.4. P ƣơn p áp n i n cứu
2.4.1. Quan điểm và cách tiếp cận
Quế tại Thanh Hóa chủ yếu đƣợc trồng theo hƣớng kinh doanh lấy vỏ để làm thuốc và gia vị chủ yếu. Giá trị của vỏ quế lại phụ thuộc rất nhiều vào hàm lƣợng tinh dầu và hàm lƣợng cinamic aldehyde có trong vỏ quế. Vỏ quế có hàm lƣợng tinh dầu và hàm lƣợng cinamic aldehyde càng cao thì giá trị càng cao. Tuy nhiên hàm lƣợng tinh dầu và cinamic aldehyde giữa các cây, giống là khác nhau, nhiều cây cho sản lƣợng vỏ cao nhƣng lại có hàm lƣợng tinh dầu và cinamic aldehyde thấp dẫn đến giá trị vỏ không cao, hiệu quả kinh tế không cao.Vì vậy, để nâng cao năng suất và giá trị Quế tại Thanh Hóa, việc lựa chọn giống Quế dựa vào sản lƣợng vỏ cao là chƣa đủ mà cần phải tuyển chọn căn cứ vào hàm lƣợng tinh dầu và cinamic aldehyde có trong vỏ quế. Do đó, đề tài đã áp dụng hƣớng tiếp cận kết hợp đồng thời giữa lựa chọn số lƣợng (chọn giống có sản lƣợng vỏ cao) và chất lƣợng (giống có hàm lƣợng tinh dầu và cinamic aldehyde cao) để tuyển chọn cây trội của giống Quế ở Thanh Hóa vừa cho sản lƣợng vỏ cao vừa cho hàm lƣợng tinh dầu cao làm cơ sở cho phục tráng, bảo tồn và phát triển nguồn gen Quế. Tiến trình thực hiện đề tài gồm các bƣớc sau:
- Điều tra, khảo sát lựa chọn các vùng quế tập trung và các mô hình trồng quế tốt trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa.
- Điều tra, lựa chọn các cây trội dự tuyển trên cơ sở hình thái và các đại lƣợng sinh trƣởng làm cơ sở cho lựa chọn giống cho năng suất vỏ cao.
- Phân tích hàm lƣợng tinh dầu và thành phần cinamic aldehyde làm cơ sở cho lựa chọn giống có hàm lƣợng và chất lƣợng tinh dầu cao.
- Đo đếm các chỉ tiêu sinh trƣởng của cây Quế trong vƣờn giống vô tính để đánh giá khả năng thích nghi của cây với môi trƣờng sống và đánh giá sinh trƣởng về chiều cao và đƣờng kính của cây vô tính.
- Dựa vào các thuật toán thống kê để xác định mối tƣơng quan giữa các đại lƣợng sinh trƣởng và hàm lƣợng tinh dầu. Từ đó, tạo cơ sở đề ra giải pháp nâng cao năng suất, chất lƣợng rừng trồng trong thời gian dài, ổn định, góp phần nâng cao thu nhập cho ngƣời dân trồng rừng.
Trên cơ sở nghiên cứu các tài liệu về chọn lọc cây trội Quế, đánh giá khả năng sinh trƣởng và xác định tƣơng quan giữa sinh trƣởng và hàm lƣợng tinh dầu đề tài tiếp cận nhân giống sinh dƣỡng cây Quế theo hƣớng ghép cành/ ghép nêm, sau đó xây dựng vƣờn giống vô tính từ các cây ghép.
2.4.2. Phương pháp cụ thể
* P ƣơn p áp điều tra hiện trạng gây trồng Quế tại Thanh Hóa
Điều tra xác định hiện trạng gây trồng Quế tại Thanh Hóa đƣợc tiến hành theo các bƣớc và phƣơng pháp sau:
Thu thập các thông tin thứ cấp liên quan:
Làm việc với Chi Cục Lâm nghiệp Thanh Hóa và các trung tâm khuyến nông, khuyến lâm, Phòng Nông nghiệp tại huyện Thƣờng Xuân – tỉnh Thanh Hóa để thu thập các thông tin chung về rừng trồng Quế, làm cơ sở để xác định và lựa chọn các địa điểm để điều tra, phỏng vấn và thu thập số liệu trên hiện trƣờng.
