Phần 2. Tổng quan nghiên cứu
2.5. Tình hình nghiên cứu và sản xuất cây bơ trên thế giới
2.5.1. Tình hình nghiên cứu về cây bơ
Cây bơ có nguồn gốc ở Mexico và Trung Mỹ, từ đó cây bơ đã được di thực đến hầu hết các châu lục gồm Nam Mỹ, Bắc Mỹ, Châu Á và Châu Úc. Cây bơ được du nhập vào Indonesia năm 1750, Brazil năm 1809, Palestine vào năm 1908, Nam Phi và Úc vào cuối thế kỷ XIX (Degani and Gazit, 1984). Bơ được trồng nhiều ở tiểu bang California, giống Hass là phổ biến nhất và chiếm hơn 80% diện tích. Tất cả các cây bơ Hass có nguồn gốc từ một cây mẹ duy nhất thuộc gia đình một người có tên là Rudolph Hass. Hass trồng cây trong sân và ông đã được cấp bằng sáng chế vào năm 1935. Cây mẹ chết vì thối rễ do nấm Phytophthora cinnamoni gây nên vào năm 2002. Các giống bơ được trồng ở Mỹ thuộc 2 nhóm giống: Nhóm A gồm các giống:
Hass, Gwen, Lamb Hass, Pinkerton và Reed. Nhóm B gồm các giống Fuerte, Sharwil, Zutano, Bacon và Ettinger. Các giống này đã được trao giải thưởng Sir Walter tại Hoa Kỳ năm 1935 (Gary, 2012).
13
Cây bơ là loại cây có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao, chính vì vậy, nó đã thu hút rất nhiều nhà khoa học tham gia vào nghiên cứu chọn tạo các dòng bơ mới để đưa vào thực tiễn sản xuất. Nghiên cứu chọn tạo giống bơ được thực hiện thường xuyên ở hầu hết các nước trồng bơ trên thế giới. Các nhà khoa học đã ứng dụng nhiều phương pháp chọn tạo giống khác nhau bằng các phương pháp truyền thống như: lai hữu tính, chọn lọc những tổ hợp biến dị tự nhiên, chọn lọc và đánh giá quần thể hay các phương pháp hiện đại như lai tế bào soma, nuôi cấy invitro, chuyển gen, gây đột biến…
a, Nghiên cứu về chọn tạo giống
Với giá trị dinh dưỡng và hiệu quả kinh tế của cây bơ mạng lại thì việc chọn tạo giống bơ đã được nhiều nước trên thế giới quan tâm. Công tác chọn tạo giống bơ đã được thực hiện nhiều năm ở Mỹ, Israel, Nam Mỹ và nhiều nước khác. Nhìn chung các nghiên cứu đều cùng đi tới một mục tiêu chủ yếu là tạo ra những giống mới có ưu thế nổi trội về năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu với điều kiện bất lơn của ngoại cảnh như sâu, bệnh hại, chịu lạnh…
đặc biệt chọn tạo ra giống gốc ghép có được tính kháng cao đối với bệnh thối rễ do Phytophthora cinnamoni gây ra. Cây bơ có mức độ dị hợp tử cao, đời con rất biến thiên và có những đặc điểm không thể dự đoán trước được. Các đột biến đơn gen chưa được phát hiện ngoại trừ những DNA maker. Mỗi quả bơ chỉ có một hạt, tỷ lệ rụng quả cao, giai đoạn kiến thiết cơ bản dài, kích thước cây lớn và đòi hỏi cần phải có diện tích đất đủ rộng cho những dự án chọn tạo giống. Những lợi thế cho nhà chọn tạo giống chính là biến thiên di truyền rộng và cây giống chọn lọc có thể được nhân vô tính rất dễ dàng.
Tại Mỹ: Hội nghị quốc tế về di truyền, bộ gen và chọn tạo giống bơ tổ chức vào tháng 01 năm 2012 tại bang California, các nhà khoa học đã đưa ra kết luận rằng: Ngoài giống Hass là giống chủ lực của toàn cầu được nhiều quốc gia trồng trọt thì thông qua con đường chọn tạo giống cổ điển đã tạo ra nhiều giống bơ mới được chọn tạo ra có triển vọng do hội tụ được nhiều đặc tính di truyền nổi trội về chất lượng. Tuy nhiên, việc chọn tạo giống theo con đường truyền thống có nhược điểm là thời gian khá dài, đòi hỏi sau từ 5 – 10 năm trồng mới có thế đánh giá được giống và quá trình này yêu cầu một diện tích đất thực nghiệm quá lớn. Chính vì vây, con đường chọn tạo giống hiện đại bằng chỉ thị phân tử đã được nhiều nhà khoa học ứng dụng và đã tạo ra được 3 quần thể F1 được cách ly riêng biệt. Các vật liệu giống đã được chọn lọc từ các quần thể hoang dại ở Mexico và
Israel. Đa dạng di truyền của các giống đều được đánh giá rất kỹ lưỡng qua nhiều chương trình chọn tạo giống và chọn lọc tế bào chất. Marker phân tử được chọn lọc bằng việc sử dụng tính đa hình của DNA (Mary and Harley., 2012).
