Những thành tựu của công tác cải thiện giống cây rừng
Giống cây là yếu tố quan trọng hàng đầu trong trồng rừng công nghiệp, vì giống tốt kết hợp với kỹ thuật trồng rừng thâm canh phù hợp có thể nâng cao năng suất rừng trồng một cách đáng kể Theo các nhà chọn giống, hiệu quả di truyền từ việc chọn giống có thể đạt từ 40-46% tăng thu nhờ sử dụng hạt từ thế hệ 1 và 10-15% từ lai giống có định hướng, có khả năng đạt tới 45-50% Trên toàn cầu, nhờ vào việc chọn giống và trồng rừng thâm canh, năng suất rừng Dương có thể đạt 40-50m³/ha/năm và Bạch đàn vượt quá 100m³/ha/năm.
Công tác giống cây rừng ở Việt Nam bắt đầu từ năm 1930 với sự khảo nghiệm của các nhà lâm nghiệp người Pháp cho một số loài cây trồng Đến những năm 1950 - 1960, các nghiên cứu về 18 loài bạch đàn, 15 loài thông và một số loài keo được thực hiện tại vùng núi Đà Lạt, dẫn đến sự phát triển của những loài cây có giá trị như Eucalyptus microcorys và E grandis, cao 60 m với đường kính 55 - 60 cm Tuy nhiên, do ảnh hưởng của chiến tranh, công tác giống chỉ tập trung vào việc bảo quản hạt giống và xây dựng rừng giống trong thời gian dài.
Sau năm 1975, đặc biệt từ năm 1980, hoạt động cải thiện giống cây rừng tại Việt Nam đã được tăng cường, bắt đầu với khảo nghiệm loài và xuất xứ Tiếp theo, các hoạt động chọn lọc cây trội, xây dựng rừng giống và vườn giống đã được triển khai Gần đây, nổi bật là việc phát hiện và nghiên cứu các giống lai tự nhiên, tạo giống lai nhân tạo, nhân giống hom, nuôi cây mô và ứng dụng chỉ thị phân tử vào cải thiện giống cây rừng.
Từ năm 1975, chúng ta đã xác định được nhiều xuất xứ cây trồng có triển vọng cho các vùng khác nhau, bao gồm Keo tai tượng, Keo lá tràm, và Keo quả khía cho vùng thấp, cũng như các loài Keo chịu hạn như A Difficilis cho vùng khô hạn Keo đen (A Mearnsii) được chọn cho vùng cao, trong khi một số xuất xứ Bạch đàn camal và Bạch đàn uro phù hợp cho nhiều khu vực trên cả nước Đặc biệt, Thông caribaea, Thông nhựa và Thông ba lá đã được chọn cho Đà Lạt và miền Bắc Chúng ta cũng đã xây dựng các vườn giống cho Thông nhựa và Thông đuôi ngựa, cùng với việc chọn xuất xứ Tràm gỗ (Melaleuca leucadendra) cho vùng phèn ở đồng bằng sông Cửu Long Ngoài ra, một số giống mới như BV5, BV10, BV16, BV32 và BV33 từ sự lai tạo giữa Keo tai tượng và Keo lá tràm, cũng như dòng Bạch đàn U6 từ Trung Quốc, đã cho thấy năng suất cao gấp 2-3 lần so với giống truyền thống.
Công tác giống ở Việt Nam, mặc dù còn non trẻ và gặp nhiều khó khăn do chiến tranh và kinh tế, đã đạt được những thành tựu đáng kể trong những năm gần đây Một mạng lưới trạm trại cung cấp giống cho các vùng lâm nghiệp trọng điểm trên toàn quốc đã được thiết lập, với nhiều trung tâm nghiên cứu sản xuất giống cung cấp các loại cây quan trọng như Keo, Thông, Bạch đàn, Bồ đề, Tếch, Mỡ và một số loài cây bản địa khác Chúng ta đã chuyển hóa một số rừng kinh tế thành rừng giống cho các loài Keo tại Quảng Bình, Đồng Nai, Thông nhựa và Thông ba lá ở Lâm Đồng, Quảng Ninh, Nghệ An, cùng với cây Mỡ tại xí nghiệp giống 97 và trung tâm lâm sinh Cầu Hai, và gần đây là Thông đuôi ngựa tại xí nghiệp cổ phần giống Đông Bắc.
Trung tâm Nghiên cứu Giống cây rừng thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam đã phát triển các tổ hợp lai giữa Bạch đàn và Keo, cho năng suất cao gấp 3-4 lần so với các loài bố mẹ Ngoài ra, nhiều cơ sở nghiên cứu như Viện Nghiên cứu Cây nguyên liệu giấy, Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng Khoa học và Sản xuất Lâm Nông nghiệp Quảng Ninh, và xí nghiệp giống thành phố Hồ Chí Minh đã áp dụng thành công công nghệ nuôi cấy mô phân sinh và giâm hom để nhân giống các loài cây trồng rừng quan trọng.
Mặc dù công tác giống cây rừng vẫn chưa đáp ứng đủ yêu cầu sản xuất, nhưng việc áp dụng giống mới và kỹ thuật nhân giống tiên tiến, kết hợp với các biện pháp thâm canh phù hợp, sẽ thúc đẩy cải thiện giống cây rừng và tăng năng suất rừng trồng Những nỗ lực này không chỉ phản ánh sự cống hiến của những người làm công tác giống trong nước mà còn là kết quả của sự hợp tác quốc tế, tạo nền tảng vững chắc cho sự phát triển mạnh mẽ của công tác giống cây rừng tại Việt Nam.
Những nghiên cứu về cây Bạch đàn uro
Bạch đàn uro (Eucalyptus urophylla) có nguồn gốc từ Indonesia, phân bố chủ yếu từ vĩ độ 7°30' đến 10° và kinh độ 122° đến 127° Loài cây này thường mọc trên các sườn núi và trong thung lũng, ưa thích các loại đất bazan, diệp thạch và phiến thạch, thậm chí có thể phát triển trên núi đá vôi Bạch đàn uro có thể sinh trưởng ở độ cao từ 300 đến 2960 m so với mực nước biển, chủ yếu tập trung ở độ cao từ 300 m trở lên.