Phỏng vấn hộ gia đình:
Mỗi xã lựa chọn từ 10-15 hộ đại diện có rừng trồng Quế để thu thập thông tin và đánh giá hiện trạng rừng trồng Quế. Các thông tin thu thập đƣợc ghi chép vào các mẫu phiếu phỏng vấn, điều tra đã đƣợc thiết kế sẵn (Biểu 01).
Các thông tin thu thập qua phỏng vấn bao gồm từ khâu sử dụng nguồn giống Quế để trồng rừng đến các biện pháp kỹ thuật trồng, chăm sóc, nuôi dƣỡng rừng Quế và các kỹ thuật, kinh nghiệm trong việc gây trồng, thu hái, sơ chế, chế biến sản phẩm.
Điều tra các ô tiêu chuẩn
Áp dụng phƣơng pháp điều tra trên các ô tiêu chuẩn điển hình, tạm thời để điều tra, đánh giá hiện trạng của các rừng trồng Quế ở các hộ tại các xã đƣợc lựa chọn. Với mỗi rừng Quế hiện có của các hộ đƣợc lựa chọn tiến hành lựa chọn các rừng Quế ở các lập địa trồng khác nhau với các giống trồng khác nhau để lập 1 ô tiêu chuẩn (500m2), cụ thể là 33 ô tiêu chuẩn và thu thập các chỉ tiêu liên quan bao gồm: - Các đặc điểm về lập địa trồng rừng Quế gồm các chỉ tiêu: địa hình, loại đất, độ dốc, thực bì, ...
- Các biện pháp kỹ thuật đã áp dụng để trồng rừng Quế nhƣ: giống Quế đã sử dụng trồng rừng, tiêu chuẩn cây con, kỹ thuật làm đất, xử lý thực bì, mật độ trồng, kỹ thuật trồng, kỹ thuật chăm sóc, nuôi dƣỡng, …
- Đo đếm sinh sinh trƣởng, phát triển của rừng Quế: Xác định tuổi rừng trồng và đo đếm các chỉ tiêu sinh trƣởng bao gồm: số thân/gốc, đƣờng kính thân ở vị trí ngang ngực, chiều cao thân, đƣờng kính tán lá, tình hình sâu bệnh hại. ,
- Đánh giá khả năng tái sinh của rừng trồng Quế: Trong mỗi ô tiêu chuẩn lập 4 ô dạng bản, mỗi ô có diện tích 16m2 ở 4 góc của ô tiêu chuẩn để điều tra tình hình tái sinh của Quế. Trong mỗi ô dạng bản xác định số lƣợng cây tái sinh, đo đếm các chỉ tiêu sinh trƣởng (H, Dt) và chất lƣợng cây tái sinh.
* Phƣơng pháp điều tra cây phân tán:
Thu thập điều tra số liệu trồng cây phân tán từ UBND tỉnh thanh Hóa về triển khai kế hoạch trồng rừng, những cây đã đƣợc ngành chức năng kiểm tra cấp chứng nhận nguồn gốc lô giống, đủ tiêu chuẩn xuất vƣờn, phục vụ kế hoạch trồng rừng trong thời gian gần đây. Từ đó ghi chép lại số liệu về cây phân tán đƣợc trồng tại huyện Thƣờng Xuân, tỉnh Thanh Hóa.
* P ƣơn p áp điều tra, thu thập số liệu sinh trƣởng, các thông tin về năn suất vỏ phần thân
Áp dụng phƣơng pháp điều tra trên ô tiêu chuẩn điển hình, tạm thời để thu thập các chỉ tiêu về sinh trƣởng và diện tích vỏ của các cây trong các lâm phần trồng rừng Quế. Với mỗi lâm phần đƣợc lựa chọn để chọn lọc cây trội, lập 3 ô tiêu chuẩn để đo đếm các chỉ tiêu sinh trƣởng và diện tích vỏ của các cây trong ô. Diện tích mỗi ô tiêu chuẩn là 500m2 (đảm bảo tối thiểu có 30 cây/ô). Đo các trị số D1.3, Hvn, Hdc bằng thƣớc đo đƣờng kính và thƣớc đo cao. Kết quả ghi vào biểu điều tra tầng cây cao (Phụ biểu 02).
