Do đối tượng nghiên cứu là một loài cây bản địa đa tác dụng, vừa làm thực phẩm, vừa làm thuốc, vì vậy việc bảo tồn và phát triển loài cây này cần phải tiếp cận nghiên cứu trên các khía cạnh sau: (i) Đặc điểm và điều kiện tồn tại của loài Bò khai, (ii) tri thức bản địa về khai thác, sử dụng loài cây Bò khai , và (iii) kỹ thuật gây trồng. Từ đây, các nghiên cứu sẽ liên quan đến cả lĩnh vực khoa học tự nhiên và xã hội – nhân văn, cần phải sử dụng kỹ thuật của nhiều chuyên ngành, có sự tham gia của cộng đồng. Nội dung luận án có áp dụng theo cuốn "Hướng dẫn bảo tồn cây thuốc" của WHO, WWF và IUCN, là tài liệu hướng dẫn trên phạm vi toàn cầu. Các kỹ thuật nghiên cứu áp dụng trong luận án là triển khai nghiên cứu trong điều kiện cụ thểở Việt Nam, bao gồm các kỹ thuật nghiên cứu liên quan đến (i) Sinh thái học; (ii) Nông học; (iii) Lâm học; (iv) Kinh tế tài nguyên.
2.2.2. Nội dung nghiên cứu
Nội dung I : Điều tra, phân tích vềđiều kiện tự nhiên và các kiến thức bản địa (về khai thác, trồng trọt và sử dụng cây Bò khai) liên quan đến việc nghiên cứu và phát triển sản xuất cây Bò khai của tỉnh Thái Nguyên và Bắc Kạn
Nội dung II: Nghiên cứu một sốđặc điểm sinh thái tự nhiên của cây Bò khai
Nội dung III: Nghiên cứu thử nghiệm một số biện pháp kỹ thuật nhân giống và gây trồng cây Bò khai làm rau xanh (Kỹ thuật nhân giống bằng hom; ảnh hưởng của chếđộ che sáng đối với cây ở giai đoạn đầu; ảnh hưởng của một số tổ hợp phân bón tới sinh trưởng và năng suất của cây)
Nội dung IV: Xây dựng mô hình thử nghiệm và bổ sung hoàn thiện đề xuất một số biện pháp kỹ thuật nhằm phát triển sản xuất cây rau Bò khai tại Bắc Kạn và Thái Nguyên
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.1. Phương pháp điều tra, phân tích về điều kiện tự nhiên và các kiến thức bản địa về khai thác, trồng trọt và sử dụng cây Bò khai bản địa về khai thác, trồng trọt và sử dụng cây Bò khai
* Điều tra, thu thập số liệu vềđặc điểm điều kiện tự nhiên – KTXH của vùng nghiên cứu (tỉnh Thái Nguyên và Bắc Kạn) liên quan đến việc nghiên cứu và phát triển sản xuất cây Bò khai bằng phương pháp kế thừa số liệu thứ cấp tại các cơ quan, tổ chức, cá nhân
* Điều tra kiến thức bản địa (về khai thác, gây trồng và sử dụng cây Bò khai) bằng các phương pháp sau:
- Phỏng vấn nông dân:
+ Chọn mẫu: Theo phương pháp phân tầng - ngẫu nhiên [118]. Tầng được sử dụng là (i) các hộ có trồng cây Bò khai và (ii) các hộ không trồng cây Bò khai. Các hộ gia đình sau đó được chọn bằng cách bốc thăm ngẫu nhiên. Tổng số 62 hộ (32 hộ tại vùng đệm VQG Ba Bể - Bắc Kạn và 30 hộ nằm trong KBTTN Thần Sa - Phượng Hoàng – Võ Nhai – Thái Nguyên) đã được lựa chọn phỏng vấn.