Khu vực có độ cao từ 1000 đến 2000 m, với lượng mưa trung bình hàng năm dao động từ 600 đến 2200 mm, có từ 2 đến 8 tháng khô Các đảo chính nơi Bạch đàn urô phân bố tự nhiên bao gồm Flores (Egon và Lewotobi), Adona, Pantar, Alor, Wetar và Timor.
Bạch đàn (Eucalyptus urophylla) thuộc họ Sim (Myrtaceae) gồm 664 loài,
Bạch đàn urô thuộc chi phụ Symphyomyrtus (Willcox, 1997.Pryor Johnson,
Bạch đàn urô là một loại cây gỗ lớn, có chiều cao từ 25 đến 45 mét, thậm chí có thể vượt quá 55 mét trong điều kiện tự nhiên Đường kính của cây có thể đạt từ 1 đến 2 mét.
Trong số hàng trăm loài bạch đàn đã được nghiên cứu trên toàn cầu, chỉ một số ít loài và nguồn gốc được lựa chọn để trồng rừng quy mô lớn Bạch đàn urô, với khả năng thích nghi cao với nhiều loại môi trường, đang được trồng rộng rãi tại nhiều quốc gia.
Hệ số di truyền về tính trạng sinh trưởng của cây rừng thường dao động từ thấp đến trung bình, với Bạch đàn uro có hệ số di truyền theo nghĩa hẹp khoảng 0,2 – 0,49 ở độ tuổi 3 - 5 năm Trong khi đó, hệ số di truyền về tỷ trọng gỗ lại cao hơn, đạt mức 0,71 ở tuổi 6.
Nghiên cứu về hệ số di truyền của Cellulose và hiệu suất bột giấy đã được thực hiện trên một số loài Bạch đàn như E globulus và E nittens, cho thấy rằng hệ số di truyền của cả hai tính trạng này là tương đương (Raymond et al.).
Nghiên cứu của Kube và các cộng sự (2001) cùng với Raymond và Schimleck (2002) chỉ ra rằng hệ số di truyền về Cellulose cao hơn so với hệ số di truyền về hiệu suất bột giấy, với giá trị lần lượt là 0,63 và 0,43 Điều này cho thấy tầm quan trọng của Cellulose trong việc cải thiện chất lượng bột giấy.
Raymond Schimleck, 2002; Schimleck et al., 2004; Tibbits Hodge, 1998)
Nghiên cứu chỉ ra rằng hệ số di truyền về tỷ trọng gỗ là không đáng kể và không có mối tương quan với lập địa, theo Greaves et al (1997) và Osorio et al.
Nghiên cứu tại Brazil cho thấy rừng trồng bạch đàn có thể đạt mức tăng trưởng từ 70 – 90 m³/ha/năm ở độ tuổi 6 – 8 Công ty Aracruz đã áp dụng giống lai E grandis x E urophylla, với kết quả trung bình đạt 70 m³/ha/năm ở rừng trồng 5,5 tuổi Ngoài ra, khối lượng thể tích gỗ tăng từ 480 lên 490 kg/m³, năng suất bột giấy cải thiện từ 47% lên 49%, trong khi hàm lượng vỏ giảm từ 18% xuống còn 12% Tại Congo, các nghiên cứu cho thấy tăng trưởng bình quân năm ở tuổi 6 của các lô hạt chưa được tuyển chọn chỉ đạt 12 m³/ha/năm, so với 25 m³/ha/năm của các giống đã được chọn lọc và 35 m³/ha/năm đối với các dòng vô tính được chọn lọc.
Từ năm 1997, hàng trăm dòng vô tính từ các cây lai nhân tạo đã được phát triển thông qua thụ phấn khống chế, phục vụ cho việc trồng rừng Tính đến cuối những năm 80, đã có 174 kiểu gen ưu việt của tổ hợp lai E.alba x E urophylla được xác định Tại Colombia, rừng trồng bạch đàn được hình thành từ kết quả khảo nghiệm xuất xứ, dẫn đến sự biến động lớn về kích thước và chất lượng cây Tiềm năng cải thiện năng suất và chất lượng thông qua chọn giống là rất lớn, với các chương trình cải thiện giống dài hạn và ngắn hạn đã được triển khai cho một số loài bạch đàn.
E urophylla và E grandis (Lambeth et al., 1989) Người ta đã thu được 65 dòng vô tính trong đó có 15 dòng tốt nhất đã được dùng để sản xuất hom cho giai đoạn trước mắt Do cường độ chọn lọc thấp nên năng suất rừng trồng dự kiến chỉ tăng khoảng 15% Chương trình ngắn hạn bao gồm chọn cây trội có cường độ cao (khoảng 1900 cây chọn 1 cây), khảo nghiệm dòng vô tính và từ khoảng 460 dòng thử nghiệm chỉ sử dụng 30 dòng tốt nhất vào giâm hom hàng loạt, hy vọng tăng năng suất lên thêm 60%, tức là từ 25 m 3 /ha/năm lên 40 m 3 /ha/năm trong một thế hệ Ở Nam Phi từ năm 1983, một đơn vị trồng rừng của Công ty Mondi đã triển khai một chương trình ứng dụng nhân giống hom bạch đàn vào trồng rừng nhằm đáp ứng các nhu cầu ngày càng tăng về bột giấy Các kết quả nghiên cứu đã được sử dụng để tuyển chọn các dòng vô tính năng suất cao để nhân giống hàng loạt Chương trình đã được bắt đầu bằng việc chọn và nhân hom các cây trội được tuyển chọn tại chỗ và từ các khảo nghiệm hậu thế, khảo nghiệm cây Bạch đàn lai của Viện Nghiên cứu rừng Nam Phi, sau đó xây dựng các khảo nghiệm dòng vô tính nhằm chọn được các dòng vô tính có triển vọng nhất Kết quả đã được Quaile (1989) thông báo trên cơ sở so sánh các rừng trồng 30 tháng tuổi Trong khảo nghiệm thực hiện với 30 dòng vô tính tuyển chọn tại chỗ, tăng trưởng bình quân về thể tích cây con từ hạt (cây đối chứng) là 19,4 m 3 /ha/năm, trong khi đó có 14 dòng vô tính vượt trội đối chứng và tăng trưởng bình quân năm của dòng tốt nhất đạt khoảng 24,4 m 3 /ha/năm (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2001) [24]
Trong một khảo nghiệm với 78 dòng vô tính từ Viện Nghiên cứu rừng Nam Phi, cây con từ hạt đạt tăng trưởng bình quân 21,9 m³/ha/năm, trong khi 50 dòng vượt đối chứng, với 9 dòng đạt trên 30 m³/ha/năm và 3 dòng tốt nhất đạt 40 m³/ha/năm (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2001) Tại Trung Quốc, từ thập niên 1980, dự án hợp tác giữa trung tâm nghiên cứu giống Bạch đàn (CERC) và Australia đã trồng 1400 ha rừng nghiên cứu với 100 loài và 200 xuất xứ, trong đó có 10 ha bạch đàn urô (E urophylla) (Qi Shuxiong, 2002) Bạch đàn urô và bạch đàn lai E grandis x E urophylla là hai loài thành công nhất tại Trung Quốc (Zhang Ronggui, 2002).