Một chương trình nghiên cứu chọn tạo giống bơ được thực hiện rất công phu và dài hạn (trên 50 năm) tại California và hiện nay vẫn còn đang tiếp tục triển khai nghiên cứu với mục tiêu là chọn tạo ra những giống bơ mới có chất lượng tốt hơn và giống gốc ghép kháng bệnh Phytophthora cinnamoni. Kết quả nghiên cứu đến năm 2011 các nhà chọn giống đã tạo ra hai giống mới là Lamb Hass và Toro Canyon có khả năng kháng bệnh Phytophthora và chịu mặn rất tốt với khoảng 2.500 – 10.000 hạt lai mỗi năm được cung cấp cho sản xuất (Jonathan and Tim, 2013).
Qua hàng loạt các nghiên cứu mới nhất, các nhà khoa học tại bang California đã chọn tạo được thành công 7 giống gốc ghép Duke, Duke 7, Barr-Duke, D9, Thomas, G6 và G755 có khả năng kháng bệnh Phytophthora từ những loài thuộc chủng Mexico.
Tại Nam Mỹ: chương trình chọn tạo giống bơ Nam Mỹ do Viện Nghiên cứu cây trồng nhiệt đới và Á nhiệt đới thực hiện từ năm 1991.
Chương trình này gồm 2 pha:
Pha 1 của chương trình thiết lập các nguồn gen, tiếp tục nhập những vật liệu đã cải tiến từ nước ngoài, đánh giá khả năng tự thụ phấn và thụ phấn chéo. Từ khi bắt đầu cho chương trình tạo nguồn vật liệu chồi ghép đã nhân được 5.240 cây con thực sinh, 7 cây có nguồn gốc chọn lọc tại địa phương để đánh giá ở pha 2. Chương trình đã tập trung cho việc chọn lọc những dạng gốc ghép chịu bệnh Phytophthora nhân tạo. Kết quả chọn được 30 cây con thực sinh để tiếp tục khảo sát và đánh giá.
Pha 2: đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển của các tổ hợp ghép khác nhau giữa chồi ghép và gốc ghép tại những vùng sinh thái khác nhau.
Những đặc tính được đánh giá bao gồm năng suất, chất lượng quả… Các loại gốc ghép được đưa vào thí nghiệm như Duke 7, Thomas và Barr Duke.
Những gốc ghép được chọn lọc và đánh giá khả năng phối hợp với những vật liệu chồi ghép của các giống như Fuerte, Hass, Pinkerton và Ryan, hiện tại 92 tổ hợp này đang được thử nghiệm (Cutting. J.G.Ms et al., 1990).
Theo nhiều nhà nghiên cứu về cây bơ thì việc chọn lọc giống bơ không bên qua con đường lai nhân tạo mà nên thực hiện bằng chọn lọc cá thể từ các nguồn quần thể trồng bằng hạt thụ phấn tự do. Những tính trạng mong muốn về đặc điểm chọn lọc của cây là năng suất, chất lượng và hình thái quả (Gazit, 1976; Wanja Kinuthia and Laban Njovage, 2004).
15
Tại Costa – Rica: các nhà khoa học đã nghiên cứu về sự đa dạng và tài nguyên gen của cây bơ cho thấy mối quan hệ giữa các loài trong quần thể bơ địa phương và có kiểu gen gần với những giống đang được trồng tại các quốc gia thuộc vùng phía Bắc. Ở những vùng có độ cao 1.200 – 2.000m so với mực nước biển, nguồn gen bơ phong phú hơn thể hiện ở sự đa dạng về đặc điểm quả và quả của các cây bơ ở nơi đây thường nhỏ hơn nhiều so với các giống thuộc chủng West India và Guatemala. Các giống này có đặc điểm trung gian giữa hai chủng West India và Guatemala: vỏ quả màu xanh nhạt, kết cấu thịt dai, vỏ dày trung bình tương tự như các giống thuộc chủng West India, hạt hình cầu gần giống với chủng Guatemala và chúng được xác định là giống lai giữa hai chủng nói trên (A. Ben-Ya’acov. A. Soil – Molina and G. Bufler, 2003).