+ Thu thập thông tin: Theo phương pháp điều tra hộ gia đình. Sử dụng biểu mẫu chung (Phụ lục 1) thông tin được thu thập thuộc các nhóm chính là (i) điều kiện xã hội, (ii) điều kiện kinh tế, (iii) hoạt động khai thác cây Bò khai tự nhiên, (iv) tình
hình gây trồng cây Bò khai tại vườn gia đình, và (v) phần điều tra kiến thức, thái độ và thực hành (KAP - knowledge, attitudes practices)
- Thảo luận nhóm: Sử dụng các công cụ của PRA gồm: thảo luận nhóm tập trung, lược sử thôn bản, vẽ sơđồ tài nguyên cộng đồng, lịch mùa vụ [10], [32], [99], [117]. Tổng cộng 4 đợt thảo luận đã được thực hiện với 62 người tham gia trong thời gian thực hiện luận án.
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu một sốđặc điểm sinh thái của cây Bò khai
Điều tra thảm thực vật, sự phân bố và điều kiện sinh thái của cây Bò khai được điều tra thông qua hệ thống ô tiêu chuẩn (ô nhỏ) [99],[106]. được thực hiện qua các bước sau:
- Chọn mẫu và xác định ô tiêu chuẩn (ÔTC):
Theo phương pháp điển hình, dựa trên bản đồđịa hình tỷ lệ 1:10.000 của khu vực nghiên cứu, có chú ý độ cao, độ dốc, hướng phơi, vị trí (chân, sườn, đỉnh) trạng thái rừng. Mỗi ô có kích thước 500 m2 (10 x 50m) được xác định bằng cách đặt một thước dây dọc tâm của ô, theo hướng đỉnh núi. Chiều dài của ô được xác định dựa trên kết quả tính toán sau khi xác định độ dốc. Ranh giới của ô được xác định bằng
dây nilon màu, được đặt song song ở 2 phía của thước dây với khoảng cách 5m mỗi phía và 2 đầu mút vuông góc với thước dây có chiều dài 10m. Tổng số 33 ÔTC đã được lập trong khu vực VQG Ba Bể - Bắc Kạn và KBTTN Thần Sa - Phượng Hoàng - Võ Nhai - Thái Nguyên.
- Thu thập thông tin:
Bao gồm (i) thông tin về điều kiện môi trường: Vị trí (chân, sườn, đỉnh); trạng thái rừng; hướng phơi; độ dốc; độ cao; độ tàn che; màu sắc đất; độ ẩm đất; độ xốp đất; độ dày tầng đất; tỷ lệ đá lẫn; tỷ lệ đá lộ đầu; thành phần cơ giới đất; tỷ lệ rễ cây trong đất. (ii) thông tin về thành phần loài cây tại các ÔTC: tên và mật độ các loài cây gỗ ở tầng cao tán; tầng cây tái sinh; tầng cây bụi; lớp thảm tươi; tần số xuất hiện cây Bò khai trong các ÔTC và mật độ, (iii) thông tin về thành phần dinh dưỡng đất và độ chua: Phản ứng chua sinh lý pHKCl; hàm lượng mùn OM%; Đạm tổng số N %; Lân tổng số (P2O5 TS) %; Kali tổng số (K2OTS) %; Ca %
- Xử lý và phân tích thông tin
Phân tích các chỉ tiêu về đất và các thành phần dinh dưỡng của mẫu cây Bò khai được thực hiện tại Viện Khoa học sự sống – Đại học Thái Nguyên, theo các phương pháp sau: (i) Các chỉ tiêu về đất: pHKCl đo bằng pH meter; hàm lượng mùn OM% theo phương pháp Tiurin; hàm lượng đạm tổng số (N%) theo phương pháp Kjeldahl; hàm lượng lân tổng số theo phương pháp so màu Xeruleo – molypdic; hàm lượng kali tổng số đo trên máy quang phổ hấp thụ AAS; hàm lượng canxi (Ca%) theo phương phápchuẩn độ bằng EDTA. (ii) Các chỉ tiêu về thành phần dinh dưỡng trong rau: Phân tích Protein bằng máy K1100 - Automatic Kjeldahl Analyzer; Lipit bằng máy SOX 406 - Fat Analyzer; Xơ bằng máy F600 - Fiber Analyzer; các chỉ tiêu khác được tính toán theo các kết quả phân tích chính xác.