Vào những năm 1990, Trung tâm nghiên cứu giống Bạch đàn của Trung Quốc đã tiến hành nghiên cứu chọn giống Bạch đàn urô với 97 xuất xứ, từ đó chọn lọc cây trội và thực hiện lai giống giữa các loài Bạch đàn như E urophylla x E grandis và E saligna x E exserta Kết quả khảo nghiệm cho thấy một số dòng có năng suất bình quân đạt 40 – 50 m³/ha/năm (Qi Shuxiong, 2002) Đến năm 2002, Trung Quốc đã trồng 1,54 triệu ha rừng Bạch đàn, với tốc độ sinh trưởng nhanh chóng ở các tỉnh phía Nam, mang lại hiệu quả kinh tế cao và được chính phủ cùng người dân địa phương hoan nghênh (Qi Shuxiong, 2002).
Một nghiên cứu về di truyền tăng trưởng của Bạch đàn tại Quảng Đông, Trung Quốc, đã khảo nghiệm 32 gia đình thụ phấn tự do của Bạch đàn urophylla từ một vườn giống ở Suixi Kết quả cho thấy, so với giống đại trà và hạt giống nhập, tăng thu di truyền đạt được từ hạt của các gia đình này lần lượt là 5,2% và 16,1% Đối với các vườn giống vô tính xây dựng với cây trội được lựa chọn, tăng thu ước tính đạt 10,4% và 31,3% Hạt giống của cây trội đã được khuyến nghị cho phát triển các đồn điền ở khu vực Tây Quảng Đông (Shaowei Huang et al., 2002).
Bạch đàn urô (E urophylla) là loài cây có nguồn gốc từ Indonesia, nổi bật với khả năng thích ứng cao và tốc độ sinh trưởng nhanh Hiện nay, loài cây này đang trở thành cây trồng chủ lực trên các khu vực đất đồi trọc, nghèo dinh dưỡng tại miền Trung Bắc và Bắc Trung Bộ.
Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu này nhằm xác định mức độ biến dị và khả năng di truyền liên quan đến sinh trưởng, các chỉ tiêu chất lượng, và tỷ trọng gỗ của giống Bạch đàn uro tại vườn giống thế hệ 2 Kết quả sẽ cung cấp thông tin quan trọng cho việc cải thiện giống cây và quản lý nguồn gen hiệu quả hơn trong tương lai.
- Tuyển chọn được một số cá thể và gia đình Bạch đàn uro có năng suất và chất lượng cao
- Xác định mối quan hệ tương tác di truyền - hoàn cảnh ở Bạch đàn uro làm cơ sở cho các bước cải thiện giống tiếp theo.
Nội dung nghiên cứu
2.2.1 Đánh giá mức độ biến dị về sinh trưởng, một số chỉ tiêu chất lượng và tỷ trọng gỗ của các gia đình Bạch đàn uro thế hệ 2 tại hai vườn giống Ba Vì (Hà Nội) và Đông Hà (Quảng Trị)
2.2.2 Xác định hệ số di truyền, ước lượng tăng thu di truyền lý thuyết và tương quan về kiểu gen và kiểu hình của một số chỉ tiêu nghiên cứu
2.2.3 Đánh giá mối quan hệ tương tác di truyền - hoàn cảnh của các gia đình Bạch đàn uro tại 2 vườn giống
2.2.4 Đánh giá giá trị chọn giống của các cây trội Bạch đàn uro chọn lọc trong vườn giống thế hệ 1
2.2.5 Chọn lọc các cá thể và gia đình ưu trội trong các vườn giống
2.2.6 Đề xuất các giải pháp cải thiện giống cần tiến hành với Bạch đàn uro.
Phương pháp nghiên cứu
Kết quả từ các chương trình cải thiện giống được thể hiện qua việc tăng thu di truyền, điều này chỉ có thể đạt được thông qua việc kết hợp giữa mức di truyền và quá trình chọn lọc Mức độ tăng thu di truyền phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau.
Địa điểm và vật liệu nghiên cứu
3.1.1 Địa điểm nghiên cứu Đề tài triển khai nghiên cứu tại hai địa điểm đặc trưng cho hai vùng địa lý sinh thái của Việt Nam:
- Trạm thực nghiệm giống cây rừng Ba Vì – Hà Nội (Đông Bắc Bộ)
- Trạm khoa học sản xuất lâm nghiệp Bắc trung bộ Cam lộ - Đông Hà – Quảng Trị (Bắc Trung Bộ)
Đề tài nghiên cứu tập trung vào các gia đình Bạch đàn uro (Eucalyptus urophylla) được trồng tại hai vườn giống thế hệ hai, bao gồm vườn ở Ba Vì - Hà Nội và vườn ở Đông Hà - Quảng Trị.