Thể tích vỏ phần thân đƣợc tính theo công thức S = 3,14. D1.3.Hdc.
*Điều tra xác định cây trội dự tuyển
Với mục tiêu là chọn lọc đƣợc các xuất xứ Quế tại Thanh Hóa cho năng suất và chất lƣợng tinh dầu cao hơn 10% so với trung bình quần thể thì việc chọn lọc cây trội ngoài việc quan tâm đến sinh trƣởng và sản lƣợng vỏ còn cần quan tâm đến
hàm lƣợng và chất lƣợng tinh dầu. Để đạt đƣợc mục tiêu này thì các bƣớc để chọn lọc cây trội sẽ đƣợc tiến hành nhƣ sau:
Bƣớc 1: Xác định lâm phần tuyển chọn cây trội.
Ở mỗi xuất xứ xác định lâm phần tuyển chọn cây trội. Lâm phần đƣợc lựa chọn để tiến hành chọn lọc cây trội phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Thuần loài, đồng tuổi và có hoàn cảnh đồng đều.
- Tuổi lâm phần thành thục công nghệ hoặc gần thành thục công nghệ và thành thục sinh học (cây đã ra hoa và kết quả ổn định trong 3 năm trở lên), thông thƣờng đối với loài quế tuổi rừng để chọn lọc cây trội từ 15 – 30 năm.
- Các cây trong lâm phần có sinh trƣởng từ trung bình trở lên; không bị sâu, bệnh hại và chƣa bị khai thác hoặc tỉa thƣa.
Bƣớc 2.Khảo sát trên toàn bộ lâm phần để lựa chọn cây Dự tuyển và lập ô tiêu chuẩn để đo đếm các chỉ tiêu chọn lọc.
1. Tiến hành khảo sát trong toàn khu rừng để chọn những cây đáp ứng yêu mục tiêu của đề tài. Những cây đƣợc dự tuyển là cây: Thân thẳng, tán phát triển cân đối, cây có đƣờng kính và chiều cao lớn, chiều cao dƣới cành cao, vỏ dầy, đã có khả năng cho ra hoa, kết quả, không bị sâu bệnh, chƣa bị khai thác vỏ... Những cây này đƣợc coi là cây trội dự tuyển. Bƣớc chọn lọc này chủ yếu là điều tra bằng mắt để xác định cây thích hợp vì vậy bƣớc này đòi hỏi kinh nghiệm và kỹ xảo rất lớn của Nhà chọn giống. Nhà chọn giống càng có nhiều kinh nghiệm và kỹ xảo thì cây trội dự tuyển càng gần khớp với cây trội chính thức.
2. Dùng Sơn đỏ đánh dấu (vòng tròn quanh thân cây) cây Dự tuyển, tiếp đó dùng sơn đánh số cây Dự tuyển theo thứ tự từ bé đến lớn và khoanh tròn số thứ tự. Sử dụng GPS xác định toạ độ của cây trội dự tuyển, sau đó đánh dấu vị trị cây trội lên bản đồ địa hình hoặc bản đồ hiện trạng rừng ở tỷ lệ 1/5.000 hoặc 1/10.000. Mô tả lại vị trí của cây trội dự tuyển (đặc biệt là những địa hình địa vật dễ nhận biết ví dụ: gần cây lớn, gần sông, suối…). Dùng máy ảnh chụp lại hình ảnh của cây trội dự tuyển.
3. Lập ô tiêu chuẩn có cây dự tuyển: Ô tiêu chuẩn có diện tích đủ lớn để đảm bảo có ít nhất 50 cây cùng loài để so sánh. Các chỉ tiêu đo đếm trong OTC nhƣ: D1.3, Hvn, Hdc, Dt, Độ dầy vỏ. Số liệu đƣợc ghi vào biểu sau:
STT D1.3 Hvn Hdc Dt (m) Độ dày vỏ
(mm) Ghi chú (cm) (m) (m) ĐT NB
1
2
Trong đó, độ dầy vỏ đƣợc xác định nhƣ sau: Đem chia thân cây thành 2 phần, ở mỗi phần ta lấy một mẫu vỏ và đo độ dầy bằng thƣớc kẹp panme, nhƣ vậy độ dầy vỏ của cây là giá trị trung bình của 2 mẫu.