Các dữ liệu điều tra sinh thái được tổng hợp, mã hoá và nhập vào phần mềm
máy tính PRIMER 5 (Plymouth Routines In Multivariate Ecological Research) thành
một cơ sở dữ liệu về các đặc điểm sinh thái liên quan tới cây Bò khai ở VQG Ba Bể và KBTTN Thần Sa - Phượng Hoàng và phân tích bằng phép phân tích trục chính PCA [111], [102]. PCA là phép phân tích đa biến được sử dụng rộng rãi trên thế giới, đặc biệt là từ khi có sự hỗ trợ của công nghệ tin học. Trong PCA mỗi biến sốđược coi là một vector có độ lớn (qui định bởi chiều dài) và hướng đặc trưng. Một dữ liệu có n biến số có nghĩa là có n vector được biểu diễn trên không gian có n chiều. Mối quan hệ giữa các vector được xác định bởi cosin của góc α giữa 2 vector đó, là một con số có giá trị từ -l đến +l. Giá trị tuyệt đối càng lớn thì mức độ tương quan càng chặt chẽ.
Các biến số có xu hướng biến thiên gần nhau được gộp lại thành một nhóm các biến số gọi là các "siêu biến", sao cho tổng bình phương của các giá trị biến thiên là cực đại. Các siêu biến này được gọi là các trục chính (Principal Component Analysis - PCA). Các trục chính đầu tiên (PCA1, PCA2, PCA3…) thường quan trọng nhất vì chúng giải thích phần lớn sự biến thiên của các biến số trong dữ liệu phân tích [111].
- Xác định tên khoa học của các loài cây:
Tên khoa học được xác định theo phương pháp hình thái so sánh dựa trên mẫu tiêu bản tại Phòng tiêu bản Khoa Lâm nghiệp - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Viện Sinh học nhiệt đới, Đại học Quốc gia (HNU), Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật. Tên khoa học được chỉnh lý dựa trên các tài liệu Thực vật chí Đông Dương [108], Cây cỏ Việt Nam [33], Từ điển cây thuốc Việt Nam [16], Danh mục cây rừng Việt nam [11], 1900 loài cây hoang dại hữu ích ở Việt nam [55].
2.3.3. Phương pháp nghiên cứu thử nghiệm một số biện pháp kỹ thuật nhân giống và gây trồng cây Bò khai giống và gây trồng cây Bò khai
a) Thí nghiệm nhân giống
* Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại thuốc kích thích ra rễ đến tỷ lệ ra rễ của hom giâm
Hom cây Bò khai được lấy từ vùng núi đá huyện Võ Nhai, Thái Nguyên. Bầu giâm có kích thước 16x20cm, Giá thể là đất tầng B. Luống xếp bầu có mái che bằng lưới nilon đảm bảo độ che sáng 50-60%; Chất kích thích ra rễ dùng trong thí nghiệm này là: NAA (axit napthilen axetic), IBA (axit indol butylic), ABT (aminobenzotriazole) ở dạng dung dịch với 3 loại nồng độ 50, 100 và 200ppm. Hom giâm sau khi cắt được nhúng vào dung dịch xử lý trong khoảng thời gian 20 giây trước khi cắm vào bầu.
Thí nghiệm tiến hành năm 2008 tại vườn ươm Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Thí nghiệm gồm 12 công thức, 3 lần lặp lại bố trí theo kiểu khối ngẫu
nhiên [61]. Số hom trong mỗi công thức là 30 hom. Ký hiệu các công thức nghiên cứu như sau:
+ Công thức Ia, Ia, IIIa: dùng chất NAA nồng độ lần lượt là 50; 100; 200ppm. + Công thức Ib, IIb, IIIb: dùng chất IBA nồng độ lần lượt là 50; 100; 200ppm. + Công thức Ic, IIc, IIIc: dùng chất ABT nồng độ lần lượt là 50; 100; 200ppm. + Các công thức IVa; IVb; IVc: đối chứng không dùng thuốc.
- Các chỉ tiêu theo dõi: Tỷ lệ hom ra rễ; số rễ/ hom; chiểu dài trung bình rễ; số hom ra chồi/công thức; số chồi trunh bình/ hom (01 tuần theo dõi 01 lần).
