Một số chỉ tiêu về đất của các khu vực khảo nghiệm

Địa điểm pH KCL Mùn % Đạm % Chất dễ tiêu P205 K20 Ba Vì 4,05 1,04 2,45 0,96 0,06 Lạc Thủy 5,44 2,66 3,57 9,62 0,14 Thạch Thành 5,20 3,45 4,09 12,8 9 0,20 Tân Uyên 5,35 3,14 5,35 17,4 1 0,12 - Tân Uyên (Lai Châu): Khảo nghiệm được xây dựng trên đất sườn

đồi, có dộ dốc thấp. Đất đai là dạng đất đỏ vàng và vàng nhạt phát triển trên đá phiến thạch sét, có kết cấu tương đối chặt, với tầng đất trung bình (<80cm), khảo nghiệm dịng vơ tính Mắc ca được trồng xen với chè từ khi khảo nghiệm đến thời điểm hiện tại.

- Lạc Thủy (Hịa Bình): Khảo nghiệm được xây dựng trên khu vực có

tầng đất canh tác trung bình (<60cm), có nguồn gốc hình thành từ đá vơi, trước đó được sử dụng để trồng Keo, sau đó Mắc ca được trồng xen với dứa và nghệ.

- Ba Vì (Hà Nội): Khảo nghiệm được xây dựng trên đất đồi thối hóa, có hiện tượng đá ong hóa, chính vì thế đất có hàm lượng mùn thấp, tầng đất mỏng (<30cm), thiếu dinh dưỡng bao gồm cả đạm, lân, kali và có hàm lượng nhơm trao đổi khá cao, đất nhiều đá lẫn với thực bì chủ yếu là Sim, Mua, cây bụi.

2.4. Phương pháp nghiên cứu

2.4.1. Quan điểm và phương pháp tiếp cận

Mắc ca là loài cây trồng lâu năm, có thể cho thời gian thu quả đến 50- 60 năm, vì vậy, quá trình chọn giống và phát triển giống có tính kế thừa và

liên tục cao. Luận án này là một phần trong chương trình cải thiện và phát triển giống Mắc ca được triển khai từ những năm 2000 bởi Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ Sinh học Lâm Nghiệp. Do đó, phương thức tiếp cận chính nhằm đáp ứng được mục tiêu nghiên cứu và thực hiện các nội dung nghiên cứu của luận án là:

- Kế thừa và sử dụng số liệu, hiện trường bố trí thí nghiệm đã có hoặc các kết quả ở dạng trung gian và chuyển tiếp của các đề tài, dự án nghiên cứu khảo nghiệm, chọn tạo giống Mắc ca của các giai đoạn trước. Cụ thể là đề tài “Khảo nghiệm giống và đánh giá khả năng phát triển cây Macadamia tại Việt

Nam”.

- Các phương pháp nghiên cứu chủ yếu của luận án là dựa trên cơ sở phương pháp chọn giống truyền thống; nghiên cứu các đặc điểm về biến dị và khả năng di truyền các tính trạng sinh trưởng, sản lượng quả... dựa vào di truyền học số lượng là chủ đạo.

2.4.2. Phương pháp nghiên cứu

2.4.2.1. Phương pháp kế thừa

- Luận án kế thừa các khảo nghiệm dịng vơ tính được xây dựng năm 2012-2013 của Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ Sinh học Lâm nghiệp tại các địa điểm nghiên cứu. Trong đó, luận án kế thừa, sử dụng và khai thác một phần số liệu được thu thập ở giai đoạn trước 2017, đồng thời tiến hành thu thập mới các số liệu về sinh trưởng và sản lượng hạt các năm 2017, 2018, 2019 và 2020.