Vườn giống thế hệ 2 được xây dựng nhằm khảo nghiệm hậu thế các gia đình Bạch đàn uro đã được tuyển chọn từ vườn giống thế hệ 1 Vườn giống này được bố trí và tỉa thưa di truyền để đảm bảo lựa chọn các gia đình tốt nhất, phục vụ cho việc cung cấp hạt giống chất lượng cao và hỗ trợ các nghiên cứu cải thiện giống Bạch đàn uro trong giai đoạn tiếp theo.
Vườn giống được hình thành từ 80 gia đình Bạch đàn uro, được thiết kế theo khối hàng - cột với mỗi ô chứa 4 cây (1 gia đình) và lặp lại 8 lần hoàn toàn ngẫu nhiên Hai vườn giống này được trồng vào năm 2005 và hàng năm đều có các hoạt động chăm sóc Sau 3 năm, quá trình đánh giá sinh trưởng của các cá thể theo gia đình được thực hiện để chọn lọc ra những cá thể và gia đình tốt nhất cho các chương trình cải thiện giống tiếp theo.
Nguồn vật liệu xây dựng vườn giống thế hệ 2 bao gồm hạt từ các cây trội được chọn lọc tại vườn giống thế hệ 1 ở Ba Vì (Hà Tây cũ) và Vạn Xuân (Phú Thọ), cũng như hạt từ các cây trội trong rừng giống Ba Vì Bên cạnh đó, một số gia đình cây lai của loài Bạch đàn uro và các dòng vô tính được tuyển chọn như U6, PN14 sẽ được sử dụng làm đối chứng.
Điều kiện khí hậu khu vực nghiên cứu
Dữ liệu khí hậu được trình bày trong bảng 3.1 được thu thập từ các trạm khí tượng thủy văn, chẳng hạn như Ba Vì Đối với những khu vực không có trạm khí tượng, thông tin khí hậu được lấy từ trạm gần nhất theo công bố của Cục khí tượng thủy văn.
Vườn giống Bạch đàn uro thế hệ 2 được trồng tại hai lập địa khác nhau, nằm trong hai vùng địa lý của Việt Nam, cụ thể là Đông Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ.
Biểu tổng hợp đặc điểm vị trí địa lý khí hậu tại khu vực nghiên cứu được thể hiện bảng 3.1
Bảng 3.1 Đặc điểm khí hậu các địa điểm nghiên cứu Địa điểm nghiên cứu
Khu vực xây dựng vườn giống tại Quảng Trị có điều kiện khí hậu đa dạng do sự khác biệt về vĩ độ địa lý, độ cao và khoảng cách với bờ biển Điều này tạo ra những đặc điểm khí hậu riêng biệt cho hai khu vực nghiên cứu, ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng.
- Vĩ độ địa lý: Ba Vì – Hà Nội là lập địa xây dựng vườn giống với vĩ độ
21 o 07 và Đông Hà – Quảng Trị vĩ độ 16 o 5
Sự khác biệt về vĩ độ đã dẫn đến sự khác biệt rõ rệt về lượng mưa và nhiệt độ trong năm giữa hai khu vực Tại Ba Vì (Hà Nội), lượng mưa trung bình đạt 1680mm/năm, với các tháng mưa nhiều từ tháng 4 đến tháng 10, trong khi lượng bốc hơi thấp hơn so với Đông Hà Ngược lại, Đông Hà ghi nhận lượng mưa cao hơn, lên tới 2370mm/năm, với lượng mưa chủ yếu tập trung vào tháng 8.
Khu vực Ba Vì có lượng mưa lớn tập trung ít và muộn hơn so với Đông Hà, với nền nhiệt trung bình năm chênh lệch từ 1 - 2 o C Nhiệt độ tối cao tại Ba Vì là 40,2 o C, thấp hơn Đông Hà (42,1 o C), trong khi nhiệt độ tối thấp vào mùa đông tại Ba Vì là 5,3 o C, cao hơn Đông Hà (9,8 o C), cho thấy biên độ nhiệt tại Ba Vì lớn hơn Đông Hà thường bị ảnh hưởng bởi bão, đặc biệt vào các tháng 9 – 10.
Vườn giống Bạch đàn uro thế hệ 2 tại Ba Vì – Hà Nội
Vườn giống thế hệ hai của Bạch đàn uro được thành lập tại Cẩm Quỳ, Ba Vì vào tháng 10 năm 2005, với 80 gia đình được xây dựng từ những cây trội của vườn giống thế hệ 1 tại Ba Vì và vườn giống Vạn Xuân, cùng với các cây lai trong loài Bạch đàn uro, bao gồm hai dòng vô tính PN14 và U6 Đến tháng 10 năm 2009, các gia đình đã đạt 48 tháng tuổi, cho thấy mức độ phân hóa giữa các cá thể khá cao Việc đánh giá sinh trưởng và phẩm chất của các gia đình và cá thể trong vườn giống là cần thiết để thực hiện các biện pháp tỉa thưa, nhằm giữ lại những cá thể và gia đình tốt nhất.
Hình 4.1 Vườn giống Bạch đàn uro thế hệ 2 tại Ba Vì (Hà Nội)
4.1.1 Biến động về sinh trưởng Đánh giá các chỉ tiêu sinh trưởng là rất quan trọng, sự sai khác hay mức độ biến dị giữa các đối tượng trong vườn giống biểu hiện rất nhiều qua chỉ tiêu sinh trưởng và nó phản ánh mức độ cải thiện giống nói chung cũng như cho từng chỉ tiêu chọn lọc cụ thể nói riêng Kết quả xếp hạng sinh trưởng các gia đình Bạch đàn uro tại vườn giống thế hệ 2 Ba Vì ghi bảng 4.1, cho thấy vào thời điểm đánh giá đang có sự phân hóa khá rõ rệt giữa các gia đình về tất cả các chỉ tiêu sinh trưởng
Chỉ tiêu đường kính thân cây là yếu tố quan trọng nhất trong việc chọn lọc giống cây rừng nhằm nâng cao sản lượng gỗ Do đó, việc đánh giá chỉ tiêu sinh trưởng đường kính cần được thực hiện đầu tiên khi lựa chọn giống cây rừng phục vụ mục tiêu lấy gỗ.