Trong quá trình thí nghiệm luôn tưới ẩm đầy đủ bằng bình phun sương. Ánh sáng tăng dần từ khoảng 15% (khi mới giâm) đến 100% (từ sau giâm 50 ngày)
* Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại giá thểđến khả năng ra rễ của hom giâm Bò khai
Tại thí nghiệm này so sánh khả năng ra rễ, ra chồi và tỉ lệ sống của 4 công thức giâm hom bằng các loại giá thể khác nhau:
- Công thức 1: Đất tầng A 70% + rơm mục 30%
- Công thức 2: Đất tầng A 70% + rơm mục 29% + NPK5:10:3 1% - Công thức 3: Đất tầng B 70% + rơm mục 30%
- Công thức 4: Cát sạch 100%
Chất kích thích ra rễ sử dụng trong thí nghiệm này là NAA 200ppm (NAA 200ppm là công thức cho tỷ lệ hom ra rễ cao theo kết quả của thí nghiệm 1), cách bố
trí thí nghiệm, các chỉ tiêu theo dõi và điều kiện thí nghiệm tương tự TN1.
* Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của các loại hom khác nhau (hom bánh tẻ, hom già) đến khả năng ra rễ và tỷ lệ sống của hom giâm Bò khai
Thí nghiệm này được bố trí 02 công thức là: - Công thức 1: Hom bánh tẻ (5 – 6 tháng tuổi) - Công thức 2: Hom già (lớn hơn 01 năm tuổi)
Chất kích thích ra rễ sử dụng trong thí nghiệm là NAA 200ppm, giá thể là đất tầng B 70% + rơm mục 30%, cách bố trí thí nghiệm, các chỉ tiêu theo dõi và điều kiện thí nghiệm tương tự TN1.
b) Thí nghiệm trồng trọt:
* Thí nghiệm 4: Xác định ảnh hưởng của các mức độ che sáng tới sinh trưởng và năng suất của cây trong những năm đầu sau trồng.
- Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối hoàn toàn ngẫu nhiên, gồm 4 công thức, 3 lần nhắc lại, mỗi lần nhắc lại 30 cây, Tổng số 360 cây thí nghiệm.
CT 1: Che 0% (ĐC); CT 2 : Che 25%;CT 3: Che 50%; CT 4 : Che 75% Các công thức che bóng được đan theo tài liệu hướng dẫn của Nguyễn Hữu Phước (Cẩm nang thống kê Lâm Nghiệp), công thức như sau:
(x +a)2 - x2 A =
(x + a)2 x 100 (%) Trong đó: A: Độ tàn che cần đạt được (%)
x: khoảng cách giữa các nan cần đan.
- Các chỉ tiêu theo dõi:
+ Số chồi trên cây: Đếm tất cả những chồi có trên cây, định kỳ 5 ngày/ lần. Tổng số chồi
Số chồi TB/cây =
Tổng số cây theo dõi (chồi) N2 - N1
Tốc độ ra chồi =
t (chồi/ngày)
Trong đó : N1 : Số chồi TB/cây ở lần đo thứ nhất trong cùng một lứa hái. N2 : Số chồi TB/cây ở lần đo thứ hai trong cùng một lứa hái.
t : Khoảng thời gian giữa 2 lần đo (ngày). + Chiều dài chồi : Đo từ gốc chồi đến đỉnh sinh trưởng của chồi, định kỳ 5 ngày/lần. Đơn vị tính: cm
Tổng chiều dài chồi Chiều dài chồi TB/cây =
Tổng số chồi L2 – L1
Tốc độ tăng trưởng chiều dài chồi =
t (cm/ngày)
L1 : Chiều dài chồi trung bình lần đo thứ nhất trong cùng lứa hái (cm). L2 : Chiều dài chồi trung bình lần đo thứ hai trong cùng lứa hái (cm). t : Khoảng thời gian giữa 2 lần đo (ngày).
+ Tỷ lệ hóa gỗ (%): Xác định tỷ lệ hóa gỗ bằng cảm quan. Cách làm như sau: Dùng tay bấm và bẻđể xác định, tại vị trí mà ta thấy chồi gãy hoàn toàn, không có các sợi đã hóa gỗ, không có cảm giác bị xơ là được. Sau đó, dùng thước đo chiều dài chồi và chiều dài hóa gỗ (từ gốc chồi đến vị trí vừa xác định).