2.4.2.1 Phương pháp nghiên cứu

a) Nội dung 1: Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng và hình thái tán của các giống Mắc ca trong các khảo nghiệm dịng vơ tính

Các số liệu sinh trưởng bao gồm: tỷ lệ sống, đường kính gốc, chiều cao cây, độ rộng tán, được tiến hành hàng năm (từ 2017 - 2020) cho toàn bộ các

cây trong các khảo nghiệm dịng vơ tính theo phương pháp thơng dụng trong điều tra rừng (Vũ Tiến Hinh và Phạm Ngọc Giao, 1997)[9]. Cụ thể như sau:

- Đường kính gốc (D0.3) đo tại điểm cách phía trên của vết ghép 5cm (thường khoảng 30cm tính từ mặt đất) bằng thước dây, có độ chính xác đến 0,1 cm.

- Chiều cao cây (Hvn) được đo từ gốc sát mặt đất tới đỉnh ngọn chính bằng thước sào có khắc vạch, có độ chính xác đến cm.

- Đường kính tán (Dt) đo theo hai chiều Đông Tây - Nam Bắc bằng thước dây có độ chính xác đến cm, sau đó lấy giá trị trung bình.

Hình 2.1. Thu thập các số liệu sinh trưởng về chiều cao (trái) và đường kính gốc (phải) của các dịng Mắc ca tại khảo nghiệm Tân Uyên

- Chỉ tiêu hình thái tán được thực hiện bằng phương pháp phân cấp (từ 1 đến 4) theo tiêu chuẩn xác định các đặc điểm đặc trưng của giống Mắc ca của Hiệp hội bảo vệ bản quyền giống cây trồng - International Union for the Protection of New Varieties of Plants (UPOV) (2018)[95] (Hình 2.2).

Hình 2.2. Các dạng về hình thái tán Mắc ca theo tiêu chuẩn UPOV

(Ghi chú: 1- Tán đứng (upright), 2- Tán tròn (upright to spreading); 3- Tán xòe (spreading), 4 – Tán rủ (drooping))

- Độ dày tán lá được xác định bằng phương pháp phân cấp từ 1 đến 3 theo tiêu chuẩn xác định các đặc điểm đặc trưng của giống Mắc ca của Hiệp hội bảo vệ bản quyền giống cây trồng - International Union for the Protection of New Varieties of Plants (UPOV) (2018)[95].

Trong đó:

* Cấp 1: tán thưa (sparse),

* Cấp 2: trung bình (medium) và * Cấp 3: tán dày (dense).

b) Nội dung 2: Nghiên cứu về sản lượng, kích thước hạt và nhân của các giống Mắc ca trong các khảo nghiệm

* Thu thập các số liệu về sản lượng quả và hạt

- Sản lượng quả và hạt được thu thập cho từng cây trên tất cả 4 khảo nghiệm liên tục trong 5 năm (2016-2020).

- Thu toàn bộ quả trên từng cây, từng dòng và cho tất cả các lần lặp, theo phương thức sau:

+ Thời điểm thu quả tại các tỉnh phía Bắc thường được tiến hành vào cuối tháng 8 đầu tháng 9 hàng năm.

+ Nhận biết thời điểm quả chín: Quả Mắc ca khi chín vỏ ngồi sẽ khơ và hơi nứt theo chiều từ nhũ lồi tới cuống của quả; vỏ hạt chuyển từ màu nâu hạt sang màu nâu sẫm, vỏ hạt cứng, sau đó quả tự rụng xuống.

+ Dùng lưới nylon hoặc vải bạt rải dưới gốc cây, dùng sào đập để quả rụng xuống rồi gom lại. Sau khi quả rụng thu hoạch ngay và trong 24 giờ.

+ Cân tổng lượng quả thu được của từng cây. Sau đó, tách lớp vỏ xanh để thu hạt theo phương pháp thủ công.

+ Cân tổng lượng hạt thu được của từng cây.

+ Sản lượng hạt tích lũy được tính bằng tổng sản lượng của các năm.

Hình 2.3. Xác định kích thước (trái) và khối lượng quả Mắc ca (phải)

* Thu thập số liệu về khối lượng, kích thước quả, hạt, nhân và tỷ lệ thu hồi nhân

Việc thu thập số liệu về kích thước quả, hạt, nhân và tỷ lệ thu hồi nhân được tiến hành cho 17 giống chọn ngẫu nhiên trong khảo nghiệm dịng vơ tính tại Thạch Thành (Thanh Hóa) và 15 giống trong khảo nghiệm dịng vơ tính ở Tân Uyên (Lai Châu).