Bƣớc 3. Xác định cây trội dự tuyển.
So sánh lƣợng vỏ của từng cây trong ô với trị số trung bình của ô tiêu chuẩn. Chọn những cây có độ vƣợt lớn hơn 10% số trung bình quần thể làm cây trội về sản lƣợng vỏ.
Bƣớc 4. Xác định cây trội về năng suất và hàm lƣợng tinh dầu:
Từ các cây trội về sản lƣợng vỏ ở trên ta tiến hành lấy các mẫu vỏ đem phân tích để xác định hàm lƣợng tinh dầu và so sánh với trung bình của quần thể từ đó xác định cây trội về cả năng suất và hàm lƣợng tinh dầu.
* P ƣơn p áp điều tra đo đếm sin trƣởng, phát triển của cây Quế trong vƣờn giống
Đo đếm các chỉ tiêu sinh trƣởng bao gồm: đƣờng kính thân, đƣờng kính gốc, chiều cao thân, đƣờng kính tán lá, tình hình sâu bệnh hại theo định kỳ 3 tháng/lần.
Kiểm tra tình hình sinh trƣởng, khả năng thích nghi (ghi chép lại những cây sống, chết).
Trong quá trình sinh trƣởng và tăng trƣởng của cây, ngoài các yếu tố sinh trƣởng nhƣ: Sinh trƣởng về đƣờng kính (D13), chiều cao (Hvn), đƣờng kính tán (Dt) thì chỉ tiêu phẩm chất cây cũng rất quan trọng, vì nó thể hiện triển vọng phát triển của rừng trồng sau này. Nghiên cứu phẩm chất cây đó là dựa vào quá trình quan sát trực tiếp các chỉ tiêu nhƣ: Độ thẳng thân, diện tích tán lá, tình trạng phát triển của cây, độ lệch tán, u bƣớu, sâu bệnh …
Các chỉ tiêu sinh trƣởng và cách đo: D00 đƣợc đo bằng kẹp kính nhỏ, đo dƣới gốc cây Quế ghép; H đƣợc đo bằng thƣớc đo cao, tính từ gốc cây ghép đến ngọn; Dt
đƣợc đo bằng thƣớc đo đƣờng kính tán của cây ghép; Về việc đánh giá phẩm chất, chủ yếu qua thị giác của ngƣời điều tra, có 3 mức đánh giá: tốt (cây phát triển tốt về chiều cao và đƣờng kính, không sâu bệnh), xấu (cây phát triển kém, bị sâu bệnh nhiều ở thân, lá, cây chết), trung bình (cây phát triển bình thƣờng, có thể bị sâu bệnh nhẹ).
Kết quả ghi vào biểu điều tra sinh trƣởng Quế trong vƣờn giống (Phụ biểu 03)
* P ƣơn p áp xác địn àm lƣợng và thành phần tinh dầu
- Xác định, lựa chọn cây dự tuyển thực hiện phân tích tinh dầu:
Để xác định hàm lƣợng, chất lƣợng tinh dầu của quế tại Thanh Hóa, chúng tôi thực hiện nhƣ sau:
+ Trƣớc tiên xác định các cây trội dự tuyển về kiểu hình: Cây to, cao, khỏe mạnh phát triển cân đối, không sâu bệnh và là cây trội trong quần thể.
+ Sau đó lấy mẫu vỏ từ các cây trội dự tuyển này để phân tích, xác định hàm lƣợng và chất lƣợng tinh dầu
Đối với mỗi cây trội dự tuyển lấy một mẫu vỏ để phân tích hàm lƣợng dầu
(cinamic aldehyde). Đồng thời lấy ba mẫu vỏ đã đƣợc trộn đều của các cây trong
lâm phần hoặc trong sản xuất và ba mẫu này đƣợc xem nhƣ là mẫu trung bình quần thể để so sánh hàm lƣợng tinh dầu với các cây trội dự tuyển.