Kết quả xếp hạng về đường kính ngang ngực của các gia đình trong vườn giống được trình bày trong bảng 4.1 Kiểm tra thống kê cho thấy các gia đình trong vườn giống thế hệ 2 ở giai đoạn 48 tháng tuổi đã phân hóa rõ rệt, với sự khác biệt đáng kể về sinh trưởng đường kính trung bình giữa các gia đình (Ftính = 2.22 > F-).
Các gia đình có sự khác biệt về sinh trưởng đường kính đã được xếp hạng theo chỉ tiêu sinh trưởng này, với kết quả có ý nghĩa thống kê (F.pr F05 = 1,29
Thể tích thân cây là chỉ tiêu sinh trưởng quan trọng, chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố như lập địa, tuổi cây và loài cây Ngay trong cùng một loài, sự khác biệt về xuất xứ, gia đình và dòng vô tính cũng dẫn đến sự khác nhau về sinh trưởng thể tích Do đó, trong nghiên cứu giống cây rừng, việc lựa chọn cá thể ưu trội và gia đình có sinh trưởng thể tích cao là mục tiêu quan trọng.
Kết quả xếp hạng thể tích các gia đình trong vườn giống Bạch đàn uro thế hệ
Kết quả nghiên cứu tại Ba Vì – Hà Nội cho thấy sự khác biệt rõ rệt về sinh trưởng thể tích giữa các gia đình, với khoảng sai dị đảm bảo (L.s.d 12,64dm³) Gia đình có sinh trưởng thể tích thấp nhất là UU 20 (10,54dm³) và cao nhất là GĐ 35 (43,77dm³) Phân tích phương sai cho thấy sự khác biệt này mang tính bản chất, khi Ftính > F05 với mức ý nghĩa F.pr < 0,001.
Bảng xếp hạng 4.1 cho thấy các gia đình có sinh trưởng thể tích cao nhất là GĐ 35, GĐ 95, GĐ 92, GĐ 52 và GĐ 80 với thể tích trung bình lần lượt là 43,77dm³, 37,28dm³, 37,13dm³, 34,74dm³ và 33,00dm³ Trong tốp 10 gia đình có sinh trưởng bình quân hàng năm lớn nhất, 8 gia đình đạt sinh trưởng trên 8 dm³/năm, trong đó GĐ 35 nổi bật với ∆i = 11,23dm³/năm, vượt gấp 1,8 lần thể tích trung bình toàn vườn giống và 4 lần so với gia đình có sinh trưởng thấp nhất Ngược lại, các gia đình có sinh trưởng thể tích thấp như UU 20 (10,54dm³), GĐ 41 (11,34dm³) và GĐ 74 (14,46dm³) đều có sinh trưởng bình quân hàng năm dưới 4 dm³/năm Hệ số biến động cho thấy các gia đình có thể tích cao ít biến động hơn (V% = 5 - 6%), trong khi các gia đình có sinh trưởng thấp có hệ số biến động cao hơn (V% >10%), cho thấy mức phân hóa mạnh hơn trong các cá thể.
Theo bảng 4.1, thể tích trung bình của các gia đình có mối liên hệ chặt chẽ với đường kính hơn chiều cao Trong số 10 gia đình có thể tích cao nhất, có 8 gia đình có đường kính lớn, trong khi chỉ có 6 gia đình có chiều cao lớn Do đó, khi lựa chọn gia đình dựa trên chỉ tiêu thể tích, cũng có thể xem xét chỉ tiêu đường kính thân cây, đặc biệt khi chiều cao là chỉ tiêu sinh trưởng khó xác định.
Vườn giống Bạch đàn uro thế hệ 2 tại Đông Hà – Quảng Trị
Vườn giống thế hệ 2 tại Đông Hà – Quảng Trị, được thành lập từ 80 gia đình được tuyển chọn từ các nguồn giống như vườn giống Ba Vì và rừng giống Ba Vì, cùng với các cây lai trong loài Bạch đàn uro và dòng bạch đàn U6, PN14 Được xây dựng vào tháng 11 năm 2005, vườn giống này đã đạt 53 tháng tuổi tại thời điểm thu thập số liệu Mức độ phân hóa giữa các cá thể và gia đình trong vườn khá cao, cho thấy cần thiết phải đánh giá sinh trưởng và chất lượng để áp dụng các biện pháp nâng cao chất lượng giống.
Hình 4.7 Vườn giống Bạch đàn uro thế hệ 2 tại Đông Hà – Quảng Trị
4.2.1 Biến động về sinh trưởng
Các chỉ tiêu sinh trưởng của cây rừng nhằm mục tiêu lấy gỗ và nguyên liệu cho ngành chế biến gỗ là yếu tố quan trọng trong việc tuyển chọn giống cây lâm nghiệp Tại vườn giống Bạch đàn uro thế hệ 2 ở Ba Vì, cây Bạch đàn uro tại Đông Hà – Quảng Trị, 53 tháng tuổi, cho thấy sinh trưởng khá tốt.
Kết quả đánh giá sinh trưởng của các gia đình Bạch đàn uro tại vườn giống thế hệ 2 Đông Hà – Quảng Trị được thể hiện bảng 4.10
Kết quả xếp hạng các gia đình theo chỉ tiêu đường kính ngang ngực tại vườn giống Đông Hà cho thấy đường kính trung bình dao động từ 7,57 đến 12,07 cm Kiểm tra thống kê cho thấy có sự khác biệt đáng kể giữa các gia đình về sinh trưởng đường kính, với Ftính = 2,48 > F05 = 1,29 và mức ý nghĩa F.pr < 0,001, cho phép chúng ta xếp hạng các gia đình dựa trên chỉ tiêu này.