Sau khi thu hoạch quả, chọn ngẫu nhiên 30 quả/cây cho 3 cây của cùng một giống ở 3 lặp khác nhau (tổng cộng 90 hạt/giống) để xác định các chỉ tiêu về quả, hạt và nhân, các bước tiến hành như sau:

+ Đo kích thước quả theo bằng thước kẹp Panmer (có độ chính xác đến 0,1mm) theo chiều ngang tại ví trí đường xích đạo (equator) của quả theo hai hướng vng góc rồi lấy giá trị trung bình.

- Tách vỏ thu hạt bằng phương pháp thủ công và tiến hành xác định kích thước hạt giống như cách xác định kích thước quả. Đồng thời xác định khối lượng hạt bằng cân điện tử 4 số lẻ.

- Hạt sau khi được sấy ở nhiệt độ 350C - 400C trong 36 giờ, dùng búa cao su chuyên dụng để tách vỏ hạt và thu nhân. Tiến hành xác định kích thước và khối lượng nhân theo phương pháp tương tự như đối với quả và hạt.

- Tỷ lệ thu hồi nhân (Kernel recovery) được tính theo cơng thức:

Tỷ lệ thu hồi nhân (%) = khối lượng nhân/khối lượng hạt x 100% (2.1)

2.4.2.3. Phương pháp xử lý số liệu cho các nội dung nghiên cứu

Các số liệu thu thập đều được xử lý để các định các thơng số theo quy tắc phân tích thống kê và được tính theo các cơng thức sau đây:

- Trung bình mẫu: I n i X n X  = = 1 1 (2.2) - Phương sai: S2= 1 1 − n X Xi n i −  = ( 1 )2 (2.3) - Sd (Độ lệch chuẩn): (2.4)

- Hệ số biến động (CV%) được tính theo cơng thức

x100 X Sd

%=

CV (2.6)

Số liệu thu thập được xử lý bằng các phần mềm thống kê thông dụng trong cải thiện giống bao gồm Genstat 12.0 (VSN International), ASREML 4.0 (VSN International).

- Mơ hình tốn học tuyến tính hỗn hợp (Mixed linear model):

 + + +

= m a

Y (2.7)

Trong đó:

 là trung bình chung tồn thí nghiệm.

m là ảnh hưởng của các thành phần cố định (fixed effects) như lần lặp.

alà ảnh hưởng của các yếu tố ngẫu nhiên (random effects) như hàng, cột và dịng vơ tính.

ε là sai số.

So sánh sai dị giữa các trung bình mẫu của tất cả các chỉ tiêu nghiên cứu được tiến hành theo tiêu chuẩn Fisher (tiêu chuẩn F): Nếu xác suất của F. pr (xác suất tính) > 0,05 có nghĩa là các cơng thức đồng nhất về giá trị so sánh;

nếu xác suất của F. pr (xác suất tính) < 0,05 có nghĩa là giữa các cơng thức có sự sai khác rõ rệt, ở mức ý nghĩa 95%.

- Khoảng sai dị có ý nghĩa (Least Significant Difference - Lsd). Lsd = Sed x t.05(k) (2.8)

Trong đó:

+ Sed (Standard error of difference of means): Sai tiêu chuẩn của các trung bình mẫu.

+ t.05(k) giá trị t tra bảng ở mức xác suất có ý nghĩa 0,05 với bậc tự do k. - Các thông số di truyền như hệ số di truyền theo nghĩa rộng và tương quan giữa các tính trạng được tính tốn dựa trên phương sai và hiệp phương sai thành phần.

* Hệ số di truyền theo nghĩa rộng được tính theo cơng thức:

2 2 2 2 2 2 2 e m c c P c H       + + = = (2.9)

* Hệ số biến động kiểu gen:

X CVG 100C = (2.10) Trong đó: 2 c

 là phương sai giữa các dịng vơ tính.

