ii) Nghiên cứu tính chất vật lý và cơ lý gỗ của một số dòng keo tam bội có triển vọng.
iii) Nghiên cứu tính chất bất thụ của keo tam bội.
2.2. Vật liệu nghiên cứu
Vật liệu nghiên cứu của luận án được kế thừa từ đề tài “Nghiên cứu
chọn tạo giống keo tam bội sinh trưởng nhanh phục vụ trồng rừng gỗ lớn”
(giai đoạn 2015 – 2019) và một phần của dự án FST/008/007 (giai đoạn 2009 – 2014), cụ thể gồm: 10 dòng keo lai tam bội nhân tạo và tự nhiên; 4 dòng Keo lá tràm tam bội tự nhiên; 7 dòng keo lai và Keo lá tràm nhị bội đã được công nhận là giống Quốc gia hoặc giống tiến bộ kỹ thuật đang được sử dụng phổ biến hiện nay làm đối chứng. Thông tin chi tiết về nguồn gốc của vật liệu nghiên cứu được thể hiện trong Bảng 2.1.
Bảng 2.1: Vật liệu giống được sử dụng trong các nghiên cứu của luận án
TT Dòng Bội Ký Nguồn gốc
thể hiệu Mẹ Bố
1 X101 3x AM Keo lá tràm 2x (Aa6) Keo tai tượng 4x (Am44) 2 X102 3x AM Keo lá tràm 2x (Aa6) Keo tai tượng 4x (Am44) 3 X201 3x AM Keo lá tràm 2x (Aa6) Keo tai tượng 4x (Am36) 4 X204 3x AM Keo lá tràm 2x (Aa6) Keo tai tượng 4x (Am36) 5 X205 3x AM Keo lá tràm 2x (Aa6) Keo tai tượng 4x (Am36) 6 X01 3x MA Keo tai tượng 4x (gia đình Am22) Không rõ
7 X11 3x MA Keo tai tượng 4x (thất lạc mã gia đình) Không rõ 8 X1100 3x MA* Keo lai 2x (BV33) Keo lai 4x (10L590)
TT Dòng Bội Ký Nguồn gốc
thể hiệu Mẹ Bố
9 X1200 3x MA* Keo lai 2x (BV16) Keo lai 4x (10L590) 10 X1201 3x MA* Keo lai 2x (BV16) Keo lai 4x (10L590) 11 X21 3x Aa Keo lá tràm 2x (BVlt84) Tự thụ phấn nên không có 12 X31 3x Aa Keo lá tràm 2x (BVlt83) Tự thụ phấn nên không có 13 X41 3x Aa Keo lá tràm 2x (gia đình 58.5) Tự thụ phấn nên không có 14 X42 3x Aa Keo lá tràm 2x (gia đình 7.6) Tự thụ phấn nên không có 15 BV10 2x ĐC Keo lai tượng 2x (Am) Keo lá tràm 2x (Aa) 16 BV16 2x ĐC Keo lai tượng 2x (Am) Keo lá tràm 2x (Aa) 17 BV33 2x ĐC Keo lai tượng 2x (Am) Keo lá tràm 2x (Aa) 18 BV73 2x ĐC Keo lai tượng 2x (Am) Keo lá tràm 2x (Aa) 19 AH7 2x ĐC Keo lá tràm 2x (Aa) Keo lai tượng 2x (Am) 20 TB12 2x ĐC Keo lai tượng 2x (Am) Keo lá tràm 2x (Aa)
21 Ctl18 2x ĐC Keo lá tràm 2x
22 Ctl26 2x ĐC Keo lá tràm 2x
2x = nhị bội; 3x = tam bội; 4x = tứ bội AM = Keo lá tràm 2x × Keo tai tượng 4x; MA = Keo tai tượng 4x × hạt phấn tự do ; MA* = Keo lai 2x × keo lai 4x; Aa = Từ Keo lá tràm 2x tự thụ phấn; ĐC = Đối chứng (keo lai, Keo lá tràm nhị bội).