b, Các nghiên cứu về nhân giống bơ
Theo Hume (1951); Malas và Vander Meulen (1954), sự nảy mầm của hạt nhanh hơn nếu dùng dao cắt hai đầu hạt với lát cắt không quá 5% khối lượng của hạt. Kết quả cho thấy:
- Hạt để nguyên màng vỏ: nảy mầm 75%, số ngày từ gieo đến mọc 117 ngày ; - Hạt có bóc màng vỏ: nảy mầm 100%, số ngày từ gieo đến mọc 60 ngày ;
- Hạt có bóc màng vỏ và cắt hai đầu: nảy mầm 94%, số ngày từ gieo đến mọc 55 ngày.
Như vậy, nếu có bóc màng vỏ hạt và cắt hai đầu hạt thì tỷ lệ nảy mầm cao hơn và số ngày từ gieo đến mọc cũng ngắn hơn. Tuy nhiên, việc bóc màng vỏ hạt sẽ không thuận lợi đối với những hạt có hai lá mầm dính sát vào nhau và khó khăn đối với những giống bơ có màng vỏ hạt dính chặt vào hạt. Hơn nữa khi cắt hai đầu hạt phải cẩn thận, nếu cắt quá 5% khối lượng hạt có thể chạm vào phôi, làm mất khả năng nảy mầm. Mặt khác, việc cắt bỏ hai đầu hạt cho phép chúng ta loại bỏ những hạt bị hư hỏng, sâu bệnh mà nhìn bên ngoài chúng ta không thể phát hiện ra được.
Nghiên cứu khả năng nảy mầm của hạt bơ cho kết quả: hạt bơ để lâu sẽ mất dần khả năng nảy mầm, nên gieo trong vòng 7 ngày đầu sau khi tách hạt. Nếu được bảo quản lạnh trong điều kiện nhiệt độ từ 4 – 60C có thể kéo dài trong vài tháng (Bergh. B. O, 1986).
L. V. Young (1961), thử nghiệm ngâm cành bơ trong dung dịch đường rồi đem giâm. Kết quả không có sự khác biệt so với đối chứng. Cũng theo Young: “Cành giâm nếu lấy trên cây có phân bón đạm nhiều thì cành giâm sẽ cho nhiều lá,
rễ hơn và nếu tưới thêm phân thì số lá và rễ càng gia tăng”. Ông cũng cho rằng: “Có thể sử dụng phương pháp chiết cành trên tất cả các giống trừ bơ Hass”. Qua đó, cho thấy phương pháp giâm cành bơ tỷ lệ thành công thấp nên ít được sử dụng phổ biến.
c, Các nghiên cứu về biện pháp canh tác
Trong quá trình canh tác, muốn có được năng suất, chất lượng ổn định và không bị thoái hoá giống thì cần thiết phải lưu ý đến vấn đề trồng kết hợp giữa các giống mang nhóm hoa A với giống mang nhóm hoa B. Đây chính là khả năng phối hợp riêng của những cặp trội khi tiến hành so sánh, lựa chọn trong vườn giống hay vườn kinh doanh (Bower et al., 1998).
Cây bơ đòi hỏi một lượng phân bón tương đối lớn. Để đạt được năng suất khoảng 14.000 kg/ha, cây bơ phải lấy từ đất một lượng khoảng 40kg N, 25 kg P2O5, 60 kg K2O, 11,2 kg CaO và 9,2 kg MgO/ha. Tuỳ vào điều kiện cụ thể của độ phì đất, thời tiết khí hậu và sinh trưởng của cây, trong trường hợp chung thì tỷ lệ N, P2O5,
K2O cung cấp cho cây còn nhỏ là 1:1:1 và cây cho quả là 2:1:2 (Allan et al., 1979).