2

P

 là phương sai kiểu hình. 2

m

 là phương sai của ô trong lặp.

2

e

 là phương sai ngẫu nhiên.

* Tương quan kiểu hình (rp) và tương quan kiểu gen (rg)giữa hai tính trạng 1 và 2 được tính theo cơng thức:

2 1 2 1 P P P P p r    = (2.12) Trong đó:

, P1P2là hiệp biến động kiểu gen và kiểu hình của tính trạng 1 và 2

, , P1, P2 là các biến động kiểu gen và kiểu hình của tính trạng 1 và 2

Qui ước trị tuyệt đối của r như sau (Nguyễn Hải Tuất, 2006)[17]: 0,0  r < 0,3 : Tương quan yếu

0,3  r < 0,5 : Tương quan vừa phải 0,5  r < 0,7 : Tương quan tương đối chặt 0,7  r < 0,9 : Tương quan chặt

3. CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Sinh trưởng và hình thái tán của các giống Mắc ca trong các khảo 3.1. Sinh trưởng và hình thái tán của các giống Mắc ca trong các khảo

nghiệm dịng vơ tính

Cây Mắc ca, vốn có nguồn gốc Australia được du nhập vào nước ta, nơi có điều kiện khí hậu nhiệt đới thì ngồi các chỉ tiêu về sinh trưởng, thì tỷ lệ sống là một trong những chỉ tiêu quan trọng cần được quan tâm trong quá trình khảo nghiệm. Tỷ lệ sống là một trong những chỉ tiêu để bước đầu đánh giá được khả năng thích ứng của chúng trên các dạng lập địa khác nhau. Một số chỉ tiêu về sinh trưởng của các giống Mắc ca khảo nghiệm như đường kính gốc, chiều cao cây, đường kính và hình thái tán... là những tính trạng dễ điều tra đo đếm trong q trình nghiên cứu và có vai trị quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển các giống mắc ca. Vì lẽ đó, trong bất kỳ các chương trình cải thiện giống nào đều phải xem xét và đánh giá.

3.1.1. Tỷ lệ sống của các giống Mắc ca tại các khảo nghiệm

Kết quả theo dõi tỷ lệ sống qua từng năm cho thấy, ở giai đoạn 2-3 tuổi các khảo nghiệm đều cho tỷ lệ sống cao (trên 90%) chứng tỏ các giống Mắc ca có thể thích ứng được với các điều kiện lập địa các khảo nghiệm. Tỷ lệ sống sau đó giảm đáng kể tại các khảo nghiệm Lạc Thủy, Ba Vì và Tân Uyên (Hình 3.1). Qua theo dõi và đánh giá, tỷ lệ sống giảm chủ yếu là do cây bị bật gốc, đổ gãy khi bị gặp bão hoặc gió lớn. Điều này chủ yếu gây ra do các khảo nghiệm này được trồng ở tầng đất nông tại các sườn đồi, xung quanh không được che chắn bởi địa hình tự nhiên hay rừng trồng cây lâm nghiệp có chiều cao tốt nên bị ảnh hưởng lớn bởi gió bão. Tại các hiện trường gần như không nghi nhận hiện tượng chết do bất hợp giữa cành ghép và gốc ghép. Thêm nữa tỷ lệ sống ở cây đối chứng từ hạt cũng tương đương với tỷ lệ cây ghép tại các khảo nghiệm này (Hình 3.1). Nghiên cứu về sinh trưởng giữa cây ghép và cây giâm hom khi so sánh với cây hạt ở Australia cho thấy, mặc dù tỷ lệ sống của cây ghép còn phụ thuộc vào đặc tính của từng giống nhưng tính tương

thích giữa cành ghép và gốc ghép là yếu tố quan trọng liên quan đến tỷ lệ sống và sinh trưởng của cây ghép (Alam et al., 2018a)[23]. Việc chọn lọc gốc ghép có hệ rễ phát triển tốt (cây hom từ dịng vơ tính, hoặc cây hạt thu từ cây mẹ đã qua chọn lọc) có thể tăng tỷ lệ sống và khả năng sinh trưởng của rừng trồng Mắc ca (Alam et al., 2018a; Rahman, 2020)[23], [74].