Trong đó, nghiên cứu về đặc điểm sinh trưởng bao gồm tất cả các dòng ở Bảng 2.1 ngoại trừ dòng BV33; nghiên cứu sinh về tính chất gỗ chỉ được thực hiện với 7 dòng keo tam bội (X101, X102, X201, X205, X11, X1100, X41) và 5 dòng keo lai nhị bội (BV10, BV16, BV73, AH7 và TB12); nghiên cứu về tính bất thụ được thực hiện với hầu hết các dòng keo tam bội (ngoại trừ dòng X31) và 3 dòng keo nhị bội BV33, BV73, Clt18.
2.3. Địa điểm nghiên cứu
+ Nghiên cứu về đặc điểm sinh trưởng được thực hiện tại 3 địa điểm là: (i) Yên Thế (Bắc Giang), thuộc vùng sinh thái Đông Bắc Bộ; (ii) Cam Lộ (Quảng Trị), thuộc vùng sinh thái Bắc Trung Bộ; và (iii) Xuân Lộc (Đồng Nai), thuộc vùng sinh thái Đông Nam Bộ. Hiện trường nghiên cứu là 6 khảo nghiệm dòng vô tính (2 khảo nghiệm/địa điểm: ô 10 cây và ô 49 cây) thuộc đề tài
“Nghiên cứu chọn tạo giống keo tam bội sinh trưởng nhanh phục vụ trồng rừng gỗ lớn”.
+ Nghiên cứu về tính chất gỗ:
(iii) Xuân Lộc. Hiện trường nghiên cứu ở địa điểm (i) và (ii) là 2 khảo nghiệm
dòng vô tính thuộc dự án FST/2008/007: “Các phương pháp chọn tạo và phát
triển giống tiến bộ cho các loài keo nhiệt đới” (cây 3,8 tuổi). Hiện trường ở địa điểm (iii) là khảo nghiệm dòng vô tính (ô 49 cây) của đề tài: “Nghiên cứu
chọn tạo giống keo tam bội sinh trưởng nhanh phục vụ trồng rừng gỗ lớn”
(cây 3,0 tuổi).
Nghiên cứu về khối lượng riêng, tỷ lệ gỗ lõi được thực hiện tại Phòng thí nghiệm của Trung tâm Ứng dụng Khoa học Kỹ thuật Lâm nghiệp Nam Bộ, các tính chất vật lý và cơ lý gỗ được thực hiện tại Phòng thí nghiệm của Viện Nghiên cứu Công nghiệp rừng.
+ Nghiên cứu về tính chất bất thụ:
Địa điểm quan sát về mức độ ra hoa, quả, hình thái hoa, tỷ lệ nảy mầm của hạt phấn được thực hiện tại 2 địa điểm: (i) Đồng Phú (Bình Phước) và (ii) Xuân Lộc. Hiện trường nghiên cứu ở địa điểm (i) là khảo nghiệm dòng vô tính thuộc dự án FST/2008/007: “Các phương pháp chọn tạo và phát triển
giống tiến bộ cho các loài keo nhiệt đới” (cây 3,5 tuổi). Hiện trường nghiên
cứu ở địa điểm (ii) là khảo nghiệm dòng vô tính (ô 10 cây) của đề tài:
“Nghiên cứu chọn tạo giống keo tam bội sinh trưởng nhanh phục vụ trồng rừng gỗ lớn” (cây 2,5 tuổi).
Nghiên cứu về chất lượng hạt, tỷ lệ nảy mầm của hạt và mức độ bội thể của hậu thế keo tam bội được thực hiện tại Phòng thí nghiệm của Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ Sinh học Lâm nghiệp.