Lượng phân bón khoáng được sử dụng cho cây bơ có thể là dạng phân đơn hay hỗn hợp và được sử dụng để bón trực tiếp hoặc kết hợp với thời điểm tưới nước. Các thực hành hướng dẫn bón phân ở các nước như Mỹ, Úc, Israel đều dựa vào việc phân tích chuẩn đoán qua lá. Trong các nguyên tố khoáng được nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng rõ rệt nhất đến mẫu mã quả, chất lượng quả và vấn đề thu hoạch như: Ca, Mg, K, Bo, Zn... Đặc biệt là Ca có tác dụng rất rõ đến sự thay đổi màu sắc của quả, vết đốm, màu xám của thịt quả và cả mạch dẫn cũng như sự kéo dài khả năng mang quả trên cây (Chao. T, 2005). Ngoài những yếu tố trên, chất điều hoà sinh trưởng thực vật cũng được chú trọng nghiên cứu. Những chất này giữ một vai trò quan trọng trong việc tăng sản lượng và đã được áp dụng ở nhiều nước. Đáng quan tâm nhất là chất GA3 có tác động rõ nét đến sự sinh trưởng, phát triển của cây và cải thiện kích thước quả.
Cây bơ cần một lượng nước lớn hơn cam quýt, nếu thiếu nước quả sẽ rụng ngay từ thời kỳ còn non và gây nên tình trạng chín ép. Tuy nhiên, bơ không phải là cây chịu úng nên trồng trên chân đất có điều kiện thoát nước tốt trong mùa mưa. Một số thí nghiệm cho thấy, cây con được tưới nước đầy đủ thì khả năng sinh trưởng, phát triển trong 3 năm sẽ tương đương với cây không tưới nước ở 6 năm. Tương tự thì tại Israel, lượng nước tưới cho cây đang mang quả vùng Western Galilee, bằng hệ thống tưới nhỏ giọt là 8.000 m3/ha/ mùa. Nước tưới có ảnh hưởng rất lớn đến kích thước quả.
17
Trên thế giới có rất ít những nghiên cứu về biện pháp kỹ thuật ghép cải tạo trên cây bơ, thay vì ghép cải tạo cũng là một trong những kỹ thuật tái canh cây bơ bằng phương pháp khai hoang, trồng mới lại, vì các nguyên nhân sau đây (Pam Elam, 1997):
- Các gốc bơ càng lớn tuổi cho khả năng tái sinh chồi yếu và gốc thường bị mối mọt ngay sau khi cưa đốn phục hồi.
- Kích thước của chồi tái sinh sau khi cưa thông thường có đường kính lớn hơn so với chồi ngọn của các giống tốt ghép thay thế là nguyên nhân giảm tỷ lệ thành công của hầu hết các phương pháp ghép được áp dụng, do sự tiếp hợp không tốt và hoàn hảo giữa chồi ghép hoặc mắt ghép so với thân ghép.
- Sau khi cưa đốn phục hồi, chồi bơ thường mọc ở phần bên của gốc nên khi ghép thành công cây ghép sẽ rất yếu, khả năng ngã đổ cao khi có gió mạnh.
Tuy nhiên, để có thế tiến hành ghép cải tạo thành công vườn bơ đã già cỗi, hết chu kỳ kinh doanh hoặc thay thế các giống mới có năng suất cao, chất lượng tốt hơn trên những vườn bơ còn trẻ, cần quan tâm chú ý đến các yếu tố sau đây:
+ Tuổi cây và mùa vụ cưa đốn phục hồi;
+ Thời điểm và tiêu chuẩn của chồi ghép;
+ Phương pháp ghép (phương pháp ghép chính và cho tỷ lệ sống của cây ghép cao nhất là ghép chồi);
+ Chế độ chăm sóc (dinh dưỡng, nước tưới, bảo vệ thực vật, các biện pháp cắt tỉa tạo tán….).
Theo nghiên cứu của Pam Elam, 1997 thuộc Bộ môn nghiên cứu Nông Nghiệp và Tài Nguyên thiên nhiên – Trường Đại học California cho thấy:
- Việc cưa đốn phục hồi nhằm tạo điều kiện cho ghép cải tạo lại các vườn bơ kinh doanh có độ tuổi càng trẻ càng tốt, sẽ cho tỷ lệ sống và tuổi thọ của cây ghép cao hơn.
- Thông thường những cây chọn cưa ghép cải tạo tốt nhất là được trồng bằng hạt hoặc cây được trồng trong những vùng được kiểm soát về mặt dinh dưỡng đầy đủ.
- Tuổi cây tối đa được lựa chọn ghép cải tạo là dưới 15 tuổi.
- Mùa vụ cưa đốn vào mùa xuân, trong khoảng từ tháng 12 đến tháng 3 hàng năm, có nghĩa là sau khi thu hoạch xong cần tiến hành cưa đốn phục hồi ngay và vì trong thời điểm này cây bơ có khả năng tái sinh chồi mạnh nhất.