Ở các năm sau đó, tỷ lệ sống trung bình ở các khảo nghiệm gần như không thay đổi (2018 và 2019) và giảm không đáng kể vào năm thứ 7 – 8 (2020) ở các khảo nghiệm. Trong đó, khảo nghiệm tại Thạch Thành nơi được bao quanh bởi các núi đá vơi nên hạn chế gió bão, lại có tầng đất sâu hơn tiếp tục có tỷ lệ sống cao nhất đạt tới 85,71% trong khi khảo nghiệm tại Lạc Thủy cho tỷ lệ sống thấp nhất (chỉ đạt 63,33%). Việc trồng xen canh với các cây nơng nghiệp có chiều cao thấp như chè (Tân Uyên) hay ngô và nghệ (Lạc Thủy) trên các sườn đồi, lại không được bao quanh bởi địa hình tự nhiên hoặc rừng trồng ít có tác dụng làm giảm sức gió cũng có thể là nguyên nhân gây nên tỷ lệ bão đổ cao hơn ở các khảo nghiệm này so với 2 khảo nghiệm còn lại.

Kết quả đánh giá tỷ lệ sống cho thấy: giữa các giống có sự sai khác đáng kể về tỷ lệ sống ở giai đoạn 7-8 tuổi, trong đó một số giống vẫn cho tỷ lệ sống trên 90% tại ít nhất 2 khảo nghiệm đó là các giống 246, Daddow, và 842. Trong đó, giống 246 có tỷ lệ sống cao tại khảo nghiệm Thạch Thành và Ba Vì nhưng lại cho tỷ lệ sống thấp tại Lạc Thủy và Tân Uyên. Một số giống có tỷ lệ sống thấp (<60%) như 246 (Lạc Thủy và Tân Uyên), A16 (Lạc Thủy), A800 (Lạc Thủy và Tân Uyên) là các giống đã được công nhận giống tại Tây Nguyên và Ba Vì với khả năng sinh trưởng và sản lượng hạt cao nhưng lại cho tỷ lệ sống thấp ở các lập địa khác.

Bên cạnh đó, giống 344 mặc dù đã được chọn lọc và sử dụng rộng rãi trong trồng rừng ở Australia, Nam Phi và nhiều quốc gia khác (Allan, 2007; Ngondo, 2002; Russell, 2018; Vock et al., 1999)[28], [64], [76], [96] lại có tỷ lệ sống tương đối thấp ở 3 khảo nghiệm (Ba Vì, Lạc Thủy và Tân Uyên) chính tỏ việc khảo nghiệm đánh giá tính thích ứng trên lập địa mới trước khi mở rộng vùng trồng là đặc biệt cần thiết trong việc phát triển cây Mắc ca ở Việt Nam. Ngược lại, một số giống khác như 788, NG8 hay giống BV5 mới được chọn lọc tại Ba Vì cho tỷ lệ sống cao ở ít nhất 2 khảo nghiệm, đây là nguồn vật liệu có tiềm năng để tiếp tục đánh giá và chọn lọc cho phát triển giống vơ tính tại các lập địa có điều kiện tương tự các khảo nghiệm này (Bảng 3.1).

Bảng 3.1. Tỷ lệ sống của các dòng Mắc ca tại các khảo nghiệm năm 2015 và 2020

Dòng/ Giống

Thạch Thành Tân Uyên Lạc Thủy Ba Vì Năm 2015 Năm 2020 Năm 2015 Năm 2020 Năm 2015 Năm 2020 Năm 2015 Năm 2019* 788 100,00 100,00 91,67 75,00 100,00 83,33 100,00 83,33 BV5 100,00 91,67 - - - - 100,00 83,33 NG8 100,00 91,67 - - 91,67 66,67 91,70 83,33

Dòng/