2.4. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu
Các chỉ tiêu cơ bản về điều kiện tự nhiên của các khu vực nghiên cứu của luận án được thể hiện chi tiết trong Bảng 2.2. Các địa điểm nghiên cứu đều thuộc vùng thấp, độ cao so với mực nước biển 50 – 100 m. Nhiệt độ trung bình năm có xu hướng tăng dần từ phía Bắc xuống phía Nam. Lượng mưa bình quân năm trong 3 năm theo dõi số liệu (2017 – 2019) có sự chênh lệch khá lớn giữa
các khu vực, 1.463 mm ở khu vực Yên Thế (Bắc Giang), 2.346,3 mm khu vực Cam Lộ (Quảng Trị), từ 1.903,1 – 2.400 mm Xuân Lộc và Vĩnh Cửu (Đồng Nai), và 2.888,3 mm ở Đồng Phú (Bình Phước).
Bảng 2.2: Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu
Đặc điểm Địa điểm
Yên Thế Cam Lộ Xuân Lộc Vĩnh Cửu Đồng Phú
Vĩ độ 21o 31’ 16o50’ 11o03’ 11o03’ 11o21’ Kinh độ 106o09’ 107o05’ 107o27’ 107o00’ 106o56’ Độ cao (m) 50 50 100 50 80 Nhiệt độ bình quân 24,4 25,6 26,5 26,5 27,3 hàng năm (oC)* Lượng bình quân 1.463,0 2.346,3 1.903,1 2.400 2.888,3 hàng năm (mm)*
Loại đất Đất xám Đất xám Đất xám trên phù Đất xám nâu Đất xám nâu vàng nâu vàng sa cổ (cát pha) vàng nâu vàng
Độ dày tầng đất (cm) 70 40 100 - -
Địa hình Đồi bát úp Đồi bát úp Bằng phẳng Đồi bát úp Tương đối bằng phẳng Độ dốc 15 – 25o 5 – 10o 0 – 3o 5 – 10o < 5o
Chu kỳ trước Rừng trồng Rừng Rừng cao su Rừng trồng Rừng trồng
Bạch đàn trồng keo keo keo
*Số liệu trung bình của 3 năm theo dõi thí nghiệm (2017 – 2019) của các Trạm Khí tượng Thủy văn: TP. Bắc Giang (Bắc Giang), Cam Lộ (Quảng Trị) và Long Khánh (Đồng Nai). Đây là những Trạm gần các hiện trường nghiên cứu nhất.
Độ sâu tầng đất cũng có sự khác biệt tương đối lớn giữa các địa điểm bố trí các khảo nghiệm dòng vô tính, cao nhất là ở Xuân Lộc (100 cm), thấp nhất là ở Cam Lộ (40 cm). Địa hình của các địa điểm nghiên cứu đều bằng phẳng hoặc ở dạng đồi bát úp. Độ dốc thấp (< 10o), ngoại trừ ở Yên Thế (15 – 25o) nhìn chung là phù hợp đối với cây trồng lâm nghiệp. Tuy nhiên, điều kiện lập địa ở các địa điểm phía Nam là thuận lợi hơn cho cây keo sinh trưởng và phát triển do có lượng mưa lớn, địa hình bằng phẳng, tầng đất dày. Địa điểm Cam Lộ, mặc dù có lượng mưa, địa hình thuận lợi hơn so với ở Yên Thế. Tuy nhiên, độ dày tầng đất ở địa điểm này là tương đối mỏng (40 cm) là yếu tố không thuận lợi cây sinh trưởng và phát triển.