Chiều dài TB hóa gỗ Tỷ lệ hóa gỗ (%) =
Chiều dài TB chồi x 100
+ Đường kính chồi: Dùng thước kẹp panme có độ chính xác 0,1mm đểđo đường kính các chồi (tại điểm giữa, tính từ gốc chồi đến đỉnh sinh trưởng). Định kỳ 5 ngày/lần. Đơn vị tính: mm Tổng đường kính chồi Đường kính chồi TB/cây = Tổng số chồi L2 – L1 Tốc độ tăng trưởng đường kính chồi = t (mm/ngày)
R2 : Đường kính chồi trung bình lần đo thứ hai trong cùng lứa hái (mm). t : Khoảng thời gian giữa 2 lần đo (ngày).
+ Năng suất: Tiến hành thu hái ở mỗi công thức theo các lần nhắc lại để cân tính năng suất (theo ô thí nghiệm 30m2), định kỳ 10 ngày /lần.
- Phương pháp tổng hợp, phân tích và xử lý số liệu: số liệu được tổng hợp và xử lý thống kê bằng phần mềm IRISTART 4.0 (tính LSD05, CV%...)
* Thí nghiệm 5: Nghiên cứu thăm dò ảnh hưởng của các tổ hợp phân bón đối với cây Bò khai .
Thí nghiệm thăm dò các tổ hợp phân bón khác nhau ảnh hưởng tới sinh trưởng của cây Bò khai tuổi 2, được thực hiện tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, trên nền đất xám bạc màu. Các giá trị về một số thành phần dinh dưỡng chính trong đất bố trí thí nghiệm theo kết quả phân tích ban đầu như sau: Mùn 5,05%; N tổng số 0,14%; Lân tổng số 0,09%; kali tổng số 0,17%; pH (KCL) 4,7. Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên hoàn toàn cụ thể như sau:
+ Các công thức thí nghiệm
- Thí nghiệm 5a: Ảnh hưởng của liều lượng bón đạm:
CT1: Bón 10 tấn phân chuồng + 60N + 60P2O5 + 40K2O CT2: Bón 10 tấn phân chuồng + 80N + 60P2O5 + 40K2O CT3: Bón 10 tấn phân chuồng + 100N + 60P2O5 + 40K2O CT4: Bón 10 tấn phân chuồng + 120N + 60P2O5 + 40K2O
- Thí nghiệm 5b: Ảnh hưởng của liều lượng bón lân:
CT1: Bón 10 tấn phân chuồng + 40N + 80P2O5 + 40K2O CT2: Bón 10 tấn phân chuồng + 40N + 100P2O5 + 40K2O CT3: Bón 10 tấn phân chuồng + 40N + 120P2O5 + 40K2O CT4: Bón 10 tấn phân chuồng + 40N + 140P2O5 + 40K2O
- Thí nghiệm 5c: Ảnh hưởng của liều lượng bón kali:
CT1: Bón 10 tấn phân chuồng + 40N + 60P2O5 + 60K2O CT2: Bón 10 tấn phân chuồng + 40N + 60P2O5 + 80K2O CT3: Bón 10 tấn phân chuồng + 40N + 60P2O5 + 100K2O CT4: Bón 10 tấn phân chuồng + 40N + 60P2O5 + 120K2O (Các công thức trên đều bón trên ha)
+ Các chỉ tiêu theo dõi:
- Số lượng chồi/ cây trong các đợt thu hái - Chiều dài trung bình của chồi/ cây
- Trọng lượng chồi (g/cây/lứa)
- Tình hình sâu bệnh hại (Định kỳ 10 ngày thu thập số liệu 1 lần) =>Phân cấp lá bị sâu hại:
Cấp 0: Lá không bị hại còn nguyên vẹn. Cấp I: Lá bị hại dưới 1/3 diện tích lá. Cấp II: Lá bị hại từ 1/3 -2/3 diện tích lá. Cấp III: Lá bị hại >2/3 diện tích lá. Cấp IV: Lá bị hại hoàn toàn.
=> Đánh giá mức độ hại lá theo R%: (Ngô Kim Khôi, 1998) [54]
Trong đó: N: Tổng số lá điều tra. n: Số lá bị hại ở mỗi cấp.