Xác định hàm lƣợng tinh dầu, hàm lƣợng cinamic aldehyde theo phƣơng pháp tại phòng thí nghiệm của Trung tâm Nghiên cứu Lâm sản ngoài gỗ, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam. Cụ thể nhƣ sau:
- Cách lấy mẫu:
Trên mỗi cây trội tiến hành lấy 2 mẫu vỏ Quế ở độ cao 2m, 4m. Tất cả các mẫu đều đƣợc lấy về hƣớng Đông. Kích thƣớc của mỗi mẫu là 15*40 cm (rộng 15cm, cao 40cm). Ngay sau khi lấy mẫu tiến hành cân mẫu trên cân điện tử và ghi lại số liệu này.
Mẫu đối chứng đƣợc lấy từ 5 cây trong quần thể mỗi cây lấy 2 mẫu ở độ cao 2m, 4m.Tất cả các mẫu đều đƣợc lấy về hƣớng Đông. Kích thƣớc của mỗi mẫu là 3*5 (rộng 3cm, cao 5cm).
- Bảo quản mẫu:Sau khi lấy mẫu xong cần lấy giấy hoặc khăn lau khô nhựa sau đó cho vào túi nilon không đƣợc buộc miệng túi mà phải để mẫu thoáng khí,
tránh hiện tƣợng hấp hơi…. Bảo quản mẫu ở nơi râm mát, tránh ánh nắng trực tiếp mặt trời. Sau đó nhanh chóng bàn giao mẫu cho đơn vị chuyên môn để phân tích tinh dầu.
- Xử lý mẫu: mẫu đƣợc hong khô ngoài nắng nhẹ sau đó đƣợc đóng vào bao gói để tránh ẩm mốc. Trƣớc khi cất tinh dầu mẫu đƣợc sấy ở nhiệt độ 500C bằng đèn hồng ngoại tới trọng lƣợng không đổi.
- Xác định hàm lƣợng tinh dầu (năng suất tinh dầu): vỏ Quế đƣợc đập thành mảnh nhỏ sau đó cho vào bộ chƣng cất tinh dầu bằng lôi cuốn nƣớc. Hàm lƣợng tinh dầu đƣợc xác định dựa vào lƣợng tinh dầu thu đƣợc và lƣợng mẫu nguyên liệu từ mẫu phân tích.
- Xác định hàm lƣợng cinamic aldehyde: tinh dầu đƣợc làm khô nƣớc bằng Natri Sunphat khan. Xác định hàm lƣợng các chất có trong tinh dầu bằng máy sắc khí SHIMATZU GC9. Dựa trên sắc khí đồ trên máy sắc khí để xác định hàm lƣợng
cinamic aldehyde trong tinh dầu quế.
* P n tíc , đán iá àm lƣợn và c ất lƣợn tin dầu Quế tại T an Hóa
- Xác định hàm lƣợng tinh dầu (năng suất tinh dầu): vỏ Quế đƣợc đập thành mảnh nhỏ sau đó cho vào bộ chƣng cất tinh dầu bằng lôi cuốn nƣớc. Hàm lƣợng tinh dầu đƣợc xác định dựa vào lƣợng tinh dầu thu đƣợc và lƣợng mẫu nguyên liệu từ mẫu phân tích.
- Xác định hàm lƣợng cinamic aldehyde: tinh dầu đƣợc làm khô nƣớc bằng Natri Sunphat khan. Xác định hàm lƣợng các chất có trong tinh dầu bằng máy sắc khí SHIMATZU GC9. Dựa trên sắc khí đồ trên máy sắc khí để xác định hàm lƣợng
cinamic aldehyde trong tinh dầu quế.
* Xác địn tƣơn quan iữa sin trƣởng và tinh dầu
Các nhân tố điều tra cơ bản bao gồm: đƣờng kính, chiều cao, độ dày vỏ, hàm lƣợng tinh dầu và chất lƣợng tinh dầu. Giữa chúng có mối quan hệ qua lại với nhau, cây càng lớn đƣờng kính càng to, vỏ dày hơn. Vậy các đại lƣợng sinh trƣởng có quan hệ nhƣ thế nào với năng suất vỏ, hàm lƣợng tinh dầu và chất lƣợng tinh dầu? Đề tài xác định các mối quan hệ nhƣ sau:
- Xác định quan hệ giữa độ dày vỏ với đại lƣợng sinh trƣởng
- Xác định quan hệ giữa chất lƣợng tinh dầu với đại lƣợng sinh trƣởng