Bảng 2.3: Thành phần hóa học đất nơi bố trí các khảo nghiệm
Yên Thế Cam Lộ Xuân Lộc
Chỉ tiêu ĐVT 0-10 10-30 0-10 10-30 0-10 10-30 cm cm cm cm cm cm Thành Cát thô % 4,30 5,09 19,37 20,50 14,94 14,59 Cát mịn % 25,44 22,40 28,34 23,47 61,97 59,17 phần Limon % 26,85 24,75 24,87 24,25 11,98 13,06 cơ giới Sét % 43,42 47,75 27,42 31,78 11,10 13,18 Vật lý Dung trọng g/cm3 1,45 1,72 - - 1,64 1,68 pHnước 3,67 3,77 4,53 4,74 5,03 4,72 pHKCl 3,14 3,29 3,88 4,05 4,04 3,91 Mùn tổng số % 4,81 2,67 3,73 1,88 1,34 1,11 Nitơ tổng số % N 0,24 0,15 0,07 0,05 0,10 0,09 Thành Lân tổng số % 0,04 0,04 0,07 0,07 0,03 0,03 phần Lân dễ tiêu mg/100 g 0,75 0,48 0,78 0,62 6,32 3,46 hóa học Kts % 0,98 1,06 1,42 1,76 0,05 0,07 K(tđ) meqK/100g 4,82 3,29 1,29 1,25 0,13 0,11
Natri trao đổi meqK/100g 2,10 1,80 0,24 0,25 0,56 0,50
Canxi trao đổi meqK/100g 0,67 0,67 1,50 1,50 1,12 1,04
Magie trao đổi meqK/100g 10,60 10,60 3,20 2,70 0,48 0,56
CEC meq/100 g 14,08 11,41 7,54 7,38 2,66 2,85
Nguồn: Nghiêm Quỳnh Chi và cộng sự (2020) [2].
Về tính chất hóa học đất, thành phần hóa học đất được đánh giá theo các
tiêu chí của Đỗ Đình Sâm và cộng sự (2006) [17]. Theo đó, kết quả phân tích đất
ở bảng Bảng 2.3 cho thấy, cả 3 địa điểm nghiên cứu đất đều có pH thấp, hầu hết
< 5 (đất chua). Ở Yên Thế, đất giàu mùn ở tầng mặt (4,8%), trung bình ở tầng 10 – 30 cm (2,7%). Đất ở Cam Lộ có hàm lượng mùn tương đối giàu ở tầng mặt (3,7%), nhưng nghèo ở tầng 10 – 30 cm (1,9%). Đất ở Xuân Lộc nghèo mùn ở cả 2 tầng lấy mẫu. Hàm lượng đạm (N) tổng số có sự khác biệt lớn giữa các địa điểm nghiên cứu, giàu ở địa điểm Yên Thế (0,24% và 0,15% tương ứng với độ sâu lấy mẫu là 0 – 10 cm và 10 – 30 cm), nghèo ở 2 địa điểm còn lại (< 0,1%).
Hàm lượng lân tổng số (P2O5) ở cả 3 địa điểm đều rất nghèo (< 0,05%); lân dễ
10 – 30 cm (3,5%), hai địa điểm còn lại đều nghèo. Ngược lại, kali tổng số ở Yên Thế và Cam Lộ rất giàu (1,0 – 1,8%), trong khi ở Xuân Lộc rất nghèo (0,05% tầng mặt, 0,07% ở độ sâu 10 – 30 cm). Kali dễ tiêu ở cả 3 địa điểm đều rất nghèo. Các chỉ tiêu còn lại liên quan đến khả năng hấp thụ, trao đổi ở 2 địa điểm Yên Thế và Cam Lộ đều lớn hơn đáng kể so với đia điểm Xuân Lộc, ngoại trừ can-xi trao đổi.
2.5. Phương pháp nghiên cứu2.5.1. Phương pháp luận 2.5.1. Phương pháp luận
Nghiên cứu có tính kế thừa, sử dụng số liệu đã có và nghiên cứu thực nghiệm bổ sung trên các hiện trường nghiên cứu đã được xây dựng từ các chương trình nghiên cứu trước đây. Áp dụng các phương pháp nghiên cứu đang được áp dụng phổ biến cho nghiên cứu chọn giống, lâm sinh, sinh thái học, khoa học gỗ để thực hiện các nghiên cứu thực nghiệm và kết hợp với phương pháp phân tích thống kê toán học để thu được kết quả nghiên cứu mang tính toàn diện và đảm bảo độ tin cậy đáp ứng được mục tiêu đề ra.