Theo bảng xếp hạng, gia đình 81 có trị số trung bình đường kính cao nhất với 12,07 cm, gấp 1,6 lần gia đình có đường kính trung bình thấp nhất và 1,2 lần đường kính trung bình toàn vườn giống Các gia đình GĐ 62, GĐ 69, GĐ 76, và GĐ 108 cũng có đường kính trung bình cao, gấp 1,5 lần gia đình có đường kính nhỏ nhất Có 15 gia đình có đường kính ngang ngực trên 11 cm, với mức tăng trưởng bình quân hàng năm đạt từ 2,50 – 2,70 cm/năm Ngược lại, dòng Bạch đàn U6 và PN14 có sinh trưởng đường kính chậm, lần lượt là 1,7 cm/năm và 1,92 cm/năm Trong tốp 10 gia đình đứng đầu, mức sinh trưởng đường kính bình quân năm đạt từ 2,5 – 2,7 cm/năm, cho thấy vườn giống tại Đông Hà sinh trưởng nhanh hơn so với vườn giống Ba Vì (2,0 – 2,4 cm/năm).
Bảng 4.10 Xếp hạng các gia đình tại vườn giống Đông Hà – Quảng Trị theo các chỉ tiêu sinh trưởng (trồng 11/2005, đo 4/2010)
GĐ TB V% ∆i GĐ TB V% ∆i GĐ TB V% ∆i
4.2.1.2 Chiều cao vút ngọn (H vn )
Kết quả tổng hợp chiều cao của các gia đình Bạch đàn uro tại vườn giống thế hệ 2 Đông Hà cho thấy GĐ 81 có sinh trưởng chiều cao bình quân lớn nhất, đạt 2,84m/năm Các gia đình xếp hạng tiếp theo lần lượt là GĐ 23, UU 18 và GĐ 69.
GĐ 78 với lượng tăng trưởng chiều cao bình quân năm là trên 2.75m/năm Các dòng U6, PN14 là các giống được công nhận tuy nhiên trong vườn giống thế hệ 2 tại Đông Hà lại có sinh trưởng chiều cao (2 - 2.2m/năm) chậm hơn các gia đình khác, cùng với đó còn có cây lai trong loài Bạch đàn uro như UU 15, các gia đình như GĐ 86, GĐ 30, GĐ 34 cũng có xếp hạng sinh trưởng chiều cao thấp
Nghiên cứu mối liên hệ giữa các gia đình về sinh trưởng chiều cao và đường kính của Bạch đàn uro tại vườn giống thế hệ 2 Đông Hà cho thấy GĐ 81 đạt sinh trưởng tốt nhất Trong top 10 gia đình có đường kính và chiều cao tốt nhất, có 2 gia đình lai (UU 16, UU 18) và 4 gia đình (GĐ 81, GĐ 69, GĐ 108, GĐ 95) thể hiện sự phát triển vượt trội Ngược lại, trong top 10 cây sinh trưởng kém nhất về chiều cao và đường kính, có 4 gia đình (GĐ 82, GĐ 34, GĐ 25, GĐ 56), 2 dòng vô tính (PN14, U6) và 1 gia đình lai (UU 15) cho thấy sự phát triển không đạt yêu cầu.
Thể tích thân cây là chỉ tiêu quan trọng trong việc đánh giá sự sinh trưởng của cây rừng, đặc biệt là trong chọn giống cho cây lấy gỗ, nguyên liệu giấy và sợi Việc lựa chọn giống cây lâm nghiệp có sinh trưởng thể tích cao là rất cần thiết để đạt được sản lượng gỗ tối ưu, đặc biệt đối với các loài cây trồng phổ biến như Bạch đàn và Keo.
Kết quả nghiên cứu về sinh trưởng thể tích của các gia đình Bạch đàn uro tại vườn giống thế hệ 2 Đông Hà cho thấy sinh trưởng trung bình đạt 48,75 dm³, với mức tăng trưởng bình quân hàng năm là 11,04 dm³/năm Phân tích phương sai chỉ ra sự khác biệt rõ rệt về sinh trưởng thể tích giữa các gia đình.
Gia đình có sinh trưởng trung bình về thể tích cao nhất là GĐ 81 với thể tích trung bình 77,05 dm³ và lượng tăng trưởng hàng năm 17,45 dm³/năm, gấp 1,58 lần sinh trưởng thể tích trung bình toàn vườn giống và gấp 3,36 lần gia đình có sinh trưởng thấp nhất Các gia đình tiếp theo có thể tích cao là GĐ 69 (73,35 dm³), GĐ 108 (68,25 dm³), GĐ 62 (67,17 dm³), và GĐ 95 (66,31 dm³) Ở cuối bảng xếp hạng là dòng U6 (22,89 dm³) với lượng tăng trưởng hàng năm 5,18 dm³/năm, cùng với dòng PN14 (7,05 dm³/năm) và gia đình lai UU 15 (6,92 dm³/năm) có sinh trưởng thể tích thấp, bên cạnh đó là GĐ 56 (6,94 dm³/năm), GĐ 64 (7,92 dm³/năm), và GĐ 34 (8,01 dm³/năm).
Kết quả phân tích hệ số biến động (V%) cho thấy các gia đình có sinh trưởng thể tích cao có biến động thấp hơn so với các gia đình sinh trưởng thể tích thấp Cụ thể, 10 gia đình có sinh trưởng thể tích cao nhất có V% < 5%, trong khi 10 gia đình có thể tích thấp nhất có V% > 6,5% Điều này cho thấy rằng các cá thể trong gia đình sinh trưởng thể tích cao đồng đều hơn, trong khi các cá thể ở gia đình có thể tích thấp có sai lệch lớn hơn Đánh giá sinh trưởng theo đường kính, chiều cao và thể tích của vườn giống thế hệ 2 Đông Hà cho thấy các dòng vô tính PN14 và U6 có sinh trưởng thấp hơn so với các gia đình được tuyển chọn, và một số gia đình lai trong loài có mức sinh trưởng trung bình Như vậy, hai dòng vô tính này kém thích hợp hơn so với các gia đình đã được tuyển chọn.
So sánh sinh trưởng giữa hai vườn giống thế hệ 2 tại Ba Vì và Đông Hà cho thấy Bạch đàn uro tại Đông Hà phát triển nhanh hơn so với Ba Vì, mặc dù các gia đình tham gia ở hai vườn giống tương đối giống nhau Đặc biệt, thứ tự xếp hạng sinh trưởng của các gia đình ở hai vườn giống này cũng có sự khác biệt rõ rệt.
4.2.1.4 Tỷ lệ sống và tỷ lệ cây dị dạng
Tỷ lệ sống của các gia đình vườn giống thế hệ 2 Đông Hà thể hiện bảng 4.11
Bảng 4.11 Xếp hạng các gia đình Bạch đàn uro vườn giống thế hệ 2 Đông Hà – Quảng Trị theo tỷ lệ sống và tỷ lệ cây dị dạng
Xếp hạng các gia đình theo tỷ lệ cây sống
Xếp hạng gia đình theo tỷ lệ cây dị dạng
Theo bảng 4.11, tỷ lệ sống trung bình toàn vườn giống chỉ đạt 56,95%, với sự chênh lệch rõ rệt giữa các gia đình Cụ thể, các gia đình GĐ 71, GĐ 30, GĐ 95 và GĐ 25 có tỷ lệ sống thấp nhất, chỉ 34,38% Ngược lại, gia đình GĐ 63 đạt tỷ lệ sống cao nhất với 81,25%, tiếp theo là GĐ 82 và UU 14, đều có tỷ lệ sống 75%.
GĐ 89 (75%) Kết quả kiểm tra sự khác nhau về tỷ lệ sống giữa các gia đình cho thấy có sự khác nhau rõ rệt về tỷ lệ sống giữa các gia đình Tuy nhiên khi so sánh xếp hạng các gia đình về tỷ lệ sống và các chỉ tiêu sinh trưởng cho thấy các gia đình có sinh trưởng tốt thường tỷ lệ sống thấp (như gia đình có sinh trưởng tốt GĐ 81 với tỷ lệ sống là 37,5%, một số gia đình sinh trưởng kém nhưng lại có tỷ lệ sống khá cao (gia đình 63 có tỷ lệ sống 81,25%) Kết hợp nghiên cứu kết quả tỷ lệ sống của vườn giống các năm trước đó cho thấy tỷ lệ sống của các gia đình có sự thay đổi lớn Nguyên nhân sự khác biệt này là do thời tiết tại khu vực nghiên cứu diễn biến khá phức tạp, bất thường nhiều gió bão gây gẫy đổ cây, đặc biệt là cơn bão số 9 vào tháng 9 năm 2009 đã gây gẫy đổ nhiều cá thể
Tại vườn giống Đông Hà 53 tháng tuổi, tỷ lệ cây dị dạng được đánh giá theo phương pháp mục trắc cho thấy không có sự khác biệt giữa các gia đình, với mức ý nghĩa F.pr = 0,25 > 0,05.
Quan hệ tương tác di truyền –hoàn cảnh và đề xuất biện pháp tỉa thưa hai vườn giống
4.3.1 Sinh trưởng và một số chỉ tiêu chất lượng tại 2 vườn giống
Kết quả sinh trưởng trung bình của hai vườn giống Bạch đàn uro thế hệ 2 tại Ba Vì và Đông Hà được trình bày trong bảng 4.19, cho thấy các chỉ tiêu chọn lọc rõ ràng.
Bảng 4.19 Đánh giá sinh trưởng và chất lượng bình quân chung của 2 vườn giống thế hệ hai
Chỉ tiêu Trung bình Phạm vi biến động giữa các gia đình L.s.d Giá trị F
Vườn giống Bạch đàn uro thế hệ 2 Ba Vì – Hà Nội (48 tháng tuổi)
Tỷ lệ cây thụ phấn cận huyết 7,94 %
Vườn giống Bạch đàn uro thế hệ 2 Đông Hà – Quảng Trị (53 tháng tuổi)
Tỷ lệ cây thụ phấn cận huyết 4,32 %
Các gia đình trong vườn giống sinh trưởng tốt với các chỉ tiêu đánh giá không có sự chênh lệch lớn Kiểm tra thống kê cho thấy sự khác biệt rõ rệt về chỉ tiêu sinh trưởng, chất lượng thân cây và tỷ trọng gỗ giữa các gia đình Sinh trưởng trung bình tại vườn giống Đông Hà cao hơn so với vườn giống Ba Vì, với bình quân sinh trưởng thể tích hàng năm tại Đông Hà tốt hơn.
Hà có tỷ lệ tăng trưởng gỗ là 11,04 dm³/cây/năm, trong khi Ba Vì chỉ đạt 5,98 dm³/cây/năm Chỉ số pilodyn cũng cho thấy rằng tỷ trọng gỗ trung bình của vườn giống Đông Hà thấp hơn so với vườn giống khác.
Vườn giống Ba Vì cho thấy sự sinh trưởng đồng đều của các gia đình, nhờ vào quá trình chọn lọc các cây trội từ vườn giống và rừng giống Bạch đàn uro thế hệ Các chỉ tiêu phản ánh chất lượng sinh trưởng khẳng định hiệu quả của công tác này.
1 tại Ba Vì (Hà Tây cũ) và Vạn Xuân (Phú Thọ)
Tại thời điểm điều tra, tỷ lệ sống của các vườn giống đã có sự thay đổi đáng kể, với 73,35% tại vườn giống Ba Vì và 56,95% tại Đông Hà Tuy nhiên, tỷ lệ này chưa phản ánh chính xác do ảnh hưởng của nhiều yếu tố trong quá trình điều tra.