2.5.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể
2.5.2.1. Phương pháp nghiên cứu sinh trưởng và chất lượng thân cây
a) Thiết kế khảo nghiệm dòng vô tính
Các khảo nghiệm giống được xây dựng trong khuôn khổ của đề tài:
“Nghiên cứu chọn tạo giống keo tam bội sinh trưởng nhanh phục vụ trồng rừng
gỗ lớn” tại 3 vùng sinh (Đông Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và Đông Nam Bộ). Do hạn
chế về vật liệu giống, số lượng các dòng đưa vào khảo nghiệm có phần khác nhau giữa các địa điểm nghiên cứu. Mỗi địa điểm nghiên cứu bố trí đồng thời 2 khảo nghiệm dòng vô tính với dung lượng mẫu khác nhau (10 cây và 49 cây),
sau đây được gọi là khảo nghiệm ô 10 cây và khảo nghiệm ô 49 cây. Khảo
nghiệm ô 10 cây được bố trí tất cả các dòng keo tam bội có được tại thời điểm xây dựng khảo nghiệm. Khảo nghiệm ô 49 cây có số dòng hạn chế hơn, hầu hết các dòng đều đã được xác định là có triển vọng thông qua các nghiên
cứu thăm dò trước đây. Các khảo nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ với 4 lần lặp cho khảo nghiệm ô 10 cây và 3 lần lặp cho khảo nghiệm ô 49 cây. Số lượng dòng (nghiệm thức) cụ thể trong mỗi khảo nghiệm theo địa điểm nghiên cứu được thể hiện ở Bảng 2.4.
Bảng 2.4: Số nghiệm thức của mỗi khảo nghiệm tại 3 điểm nghiên cứu
Số lượng Số lượng Tổng số Số lần lặp
Địa điểm dòng keo tam dòng đối nghiệm thức lại
bội chứng
Khảo nghiệm ô 10 cây
Yên Thế (Bắc Giang) 8 2 10 4
Cam Lộ (Quảng Trị) 11 3 14 4
Xuân Lộc (Đồng Nai) 12 3 15 4
Khảo nghiệm ô 49 cây
Yên Thế (Bắc Giang) 4 2 6 3
Cam Lộ (Quảng Trị) 5 2 7 3
Xuân Lộc (Đồng Nai) 6 2 8 3
Biện pháp kỹ thuật áp dụng trong các khảo nghiệm:
- Cây giống: Sử dụng cây hom theo tiêu chuẩn TCVN 11570-2:2016 [21]
- Kích thước hố trồng: 40 × 40 × 40 cm.
- Phân bón: bón lót đồng loạt 200 g super lân 16,5% P2O5/cây. - Mật độ trồng 1.667 cây/ha (3 × 2 m).
- Chăm sóc: Sau khi trồng 7 ngày tiến hành trồng dặm lại những cây bị chết. Kiểm soát cỏ dại, xới đất vun gốc được thực hiện 2 lần/năm, trong 3 năm đầu.
b) Phương pháp đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng
Các chỉ tiêu sinh trưởng gồm: tỷ lệ sống, đường kính ở vị trí 1,3 m (D1.3)
và chiều cao vút ngọn (Hvn), được đo cho toàn bộ số cây trong các khảo nghiệm.
Tỷ lệ sống (TLS) được xác định bằng cách đếm số cây sống và được tính theo công thức TLS = số cây hiện tại/số cây trồng ban đầu x 100, đơn vị tính %;
Đường kính ngang ngực (D1.3) được đo bằng thước đo vanh đã được quy đổi ra
cao điện tử với độ chính xác từ 0,1 - 0,5m.
c) Phương pháp đo tăng trưởng hàng tháng (Zd)
+ Chọn cây mẫu: Mỗi ô trong khảo nghiệm ô 49 cây, chọn 6 cây phân đều cho 3 cấp kính (nhỏ, trung bình, lớn)
+ Cách đo: Sử dụng vòng nhựa (không co giãn) có khả năng nới ra tự
động để đeo cho cây ở vị trí 1,3 m (Hình 2.1). Tăng trưởng D1.3 được tính thông
qua tăng trưởng chu vi. Tăng trưởng chu vi hàng tháng được xác định là khoảng