Theo điều tra, tỷ lệ thụ phấn cận huyết ở vườn giống Đông Hà là 4,32%, trong khi ở vườn giống Ba Vì là 7,94% Những cây dị dạng này cần được loại bỏ để bảo vệ sự sinh trưởng của toàn bộ vườn giống.
Sinh trưởng chung của hai vườn giống thế hệ 2 cho thấy kết quả khả quan, trong đó sinh trưởng của Bạch đàn uro tại Đông Hà tốt hơn so với Ba Vì Tuy nhiên, khu vực Đông Hà gặp phải nhiều điều kiện thời tiết bất thường, dẫn đến tỷ lệ sống thấp hơn.
4.3.2 Quan hệ tương tác di truyền – hoàn cảnh của Bạch đàn uro
Chọn lọc tự nhiên đã giúp cây rừng phát triển tính thích ứng với các điều kiện địa lý - sinh thái, tạo ra sự đa dạng di truyền phong phú về hình thái, sinh trưởng và khả năng chịu đựng Những loài có phạm vi phân bố rộng thường có nhiều biến dị di truyền, từ đó tăng khả năng lựa chọn biến dị phù hợp cho mục tiêu chọn giống Điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng không chỉ ở cấp loài mà còn ở các đơn vị phân loài như xuất xứ, gia đình và cá thể, dẫn đến phản ứng khác nhau với môi trường Mỗi kiểu gen chỉ phù hợp với một hoàn cảnh sống nhất định, do đó, việc đánh giá tương tác giữa kiểu gen và hoàn cảnh là rất quan trọng trong nghiên cứu cải thiện giống cây rừng, nhằm quy hoạch các vườn cây giống thích hợp cho từng khu vực Phân tích tương tác này là cần thiết để tìm ra giải pháp tối ưu cho việc phát triển giống cây rừng.
Hoàn cảnh sống tại hai lập địa Ba Vì (Hà Nội) và Đông Hà (Quảng Trị) khác biệt về tính chất đất và khí hậu Tại hai vườn giống thế hệ 2, có 66 gia đình chung ở cả hai vườn, chiếm 82% tổng số gia đình tại mỗi vườn Điều này tạo điều kiện thuận lợi để đánh giá hiệu quả tương tác di truyền và hoàn cảnh sống của các gia đình Bạch đàn uro trong hai vườn giống.
Nghiên cứu về hiệu quả tương tác di truyền với hoàn cảnh sống của gia đình Bạch đàn uro được tiến hành tại hai vườn giống thế hệ 2 ở Ba Vì (Hà Nội) và Đông Hà (Quảng Trị), như thể hiện trong bảng 4.20.
Kết quả phân tích phương sai cho thấy có sự tương tác rõ rệt giữa các gia đình và hoàn cảnh sống, với các chỉ tiêu sinh trưởng như đường kính thân cây, chiều cao vút ngọn và thể tích thân cây có ý nghĩa thống kê F.pr < 0,001 Ngoài ra, chiều cao dưới cành và sức khỏe của cây cũng khác biệt ở hai dạng lập địa Phân tích này chỉ ra rằng các gia đình giống nhau phản ứng khác nhau với điều kiện lập địa tại hai khu vực nghiên cứu là Ba Vì (Hà Nội) và Đông Hà (Quảng Trị) dựa trên các chỉ tiêu sinh trưởng và sức khỏe.
Bảng 4.20 trình bày kết quả phân tích phương sai nhằm đánh giá mối quan hệ tương tác giữa di truyền và hoàn cảnh tại vườn giống Bạch đàn uro thế hệ 2 ở Ba Vì và Đông Hà.
Chỉ tiêu Nguồn biến động Bậc tự do
Lập địa*Gia đình 65 109.79 1.69 2.15 0,05) Điều này cho thấy tỷ trọng gỗ ít bị ảnh hưởng bởi hoàn cảnh sống hơn so với các tính trạng sinh trưởng, do đó giống có tỷ trọng gỗ cao sẽ thể hiện giống nhau Hơn nữa, các chỉ tiêu đánh giá chất lượng thân cây như độ thẳng thân, độ nhỏ cành, và phát triển ngọn cũng không có sự khác biệt rõ rệt giữa hai vùng lập địa (F.pr = 0,05 với Đtt, Ptn và F.pr = 0,035 với Đnc) Các tính trạng ít phản ứng với điều kiện sống sẽ không được chú ý nhiều khi lựa chọn giống cho các vùng sinh thái khác nhau.
Nghiên cứu cho thấy rằng các gia đình Bạch đàn uro sinh trưởng tốt tại Ba Vì không nhất thiết đạt hiệu quả tương tự tại Đông Hà Kết quả này chỉ ra rằng hiệu quả tương tác giữa kiểu gen và hoàn cảnh sống là khác nhau ở hai vùng, do đó, phương pháp chọn giống không thể áp dụng đồng nhất cho cả hai khu vực Mỗi vùng sẽ có giống cây thể hiện tốt nhất bản chất di truyền của chúng Do đó, hoạt động cải thiện giống cần được thực hiện riêng biệt cho từng vùng, xây dựng quần thể chọn giống khác nhau tại Ba Vì và Đông Hà.
4.3.3 Đề xuất biện pháp tỉa thưa vườn giống
Tỉa thưa là biện pháp thiết yếu trong quản lý và xây dựng rừng giống, vườn giống Có hai phương thức tỉa thưa chính: tỉa thưa theo kiểu hình (cơ giới) và tỉa thưa theo kiểu gen (di truyền) Trong quá trình này, các cây có sức sinh trưởng tốt và chất lượng cao sẽ được giữ lại, trong khi những cây kém chất lượng sẽ bị loại bỏ Điều này giúp vườn giống cung cấp hạt giống có chất lượng di truyền cao, đồng thời tạo ra không gian dinh dưỡng thuận lợi cho các cây còn lại phát triển và sai quả.